(57)【要約】  光学素子は、入射した光を波長に応じて分離可能な分離部を備える。分離部は、第１の波長帯域で入射した光を反射し、第２の波長帯域で入射した光を透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。
2014013912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光を波長に応じて分離可能な分離部を備え、
前記分離部は、第１の波長帯域で入射した光を反射し、第２の波長帯域で入射した光を透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記分離部は、前記第３の波長帯域で入射した光を少なくとも透過光と反射光とに分離する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の波長帯域は励起光の波長帯域であり、前記第２の波長帯域は蛍光の波長帯域である、
又は、前記第１の波長帯域は蛍光の波長帯域であり、前記第２の波長帯域は励起光の波長帯域である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記分離部は、第４の波長帯域で入射した光を反射させ、第５の波長帯域で入射した光を透過させる光学特性を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは連続している波長帯域である
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１の波長帯域で入射する光と、前記第２の波長帯域で入射する光とのうち、小さい波長帯域で入射する第１の光は先に前記分離部に入射する光であり、
前記第１の波長帯域で入射する光と、前記第２の波長帯域で入射する光とのうち、大きい波長帯域で入射する第２の光は、前記第１の光が前記分離部から出射した後に前記分離部に入射する光である
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記分離部は、前記光学特性を有する多層膜を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記分離部は、少なくとも第１面と第２面とを有し、
前記第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、前記第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜と、によって前記光学特性が構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
入射した光を波長に応じて分離可能な分離部を備え、
前記分離部は、第１の波長帯域で入射した光を非透過とし、第２の波長帯域で入射した光を全透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過させる光学特性を備える
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の光学素子を備える光学装置。
【請求項１１】
前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とのうちの一方の光と、前記第３の波長帯域の光とを選択的に前記分離部に入射可能とする第１波長選択部を備える請求項１０記載の光学装置。
【請求項１２】
前記分離部に入射した後に前記分離部を介して出射する、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とのうちの一方の光と、前記第３の波長帯域の光とを選択的に透過可能とする第２波長選択部を備える請求項１０又は１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２の何れか一項に記載の光学装置と、
前記光学素子を介して被照射体を照明する光を射出する光源装置と、
前記被照射体を照明し前記光学素子を介した光を受光するセンサと、
を備える計測装置。
【請求項１４】
前記光源装置は、前記被照射体から蛍光を発生させる励起光と、前記被照射体を観察する照明光とを射出可能である
ことを特徴とする請求項１３に記載の計測装置。
【請求項１５】
前記光源装置は、互いに波長帯域の異なる励起光と照明光とを射出可能である
ことを特徴とする請求項１３に記載の計測装置。
【請求項１６】
前記励起光における前記光源装置から前記被照射体までの光路及び前記励起光の照射で発生した蛍光における前記被照射体から前記センサまでの光路と、前記照明光における前記光源装置から前記センサまでの光路と、は同一である
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の計測装置。
【請求項１７】
前記第１〜第３の波長帯域とは異なる第６の波長帯域の検出光を用い、前記光学素子を介して前記被照射体の位置に関する情報を検出する検出装置を備える
ことを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項１８】
前記光学素子は、前記第６の波長帯域で入射した光を透過する光学特性を更に備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の計測装置。
【請求項１９】
入射する光を波長に応じて分離可能な第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を選択的に切り替える切替部とを備え、
前記第１光学素子は、第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第１分離部を備え、
前記第２光学素子は、第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、前記第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第２分離部を備える、光学装置。
【請求項２０】
少なくとも前記第１光学素子及び前記第２光学素子を有する光学系を備え、
前記切替部は、前記第１光学素子及び前記第２光学素子のいずれか一方を前記光学系の光路に配置させる
請求項１９に記載の光学装置。
【請求項２１】
前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域であり、
前記第４の波長帯域と前記第５の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域である
請求項１９又は請求項２０に記載の光学装置。
【請求項２２】
前記第１分離部は、第７の波長帯域の光と第８の波長帯域の光との一方を反射させ、前記第７の波長帯域の光と前記第８の波長帯域の光との他方を透過させる光学特性を備える
請求項１９から請求項２１のうち何れか一項に記載の光学装置。
【請求項２３】
前記第７の波長帯域と前記第８の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域である
請求項２２に記載の光学装置。
【請求項２４】
前記第４の波長帯域及び前記第５の波長帯域のうち少なくとも一方は、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域、又は、前記第７の波長帯域及び前記第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域、である請求項２２又は請求項２３に記載の光学装置。
【請求項２５】
前記第４の波長帯域又は前記第５の波長帯域は、前記第１の波長帯域又は前記第２の波長帯域と、前記第７の波長帯域又は前記第８の波長帯域との間の波長帯域である請求項２２又は請求項２３に記載の光学装置。
【請求項２６】
前記第２分離部は、第９の波長帯域の光と第１０の波長帯域の光との一方を反射させ、前記第９の波長帯域の光と前記第１０の波長帯域の光との他方を透過させる光学特性を備える
請求項２２から請求項２５の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項２７】
前記第９の波長帯域及び前記第１０の波長帯域のうちの少なくとも一部は、前記第７の波長帯域及び前記第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域である請求項２６に記載の光学装置。
【請求項２８】
前記第１分離部と前記第２分離部との少なくとも一つは、それぞれの前記光学特性を有する多層膜を備える
請求項１９から請求項２７の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項２９】
前記第１分離部と前記第２分離部との少なくとも一つは、少なくとも第１面と第２面とを有し、
前記第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、前記第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜と、によって前記光学特性が構成されている
ことを特徴とする請求項１９から請求項２８の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項３０】
前記第１光学素子は、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とのうちの一方の光と、前記第３の波長帯域の光とを選択的に前記第１分離部に入射可能とする第１波長選択部を備え、
前記第２光学素子は、前記第４の波長帯域の光と前記第５の波長帯域の光とのうちの一方の光と、前記第６の波長帯域の光とを選択的に前記第２分離部に入射可能とする第２波長選択部を備える請求項１９から請求項２９の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項３１】
前記第１から第６の波長帯域の光が入射可能な光路に配置される対物レンズを備える
請求項１９から請求項３０の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項３２】
請求項１９から請求項３１の何れか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置を介して被照射体を照明する光を射出する光源部と、
前記被照射体を介した光を受光するセンサと、
を備える計測装置。
【請求項３３】
前記第１光学素子と前記第２光学素子との切り替えによって生じる前記センサの受光結果の誤差を補正する補正部を備える請求項３２に記載の計測装置。
【請求項３４】
前記光源部は、前記被照射体から蛍光を発生させる励起光と、前記被照射体を観察する照明光とを射出可能である
請求項３１から請求項３３の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項３５】
前記第１〜第６の波長帯域とは異なる第１１の波長帯域の検出光を用い、前記光学素子を介して前記被照射体の位置に関する情報を検出する検出部を備える
請求項３１から請求項３４の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項３６】
前記第３の波長帯域と前記第６の波長帯域との少なくとも一方と同一の波長帯域の検出光を用い、前記光学素子を介して前記被照射体の位置に関する情報を検出する検出部を備える
請求項３１から請求項３４の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項３７】
入射する光を波長に応じて分離可能な第１光学素子、第２光学素子及び第３光学素子を備え、
前記第１光学素子は、第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第１分離部を備え、
前記第２光学素子は、第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、前記第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第２分離部を備え、
前記第３光学素子は、前記第１の波長帯域の光の少なくとも一部と前記第２の波長帯域の光の少なくとも一部とを反射させ、前記第４の波長帯域の光の少なくとも一部と前記第５の波長帯域の光の少なくとも一部とを透過させる光学特性を備える第３分離部を備える光学装置。
【請求項３８】
前記第３分離部は、前記第３の波長帯域の光又は前記第６の波長帯域の光の少なくとも一部を反射する光学特性を備える請求項３７に記載の光学装置。
【請求項３９】
前記第３分離部は、前記第１〜第６の波長帯域で入射する光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える請求項３７又は請求項３８に記載の光学装置。
【請求項４０】
前記第１から第６の波長帯域の光が入射可能な光路に配置される対物レンズを備え、
前記第３光学素子は、前記第１光学素子と前記対物レンズとの間の光路、及び前記第２光学素子と前記対物レンズとの間の光路に配置される
請求項３７から請求項３９の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４１】
前記第３光学素子は、前記第１の波長帯域で入射する光と前記第２の波長帯域で入射する光とのうちいずれか一方の光を前記第１分離部に入射させ、前記第４の波長帯域で入射する光と前記第５の波長帯域で入射する光とのうちいずれか一方の光を前記第２分離部に入射させる、請求項３７から請求項４０の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４２】
前記第３の波長帯域の光と前記第６の波長帯域の光との少なくとも一方は、前記第１の波長帯域の光、前記第２の波長帯域の光、前記第４の波長帯域の光、前記第５の波長帯域の光のいずれかと同一波長の光である請求項３７から請求項４１の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４３】
前記第３の波長帯域の光と前記第６の波長帯域の光とは、同一波長の光である請求項３７から請求項４２の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４４】
前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは連続している波長帯域であり、
前記第４の波長帯域と前記第５の波長帯域とは連続している波長帯域である
請求項３７から請求項４３の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４５】
前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域であり、
前記第４の波長帯域と前記第５の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域である
請求項４４に記載の光学装置。
【請求項４６】
前記第１分離部は、第７の波長帯域で入射する光と第８の波長帯域で入射する光との一方を反射させ、第７の波長帯域で入射する光と第８の波長帯域で入射する光との他方を透過させる光学特性を備える、請求項３７から請求項４５の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項４７】
前記第７の波長帯域と前記第８の波長帯域とのうち、一方の波長帯域は励起光の波長帯域であり、他方の波長帯域は蛍光の波長帯域である
請求項４６に記載の光学装置。
【請求項４８】
前記第４の波長帯域及び前記第５の波長帯域のうち少なくとも一方は、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域、又は、前記第７の波長帯域及び第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域、である請求項４６又は請求項４７に記載の光学装置。
【請求項４９】
前記第４の波長帯域又は前記第５の波長帯域は、前記第１の波長帯域又は前記第２の波長帯域と、前記第７の波長帯域又は前記第８の波長帯域との間の波長帯域である請求項４６又は請求項４７に記載の光学装置。
【請求項５０】
前記第２分離部は、第９の波長帯域で入射する光と第１０の波長帯域で入射する光との一方を反射させ、第９の波長帯域で入射する光と第１０の波長帯域で入射する光との他方を透過させる光学特性を備える
請求項４６から請求項４９の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項５１】
前記第９の波長帯域及び前記第１０の波長帯域のうちの少なくとも一部は、前記第７の波長帯域及び前記第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域である請求項５０に記載の光学装置。
【請求項５２】
前記第１分離部、前記第２分離部、前記第３分離部の少なくとも一つは、それぞれの前記光学特性を有する多層膜を備える
ことを特徴とする請求項３７から請求項５１の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項５３】
第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を有する第１光学素子と、前記第１から第３の波長帯域の光が入射する対物レンズと、を備える第１の光学系と、
第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、前記第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を有する第２光学素子と、前記第４及び第５の波長帯域の光が入射し、前記第３又は第６の波長帯域の光が入射する前記対物レンズと、を備える第２の光学系と、
前記第１から第６の波長帯域の光が入射可能な光路に配置され、前記第１の波長帯域の光の少なくとも一部と前記第２の波長帯域の光の少なくとも一部とを反射させ、前記第４の波長帯域の光の少なくとも一部と前記第５の波長帯域の光の少なくとも一部とを透過させる光学特性を有する第３光学素子と、
を備える光学装置。
【請求項５４】
前記第３光学素子は、前記第１光学素子と前記対物レンズとの間の光路、及び前記第２光学素子と前記対物レンズとの間の光路に配置される
請求項５３に記載の光学装置。
【請求項５５】
請求項３７から請求項５４の何れか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置を介して被照射体を照明する光を射出する光源部と、
前記被照射体を介した光を受光するセンサと、
を備える計測装置。
【請求項５６】
前記センサは、前記第１光学素子を介した光を受光する第１センサと、前記第２光学素子を介した光を受光する第２センサとを備える請求項５５に記載の計測装置。
【請求項５７】
前記第１光学素子を介して入射した光と前記第２光学素子を介して入射した光との一方を透過して前記センサに入射させ、前記第１光学素子を介して入射した光と前記第２光学素子を介して入射した光との他方を反射して前記センサに入射させる光学特性を有する第４光学素子を備える請求項５５に記載の計測装置。
【請求項５８】
前記第３の波長帯域の光及び前記第６の波長帯域の光に基づいて、前記センサの受光結果を補正する補正部を備える請求項５５から請求項５７の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項５９】
前記第３の波長帯域と前記第６の波長帯域との少なくとも一方と同一の波長帯域の検出光を用い、前記光学素子を介して前記被照射体の位置に関する情報を検出する検出部を備える
請求項５５から請求項５８の何れか一項に記載の計測装置。
【請求項６０】
第１の波長帯域の光を反射し、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる第１多層膜と、
第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射させる第２多層膜と、を備え、
前記第１多層膜と前記第２多層膜とが層状に構成されている、
光学素子。
【請求項６１】
第１面と、前記第１面とは異なる第２面と、を備え、
前記第１多層膜は前記第１面に形成されており、前記第２多層膜は前記第２面に形成されている、
請求項６０に記載の光学素子。
【請求項６２】
前記第２多層膜は、前記第１の波長帯域の光を反射又は透過させ、前記第２の波長帯域の光を透過させる第４の波長帯域を有する、
請求項６０又は６１に記載の光学素子。
【請求項６３】
前記第１の波長帯域又は前記第２の波長帯域は、蛍光の波長帯域であり、
前記第２多層膜は、前記第３の波長帯域と前記第４の波長帯域とを連続させる第５の波長帯域を有し、
前記第５の波長帯域において前記第３の波長帯域の透過率と前記第４の波長帯域の透過率との間の透過率に対応する波長は、前記蛍光の波長帯域とは異なる波長である、
請求項６２に記載の光学素子。
【請求項６４】
前記第２多層膜の前記第３の波長帯域のうち少なくとも一部は、前記第１多層膜の前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域とは異なる波長帯域を有する、
請求項６０から６３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６５】
前記第１多層膜は、前記第３の波長帯域の光を透過させる、
請求項６０から６４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６６】
前記第３の波長帯域の光の反射率は前記第１の波長帯域の光の反射率より低く、前記第３の波長帯域の光の透過率は前記第２の波長帯域の光の透過率より低い、
請求項６０から６５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６７】
前記第３の波長帯域において、被照射体を観察する照明光の透過率は３０％〜７０％である、
請求項６０から６６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６８】
被照射体に照射される第１励起光を反射し前記第１励起光の照射によって生じる第１蛍光を透過させる、又は前記第１励起光を透過し前記第１蛍光を反射させる第１の分光特性を有する第１多層膜と、
前記被照射体を観察する照明光を部分透過及び部分反射する第２多層膜と、
を備える、光学素子。
【請求項６９】
前記第１多層膜は、前記被照射体に照射される第２励起光を反射し前記第２励起光の照射によって生じる第２蛍光を透過させる、又は前記第２励起光を透過し前記第２蛍光を反射させる第２の分光特性を有する、
請求項６８に記載の光学素子。
【請求項７０】
前記第２多層膜は、前記第１励起光及び前記第１蛍光を透過させる、
請求項６８又は６９に記載の光学素子。
【請求項７１】
第１面及び前記第１面とは異なる第２面を有する基板と、
前記第１面に形成され、第１入射光を透過させる第１の透過波長帯域、第２入射光を透過させる第２の透過波長帯域及び第３入射光を反射させる反射波長帯域を有する第１多層膜と、
前記第２面に形成され、前記第１入射光を透過光と反射光とに分離する第２多層膜と、
を備える、光学素子。
【請求項７２】
前記第２多層膜は、前記第２入射光及び前記第３入射光を透過させる波長帯域を有する、
請求項７１に記載の光学素子。
【請求項７３】
前記第１多層膜は、複数の前記透過波長帯域を有する、
請求項７１又は７２に記載の光学素子。
【請求項７４】
請求項６０から７３のいずれか一項に記載の光学素子を備えた光学装置。
【請求項７５】
被照射体を観察する照明光、前記被照射体に照射される励起光及び前記励起光の照射によって生じる蛍光が通過する光路と、
前記光路に配置され、前記励起光を反射して前記蛍光を透過する又は前記励起光を透過して前記蛍光を反射する第１多層膜と、前記照明光を透過光及び反射光に分離する第２多層膜と、を有する光学素子と、
を備える光学装置。
【請求項７６】
前記光学素子は、前記第１多層膜と前記第２多層膜とが層状に構成されている、
請求項７５に記載の光学装置。
【請求項７７】
請求項７４から７６のいずれか一項に記載の光学装置と、
光源装置と、
受光センサと、
を備える計測装置。
【請求項７８】
バイオアッセイ装置と、
請求項７７に記載の計測装置と、
を備えるスクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、光学装置、計測装置、及びスクリーニング装置に関する。
本願は、２０１２年７月１９日に出願された特願２０１２−１６０８５４号、２０１２年１２月２８日に出願された特願２０１２−２８７６３７号、２０１２年１２月２８日に出願された特願２０１２−２８７９４２号、２０１３年３月１５日に出願された特願２０１３−５３３２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一つの試料に対して明視野観察と蛍光観察とを時系列で行う計測装置が知られている。
この計測装置においては、明視野観察用の光を第１光路で導光して試料を照明して、試料の像を撮像装置で撮像し、蛍光観察用の励起光を第２光路で導光して試料を照明し、試料で生じた蛍光を同じ撮像装置で撮像している。そして、この計測装置は、フィルターターレットを操作して、第１光路と第２光路とが重複する位置において蛍光キューブの非配置と配置を切り替えることにより、明視野観察と蛍光観察とを切り替えている。
また、特許文献１の計測装置では、所定波長の光を透過させる励起フィルタを備えるミラーユニットが円周方向に沿って配置されたターレットを回転させ、所望波長の光を透過させる励起フィルタを備えるミラーユニットを照明光の光路に位置決めすることで、計測に用いる光を切り替える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０９０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
例えば、試料に複数の計測対象がアレイ状に配置されていて、明視野観察での撮像結果と蛍光観察での撮像結果とを比較することで蛍光が発生した計測対象を計測する場合、試料における撮像領域が両方の撮像結果で対応している必要がある。ところが、上記の従来技術では、明視野観察と蛍光観察とを切り替える際に、ターレットの回転及びターレットの回転方向の位置決めが必要になるため、蛍光キューブあるいはミラーユニットの配置誤差や動作誤差等により、試料における撮像領域が両方の撮像結果で対応せずに計測精度が低下する可能性がある。
特に、視野の大きさの関係で、撮像領域における計測対象が全計測対象の一部である場合には、両方の撮像結果の間で試料における撮像領域の対応（例、位置）が厳しく求められる。例えば、上記両方の撮像結果の間で試料における撮像領域の対応がほとんどずれていない、又は完全に一致する、ことが求められる。【０００５】
本発明の態様は、計測精度の低下を低減することが可能な光学素子、光学装置、計測装置、及びスクリーニング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に従えば、入射した光を波長に応じて分離可能な分離部を備え、分離部は、第１の波長帯域で入射した光を反射し、第２の波長帯域で入射した光を透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える光学素子が提供される。【０００７】
本発明の他の態様に従えば、入射した光を波長に応じて分離可能な分離部を備え、分離部は、第１の波長帯域で入射した光を非透過とし、第２の波長帯域で入射した光を全透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過させる光学特性を備える光学素子が提供される。【０００８】
本発明の他の態様に従えば、上記の光学素子を備える光学装置が提供される。【０００９】
本発明の他の態様に従えば、上記の光学装置と、光学素子を介して被照射体を照明する光を射出する光源装置と、被照射体を照明し光学素子を介した光を受光するセンサと、を備える計測装置が提供される。【００１０】
本発明の他の態様に従えば、入射する光を波長に応じて分離可能な第１光学素子及び第２光学素子と、第１光学素子及び第２光学素子を選択的に切り替える切替部とを備え、第１光学素子は、第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域での光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第１分離部を備え、第２光学素子は、第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第２分離部を備える、光学装置が提供される。【００１１】
本発明の他の態様に従えば、上記の光学装置と、光学装置を介して被照射体を照明する光を射出する光源装置と、被照射体を介した光を受光するセンサと、を備える計測装置が提供される。【００１２】
本発明の他の態様に従えば、入射する光を波長に応じて分離可能な第１光学素子、第２光学素子及び第３光学素子を備え、第１光学素子は、第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第１分離部を備え、第２光学素子は、第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える第２分離部を備え、第３光学素子は、第１の波長帯域の光の少なくとも一部と第２の波長帯域の光の少なくとも一部とを反射させ、第４の波長帯域の光の少なくとも一部と第５の波長帯域の光の少なくとも一部とを透過させる光学特性を備える第３分離部を備える光学装置が提供される。【００１３】
本発明の他の態様に従えば、第１の波長帯域の光を反射し、第２の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を有する第１光学素子と、第１から第３の波長帯域の光が入射する対物レンズと、を備える第１の光学系と、第４の波長帯域の光を反射し、第５の波長帯域の光を透過させ、第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を有する第２光学素子と、第４及び第５の波長帯域の光が入射し、第３又は第６の波長帯域の光が入射する対物レンズと、を備える第２の光学系と、第１から第６の波長帯域の光が入射可能な光路に配置され、第１の波長帯域の光の少なくとも一部と第２の波長帯域の光の少なくとも一部とを反射させ、第４の波長帯域の光の少なくとも一部と第５の波長帯域の光の少なくとも一部とを透過させる光学特性を有する第３光学素子と、を備える光学装置が提供される。【００１４】
本発明の他の態様に従えば、上記の光学装置と、光学装置を介して被照射体を照明する光を射出する光源装置と、被照射体を介した光を受光するセンサと、を備える計測装置が提供される。【００１５】
本発明の他の態様に従えば、第１の波長帯域の光を反射し、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる第１多層膜と、第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射させる第２多層膜と、を備え、前記第１多層膜と前記第２多層膜とが層状に構成されている、光学素子が提供される。【００１６】
本発明の他の態様に従えば、被照射体に照射される第１励起光を反射し前記第１励起光の照射によって生じる第１蛍光を透過させる、又は前記第１励起光を透過し前記第２蛍光を反射させる第１の分光特性を有する第１多層膜と、前記被照射体を観察する照明光を部分透過及び部分反射する第２多層膜と、を備える、光学素子が提供される。【００１７】
本発明の他の態様に従えば、第１面及び前記第１面とは異なる第２面を有する基板と、前記第１面に形成され、第１入射光を透過させる第１の透過波長帯域、第２入射光を透過させる第２の透過波長帯域及び第３入射光を反射させる反射波長帯域を有する第１多層膜と、前記第２面に形成され、前記第１入射光を透過光と反射光とに分離する第２多層膜と、を備える、光学素子が提供される。【００１８】
本発明の他の態様に従えば、被照射体を観察する照明光、前記被照射体に照射される励起光及び前記励起光の照射によって生じる蛍光が通過する光路と、前記光路に配置され、前記励起光を反射して前記蛍光を透過する又は前記励起光を透過して前記蛍光を反射する第１多層膜と、前記照明光を透過光及び反射光に分離する第２多層膜と、を有する光学素子と、を備える光学装置が提供される。【００１９】
本発明の他の態様に従えば、上記の光学素子を備える、光学装置が提供される。
本発明の他の態様に従えば、上記の光学装置と、光源装置と、受光センサと、を備える、計測装置が提供される。
本発明の他の態様に従えば、バイオアッセイ装置と、上記の計測装置と、を備える、スクリーニング装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の態様によれば、被照射体の計測に係る計測精度の低下を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係る計測装置本体の構成を示す図。
【図３】第１実施形態に係るフィルタブロックの一例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図５】第１実施形態に係る倍率変換光学系の一例を示す図。
【図６Ａ】第１実施形態に係る被照射体の一例を示す図。
【図６Ｂ】第１実施形態に係る被照射体の一例を示す図。
【図７】第１実施形態に係る撮像素子の視野を示す図。
【図８】第１実施形態に係る撮像素子の視野を示す図。
【図９】第２実施形態に係る光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図１０】第３実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１１】第３実施形態に係る計測装置本体の構成を示す図。
【図１２】第３実施形態に係る切替部の概略構成図。
【図１３】第３実施形態に係る光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図１４】第３実施形態に係る光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図１５】第４実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図１６】第５実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１７】第５実施形態に係る光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図１８】第６実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１９】第６実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図２０】第６実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図２１】第６実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図２２】第７実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図２３】第７実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図２４】第８実施形態に係る入射する光の波長と、透過率との関係を示す図。
【図２５Ａ】第９実施形態に係るダイクロイックミラーの断面図。
【図２５Ｂ】第９実施形態に係るダイクロイックミラーの断面図。
【図２６】第９実施形態に係る第１多層膜及び第２多層膜の光学特性を示す図。
【図２７】第９実施形態に係る計測システムの構成を示す図。
【図２８】実施例に係る光学素子全体の光学特性を示す図。
【図２９】実施例に係る第１多層膜の光学特性を示す図。
【図３０】実施例に係る第２多層膜の光学特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の光学素子、光学装置、計測装置及びスクリーニング装置の実施の形態を、図１から図２７を参照して説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２３】
＜第１実施形態＞
計測装置の第１実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る計測装置２０の一例を示す図である。図１において、計測装置２０は、被照射体（試料）１を観察する計測装置本体２１と、計測装置本体２１の動作を制御する制御装置２２と、制御装置２２に接続された表示装置２３とを備えている。制御装置２２は、コンピュータシステムを含む。表示装置２３は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。
【００２４】
図２は、計測装置本体２１を示す概略構成図である。図１及び図２において、計測装置本体２１は、光源装置３１と、検出装置３２と、対物レンズ３５等を含む光学システム（光学装置）２５と、被照射体１を支持しながら移動可能なステージ２６と、接眼部２７と、物体を介した光を受光可能なセンサ（例、撮像素子など）を含む観察カメラ２９とを備えている。
例えば、センサは、ＰＭＴ（photomultiplier tube）などの光検出器、や撮像素子を含む。本実施形態において、センサは一例として撮像素子２８（受光センサ）を用いている。撮像素子２８は、物体の像情報を取得可能であり、例えばＣＣＤ（charge coupled device）を含む。
計測装置本体２１は、ボディ２４を備えている。光源装置３１、検出装置（Ｚ位置検出装置）３２、光学システム２５、ステージ２６、接眼部２７、及び観察カメラ２９のそれぞれは、ボディ２４に支持される。
【００２５】
光学システム２５は、光源装置３１から射出された光を用いて被照射体１を照明する第１照明光学系３６と、検出装置３２から射出された光を用いて被照射体１を照明する第２照明光学系４１と、第１照明光学系３６で照明された被照射体１の像を、撮像素子２８、及び接眼部２７の近傍に形成する結像光学系３３とを備えている。撮像素子２８、接眼部２７は、結像光学系３３の像面側にそれぞれ配置されている。
【００２６】
対物レンズ３５は、無限系の対物レンズであり、ステージ２６に支持されている被照射体１の表面８と対向可能である。本実施形態においては、対物レンズ（第１対物レンズ）３５は、被照射体１の＋Ｚ側（上方）に配置されている。
【００２７】
光源装置３１は、被照射体１から蛍光を発生させる励起光と、被照射体１を観察する照明光とを射出可能である。一例として、光源装置３１は、第１の励起光として波長４８８ｎｍの光（第１の波長帯域の光）、第２の励起光として波長６２５ｎｍの光（第４の波長帯域の光）、照明光として波長４３０ｎｍの光（第３の波長帯域の光）を制御装置２２からの信号に基づいて選択的に切り替えて射出可能な構成を備えている。
【００２８】
検出装置（Ｚ位置検出装置）３２は、光源装置３１から射出される励起光及び照明光、並びにこの励起光により被照射体１から発生する蛍光とは異なる波長帯域の光（第６の波長帯域の光）を検出光（例えば、波長７７０ｎｍの赤外光（以下、単に赤外光と称する）など）として用い、被照射体１の位置に関する情報（例えば、被照射体１のＺ方向の位置情報など）を検出する。検出装置３２において用いられる検出光は、上記光源装置３１から射出される励起光及び照明光とは異なる波長帯域の光が用いられる。
【００２９】
第１照明光学系３６は、光源装置３１から射出された光を用いて、所定波長帯域の励起光または所定波長帯域の照明光で被照射体１を照明する。第１照明光学系３６は、対物レンズ３５、及び励起光と蛍光とを分離可能な光学ユニット（光学装置）としてのフィルタブロック３７を含む。対物レンズ３５は、被照射体１を照明するための励起光、照明光、及び被照射体１のＺ方向の位置情報を検出するための検出光（赤外光）を射出する。第１照明光学系３６は、ステージ２６に支持されている被照射体１を、所定の上方（Ｚ方向）から励起光、照明光、及び検出光で照明する。
【００３０】
第２照明光学系４１は、波長選択フィルタ４２を備えている。波長選択フィルタ４２は、検出光の波長帯域である赤外光を反射し、他の波長帯域の光を透過する。本実施形態における計測装置２０は、上記の第１照明光学系３６と第２照明光学系４１とによって照明光学系が構成されている。
【００３１】
図３は、フィルタブロック３７の一例を示す模式図である。図３に示すように、フィルタブロック３７は、光源装置３１からの光が入射する第１フィルタ（第１波長選択部）３８と、第１フィルタ３８を介した光が入射するダイクロイックミラー（分離部、光学素子）３９と、ダイクロイックミラー３９からの光が入射する第２フィルタ（第２波長選択部）４０とを備えている。
【００３２】
第１フィルタ３８は、光源装置３１からの光のうち、一部の波長領域の光をカットして、蛍光物質の励起に必要な第１、第２の励起光及び照明光を抽出する波長選択光学素子である。
図４（ａ）は、第１フィルタ３８において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図４（ａ）に示されるように、第１フィルタ３８は、光源装置３１が射出する第１の励起光及び照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域と、第２の励起光の波長を含む約６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯域とが透過率１００％となる光学特性を備えている。すなわち、第１フィルタ３８は、所定波長領域の光（第１、第２の励起光及び照明光）のみを透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。
光源装置３１から射出され、第１フィルタ３８を透過した所定波長領域の光（第１、第２の励起光及び照明光）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９に入射する。
【００３３】
ダイクロイックミラー３９は、励起光と蛍光とを分離する分離光学素子である。
換言すれば、ダイクロイックミラー３９は、入射した光を波長に応じて分離可能な分離光学素子である。本実施形態において、ダイクロイックミラー３９は、励起光と蛍光とを分離する。
本実施形態において、ダイクロイックミラー３９は、第１フィルタ３８を透過した第１の励起光の波長を含む波長帯域（第１の波長帯域）の光、及び第１フィルタ３８を透過した第２の励起光の波長を含む波長帯域（第４の波長帯域）の光を反射し、第１の励起光の照明により被照射体１から発生した所定波長帯域（第２の波長帯域）の蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過させるとともに、第２の励起光の照明により被照射体１から発生した所定波長帯域（第５の波長帯域）の蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過させる光学特性を備える。
さらに、ダイクロイックミラー３９は、照明光の波長を含む第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。また、ダイクロイックミラー３９は、検出装置３２から射出された赤外光を透過させる光学特性を備える。
換言すれば、本実施形態のダイクロイックミラー３９は、以下の光学特性を備える。
ダイクロイックミラー３９は、第１フィルタ３８を透過した第１の励起光の波長を含む波長帯域（第１の波長帯域）の光、及び第１フィルタ３８を透過した第２の励起光の波長を含む波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー３９は、第１の励起光の照明により被照射体１から発生した蛍光を含む波長帯域（第２の波長帯域）の光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過させる。ダイクロイックミラー３９は、第２の励起光の照明により被照射体１から発生した所定波長帯域の蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過させる。
ダイクロイックミラー３９は、照明光の波長を含む第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する。ダイクロイックミラー３９は、検出装置３２から射出された赤外光を透過させる。
例えば、これらの光学特性は、ダイクロイックミラー３９が備える多層膜（不図示）によって発現される。
【００３４】
図４（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９の光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図４（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９は、第１の励起光による照明で被照射体１から発生する第１の蛍光の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域（第２の波長帯域）と、検出装置３２の検出光である赤外光の波長を含むとともに、第２の励起光による照明で被照射体１から発生する第２の蛍光の波長を含む６５０ｎｍ以上の波長帯域（第５の波長帯域）とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー３９は、照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域（第３の波長帯域）の光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％、３０〜７０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【００３５】
換言すると、ダイクロイックミラー３９は、照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域の光に対しては５０％程度の透過率を備える。ダイクロイックミラー３９は、第１の励起光の波長を含む約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域の光に対しては０％近傍の低い透過率（例、０％、０〜２０％）を備える。ダイクロイックミラー３９は、第１の蛍光の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
ダイクロイックミラー３９は、第２の励起光の波長を含む約６００ｎｍを超えて６５０ｎｍ未満の波長帯域の光に対しては０％近傍の低い透過率を備える。ダイクロイックミラー３９は、第２の蛍光（及び赤外光）の波長を含む６５０ｎｍ以上の波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
【００３６】
第１フィルタ３８を透過した所定波長領域の光（第１、第２の励起光）は、ダイクロイックミラー３９で反射して、被照射体１に導かれる。この第１、第２の励起光は、被照射体１に照射される。第１フィルタ３８を透過した所定波長領域の光（照明光）は、ダイクロイックミラー３９で部分反射して、被照射体１に導かれる。この部分的に反射された照明光は、被照射体１に照射される。
【００３７】
第２フィルタ４０は、被照射体１からの照明光及び第１、第２の蛍光と、照明光及び第１、第２の蛍光以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、照明光及び第１、第２の蛍光のみを抽出するとともに、検出装置３２から射出される赤外光を透過させる光学特性を備える波長選択光学素子である。
図４（ｃ）は、第２フィルタ４０において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図４（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０は、第１の蛍光の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域（第２の波長帯域）と、第２の励起光による照明で被照射体１から発生する第２の蛍光の波長（及び赤外光の波長）を含む６５０ｎｍ以上の波長帯域（第５の波長帯域）とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０は、照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域（第３の波長帯域）が透過率１００％となる光学特性を備えている。
【００３８】
第２フィルタ４０は、第１の励起光の波長を含む約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域の光と、第２の励起光の波長を含む約６００ｎｍを超えて６５０ｎｍ未満の波長帯域の光とに対しては０％の透過率を備える。
【００３９】
すなわち、第２フィルタ４０は、第１、第２の蛍光及び照明光並びに赤外光のみを透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。第２フィルタ４０を透過した第１、第２の蛍光及び照明光は、接眼部２７、観察カメラ２９の撮像素子２８に導かれる。
【００４０】
結像光学系３３は、ステージ２６に支持された被照射体１と対向する位置に配置される対物レンズ３５、接眼レンズ４３、倍率変換光学系４４、反射ミラー４５、及び結像系の対物レンズ（第２対物レンズ）４６等、複数の光学素子を含み、被照射体１の像を、撮像素子２８、及び接眼部２７の近傍に形成する。対物レンズ３５は、結像光学系３３の複数の光学素子のうち、結像光学系３３の物体面に最も近い光学素子である。
【００４１】
光学システム２５は、対物レンズ３５からの（対物レンズ３５を介した）光を分離する光学素子４７を含む。
本実施形態において、光学素子４７は、ハーフミラーを含み、入射した光の一部（例えば２０％〜８０％）を透過し、他の一部（例えば２０％〜８０％）を反射する。光学素子４７は、ダイクロイックミラーであってもよい。光学素子４７は、光路を切り替える機能を有する全反射ミラー（例、クイックリターンミラー）であってもよい。
【００４２】
ステージ２６は、結像光学系３３の物体面側で、被照射体１を支持する。被照射体１は、被照射体１の表面８が対物レンズ３５と対向するように、ステージ２６に支持される。
【００４３】
被照射体１から対物レンズ３５を介して光学素子４７に入射した光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。被照射体１の像は、結像光学系３３により、接眼部２７の近傍に形成される。これにより、観察者は、接眼部２７を介して、被照射体１の像を確認できる。
【００４４】
また、被照射体１から対物レンズ３５及び対物レンズ４６を介して光学素子４７に入射した光の一部は、光学素子４７で反射して、倍率変換光学系４４に導かれ、反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射する。被照射体１の像は、結像光学系３３により、撮像素子２８に形成される。これにより、観察カメラ２９の撮像素子２８は、被照射体１の像情報を取得可能である。
【００４５】
図１に示すように、観察カメラ２９の撮像素子２８と制御装置２２とは、ケーブル４８を介して接続されている。撮像素子２８で取得した被照射体１の像情報（画像信号）は、ケーブル４８を介して、制御装置２２に出力される。制御装置２２は、撮像素子２８からの像情報を、表示装置２３を用いて表示する。表示装置２３は、撮像素子２８で取得した被照射体１の像情報を拡大して表示することができる。
【００４６】
図１及び図２に示すように、本実施形態においては、ステージ２６は、被照射体１を支持する支持部材５０と、ベース部材５１上で支持部材５０を移動する駆動装置５２とを備えている。支持部材５０は、ベース部材５１上において、ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能である。ステージ２６（駆動装置５２）と制御装置２２とはケーブル４９で接続されている。制御装置２２は、駆動装置５２を用いて、被照射体１を支持する支持部材５０をＸＹ平面内で移動させることが可能である。
【００４７】
図５は、光学システム２５の倍率変換光学系４４の一例を示す図である。図５において、倍率変換光学系４４は、低倍率光学系５４と、高倍率光学系５５と、低倍率光学系５４及び高倍率光学系５５のそれぞれを移動可能な駆動機構５６とを備えている。低倍率光学系５４は、複数のレンズ５４Ａ、５４Ｂを有する。高倍率光学系５５は、複数のレンズ５５Ａ、５５Ｂを有する。
【００４８】
駆動機構５６は、制御装置２２に制御される。制御装置２２は、駆動機構５６を制御して、低倍率光学系５４及び高倍率光学系５５のいずれか一方を、光学素子４７と反射ミラー４５との間の光路上に配置する。これにより、撮像素子２８に対する結像光学系３３の倍率が変換される。被照射体１からの光は、対物レンズ３５を透過後、光学素子４７で反射して、倍率変換光学系４４に入射する。倍率変換光学系４４は、レンズ５４Ａ（５５Ａ）とレンズ５４Ｂ（５５Ｂ）との間に中間像を形成する。
【００４９】
図２において、倍率変換光学系４４を通過した光は、反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射する。対物レンズ４６は、観察カメラ２９の撮像素子２８の受光面上に被照射体１の像を形成する。制御装置２２は、撮像素子２８から出力される画素信号を、所定の手法によって画像処理し、画像データを生成する。なお、撮像素子２８から出力される画素信号の画像処理を観察カメラ２９の演算部が実行してもよい。
【００５０】
次に、上述の構成を有する計測装置２０を用いて、被照射体１を計測する計測方法について説明する。
まず、計測対象となる被照射体１の一例について、図６Ａ、６Ｂを参照して説明する。
図６Ａは支持部材５０に保持されている被照射体１の形状を示す図である。図６Ｂは、被照射体１の要部を示す拡大断面図である。
図６Ａに示すように、被照射体１は、いわゆるマイクロアレイチップ（生体分子アレイ）と呼ばれる板状部材であり、例えば矩形に形成されている。被照射体１は、一方向に長手となるように形成されている。被照射体１は、この長手方向がＹ方向に平行になるように支持部材５０に保持されている。被照射体１の表面８には複数（例えば９６個）のスポットＳが形成されている。
【００５１】
撮像素子２８の視野の大きさがスポットＳの配置領域の大きさよりも大きい場合には、全てのスポットＳを一括して撮像できる。これに対し、撮像素子２８の視野の大きさがスポットＳの配置領域よりも小さい場合には、一部のスポットＳ毎に複数回撮像した結果を画面合成する必要がある。そのため、被照射体１には、複数回の撮像時のそれぞれで視野に含まれる分布で、画面合成時の指標となるアライメントマークＡＭ（図７参照）が形成されている。
【００５２】
複数のスポットＳは、被照射体１の形状に沿ってマトリクス状に配置されている。マトリクス状に配置された複数のスポットＳにより、被照射体１にスポット列ＳＲが形成されている。各スポットＳには、そのスポットＳを識別できるようにアドレスが設定されている。このアドレスは、例えば制御装置２２の記憶部に記憶されている。
【００５３】
各スポットＳは、図６Ａに示すように、平面視で例えば円形に形成されている。図６Ｂに示すように、各スポットＳには、所定の反応によって光応答性物質を生成する種々の計測対象Ｂ、所定の反応によって標識されたターゲットがプローブに結合した種々の計測対象Ｂ、又は検体（例、血清など）に含まれ標識された標的と特異的に反応可能な計測対象Ｂ（生体分子）が配置されている。
生成された光応答性物質、又は標識された標的からは、例えば、第１の蛍光や第２の蛍光が発生する。発生した蛍光は、スポットＳ毎に被照射体１の表面から放出される。
【００５４】
計測対象Ｂとしては、被照射体１が例えば、ＤＮＡアレイを備える場合には、プローブとしてＤＮＡ等の核酸が配置され、ターゲットとしてＤＮＡやＲＮＡ等の検体が注入された後に洗浄が行われたものが配置される。
被照射体１が例えば、タンパク質アレイを備える場合には、プローブとして抗体、抗原、ペプチド、受容体等が配置され、ターゲットとして抗原が例えば、糖鎖アレイを備える場合には、プローブとして糖鎖、レクチン等が配置され、抗体、酵素等の検体が注入された後に洗浄が行われたものが配置される。被照射体ターゲットとして糖鎖、レクチン、細菌等の検体が注入された後に洗浄が行われたものが配置される。
したがって、例えば、計測対象Ｂとしては、被照射体１が生体分子アレイを備える場合には、プローブとして生体分子（例、ＤＮＡやＲＮＡ、ペプチドや糖鎖、抗体や抗原など）が配置され、ターゲットとして標識された標的を含む検体（生体分子等）が注入された後に洗浄が行われたものが配置される。
【００５５】
計測装置２０を用いて上記の被照射体１を計測する場合、まず、計測装置２０は、検出装置３２から射出する赤外光により、被照射体１の表面８のＺ方向の位置情報を検出する。検出装置３２から射出された赤外光は、第２照明光学系４１の波長選択フィルタ４２で反射し、フィルタブロック３７の第２フィルタ４０及びダイクロイックミラー３９、対物レンズ３５を順次透過した後に、被照射体１の表面８で反射し、同じ光路（共通光路）を辿って検出装置３２に受光される。
制御装置２２は、検出装置３２で検出されたＺ方向の位置情報に基づいて、駆動装置５２を駆動することにより、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めする。
【００５６】
そして、計測装置２０は、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めすると、所定（所定数）のスポットＳが計測可能となる第１の撮像領域に、被照射体１をＸＹ平面内で移動させ、観察用の照明光を用いてスポットＳの像を撮像する。
【００５７】
次に、計測装置２０は、光源装置３１から照明光を選択して射出させ、被照射体１の表面８を照明する。光源装置３１から射出された照明光は、第１フィルタ３８を透過した後に、ダイクロイックミラー３９で反射光と透過光とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した照明光が対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した照明光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７のダイクロイックミラー３９、第２フィルタ４０、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。
【００５８】
そして、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。これにより、被照射体１のスポットＳの像が、接眼部２７の近傍に形成される。また、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７で反射して、結像光学系３３の倍率変換光学系４４に導かれ、反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射する。
【００５９】
これらにより、図７に示すように、撮像素子２８の撮像特性及び倍率変換光学系４４で設定された倍率に応じた大きさの視野ＦＡ内に複数（図７では４２個）のスポットＳの像及びアライメントマークＡＭの像が、撮像素子２８に形成される。撮像素子２８は、スポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）及びアライメントマークＡＭの像情報（位置情報）を取得する。制御装置２２は、スポットＳの像情報を記憶するとともに、アライメントマークＡＭの位置情報から視野ＦＡにおけるスポットＳ群の配置（Ｘ、Ｙ、θＺ）を求めて記憶する。
【００６０】
この後、計測装置２０は、蛍光計測を行うために、光源装置３１から射出される光を、例えば第１の励起光に切り替える。光源装置３１から射出された第１の励起光は、第１フィルタ３８を透過した後に、ダイクロイックミラー３９で反射（全反射）し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
第１の励起光で照明されたスポットＳのうち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳからは、第１の励起光の波長が含まれる波長帯域（約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域）と連続している５００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長帯域に含まれる波長で第１の蛍光が発生する。発生した第１の蛍光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７のダイクロイックミラー３９、第２フィルタ４０、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。
【００６１】
そして、照明光によるスポットＳの計測と同様に、第１の蛍光を発生したスポットＳの像は、接眼部２７の近傍に形成されるとともに、図８に示されるように、撮像素子２８の視野ＦＡ内に形成される。撮像素子２８は、第１の蛍光を発生したスポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）を取得する。
これによって、計測装置２０は、検体に含まれ蛍光標識された標的と生体分子（プローブ）との親和性（例、反応性や結合性）を検出することができる。
【００６２】
図８に二点鎖線で示すスポットＳ’は、第１の蛍光を発生しないものであり、撮像素子２８には撮像信号として認識されない。この場合、計測装置２０は、図７に示した、照明光によりスポットＳを撮像した結果（観察結果）と、図８に示した第１の蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果（蛍光結果）とを対応付けることにより、第１の蛍光を発生したスポットＳの被照射体１におけるアドレス、すなわち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【００６３】
このとき、照明光を用いたスポットＳの像計測と第１の蛍光を用いたスポットＳの像計測とにおいて、照明光における光源装置３１から撮像素子２８までの光路は、第１の励起光における光源装置３１から被照射体１までの光路、及び第１の励起光の照射で発生した第１の蛍光における被照射体１から撮像素子２８までの光路と、同一（共通光路）である。
【００６４】
そのため、撮像素子２８の視野ＦＡ内におけるスポットＳ群の配置は、照明光による像計測時と第１の蛍光による像計測時とでは同一となる。そのため、照明光によりスポットＳを撮像した結果と、第１の蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果とは高精度で対応付けられる。
【００６５】
また、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第２の励起光（第２の蛍光）を用いた蛍光計測（第２の蛍光計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、上述の第１の蛍光を用いた計測（第１の蛍光計測）を行った後、光源装置３１から射出される光を第２の励起光に切り替え、第１の励起光を用いた場合と同様の計測処理を実施する。
【００６６】
計測装置２０は、被照射体１における第１の撮像領域の計測が完了すると、第１の撮像領域と隣り合う第２の撮像領域に被照射体１を移動させる。第２の撮像領域は、第１の撮像領域で撮像したアライメントマークＡＭの一部が撮像素子２８の視野ＦＡで撮像される位置に設定される。そして、計測装置２０は、上記第１の撮像領域に対する撮像処理と同様に、照明光を用いたスポットＳ及びアライメントマークＡＭの計測及び第１の蛍光を用いたスポットＳの計測を実施する。
【００６７】
なお、第１の撮像領域の計測が第１の励起光を用いた状態で完了した場合には、第２の撮像領域の計測は、照明光による計測の後に第１の蛍光による計測という順序ではなく、第１の蛍光による計測の後に照明光による計測とする順序でもよい。このように、計測装置２０は、第２の撮像領域以降の計測を開始する際に、先に完了した撮像領域の計測時に用いた光を用いることで、光源装置３１から射出される光を切り替える必要がなくなり、計測処理に要する時間を短縮化することができる。
【００６８】
そして、全てのスポットＳの計測が完了するまで複数の撮像領域の計測処理を実施すると、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークＡＭの計測結果から照明光によるスポットＳの計測結果を画面合成するとともに、蛍光によるスポットＳの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、ダイクロイックミラー３９が、入射した第１、第２の励起光を反射し、入射した第１、第２の蛍光を透過させるとともに、入射した照明光を部分透過及び部分反射する光学特性を備えているため、光源装置３１から射出される光を切り替えることにより、計測時に用いる複数種の光の間で撮像素子２８に入射する光路に変動が生じることを防止できる。
そのため、本実施形態では、照明光を用いた計測結果と蛍光を用いた計測結果とを高精度に対応付けることができ、光路中に配置する光学素子を光の波長帯域に応じて挿抜した場合のように、スポットＳの計測精度が低下することを抑制できる。また、本実施形態におけるダイクロイックミラー３９、光源装置３１や計測装置２０は、上述した構成などによって、計測動作を高速に行うことが可能である。
【００７０】
さらに、本実施形態の計測装置２０は、ダイクロイックミラー３９が検出装置３２による被照射体１のＺ方向の位置検出に用いる赤外光も透過するため、被照射体１のＺ方向の位置検出を効率的に実施することが可能である。
【００７１】
また、本実施の形態では、光源装置３１からダイクロイックミラー３９に入射する光を第１フィルタ３８で波長選択し、ダイクロイックミラー３９に入射した後にダイクロイックミラー３９を介して出射する光を第２フィルタ４０で波長選択するため、光源装置３１から出射した光及び第１、第２の励起光の照射で被照射体１から発生した第１、第２の蛍光以外の光が撮像素子２８によって受光されてノイズとなることを抑制できるため、スポットＳの計測精度の低下を効果的に抑制できる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
次に、計測装置２０の第２実施形態について、図９を参照して説明する。
上記第１実施形態では、図４（ｂ）に示したように、ダイクロイックミラー３９が、第１の励起光の波長を含む波長帯域の光、第２の励起光の波長を含む波長帯域の光を反射し、第１の励起光の照明により被照射体１から発生した第１の蛍光を透過させるとともに、第２の励起光の照明により被照射体１から発生した第２の蛍光を透過させる光学特性と、照明光の波長を含む波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性とを備え、また、検出装置３２から射出された赤外光を透過させる光学特性を備えている。そして、ダイクロイックミラー３９のこれらの光学特性が、例えば、ダイクロイックミラー３９の一面（複数の面のうち一つの面、又は一対の面のうち一方の面）に設けられる膜（例、多層膜）によって発現される構成とした。
第２実施形態においては、ダイクロイックミラー３９の二面（複数の面のうち二つの面、又は一対の面のうち両方の面）にそれぞれ設けた膜により上記の光学特性を発現させる例について説明する。
【００７３】
図９（ａ）は、ダイクロイックミラー３９の第１面、例えば、光源装置３１から射出された光が入射する面に設けられた第１膜に入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図９（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９の第２面、例えば、被照射体１から発生した蛍光がダイクロイックミラー３９を透過して出射する面に設けられた第２膜に入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、第１膜は、第１フィルタ３８を透過した第１の励起光の波長を含む波長帯域（約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域）の光、及び第１フィルタ３８を透過した第２の励起光の波長を含む波長帯域（約６００ｎｍを超えて６５０ｎｍ未満の波長帯域）の光に対しては０％近傍の低い透過率を備え、他の波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える光学特性を備えている。
【００７５】
図９（ｂ）に示すように、第２膜は、照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域の光に対しては５０％程度の透過率を備え、他の波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える光学特性を備えている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
上記構成の計測装置２０においては、光源装置３１から射出された照明光は、第１フィルタ３８を透過した後にダイクロイックミラー３９において第１膜を透過した後に、第２膜で部分反射及び部分透過し、部分反射した照明光が対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した照明光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７のダイクロイックミラー３９、第２フィルタ４０、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。そして、上記第１実施形態と同様に、照明光で照明されたスポットＳの像は、接眼部２７の近傍に形成されるとともに撮像素子２８で撮像される。
【００７７】
一方、光源装置３１から射出された第１の励起光は、第１フィルタ３８を透過した後に、ダイクロイックミラー３９において第１膜で反射（全反射）し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。第１の励起光で照明されたスポットＳのうち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳからは、第１の蛍光が発生する。
この発生した第１の蛍光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７のダイクロイックミラー３９における第１膜、第２膜、第２フィルタ４０、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。そして、照明光によるスポットＳの計測と同様に、第１の蛍光を発生したスポットＳの像は、接眼部２７の近傍に形成されるとともに撮像素子２８で撮像される。
これは、光源装置３１から第２の励起光を射出して被照射体１を照明し、照明されたスポットＳから第２の蛍光を発生させる場合についても同様である。
【００７８】
このように、本実施形態の光学素子（ダイクロイックミラー３９）は、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、励起光を反射するとともに、励起光の照射で生じた蛍光を透過させ、さらに照明光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える膜を二面で構成することによって、容易にこの光学特性を発現させることが可能になる。
また、本実施形態によれば、計測動作の高速化を図ることができる。
【００７９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８０】
例えば、上記実施形態の光学素子は、ダイクロイックミラー３９が、入射した第１、第２の励起光を反射し、入射した第１、第２の蛍光を透過させる構成を例示したが、これに限定されるものではなく、ダイクロイックミラー３９が、入射した第１、第２の励起光を透過させ、入射した第１、第２の蛍光を反射する構成としてもよい。
この構成を用いる場合には、計測装置は、第１、第２の蛍光が反射した方向に撮像素子２８等のセンサを配置する構成にすればよい。
【００８１】
また、上記実施形態の計測装置は、光源装置３１が複数種の光を選択的に切り替え可能な構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ等の照明光の光源装置、第１、第２励起光の光源装置をそれぞれ用い、ダイクロイックミラー３９に向けて光を射出する光源装置を適宜切り替える構成としてもよい。
また、上記実施形態における計測装置は、広い波長帯域を有する光を射出する光源装置３１及び特定の波長帯域の光をカットする（又は透過させる）複数のフィルタを用いて、選択的に射出する光を切り替え可能な構成にしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態で説明した照明光、第１、第２の励起光、第１、第２の蛍光の波長帯域は一例であり、他の波長帯域の光を用いる構成としてもよい。
例えば、上記実施形態の計測装置は、被照射体１の観察用照明光として波長帯域が５５０〜６００ｎｍで緑色の光を用い、３８０〜４００ｎｍの波長帯域の第１の励起光により波長帯域が４５０〜５００ｎｍで青色の第１の蛍光を用い、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の第２の励起光により波長帯域が６５０〜７００ｎｍで赤色の第２の蛍光を用いる構成等、照明光、第１、第２の励起光、第１、第２の蛍光の波長帯域は適宜選択可能である。
いずれの波長帯域の光を用いる場合でも、ダイクロイックミラー３９が、励起光と、その励起光で発生する蛍光との一方を反射（非透過）し、他方を透過（全透過）させるとともに、照明光を部分透過及び部分反射する光学特性を備えていればよい。
【００８３】
また、第１、第２の励起光を用いて、第１、第２の蛍光を発生させる必要は必須ではなく、観察用の照明光と、一種の励起光及びその励起光で発生する一種の蛍光を用いてスポットＳを計測する構成であってもよい。
さらに、照明光についても、一種を用いる構成に限定されるものではなく、計測対象に応じて二種の照明光を用いて被照射体１を観察する構成としてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、撮像素子２８の視野ＦＡの大きさがスポットＳの配置領域の大きさよりも小さいため、被照射体１に設けたアライメントマークＡＭを用いて画面合成を行う構成について説明したが、視野ＦＡの大きさをスポットＳの配置領域の大きさよりも大きくすることにより、全てのスポットＳを一括して撮像することが可能となり、被照射体１にアライメントマークＡＭを設ける必要がなくなる。
【００８５】
＜第３実施形態＞
計測装置の第３実施形態について、図１０から図１４を参照して説明する。
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図１０は、本実施形態に係る計測装置２０の一例を示す概略構成図である。  図１１は、計測装置本体２１を示す概略構成図である。
【００８６】
光源装置３１は、被照射体１から蛍光を発生させる励起光と、被照射体１を観察する照明光とを射出可能である。光源装置３１は、波長λ１の第１励起光、波長λ２の第２励起光、波長λ４の第３励起光、波長λ５の第４励起光、波長λ３の第１照明光及び波長λ６の第２照明光を射出可能である（例えば、λ４＜λ３＜λ１＜λ５＜λ２＝λ６）。
例えば、光源装置３１は、波長λ１＝４８８ｎｍの第１励起光、波長λ２＝６４７ｎｍの第２励起光、波長λ４＝４０５ｎｍの第３励起光、波長λ５＝５３２ｎｍの第４励起光、波長λ３＝４３５ｎｍの第１照明光及び波長λ６＝６４７ｎｍの第２照明光を射出可能である。
光源装置３１は、制御装置２２からの信号に基づいて上記の光を選択的に切り替えることによって、複数の波長帯域の光を射出可能な構成を備えている。
【００８７】
第１照明光学系３６は、光源装置３１から射出された光を用いて、所定波長帯域の励起光または所定波長帯域の照明光で被照射体１を照明する。第１照明光学系３６は、所定波長帯域の光（例、所定の励起光、蛍光、照明光や検出光）が入射する対物レンズ３５と、励起光と蛍光とを分離可能なフィルタブロック（第１光学素子）３７Ａ及びフィルタブロック（第２光学素子）３７Ｂと、図１１及び図１２に示す切替部７０とを含む。フィルタブロック（第１光学素子）３７Ａ、フィルタブロック（第２光学素子）３７Ｂ、及び切替部７０は、第１照明光学系３６において光学ユニットを構成する。
対物レンズ３５は、被照射体１を照明するための励起光、照明光、及び被照射体１のＺ方向の位置情報を検出するための検出光（赤外光）を射出する。第１照明光学系３６は、ステージ２６に支持されている被照射体１を、所定の上方（Ｚ方向）から励起光、照明光、及び検出光で照明する。切替部７０は、光源装置３１と対物レンズ３５との間の光路において、フィルタブロック（第１光学素子）３７Ａとフィルタブロック（第２光学素子）３７Ｂとのいずれか一方を選択的に配置する。
【００８８】
図３は、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの一例を示す模式図である。図３に示すように、フィルタブロック３７Ａは、光源装置３１からの光が入射する第１フィルタ３８Ａと、第１フィルタ３８Ａを介した光が入射するダイクロイックミラー（第１分離部）３９Ａと、ダイクロイックミラー３９Ａからの光が入射する第２フィルタ４０Ａとを備えている。フィルタブロック３７Ｂは、光源装置３１からの光が入射する第１フィルタ３８Ｂと、第１フィルタ３８Ｂを介した光が入射するダイクロイックミラー（第２分離部）３９Ｂと、ダイクロイックミラー３９Ｂからの光が入射する第２フィルタ４０Ｂとを備えている。
【００８９】
第１フィルタ３８Ａは、光源装置３１からの光のうち、一部の波長帯域の光を反射又は吸収によって除いて、蛍光物質の励起に必要な第１、第２励起光及び第１照明光を選択的に透過させる波長選択光学素子である。図１３（ａ）は、第１フィルタ３８Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１３（ａ）に示されるように、第１フィルタ３８Ａは、光源装置３１が射出する第１励起光の波長λ１を含む波長帯域λＢ１１Ａ及び第１照明光の波長λ３を含む波長帯域λＢ３Ａと、第２励起光の波長λ２を含む波長帯域λＢ２１Ａとが透過率１００％となる光学特性を備えている。
すなわち、第１フィルタ３８Ａは、所定波長帯域の光（第１、第２励起光及び第１照明光）を透過させ、他の波長帯域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。波長帯域λＢ１１Ａは、例えば４４０ｎｍ〜５０５ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ａは、例えば６１５ｎｍ〜６４０ｎｍである。波長帯域λＢ３Ａは、波長帯域λＢ１１Ａと連続する、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。光源装置３１から射出され、第１フィルタ３８Ａを透過した所定波長帯域の光（第１、第２励起光及び第１照明光）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９Ａに入射する。
【００９０】
ダイクロイックミラー３９Ａは、主として励起光と蛍光とを分離する分離光学素子である。本実施形態において、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１フィルタ３８Ａを透過した第１励起光の波長λ１を含む波長帯域（例、第２の波長帯域）λＢ１１Ｂの光、及び第１フィルタ３８Ａを透過した第２励起光の波長λ２を含む波長帯域（例、第７の波長帯域）λＢ２１Ｂの光を反射し、第１励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第１の波長帯域）λＢ１２Ｂの第１蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過するとともに、第２励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第８の波長帯域）λＢ２２Ｂの第２蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過する光学特性を備える。
さらに、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長λ３を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂの光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。また、ダイクロイックミラー３９Ａは、検出装置３２から射出された検出光を透過させる光学特性を備える。例えば、これらの光学特性は、ダイクロイックミラー３９Ａが備える多層膜（不図示）によって得られる。
【００９１】
図１３（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ａの光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１３（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の照明によって被照射体１から発生する第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｂの光と、検出装置３２の検出光である赤外光の波長を含むとともに、第２励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ２２Ｂの光とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂの光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【００９２】
波長帯域λＢ１１Ｂは、例えば４４０ｎｍ〜５０５ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ｂは、例えば５７０ｎｍ〜６５０ｎｍである。波長帯域λＢ１２Ｂは、例えば５０５ｎｍ〜５７０ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｂは、例えば６５０ｎｍ以上である。波長帯域λＢ３Ｂは、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。ダイクロイックミラー３９Ａにおいては、波長帯域λＢ１１Ｂと波長帯域λＢ１２Ｂとは連続している波長帯域であり、波長帯域λＢ２１Ｂと波長帯域λＢ２２Ｂとは連続している波長帯域である。
【００９３】
例えば、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長を含む約４２５ｎｍ〜４４０ｎｍの波長帯域λＢ３Ｂの光に対しては５０％程度の透過率を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の波長を含む約４４０ｎｍ〜５０５ｎｍの波長帯域λＢ１１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第１蛍光の波長を含む約５０５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長帯域λＢ１２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
ダイクロイックミラー３９Ａは、第２励起光の波長を含む約６１５ｎｍ〜６４０ｎｍの波長帯域λＢ２１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第２蛍光（及び赤外光）の波長を含む６５０ｎｍ以上の波長帯域λＢ２２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
【００９４】
第２フィルタ４０Ａは、被照射体１からの第１照明光及び上述した第１、第２蛍光と、第１照明光及び第１、第２蛍光以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、第１照明光及び第１、第２の蛍光を選択的に透過させるとともに、検出装置３２から射出される赤外光を透過させる光学特性を備える波長選択光学素子である。
図１３（ｃ）は、第２フィルタ４０Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１３（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０Ａは、第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｃの光と、第２励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長（及び赤外光の波長）を含む波長帯域λＢ２２Ｃの光とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０Ａは、第１照明光の波長を含む波長帯域λＢ３Ｃの光が透過率１００％となる光学特性を備えている。
第２フィルタ４０Ａを透過した第１、第２蛍光及び第１照明光は、結像光学系３３を介して観察カメラ２９の撮像素子２８に導かれる。
【００９５】
波長帯域λＢ１２Ｃは、例えば５１５ｎｍ〜５６５ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｃは、例えば６６０ｎｍ以上である。波長帯域λＢ３Ｃは、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。
【００９６】
フィルタブロック３７Ｂを構成する第１フィルタ３８Ｂは、光源装置３１からの光のうち一部の波長帯域の光を反射又は吸収によって除いて、蛍光物質の励起に必要な第３、第４励起光及び第２照明光を選択的に透過させる波長選択光学素子である。図１４（ａ）は、第１フィルタ３８Ｂにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。
図１４（ａ）に示されるように、第１フィルタ３８Ｂは、光源装置３１が射出する第３励起光の波長λ４を含む波長帯域λＢ３１Ａと、第４励起光の波長λ５を含む波長帯域λＢ４１Ａと、第２照明光の波長λ６を含む波長帯域λＢ６Ａとが透過率１００％となる光学特性を備えている。例えば、第１フィルタ３８Ｂは、所定波長帯域の光（第３、第４励起光及び第２照明光）を透過させ、他の波長帯域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。波長帯域λＢ３１Ａは、例えば４００ｎｍ〜４２０ｎｍである。波長帯域λＢ４１Ａは、例えば５２５ｎｍ〜５４５ｎｍである。波長帯域λＢ６Ａは、例えば６３５ｎｍ〜６５５ｎｍである。
光源装置３１から射出され、第１フィルタ３８Ｂを透過した所定波長帯域の光（第３、第４励起光及び第２照明光）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９Ｂに入射する。
【００９７】
ダイクロイックミラー３９Ｂは、主として励起光と蛍光とを分離する分離光学素子である。本実施形態において、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第１フィルタ３８Ｂを透過した第３励起光の波長λ４を含む波長帯域（例、第５の波長帯域）λＢ３１Ｂの光、及び第１フィルタ３８Ｂを透過した第４励起光の波長λ５を含む波長帯域（例、第９の波長帯域）λＢ４１Ｂの光を反射し、第３励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第４の波長帯域）λＢ３２Ｂの第３蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過するとともに、第４励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第１０の波長帯域）λＢ４２Ｂの第４蛍光を高い透過率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過する光学特性を備える。
さらに、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第２照明光の波長λ６を含む第６の波長帯域λＢ６Ｂの光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。また、ダイクロイックミラー３９Ｂは、検出装置３２から射出された検出光を透過させる光学特性を備える。例えば、これらの光学特性は、ダイクロイックミラー３９Ｂが備える多層膜（不図示）によって得られる。
【００９８】
図１４（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ｂの光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１４（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第３励起光の照明によって被照射体１から発生する第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ３２Ｂの光と、第４励起光の照明によって被照射体１から発生する第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ４２Ｂの光と、検出装置３２の検出光である赤外光（例えば、波長７７０ｎｍ）とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー３９Ｂは、第２照明光の波長を含む第６の波長帯域λＢ６Ｂの光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【００９９】
波長帯域λＢ３１Ｂは、例えば４００ｎｍ〜４３０ｎｍである。波長帯域λＢ４１Ｂは、例えば５００ｎｍ〜５５５ｎｍである。波長帯域λＢ３２Ｂは、例えば４３０ｎｍ〜５００ｎｍである。波長帯域λＢ４２Ｂは、例えば５５５ｎｍ〜６２０ｎｍである。波長帯域λＢ６Ｂは、例えば６３５ｎｍ〜６５５ｎｍである。
例えば、ダイクロイックミラー３９Ｂにおいては、波長帯域λＢ３１Ｂと波長帯域λＢ３２Ｂとは連続している波長帯域であり、波長帯域λＢ４１Ｂと波長帯域λＢ４２Ｂとは連続している波長帯域である。
従って、ダイクロイックミラー３９Ｂにおける波長帯域λＢ３２Ｂは、ダイクロイックミラー３９Ａにおける波長帯域λＢ１１Ｂの一部と重なる。ダイクロイックミラー３９Ｂにおける波長帯域λＢ４１Ｂは、ダイクロイックミラー３９Ａにおける波長帯域λＢ１２Ｂの一部と重なる。ダイクロイックミラー３９Ｂにおける波長帯域λＢ４２Ｂは、ダイクロイックミラー３９Ａにおける波長帯域λＢ２１Ｂの一部と重なる。
【０１００】
例えば、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第２照明光の波長を含む約６３５ｎｍ〜６５５ｎｍの波長帯域λＢ６Ｂの光に対しては５０％程度の透過率を備える。ダイクロイックミラー３９Ｂは、第３励起光の波長を含む約４００ｎｍ〜４３０ｎｍの波長帯域λＢ３１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ｂは、第３蛍光の波長を含む約４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域λＢ３２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
ダイクロイックミラー３９Ｂは、第４励起光の波長を含む約５００ｎｍ〜５５５ｎｍの波長帯域λＢ４１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ｂは、第４蛍光の波長を含む５５５ｎｍ〜６２０ｎｍの波長帯域λＢ４２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
【０１０１】
第２フィルタ４０Ｂは、被照射体１からの第２照明光及び上述した第３、第４蛍光と、第２照明光及び第３、第４蛍光以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、第２照明光及び第３、第４蛍光を選択的に透過させるとともに、検出装置３２から射出される赤外光を透過させる光学特性を備える波長選択光学素子である。
図１４（ｃ）は、第２フィルタ４０Ｂにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１４（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０Ｂは、第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ３２Ｃの光と、第４励起光の照明によって被照射体１から発生する第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ４２Ｃの光とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０Ｂは、波長帯域λＢ４２Ｃと連続する、第２照明光の波長を含む波長帯域λＢ６Ｃの光が透過率１００％となる光学特性を備えている。
第２フィルタ４０Ｂを透過した第３、第４蛍光及び第２照明光は、結像光学系３３を介して観察カメラ２９の撮像素子２８に導かれる。
【０１０２】
波長帯域λＢ３２Ｃは、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍである。波長帯域λＢ４２Ｃは、例えば５６５ｎｍ〜６３５ｎｍである。波長帯域λＢ６Ｃは、例えば６３５ｎｍ〜６６０ｎｍである。
【０１０３】
切替部７０は、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂのいずれか一方を、光源装置３１から射出される光の光路上に選択的に切り替えて配置する。切替部７０は、図１２に示すように、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを一体的に保持する保持部７１と、保持部をＸ軸方向に移動可能な直動部７２とを備えている。直動部７２の動作は制御装置２２によって制御される。
なお、図１０及び図１１においては、便宜上、フィルタブロック３７Ａ、３７ＢをＹ軸方向に沿って配列して図示しているが、フィルタブロック３７Ａ、３７ＢはＸ軸方向に沿って配列されている。
【０１０４】
結像光学系３３は、ステージ２６に支持された被照射体１と対向する位置に配置される対物レンズ３５、接眼レンズ４３、倍率変換光学系４４、反射ミラー４５、及び結像系の対物レンズ（第２対物レンズ）４６等、複数の光学素子を含む。結像光学系３３は、被照射体１の像を、撮像素子２８、及び接眼部２７の近傍に形成する。
対物レンズ３５は、結像光学系３３の複数の光学素子のうち、結像光学系３３の物体面に最も近い光学素子である。対物レンズ３５は、例えば、上述の第１の波長帯域の光から第６の波長帯域の光（例、波長帯域λＢ１１Ｂの光、波長帯域λＢ１２Ｂの光、波長帯域λＢ３１Ｂの光、波長帯域λＢ３２Ｂの光など）が入射可能な光路に配置される。
【０１０５】
また、図１０及び図１１に示すように、本実施形態においては、ステージ２６は、被照射体１を支持する支持部材５０と、ベース部材５１上で支持部材５０を移動する駆動装置５２とを備えている。支持部材５０は、ベース部材５１上において、ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能である。ステージ２６（駆動装置５２）と制御装置２２とはケーブル４９で接続されている。制御装置２２は、駆動装置５２を用いて、被照射体１を支持する支持部材５０をＸＹ平面内で移動させることが可能である。
【０１０６】
制御装置２２は、上述した光源装置３１における光源の選択・切替え、検出装置３２の検出結果に基づくステージ２６のＺ方向位置制御、ステージ２６の駆動制御、切替部７０によるフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替え等を統括的に制御する。
また、制御装置２２には、撮像素子２８が撮像した像情報が入力する。制御装置２２は、撮像素子２８が撮像した像情報、及び像情報を得る際の第１照明光、第２照明光の種類、切替部７０によるフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えにより生じる誤差情報に基づいて像情報を補正する（後述）。
【０１０７】
次に、上述の構成を有する計測装置２０を用いて、被照射体１を計測する方法について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の部分については、その説明を簡略若しくは省略する。
まず、計測対象となる被照射体１の一例について、図６Ａ、６Ｂを参照して説明する。
図６Ａは支持部材５０に保持されている被照射体１の形状を示す図である。図６Ｂは、被照射体１の要部を示す拡大断面図である。
【０１０８】
各スポットＳは、図６Ａに示すように、平面視で例えば円形に形成されている。各スポットＳには、所定の反応によって光応答性物質を生成する種々の計測対象Ｂが配置されている（図６Ｂ参照）。生成された光応答性物質からは、例えば、第１蛍光〜第４蛍光が発生する。発生した蛍光は、スポットＳ毎に被照射体１の表面から放出される。
【０１０９】
例えば、計測対象Ｂは、被照射体１が生体分子アレイを備える場合、プローブとして生体分子（例、生体を構成する基本材料である生体分子）が配置され、蛍光標識された検体（ターゲット）として全血や血清などが生体分子アレイに注入された後に洗浄が行われたものが配置される。
【０１１０】
例えば、光源装置３１から波長λ１の第１励起光を照射させて被照射体１を計測する場合、最初に、計測装置２０においては、制御装置２２が切替部７０の直動部７２を制御し、図１２に示すように、フィルタブロック３７Ａを光源装置３１から射出される光の光路上に選択的に配置する。フィルタブロック３７Ａが光源装置３１から射出される光の光路上に配置された後、図１１に示す検出装置３２から射出する赤外光を用いて被照射体１の表面８のＺ方向の位置情報を検出する。
検出装置３２から射出された赤外光は、波長選択フィルタ４２での反射、フィルタブロック３７Ａの第２フィルタ４０Ａの透過、ダイクロイックミラー３９Ａの透過、対物レンズ３５の透過を経た後に、被照射体１の表面８で反射し、同じ光路（共通光路）を辿って検出装置３２に受光される。制御装置２２は、検出装置３２で検出されたＺ方向の位置情報に基づいて、ステージ２６（すなわち、被照射体１の表面８）をＺ方向の所定位置に位置決めする。
【０１１１】
そして、計測装置２０は、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めすると、所定（所定数）のスポットＳが計測可能となる第１の撮像領域に、被照射体１（ステージ２６）をＸＹ平面内で移動させる。
【０１１２】
次に、計測装置２０は、光源装置３１から第１照明光を選択して射出させ、被照射体１の表面８を照明する。光源装置３１から射出された第１照明光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａで反射光（部分反射光）と透過光（部分透過光）とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した第１照明光が対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した照明光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａ、第２フィルタ４０Ａ、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。
【０１１３】
そして、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。これにより、被照射体１のスポットＳの像が、接眼部２７の近傍に形成される。また、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７で反射して、結像光学系３３の倍率変換光学系４４に導かれ、反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射する。
【０１１４】
これらにより、図７に示すように、撮像素子２８の撮像特性及び倍率変換光学系４４で設定された倍率に応じた大きさの視野ＦＡ内に複数（図７では４２個）のスポットＳの像及びアライメントマークＡＭの像が、撮像素子２８に形成される。撮像素子２８は、スポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）及びアライメントマークＡＭの像情報（位置情報）を取得する。制御装置２２は、スポットＳの像情報を記憶するとともに、アライメントマークＡＭの位置情報から視野ＦＡにおけるスポットＳ群の配置（Ｘ、Ｙ、θＺ）を求めて記憶する。
【０１１５】
この後、計測装置２０は、蛍光計測を行うために、光源装置３１から射出される光を、例えば第１励起光に切り替える。光源装置３１から射出された第１励起光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａで反射（全反射）し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
第１励起光で照明されたスポットＳのうちプローブ（生体分子）の物質とターゲット（検体）の物質とが結合したスポットＳにおいて、波長帯域λＢ１２Ｂに含まれる波長で第１蛍光が発生する。発生した第１蛍光は、対物レンズ３５の透過、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａの透過、第２フィルタ４０Ａの透過、波長選択フィルタ４２の透過、対物レンズ４６の透過を順次経た後に、光学素子４７に入射する。
【０１１６】
そして、第１照明光によるスポットＳの計測と同様に、第１蛍光を発生したスポットＳの像は、接眼部２７の近傍に形成されるとともに、図８に示されるように、撮像素子２８の視野ＦＡ内に形成される。撮像素子２８は、第１蛍光を発生したスポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）を取得する。
【０１１７】
図８に二点鎖線で示すスポットＳ’は、第１蛍光を発生しないものであり、撮像素子２８には撮像信号として認識されない。この場合、計測装置２０は、図７に示した、第１照明光によりスポットＳを撮像した結果（観察結果）と、図８に示した第１蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果（蛍光結果）とを対応付けることにより、第１蛍光を発生したスポットＳの被照射体１におけるアドレス、すなわち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１１８】
このとき、第１照明光を用いたスポットＳの像計測と第１蛍光を用いたスポットＳの像計測とにおいて、第１照明光における光源装置３１から撮像素子２８までの光路は、第１励起光における光源装置３１から被照射体１までの光路、及び第１励起光の照射で発生した第１蛍光における被照射体１から撮像素子２８までの光路と、同一（共通光路）である。
【０１１９】
そのため、撮像素子２８の視野ＦＡ内におけるスポットＳ群の配置は、第１照明光による像計測時と第１蛍光による像計測時とでは同一となる。そのため、第１照明光によりスポットＳを撮像した結果と、第１蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果とは高精度で対応付けられる。
【０１２０】
続いて、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第２励起光を用いた蛍光計測（第２蛍光の計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、上述の第１蛍光を用いた計測（第１の蛍光計測）を行った後、光源装置３１から射出される光を第２励起光に切り替え、第１励起光を用いた場合と同様の計測処理を実施する。
【０１２１】
一方、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第３励起光を用いた蛍光計測（第３蛍光の計測）も併せて行う場合には、制御装置２２が切替部７０の直動部７２を制御し、フィルタブロック３７Ｂを、光源装置３１から射出される光の光路上に選択的に配置する。フィルタブロック３７Ｂが光源装置３１から射出される光の光路上に配置されると、光源装置３１から第２照明光を選択して射出させ、被照射体１の表面８を照明する。
光源装置３１Ｂから射出された第２照明光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂで反射光（部分反射光）と透過光（部分透過光）とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した第２照明光が対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。被照射体１の表面８で反射した第２照明光は、対物レンズ３５、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂ、第２フィルタ４０Ｂ、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。
光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。また、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７で反射して、結像光学系３３の倍率変換光学系４４に導かれ、反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射する。
【０１２２】
この後、計測装置２０は、蛍光計測を行うために、光源装置３１から射出される光を、例えば第３励起光に切り替える。光源装置３１から射出された第３励起光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂを反射し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
第３励起光で照明されたスポットＳのうちプローブ（生体分子）の物質とターゲット（検体）の物質とが結合したスポットＳにおいて、波長帯域λＢ３２Ｂに含まれる波長で第３蛍光が発生する。発生した第３蛍光は、対物レンズ３５の透過、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂの透過、第２フィルタ４０Ｂの透過、波長選択フィルタ４２の透過を順次経た後に、光学素子４７に入射する。
光学素子４７に入射した第３蛍光の一部は、接眼レンズ４３に導かれ、他の一部は反射ミラー４５を介して、観察カメラ２９の撮像素子２８に入射し、蛍光の計測処理が行われる。
【０１２３】
そして、第２照明光によるスポットＳの計測と同様に、第３蛍光を発生したスポットＳの像は、撮像素子２８の視野ＦＡ内に形成される。撮像素子２８は、第３蛍光を発生したスポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）を取得する。
計測装置２０は、第２照明光によりスポットＳを撮像した結果（観察結果）と、第３蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果（蛍光結果）とを対応付けることにより、第３蛍光を発生したスポットＳの被照射体１におけるアドレス、すなわち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１２４】
第２照明光を用いたスポットＳの像計測と第３蛍光を用いたスポットＳの像計測とにおいても、第２照明光における光源装置３１から撮像素子２８までの光路は、第３励起光における光源装置３１から被照射体１までの光路、及び第３励起光の照射で発生した第３蛍光における被照射体１から撮像素子２８までの光路と、同一（共通光路）である。
そのため、撮像素子２８の視野ＦＡ内におけるスポットＳ群の配置は、第３励起光による像計測時と第３蛍光による像計測時とでは同一となる。そのため、第２照明光によりスポットＳを撮像した結果と、第３蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果とは高精度で対応付けられる。
【０１２５】
この後、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第４励起光を用いた蛍光計測（第４蛍光の計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、上述の第３蛍光を用いた計測（第３の蛍光計測）を行った後、光源装置３１から射出される光を第４励起光に切り替え、第３励起光を用いた場合と同様の計測処理を実施する。
【０１２６】
計測装置２０は、被照射体１における第１の撮像領域の計測が完了すると、第１の撮像領域と隣り合う第２の撮像領域に被照射体１を移動させる。第２の撮像領域は、第１の撮像領域で撮像したアライメントマークＡＭの一部が撮像素子２８の視野ＦＡで撮像される位置に設定される。
そして、計測装置２０は、上記第１の撮像領域に対する撮像処理と同様に、第１照明光を用いたスポットＳ及びアライメントマークＡＭの計測及び第１蛍光を用いたスポットＳの計測、さらに必要に応じて第２照明光を用いたスポットＳ及びアライメントマークＡＭの計測及び第３蛍光と第４蛍光との少なくとも一方を用いたスポットＳの計測を実施する。
【０１２７】
そして、全てのスポットＳの計測が完了するまで複数の撮像領域の計測処理を実施すると、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークＡＭの計測結果から第１照明光によるスポットＳの計測結果を画面合成するとともに、第１蛍光、第２蛍光のそれぞれによるスポットＳの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
第３蛍光、第４蛍光の少なくとも一方の計測処理を実施した場合には、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークＡＭの計測結果から第２照明光によるスポットＳの計測結果を画面合成するとともに、第３蛍光、第４蛍光のそれぞれによるスポットＳの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１２８】
第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で像ずれが生じる場合、制御装置２２は、実験あるいはシミュレーション等により予め求められた、第１照明光を用いて計測した像と第２照明光を用いて計測した像との間で生じる位置ずれ量を補正するための第１補正値を保持している。また、制御装置２２は、切替部７０によるフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えで生じる誤差を補正するための第２補正値を保持している。
そして、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの両方を用いて蛍光計測を実施する場合には、制御装置２２は、第１蛍光及び第２蛍光の少なくとも一方の計測結果と、第３蛍光及び第４蛍光の少なくとも一方の計測結果との間で上記第１補正値及び第２補正値を用いて計測結果を補正する補正部を備える構成にしてもよい。これによって、制御装置２２は、照明光の波長の差、及びフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えで生じる誤差の要因を低減した計測結果を得ることができる。
【０１２９】
制御装置２２は、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの一方を用いて被照射体１の特定指標（例えば、アライメントマークＡＭ）を照明光で計測した後に用いるフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを切り替えて、同一の特定指標をフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの他方を用いて照明光で計測した結果に基づいて、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えに伴って生じる誤差量を算出し、この誤差量を補正するための第２補正値を演算して求める。
そして、制御装置２２は、第１蛍光、第２蛍光の少なくとも一方の計測結果と、第３蛍光、第４蛍光の少なくとも一方の計測結果との間で上記第１補正値及び第２補正値を用いて演算して補正することで、照明光の波長の差、及びフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えで生じる誤差の要因を低減した計測結果を得ることができる。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態の計測装置２０は、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂのいずれを用いた場合でも、照明光の像情報と蛍光の像情報との両方をフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを用いた状態で計測することができる。そのため、本実施形態の計測装置２０は、照明光の像情報と蛍光の像情報とを得るためにフィルタブロックを切り替える場合に生じる配置誤差や動作誤差等による計測精度の低下を抑制することができるとともに、計測動作を高速に行うことが可能である。
また、本実施形態の計測装置２０は、計測対象の蛍光波長が互いに異なる複数のフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを切り替え可能に設けることで、上述した精度低下が抑制された蛍光計測の多色化を容易に実現することが可能となる。
さらに、本実施形態での計測装置２０は、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの切り替えに伴って計測結果に誤差が生じる可能性がある場合でも、制御装置２２が予め求めた補正値、あるいは被照射体１を計測することで得られる補正値を用いて計測結果を補正するため、高精度の蛍光計測を実現できる。
【０１３１】
また、本実施形態の計測装置２０は、第１照明光の波長と第２照明光の波長とが異なる場合でも、予め求められた、第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で生じる位置ずれ量に基づいて、第１蛍光、第２蛍光の計測結果と、第３蛍光、第４蛍光の計測結果との一方を補正するため、第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で生じる像ずれの影響を低減して、被照射体１に対する高精度の計測処理を実現できる。
【０１３２】
さらに、本実施形態の計測装置２０は、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂが検出装置３２による被照射体１のＺ方向の位置検出に用いる赤外光も透過するため、被照射体１のＺ方向の位置検出を効率的に実施することが可能である。
【０１３３】
また、本実施形態の計測装置は、光源装置３１からダイクロイックミラー３９Ａに入射する光を第１フィルタ３８Ａで波長選択し、ダイクロイックミラー３９Ａに入射した後にダイクロイックミラー３９Ａを介して出射する光を第２フィルタ４０Ａで波長選択する。本実施形態の計測装置は、光源装置３１からダイクロイックミラー３９Ｂに入射する光を第１フィルタ３８Ｂで波長選択し、ダイクロイックミラー３９Ｂに入射した後にダイクロイックミラー３９Ｂを介して出射する光を第２フィルタ４０Ｂで波長選択する。
したがって、本実施形態の計測装置は、光源装置３１から出射した光及び第１〜第４励起光の照射で被照射体１から発生した第１〜第４蛍光以外の光が撮像素子２８によって受光されてノイズ（例、クロストーク）となることを抑制できるため、スポットＳの計測精度の低下を効果的に抑制できる。
【０１３４】
また、本実施形態では、第１励起光及び第１蛍光の波長帯域と、第２励起光及び第２蛍光の波長帯域と、第３励起光及び第３蛍光の波長帯域と、第４励起光及び第４蛍光の波長帯域とを波長帯域の大きさの順で並べたときに、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの一方が奇数番目の波長帯域に対応し、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの他方が偶数番目の波長帯域に対応しているため、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂのそれぞれが対応する波長帯域を広くすることが可能となり、効果的に被照射体１の像情報を取得することができる。
特に、本実施形態では、第１励起光及び第１蛍光の波長帯域と第２励起光及び第２蛍光の波長帯域との一方の波長帯域の一部が、第３励起光及び第３蛍光の波長帯域の一部、または第４励起光及び第４蛍光の波長帯域の一部に重なるように、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの光学特性が設定されているため、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂのそれぞれが対応する波長帯域をより広く設定することが可能となる。これによって、センサ２８における各励起光の光量および各蛍光の光量の低下を防ぐことが可能である。
【０１３５】
さらに、本実施形態の計測装置は、第２照明光の波長と第２励起光の波長とを同一としているため、第２照明光の光源または第２励起光の光源を個別に用意する必要がなくなり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。
【０１３６】
＜第４実施形態＞
次に、計測装置２０の第４実施形態について、図１５を参照して説明する。
この図において、図１０〜１４に示す第３実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【０１３７】
上記第３実施形態で説明したダイクロイックミラー（３９Ａ、３９Ｂ）については、所定波長帯域の光を反射または透過する光学特性を備えており、この光学特性はダイクロイックミラーの一面（複数の面のうち一つの面、又は一対の面のうち一方の面）に設けられる膜（例、多層膜）によって得られる構成とした。
本実施形態では、ダイクロイックミラーの二面（複数の面のうち二つの面、又は一対の面のうち両方の面）にそれぞれ設けた膜により上記の光学特性を得られる一例について説明する。
ここでは、一例として、図１３（ｂ）で示したダイクロイックミラー３９Ａの光学特性を素子の二面にそれぞれ設けた第１膜、第２膜により得られる例について説明する。
【０１３８】
図１５（ａ）は、ダイクロイックミラー３９Ａのうち、光源装置３１から出射された光が先に入射する側の面に設けられた第１膜について、入射する光の波長と透過率との関係を示す図である。図１５（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ａのうち、第１膜が設けられた面とは逆側の面に設けられた第２膜について、入射する光の波長と透過率との関係を示す図である。
【０１３９】
第１膜は、図１５（ａ）に示すように、第１照明光の波長を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂと同一の波長帯域λＢ３Ｂ’、第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｂと同一の波長帯域λＢ１２Ｂ’、検出装置３２の検出光である赤外光の波長及び第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ２２Ｂと同一の波長帯域λＢ２２Ｂ’が１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）の光学特性と、第１励起光の波長を含む波長帯域λＢ１１Ｂと同一の波長帯域λＢ１１Ｂ’、第２励起光の波長を含む波長帯域λＢ２１Ｂと同一の波長帯域λＢ２１Ｂ’が１００％近傍の高い反射率の光学特性とを備えており、２種類の透過率を含む光学特性を備えている。
【０１４０】
第２膜は、図１５（ｂ）に示すように、第１照明光の波長を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂと同一の波長帯域λＢ３Ｂ’が透過率５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）の光学特性と、他の波長帯域が１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）の光学特性とを備えており、２種類の透過率を含む光学特性を備えている。
【０１４１】
例えば、先に第１膜に入射した光のうち、第１膜の光学特性に応じて反射する波長帯域の光は第２膜に到達することなく反射し、第１膜の光学特性に応じて透過する波長帯域の光は第２膜に達して第２膜の光学特性に応じて透過または部分反射する。従って、異なる二面に設けられた第１膜及び第２膜が協働することにより、図１３（ｂ）で示したダイクロイックミラー３９Ａの光学特性を得ることが可能である。
【０１４２】
このように、本実施形態の形態では、上記第３実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、３種類の透過率を備える光学特性を、それぞれ２種類の透過率を備えるシンプルな光学特性の膜で容易に得ることが可能となり、汎用性の高いダイクロイックミラー製造が可能となる。
【０１４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１４４】
例えば、上記実施形態では、２つのフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂが、光源装置３１から出射される光の光路に対して切り替え可能に設けられる構成を例示したが、例えば３つ以上のフィルタブロックを切り替え可能に設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態では、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを直動させて切り替える構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばＺ軸に平行な軸周りに回転可能なターレット部に、回転方向に間隔をあけてフィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを配置し、ターレット部を回転移動させることにより、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを切り替える構成としてもよい。
【０１４５】
また、上記実施形態の計測装置２０は、光源装置３１が複数波長の光を選択的に切り替え可能な構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ等の第１、第２照明光の光源、第１〜第４励起光の光源をそれぞれ用い、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂに向けて光を射出する光源を適宜切り替える構成としてもよい。
また、上記実施形態における計測装置２０は、広い波長帯域を有する光を射出する光源装置３１及び特定の波長帯域の光を反射又は吸収する（又は透過させる）複数のフィルタを用いて、選択的に射出する光を切り替え可能な構成にしてもよい。
【０１４６】
また、上記実施形態では、第２照明光の波長を第２励起光の波長と同じ波長としたが、第１照明光についても励起光の波長と同一の波長とすることができる。この場合、第１照明光が入射しないフィルタブロック３７Ｂに用いられる第３励起光または第４励起光の波長の光を第１照明光として用いればよい。
さらに、第１照明光と第２照明光の波長を同一波長とする構成としてもよい。例えば、第１照明光と第２照明光とを、検出装置３２が射出する赤外光と同一の波長（例えば、波長７７０ｎｍ）とする構成であってもよい。この構成とすることにより、計測装置は、第１照明光及び第２照明光の双方で個別に光源を用意する必要がなくなり、例えば光ファイバー等の導光装置を用いることで光源を共用化でき、装置の小型化、低価格化に寄与できる。
【０１４７】
この構成を用いる場合には、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂが光源装置３１から入射する照明光については反射し、被照射体１で反射して入射する照明光については透過させ、検出装置３２から出射された赤外光については透過させる必要がある。そのため、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂは、赤外光の波長及び照明光の波長を含む波長帯域について部分透過及び部分反射する光学特性を備えればよい。
なお、上記第４実施形態において、照明光、赤外光については、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂで部分反射または部分透過されるが、被照射体１から発生する蛍光の信号強度に比較して、照明光、赤外光による反射光の信号強度は大きいため、照明光を用いた像取得や、被照射体１の表面８のＺ方向の位置情報取得に影響はない。
【０１４８】
また、上記実施形態は、撮像素子２８の視野ＦＡの大きさがスポットＳの配置領域の大きさよりも小さいため、被照射体１に設けたアライメントマークＡＭを用いて画面合成を行う構成であるが、視野ＦＡの大きさをスポットＳの配置領域の大きさよりも大きくすることにより、全てのスポットＳを一括して撮像する構成でもよい。
【０１４９】
また、上記実施形態の計測装置は、センサとして撮像素子２８を用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、スポットＳの像を受光可能な他のセンサを用いる構成であってもよい。
例えば、上記実施形態の計測装置は、各スポットＳの像位置に対応させてマトリックス状に照明光及び蛍光に対して透過性を有する第１電極及び第２電極を配置するとともに、第１電極と第２電極との間に光量子反応材料を介装し、照明光あるいは蛍光の入射に伴って第１電極と第２電極との間の電気抵抗が変化することで、スポットＳで発生した蛍光を計測するセンサを設ける構成としてもよい。
【０１５０】
＜第５実施形態＞
計測装置の第５実施形態について、図１６及び図１７を参照して説明する。
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図１６は、本実施形態に係る計測装置２０の一例を示す概略構成図である。  
【０１５１】
計測装置本体２１は、光源装置３１Ａ、３１Ｂと、検出装置３２Ａ、３２Ｂと、対物レンズ３５等を含む光学システム（光学装置）２５と、被照射体１を支持しながら移動可能なステージ２６と、被照射体１を介した光を受光可能なセンサ（例、撮像素子など）を含む観察カメラ２９Ａ、２９Ｂとを備えている。
例えば、センサは、ＰＭＴ（photomultiplier tube）などの光検出器、や撮像素子を含む。本実施形態において、センサは一例として撮像素子を用いている。撮像素子２８Ａ、２８Ｂは、物体の像情報を取得可能であり、例えばＣＣＤ（charge coupled device）を含む。
【０１５２】
光学システム２５は、光源装置３１Ａから射出された光を用いて被照射体１を照明する照明光学系３６Ａと、光源装置３１Ｂから射出された光を用いて被照射体１を照明する照明光学系３６Ｂと、照明光学系３６Ａで照明された被照射体１からの光を照明光学系３６Ａに入射させるとともに、照明光学系３６Ｂで照明された被照射体１からの光を照明光学系３６Ｂに入射させる光学素子１５１と、照明光学系３６Ａで照明された被照射体１の像を、撮像素子２８Ａの近傍に形成する結像光学系３３Ａと、照明光学系３６Ｂで照明された被照射体１の像を、撮像素子２８Ｂの近傍に形成する結像光学系３３Ｂとを備えている。
撮像素子２８Ａ、２８Ｂは、結像光学系３３Ａ、３３Ｂの像面側にそれぞれ配置されている。
【０１５３】
対物レンズ３５は、無限系の対物レンズであり、ステージ２６に支持されている被照射体１の表面８と対向可能である。本実施形態においては、対物レンズ（第１対物レンズ）３５は、被照射体１の＋Ｚ側（上方）に配置されている。
【０１５４】
光源装置３１Ａ、３１Ｂは、被照射体１から蛍光を発生させる励起光と、被照射体１を観察する照明光とを射出可能である。光源装置３１Ａは、波長λ１の第１励起光、波長λ２の第２励起光及び波長λ３の第１照明光を射出可能である。光源装置３１Ｂは、波長λ４の第３励起光、波長λ５の第４励起光及び波長λ６の第２照明光を射出可能である（例えば、λ４＜λ３＜λ１＜λ５＜λ２＝λ６）。
例えば、光源装置３１Ａは、波長λ１＝４８８ｎｍの第１励起光、波長λ２＝６４７ｎｍの第２励起光及び波長λ３＝４３５ｎｍの第１照明光を射出可能である。光源装置３１Ｂは、波長λ４＝４０５ｎｍの第３励起光、波長λ５＝５３２ｎｍの第４励起光及び波長λ６＝６４７ｎｍの第２照明光を射出可能である。光源装置３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ制御装置２２からの信号に基づいて、上記の光を選択的に切り替えて射出可能な構成を備えている。
なお、光源装置３１Ａ、３１Ｂは、必ずしも個別に設ける必要はなく、上述した各波長の光を射出可能な光源装置を一方に設け、光ファイバー等によって他方に導光する構成としてもよい。
【０１５５】
検出装置（Ｚ位置検出装置）３２Ａは、光源装置３１Ａから射出される第１、第２励起光、第１照明光、及び第１、第２励起光により被照射体１から発生する蛍光とは異なる波長帯域の光を検出光（例えば、波長７７０ｎｍの赤外光（以下、単に赤外光と称する）など）として用い、波長選択フィルタ４２Ａを介して被照射体１を照射し、被照射体１の位置に関する情報（例えば、被照射体１のＺ方向の位置情報など）を検出する。波長選択フィルタ４２Ａは、赤外光を反射し、後述する第１照明光、第１蛍光、第２蛍光を透過する光学特性を備えている。
【０１５６】
検出装置（Ｚ位置検出装置）３２Ｂは、光源装置３１Ｂから射出される第３、第４励起光、第２照明光、及び第３、第４励起光により被照射体１から発生する蛍光とは異なる波長帯域の光を検出光（例えば、波長７７０ｎｍの赤外光（以下、単に赤外光と称する）など）として用い、波長選択フィルタ４２Ｂを介して被照射体１を照射し、被照射体１の位置に関する情報（例えば、被照射体１のＺ方向の位置情報など）を検出する。波長選択フィルタ４２Ｂは、赤外光を反射し、後述する第２照明光、第３蛍光、第４蛍光を透過する光学特性を備えている。
【０１５７】
照明光学系（第１の光学系）３６Ａは、光源装置３１Ａから射出された光を用いて、所定波長帯域の励起光または所定波長帯域の照明光で被照射体１を照明する。照明光学系３６Ａは、所定波長帯域の光（例、所定の励起光、蛍光、照明光や検出光）が入射する対物レンズ３５と、励起光と蛍光とを分離可能なフィルタブロック（第１光学素子）３７Ａと、光学素子（第３光学素子）１５１とを含む。
対物レンズ３５は、被照射体１を照明するための励起光、照明光、及び被照射体１のＺ方向の位置情報を検出するための検出光（例えば、赤外光）を射出する。照明光学系３６Ａは、ステージ２６に支持されている被照射体１を、所定の上方（Ｚ方向）から励起光、照明光、及び検出光で照明する。
【０１５８】
照明光学系（第２の光学系）３６Ｂは、光源装置３１Ｂから射出された光を用いて、所定波長帯域の励起光または所定波長帯域の照明光で被照射体１を照明する。照明光学系３６Ｂは、所定波長帯域の光（例、所定の励起光、蛍光、照明光や検出光）が入射し、照明光学系３６Ａと共通の光路に配置された上述の対物レンズ３５と、励起光と蛍光とを分離可能なフィルタブロック（第２光学素子）３７Ｂと、照明光学系３６Ａと共通の光路に配置された上述の光学素子１５１とを含む。
照明光学系３６Ｂは、照明光学系３６Ａと共通の光路において、照明光学系３６Ａの対物レンズ３５を備える。
【０１５９】
照明光学系３６Ａのフィルタブロック３７Ａは、光源装置３１Ａからの光が入射する第１フィルタ３８Ａと、第１フィルタ３８Ａを介した光が入射するダイクロイックミラー（第１分離部）３９Ａと、ダイクロイックミラー３９Ａからの光が入射する第２フィルタ４０Ａとを備えている。
フィルタブロック３７Ｂは、光源装置３１Ｂからの光が入射する第１フィルタ３８Ｂと、第１フィルタ３８Ｂを介した光が入射するダイクロイックミラー（第２分離部）３９Ｂと、ダイクロイックミラー３９Ｂからの光が入射する第２フィルタ４０Ｂとを備えている。
【０１６０】
第１フィルタ３８Ａは、光源装置３１Ａからの光のうち一部の波長帯域の光を反射又は吸収によって除いて、蛍光物質の励起に必要な第１、第２励起光及び第１照明光を選択的に透過させる波長選択光学素子である。図１７（ａ）は、第１フィルタ３８Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１７（ａ）に示されるように、第１フィルタ３８Ａは、光源装置３１Ａが射出する第１励起光の波長λ１を含む波長帯域λＢ１１Ａ及び第１照明光の波長λ３を含む波長帯域λＢ３Ａと、第２励起光の波長λ２を含む波長帯域λＢ２１Ａとが透過率１００％となる光学特性を備えている。
すなわち、第１フィルタ３８Ａは、所定波長帯域の光（第１、第２励起光及び第１照明光）を透過させ、他の波長帯域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。波長帯域λＢ１１Ａは、例えば４４０ｎｍ〜５０５ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ａは、例えば６１５ｎｍ〜６４０ｎｍである。波長帯域λＢ３Ａは、波長帯域λＢ１１Ａと連続する、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。
第１光源装置３１Ａから射出され、第１フィルタ３８Ａを透過した所定波長帯域の光（第１、第２励起光及び第１照明光）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９Ａに入射する。
【０１６１】
ダイクロイックミラー３９Ａは、主として励起光と蛍光とを分離する分離光学素子である。本実施形態において、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１フィルタ３８Ａを透過した第１励起光の波長λ１を含む波長帯域（例、第２の波長帯域）λＢ１１Ｂの光、及び第１フィルタ３８Ａを透過した第２励起光の波長を含む波長帯域（例、第７の波長帯域）λＢ２１Ｂの光を透過し、第１励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第１の波長帯域）λＢ１２Ｂの第１蛍光を高い反射率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる反射率）で反射するとともに、第２励起光の照明により被照射体１から発生した波長帯域（例、第８の波長帯域）λＢ２２Ｂの第２蛍光を高い反射率（例、実質的に８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる反射率）で反射する光学特性を備える。
さらに、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長λ３を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂの光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。また、ダイクロイックミラー３９Ａは、検出装置３２Ａから射出された検出光を透過させる光学特性を備える。例えば、これらの光学特性は、ダイクロイックミラー３９Ａが備える多層膜（不図示）によって得られる。
【０１６２】
図１７（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ａの光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１７（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の照明によって被照射体１から発生する第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｂの光と、検出装置３２Ａの検出光である赤外光の波長を含むとともに、第２励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ２２Ｂの光とが１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
また、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂの光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【０１６３】
波長帯域λＢ１１Ｂは、例えば４４０ｎｍ〜５０５ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ｂは、例えば５７０ｎｍ〜６５０ｎｍである。波長帯域λＢ１２Ｂは、例えば５０５ｎｍ〜５７０ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｂは、例えば６５０ｎｍ以上である。波長帯域λＢ３Ｂは、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。
ダイクロイックミラー３９Ａにおいては、波長帯域λＢ１１Ｂと波長帯域λＢ１２Ｂとは連続している波長帯域であり、波長帯域λＢ２１Ｂと波長帯域λＢ２２Ｂとは連続している波長帯域である。
【０１６４】
例えば、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１照明光の波長を含む約４２５ｎｍ〜４４０ｎｍの波長帯域λＢ３Ｂの光に対しては５０％程度の透過率を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の波長を含む約４４０ｎｍ〜５０５ｎｍの波長帯域λＢ１１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第１蛍光の波長を含む約５０５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長帯域λＢ１２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率を備える。
ダイクロイックミラー３９Ａは、第２励起光の波長を含む約６１５ｎｍ〜６４０ｎｍの波長帯域λＢ２１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）を備える。ダイクロイックミラー３９Ａは、第２蛍光（及び赤外光）の波長を含む６５０ｎｍ以上の波長帯域λＢ２２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率を備える。
【０１６５】
第２フィルタ４０Ａは、被照射体１からの第１照明光及び上述した第１、第２蛍光と、第１照明光及び第１、第２蛍光以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、第１照明光及び第１、第２の蛍光を選択的に透過させるとともに、検出装置３２Ａから射出される赤外光を透過させる光学特性を備える波長選択光学素子である。
図１７（ｃ）は、第２フィルタ４０Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１７（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０Ａは、第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｃの光と、第２励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長（及び赤外光の波長）を含む波長帯域λＢ２２Ｃの光とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０Ａは、第１照明光の波長を含む波長帯域λＢ３Ｃの光が透過率１００％となる光学特性を備えている。
第２フィルタ４０Ａを透過した第１、第２蛍光及び第１照明光は、結像光学系３３Ａを介して観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに導かれる。
【０１６６】
波長帯域λＢ１２Ｃは、例えば５１５ｎｍ〜５６５ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｃは、例えば６６０ｎｍ以上である。波長帯域λＢ３Ｃは、例えば４２５ｎｍ〜４４０ｎｍである。
【０１６７】
フィルタブロック３７Ｂを構成する第１フィルタ３８Ｂは、光源装置３１Ｂからの光のうち一部の波長帯域の光を反射又は吸収によって除いて、蛍光物質の励起に必要な第３、第４励起光及び第２照明光を選択的に透過させる波長選択光学素子である。本実施形態の第１フィルタ３８Ｂの光学特性は、第３実施形態で図１４（ａ）を用いて説明した第１フィルタ３８Ｂの光学特性と同様であり、ここでは説明を省略する。
光源装置３１Ｂから射出され、第１フィルタ３８Ｂを透過した所定波長帯域の光（第３、第４励起光及び第２照明光）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９Ｂに入射する。
【０１６８】
照明光学系３６Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂは、主として励起光と蛍光とを分離する分離光学素子である。本実施形態のダイクロイックミラー３９Ｂの光学特性は、第３実施形態で図１４（ｂ）を用いて説明したダイクロイックミラー３９Ｂの光学特性と同様であり、ここでは説明を省略する。
ダイクロイックミラー３９Ｂは、検出装置３２Ｂから射出された検出光を透過させる光学特性を備える。
【０１６９】
図１４（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第３励起光の照明によって被照射体１から発生する第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ３２Ｂの光と、第４励起光の照明によって被照射体１から発生する第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ４２Ｂの光と、検出装置３２Ｂの検出光である赤外光（例えば、波長７７０ｎｍ）とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
【０１７０】
第２フィルタ４０Ｂは、被照射体１からの第２照明光及び上述した第３、第４蛍光と、第２照明光及び第３、第４蛍光以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、第２照明光及び第３、第４蛍光を選択的に透過させるとともに、検出装置３２Ｂから射出される赤外光を透過させる光学特性を備える波長選択光学素子である。
本実施形態の第２フィルタ４０Ｂの光学特性は、第３実施形態で図１４（ｃ）を用いて説明した第２フィルタ４０Ｂの光学特性と同様であり、ここでは説明を省略する。
第２フィルタ４０Ｂを透過した第３、第４蛍光及び第２照明光は、結像光学系３３Ｂを介して観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに導かれる。
【０１７１】
対物レンズ３５は、例えば、上述の第１の波長帯域の光から第６の波長帯域の光（例、波長帯域λＢ１１Ｂの光、波長帯域λＢ１２Ｂの光、波長帯域λＢ３１Ｂの光、波長帯域λＢ３２Ｂの光など）が入射可能な光路に配置される。
光学素子１５１は、例えば、ハーフミラー（第３分離部）１５２を備えている。ハーフミラー１５２は、入射する光を、例えば透過率５０％（反射率５０％）で部分透過及び部分反射して分離する光学特性を備えている。光学素子１５１は、フィルタブロック（第１光学素子）３７Ａと対物レンズ３５との間の光路、及びフィルタブロック（第２光学素子）３７Ｂと対物レンズ３５との間の光路に配置される。
【０１７２】
結像光学系３３Ａは、フィルタブロック３７Ａと対向する位置に配置され、倍率変換光学系、結像系の対物レンズ等、複数の光学素子を含み、被照射体１の像を、撮像素子２８Ａの近傍に形成する。結像光学系３３Ｂは、フィルタブロック３７Ｂと対向する位置に配置され、倍率変換光学系、結像系の対物レンズ等、複数の光学素子を含み、被照射体１の像を、撮像素子２８Ｂの近傍に形成する。
【０１７３】
ステージ２６は、結像光学系３３Ａ、３３Ｂの物体面側で、被照射体１を支持する。被照射体１は、その被照射体１の表面８が対物レンズ３５と対向するように、ステージ２６に支持される。
【０１７４】
被照射体１を介した光は、対物レンズ３５、光学素子１５１、フィルタブロック３７Ａ及び結像光学系３３Ａを介して観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに入射する。被照射体１の像は、結像光学系３３Ａにより、撮像素子２８Ａに形成される。これにより、観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａは、被照射体１の像情報を取得可能である。
同様に、被照射体１を介した光は、対物レンズ３５、光学素子５１、フィルタブロック３７Ｂ及び結像光学系３３Ｂを介して観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに入射する。被照射体１の像は、結像光学系３３Ｂにより、撮像素子２８Ｂに形成される。これにより、観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂは、被照射体１の像情報を取得可能である。
【０１７５】
図１６に示すように、撮像素子２８Ａ、２８Ｂで取得した被照射体１の像情報（画像信号）は、制御装置２２に出力される。制御装置２２は、撮像素子２８Ａ、２８Ｂからの像情報を、表示装置２３を用いて表示する。表示装置２３は、撮像素子２８Ａ、２８Ｂで取得した被照射体１の像情報を拡大して表示することができる。
【０１７６】
制御装置２２は、上述した光源装置３１Ａ、３１Ｂにおける光源の選択・切替え、検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出結果に基づくステージ２６のＺ方向位置制御、ステージ２６の駆動制御等を統括的に制御する。制御装置２２には、撮像素子２８Ａ、２８Ｂが撮像した像情報が入力する。制御装置２２は、撮像素子２８Ａ、２８Ｂが撮像した各像情報、及び各像情報を得る際の第１照明光、第２照明光の種類に基づいて像情報を補正する（後述）。
【０１７７】
次に、上述の構成を有する計測装置２０を用いて、被照射体１を計測する方法について説明する。本実施形態の被照射体１の構成は、第１実施形態及び第３実施形態で図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明したものと同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１７８】
例えば、光源装置３１Ａから波長λ１の第１励起光を照射させて被照射体１を計測する場合、最初に、計測装置２０は、検出装置３２Ａから射出する赤外光を用いて被照射体１の表面８のＺ方向の位置情報を検出する。
検出装置３２Ａから射出された赤外光は、波長選択フィルタ４２Ａでの反射、フィルタブロック３７Ａの第２フィルタ４０Ａの透過、ダイクロイックミラー３９Ａでの反射、光学素子１５１のハーフミラー１５２での部分反射を経た後に、被照射体１の表面８で反射し、同じ光路（共通光路）を辿って検出装置３２Ａに受光される。
制御装置２２は、検出装置３２Ａで検出されたＺ方向の位置情報に基づいて、ステージ２６（すなわち、被照射体１の表面８）をＺ方向の所定位置に位置決めする。
【０１７９】
そして、計測装置２０は、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めすると、所定（所定数）のスポットＳが計測可能となる第１の撮像領域に、被照射体１（ステージ２６）をＸＹ平面内で移動させる。
【０１８０】
次に、計測装置２０は、光源装置３１Ａから第１照明光を選択して射出させ、被照射体１の表面８を照明する。光源装置３１Ａから射出された第１照明光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａで反射光（部分反射光）と透過光（部分透過光）とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分透過した第１照明光が光学素子１５１のハーフミラー１５２で部分反射し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した第１照明光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のハーフミラー１５２での部分反射、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａでの部分反射、第２フィルタ４０Ａの透過、波長選択フィルタ４２Ａの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ａに導かれて観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに入射する。
【０１８１】
これらにより、図７に示すように、撮像素子２８Ａの撮像特性及び倍率変換光学系で設定された倍率に応じた大きさの視野ＦＡ内に複数（図７では４２個）のスポットＳの像及びアライメントマークＡＭの像が、撮像素子２８Ａに形成される。
撮像素子２８Ａは、スポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）及びアライメントマークＡＭの像情報（位置情報）を取得する。制御装置２２は、スポットＳの像情報を記憶するとともに、アライメントマークＡＭの位置情報から視野ＦＡにおけるスポットＳ群の配置（Ｘ、Ｙ、θＺ）を求めて記憶する。
【０１８２】
この後、計測装置２０は、蛍光計測を行うために、光源装置３１Ａから射出される光を、例えば第１励起光に切り替える。光源装置３１Ａから射出された第１励起光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａを透過し、光学素子１５１のハーフミラー１５２で部分反射し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
第１励起光で照明されたスポットＳのうちプローブ（生体分子）の物質とターゲット（検体）の物質とが結合したスポットＳにおいて、波長帯域λＢ１２Ｂに含まれる波長で第１蛍光が発生する。
発生した第１蛍光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のハーフミラー１５２での部分反射、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａでの反射、第２フィルタ４０Ａの透過、波長選択フィルタ４２Ａの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ａに導かれて観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに入射する。
【０１８３】
そして、第１照明光によるスポットＳの計測と同様に、第１蛍光を発生したスポットＳの像は、図８に示されるように、撮像素子２８Ａの視野ＦＡ内に形成される。撮像素子２８Ａは、第１蛍光を発生したスポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）を取得する。
【０１８４】
図８に二点鎖線で示すスポットＳ’は、第１蛍光を発生しないものであり、撮像素子２８Ａには撮像信号として認識されない。この場合、計測装置２０は、図７に示した、第１照明光によりスポットＳを撮像した結果（観察結果）と、図８に示した第１蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果（蛍光結果）とを対応付けることにより、第１蛍光を発生したスポットＳの被照射体１におけるアドレス、すなわち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１８５】
このとき、第１照明光を用いたスポットＳの像計測と第１蛍光を用いたスポットＳの像計測とにおいて、第１照明光における光源装置３１Ａから撮像素子２８Ａまでの光路は、第１励起光における光源装置３１Ａから被照射体１までの光路、及び第１励起光の照射で発生した第１蛍光における被照射体１から撮像素子２８Ａまでの光路と、同一（共通光路）である。
【０１８６】
そのため、撮像素子２８Ａの視野ＦＡ内におけるスポットＳ群の配置は、第１照明光による像計測時と第１蛍光による像計測時とでは同一となる。そのため、第１照明光によりスポットＳを撮像した結果と、第１蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果とは高精度で対応付けられる。
【０１８７】
また、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第２励起光を用いた蛍光計測（第２蛍光の計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、上述の第１蛍光を用いた計測（第１の蛍光計測）を行った後、光源装置３１Ａから射出される光を第２励起光に切り替え、第１励起光を用いた場合と同様の計測処理を実施する。
【０１８８】
一方、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第３励起光を用いた蛍光計測（第３蛍光の計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、光源装置３１Ｂから第２照明光を選択して射出させ、被照射体１の表面８を照明する。
光源装置３１Ｂから射出された第２照明光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂで反射光（部分反射光）と透過光（部分透過光）とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した第２照明光が光学素子１５１のハーフミラー１５２で部分透過し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した第２照明光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のハーフミラー１５２の部分透過、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂでの部分透過、第２フィルタ４０Ｂの透過、波長選択フィルタ４２Ｂの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ｂに導かれて観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに入射する。
【０１８９】
これらにより、撮像素子２８Ｂの撮像特性及び倍率変換光学系で設定された倍率に応じた大きさの視野ＦＡ内に複数のスポットＳの像及びアライメントマークＡＭの像が、撮像素子２８Ｂに形成される。
撮像素子２８Ｂは、スポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）及びアライメントマークＡＭの像情報（位置情報）を取得する。制御装置２２は、スポットＳの像情報を記憶するとともに、アライメントマークＡＭの位置情報から視野ＦＡにおけるスポットＳ群の配置（Ｘ、Ｙ、θＺ）を算出して記憶する。
【０１９０】
この後、計測装置２０は、蛍光計測を行うために、光源装置３１Ｂから射出される光を、例えば第３励起光に切り替える。光源装置３１Ｂから射出された第３励起光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂを反射し、光学素子１５１のハーフミラー１５２を部分透過し、対物レンズ３５を透過した後に、被照射体１の表面８を照明する。
第３励起光で照明されたスポットＳのうちプローブ（生体分子）の物質とターゲット（検体）の物質とが結合したスポットＳにおいて、波長帯域λＢ３２Ｂに含まれる波長で第３蛍光が発生する。
発生した第３蛍光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のハーフミラー１５２の部分透過、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂの透過、第２フィルタ４０Ｂの透過、波長選択フィルタ４２Ｂの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ｂに導かれて観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに入射する。
【０１９１】
そして、第２照明光によるスポットＳの計測と同様に、第３蛍光を発生したスポットＳの像は、撮像素子２８Ｂの視野ＦＡ内に形成される。撮像素子２８Ｂは、第３蛍光を発生したスポットＳの像情報（スポットＳの受光情報）を取得する。
計測装置２０は、第２照明光によりスポットＳを撮像した結果（観察結果）と、第３蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果（蛍光結果）とを対応付けることにより、第３蛍光を発生したスポットＳの被照射体１におけるアドレス、すなわち、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１９２】
第２照明光を用いたスポットＳの像計測と第３蛍光を用いたスポットＳの像計測とにおいても、第２照明光における光源装置３１Ｂから撮像素子２８Ｂまでの光路は、第３励起光における光源装置３１Ｂから被照射体１までの光路、及び第３励起光の照射で発生した第３蛍光における被照射体１から撮像素子２８Ｂまでの光路と、同一（共通光路）である。
そのため、撮像素子２８Ｂの視野ＦＡ内におけるスポットＳ群の配置は、第２照明光による像計測時と第３蛍光による像計測時とでは同一となる。そのため、第２照明光によりスポットＳを撮像した結果と、第３蛍光を発生したスポットＳを撮像した結果とは高精度で対応付けられる。
【０１９３】
この後、プローブの物質及びターゲットの物質の蛍光特性に応じて、第４励起光を用いた蛍光計測（第４蛍光の計測）も併せて行う場合には、計測装置２０は、上述の第３蛍光を用いた計測（第３の蛍光計測）を行った後、光源装置３１Ｂから射出される光を第４励起光に切り替え、第３励起光を用いた場合と同様の計測処理を実施する。
【０１９４】
計測装置２０は、被照射体１における第１の撮像領域の計測が完了すると、第１の撮像領域と隣り合う第２の撮像領域に被照射体１を移動させる。第２の撮像領域は、第１の撮像領域で撮像したアライメントマークＡＭの一部が撮像素子２８Ａの視野ＦＡで撮像される位置に設定される。
そして、計測装置２０は、上記第１の撮像領域に対する撮像処理と同様に、第１照明光を用いたスポットＳ及びアライメントマークＡＭの計測及び第１蛍光を用いたスポットＳの計測、さらに必要に応じて第２照明光を用いたスポットＳ及びアライメントマークＡＭの計測及び第３蛍光と第４蛍光との少なくとも一方を用いたスポットＳの計測を実施する。
【０１９５】
なお、第１の撮像領域の計測が第１励起光を用いた状態で完了した場合には、第２の撮像領域の計測は、第１照明光による計測の後に第１蛍光による計測という順序ではなく、第１蛍光による計測の後に第１照明光による計測とする順序でもよい。
このように、計測装置２０は、第２の撮像領域以降の計測を開始する際に、先に完了した撮像領域の計測時に用いた光を用いることで、光源装置３１Ａから射出される光を切り替える必要がなくなり、計測処理に要する時間を短縮化することができる。
【０１９６】
そして、全てのスポットＳの計測が完了するまで複数の撮像領域の計測処理を実施すると、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークＡＭの計測結果から第１照明光によるスポットＳの計測結果を画面合成するとともに、第１蛍光、第２蛍光のぞれぞれによるスポットＳの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
第３蛍光、第４蛍光の少なくとも一方の計測処理を実施した場合には、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークＡＭの計測結果から第２照明光によるスポットＳの計測結果を画面合成するとともに、第３蛍光、第４蛍光のそれぞれによるスポットＳの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、プローブの物質とターゲットの物質とが結合したスポットＳの被照射体１におけるアドレスを計測することができる。
【０１９７】
第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で像ずれが生じる場合、制御装置２２は、実験あるいはシミュレーション等により予め求められた、第１照明光を用いて計測した像と第２照明光を用いて計測した像との間で生じる位置ずれ量に基づいて、第１蛍光、第２蛍光の計測結果と、第３蛍光、第４蛍光の計測結果との少なくとも一方を補正する補正部を備える構成にしてもよい。
【０１９８】
以上説明したように、本実施形態では、光源装置３１Ａ、３１Ｂから射出される光を切り替えることにより、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂや光学素子１５１等の光学素子を移動させることなく、第１蛍光〜第４蛍光の各色で被照射体１におけるスポットＳの像情報を計測することができる。そのため、本実施形態では、照明光を用いた計測結果と蛍光を用いた計測結果とを高精度に対応付けることができ、光路中に配置する光学素子を光の波長帯域に応じて切り替えた場合のように、スポットＳの計測精度が低下することを抑制できる。
また、本実施形態における計測装置２０は、上述した構成などによって、計測動作を高速に行うことが可能である。
【０１９９】
本実施形態では、第１照明光の波長と第２照明光の波長とが異なる場合でも、予め求められた、第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で生じる位置ずれ量に基づいて、第１蛍光、第２蛍光の計測結果と、第３蛍光、第４蛍光の計測結果との一方を補正するため、第１照明光を用いて計測した像と、第２照明光を用いて計測した像との間で生じる像ずれの影響を低減して、被照射体１に対する高精度の計測処理を実現できる。
【０２００】
本実施形態では、第１励起光及び第１蛍光の波長帯域と、第２励起光及び第２蛍光の波長帯域と、第３励起光及び第３蛍光の波長帯域と、第４励起光及び第４蛍光の波長帯域とを波長帯域の大きさの順で並べたときに、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの一方が奇数番目の波長帯域に対応し、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの他方が偶数番目の波長帯域に対応しているため、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂのそれぞれが対応する波長帯域を広くすることが可能となる。そのため、本実施形態では、光学素子１５１のようにハーフミラー１５２を用いた場合のように、入射する励起光及び蛍光に光量の低減が生じても効果的に被照射体１の像情報を取得することができる。
特に、本実施形態では、第１励起光及び第１蛍光の波長帯域と第２励起光及び第２蛍光の波長帯域との一方の波長帯域の一部が、第３励起光及び第３蛍光の波長帯域の一部、または第４励起光及び第４蛍光の波長帯域の一部に重なるように、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの光学特性が設定されているため、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂのそれぞれが対応する波長帯域をより広く設定することが可能となる。これによって、撮像素子２８Ａ、２８Ｂにおける各励起光の光量および各蛍光の光量の低下を防ぐことが可能である。
【０２０１】
さらに、本実施形態では、第２照明光の波長と第２励起光の波長とを同一としているため、第２照明光の光源または第２励起光の光源を個別に用意する必要がなくなり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。
【０２０２】
本実施形態における光学システム２５は、フィルタブロック３７Ａ及びフィルタブロック３７Ｂを備え、光源装置３１Ａからダイクロイックミラー３９Ａに入射する光を第１フィルタ３８Ａで波長選択し、ダイクロイックミラー３９Ａに入射した後にダイクロイックミラー３９Ａを介して出射する光を第２フィルタ４０Ａで波長選択し、また、光源装置３１Ｂからダイクロイックミラー３９Ｂに入射する光を第１フィルタ３８Ｂで波長選択し、ダイクロイックミラー３９Ｂに入射した後にダイクロイックミラー３９Ｂを介して出射する光を第２フィルタ４０Ｂで波長選択する。
このため、光源装置３１Ａ、３１Ｂから出射した光及び第１〜第４励起光の照射で被照射体１から発生した第１〜第４蛍光以外の光が撮像素子２８Ａ、２８Ｂによって受光されてノイズ（例、クロストーク）となることを抑制できるため、スポットＳの計測精度の低下を効果的に抑制できる。
【０２０３】
＜第６実施形態＞
次に、計測装置２０の第６実施形態について、図１８から図２１を参照して説明する。
これらの図において、図１６及び図１７に示す第５実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【０２０４】
上記第５実施形態では、光学素子１５１がハーフミラー１５２を備える構成であったが、第６実施形態では光学素子１５１がダイクロイックミラー１５３を備える構成とともに、第１照明光の波長、第２照明光の波長、及び検出装置３２Ａ、３２Ｂが用いる検出光の波長が同一波長で構成される場合について説明する。
【０２０５】
図１８は、第６実施形態に係る計測装置２０の一例を示す概略構成図である。図１８の計測装置２０の光学素子１５１はダイクロイックミラー１５３を備える。ダイクロイックミラー１５３の光学特性の詳細については後述する。
【０２０６】
光源装置３１Ａは、例えば、波長λ１＝４８８ｎｍの第１励起光、波長λ２＝６４７ｎｍの第２励起光、及び検出装置３２Ａの検出光と同一波長の波長λ３＝７７０ｎｍの第１照明光を射出可能である。光源装置３１Ｂは、波長λ４＝４０５ｎｍの第３励起光、波長λ５＝５３２ｎｍの第４励起光、及び検出装置３２Ｂの検出光と同一波長の波長λ６＝７７０ｎｍの第２照明光を射出可能である。
【０２０７】
図１９（ａ）は、フィルタブロック３７Ａの第１フィルタ３８Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１９（ａ）の第１フィルタ３８Ａは、光源装置３１Ａが射出する第１励起光の波長λ１を含む波長帯域λＢ１１Ａと、第２励起光の波長λ２を含む波長帯域λＢ２１Ａと、第１照明光の波長λ３を含む波長帯域λＢ３Ａとが透過率１００％となる光学特性を備えている。
例えば、第１フィルタ３８Ａは、所定波長帯域の光（第１、第２励起光及び第１照明光）を選択的に透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。波長帯域λＢ１１Ａは、例えば４８０ｎｍ〜４９０ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ａは、例えば６２５ｎｍ〜６４０ｎｍである。波長帯域λＢ３Ａは、例えば７２０ｎｍ以上である。
【０２０８】
図１９（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ａの光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１９（ｂ）のダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の照明によって被照射体１から発生する第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｂの光と、第２励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ２２Ｂの光とが１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
また、ダイクロイックミラー３９Ａは、検出装置３２Ａの検出光である赤外光の波長を含むとともに、第１照明光の波長を含む第３の波長帯域λＢ３Ｂの光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【０２０９】
波長帯域λＢ１１Ｂは、例えば４４０ｎｍ〜５０５ｎｍである。波長帯域λＢ２１Ｂは、例えば５７０ｎｍ〜６５０ｎｍである。波長帯域λＢ１２Ｂは、例えば５０５ｎｍ〜５７０ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｂは、例えば６５０ｎｍ〜７２０ｎｍである。波長帯域λＢ３Ｂは、例えば７２０ｎｍ以上である。
【０２１０】
例えば、ダイクロイックミラー３９Ａは、第１励起光の波長を含む約４４０ｎｍ〜５０５ｎｍの波長帯域λＢ１１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）を備え、第１蛍光の波長を含む約５０５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長帯域λＢ１２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率を備え、第２励起光の波長を含む約５７０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯域λＢ２１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）を備え、第２蛍光の波長を含む６５０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長帯域λＢ２２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率を備え、第１照明光の波長及び赤外光の波長を含む７２０ｎｍ以上の波長帯域の光に対しては５０％程度の透過率を備える。
【０２１１】
図１９（ｃ）は、第２フィルタ４０Ａにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図１９（ｃ）の第２フィルタ４０Ａは、第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２Ｃの光と、第２の励起光の照明によって被照射体１から発生する第２蛍光の波長（及び赤外光の波長）を含む波長帯域λＢ２２Ｃの光とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０Ａは、第１照明光の波長を含む波長帯域λＢ３Ｃの光が透過率１００％となる光学特性を備えている。
波長帯域λＢ１２Ｃは、例えば５１５ｎｍ〜５３０ｎｍである。波長帯域λＢ２２Ｃは、例えば６６０ｎｍ以上である。
【０２１２】
図２０（ａ）は、フィルタブロック３７Ｂの第１フィルタ３８Ｂにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図２０（ａ）の第１フィルタ３８Ｂは、光源装置３１Ｂが射出する第３励起光の波長λ４を含む波長帯域λＢ３１Ａと、第４励起光の波長λ５を含む波長帯域λＢ４１Ａと、第２照明光の波長λ６を含む波長帯域λＢ６Ａとが透過率１００％となる光学特性を備えている。
例えば、第１フィルタ３８Ｂは、所定波長帯域の光（第３、第４励起光及び第２照明光）のみを透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。波長帯域λＢ３１Ａは、例えば４００ｎｍ〜４２０ｎｍである。波長帯域λＢ４１Ａは、例えば５３５ｎｍ〜５４５ｎｍである。波長帯域λＢ６Ａは、例えば６３５ｎｍ以上である。
【０２１３】
図２０（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９Ｂの光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図２０（ｂ）のダイクロイックミラー３９Ｂは、第３励起光の照明によって被照射体１から発生する第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ３２Ｂの光と、第４励起光の照明によって被照射体１から発生する第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ４２Ｂの光とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
また、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第２照明光の波長を含む第６の波長帯域λＢ６Ｂの光、及び検出装置３２Ｂの検出光である赤外光（例えば、波長７７０ｎｍ）に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【０２１４】
波長帯域λＢ３１Ｂは、例えば４００ｎｍ〜４３０ｎｍである。波長帯域λＢ４１Ｂは、例えば４７５ｎｍ〜５５５ｎｍである。波長帯域λＢ３２Ｂは、例えば４３０ｎｍ〜４７５ｎｍである。波長帯域λＢ４２Ｂは、例えば５５５ｎｍ〜６２０ｎｍである。波長帯域λＢ６Ｂは、例えば７２０ｎｍ以上である。
【０２１５】
例えば、ダイクロイックミラー３９Ｂは、第２照明光の波長、及び検出装置３８Ｂの検出光の波長を含む約７２０ｎｍ以上の波長帯域λＢ６Ｂの光に対しては５０％程度の透過率を備え、第３励起光の波長を含む約４００ｎｍ〜４３０ｎｍの波長帯域λＢ３１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備え、第３蛍光の波長を含む約４３０ｎｍ〜４７５ｎｍの波長帯域λＢ３２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備え、第４励起光の波長を含む約４７５ｎｍ〜５５５ｎｍの波長帯域λＢ４１Ｂの光に対しては１００％近傍の高い反射率（例、反射率１００％、反射率８０〜１００％）を備え、第４蛍光の波長を含む５５５ｎｍ〜６２０ｎｍの波長帯域λＢ４２Ｂの光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
【０２１６】
図２０（ｃ）は、第２フィルタ４０Ｂにおいて入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図２０（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０Ｂは、第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ３２Ｃの光と、第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ４２Ｃの光とが透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０Ｂは、第２照明光の波長、及び検出装置３８Ｂの検出光の波長を含む波長帯域λＢ６Ｃの光が透過率１００％となる光学特性を備えている。
【０２１７】
波長帯域λＢ３２Ｃは、例えば４４０ｎｍ〜５００ｎｍである。波長帯域λＢ４２Ｃは、例えば５５５ｎｍ〜６２０ｎｍである。波長帯域λＢ６Ｃは、例えば７２０ｎｍ以上である。
【０２１８】
ダイクロイックミラー１５３は、フィルタブロック３７Ａ（ダイクロイックミラー３９Ａ）を透過して入射する第１励起光、第２励起光、第１照明光及び検出装置３８Ａの検出光を、被照射体１に向けて全反射するとともに、被照射体１からの第１蛍光、第２蛍光、第１照明光及び検出装置３８Ａの検出光を、ダイクロイックミラー３９Ａに向けて全反射する光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー１５３は、フィルタブロック３７Ｂ（ダイクロイックミラー３９Ｂ）で反射して入射する第３励起光、第４励起光、第２照明光及び検出装置３８Ｂの検出光を、被照射体１に向けて全透過するとともに、被照射体１からの第３蛍光、第４蛍光、第２照明光及び検出装置３８Ｂの検出光を、ダイクロイックミラー３９Ｂに向けて全透過する光学特性を備えている。
【０２１９】
図２１は、ダイクロイックミラー１５３において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図２１に示されるように、ダイクロイックミラー５３は、第３励起光の波長及び第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ７の光と、第４励起光の波長及び第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ８の光とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー１５３は、第１励起光の波長及び第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ９の光と、第２励起光の波長及び第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１０の光とが１００％近傍の高い反射率を備える光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー１５３は、第１照明光の波長、第２照明光の波長、検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光の波長を含む波長帯域λＢ１１の光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【０２２０】
波長帯域λＢ７は、例えば４００ｎｍ〜４７５ｎｍである。波長帯域λＢ９は、例えば４７５ｎｍ〜５３０ｎｍである。波長帯域λＢ８は、例えば５３０ｎｍ〜６２５ｎｍである。波長帯域λＢ１０は、例えば６２５ｎｍ〜７２０ｎｍである。波長帯域λＢ１１は、例えば７２０ｎｍ以上である。
【０２２１】
上記構成の計測装置２０において、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めするために検出装置３２Ａから射出された検出光（例、赤外光）は、波長選択フィルタ４２Ａでの反射、フィルタブロック３７Ａの第２フィルタ４０Ａの透過、ダイクロイックミラー３９Ａでの反射、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での反射（全反射）、対物レンズ３５の透過を経た後に、被照射体１の表面８で反射し、同じ光路（共通光路）を辿って検出装置３２Ａに受光される。
制御装置２２は、検出装置３２Ａで検出されたＺ方向の位置情報に基づいて、ステージ２６（例えば、被照射体１の表面８）をＺ方向の所定位置に位置決めする。このとき、赤外光と同一波長の光である第１照明光及び第２照明光は、これらの照明光がノイズとならないように光源装置３１Ａ、３１Ｂからの射出が停止されている。
【０２２２】
次に、スポットＳの像情報及びアライメントマークＡＭの像情報を取得するために、光源装置３１Ａから射出された第１照明光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａでの部分透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での部分反射を経た後に、対物レンズ３５を透過して被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した第１照明光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での部分反射、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａでの部分反射、第２フィルタ４０Ａの透過、波長選択フィルタ４２Ａの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ａに導かれて観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに入射する。
このとき、第１照明光と同一波長の光である検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光は、これらの検出光がノイズとならないように検出装置３２Ａ、３２Ｂからの射出が停止されている。
【０２２３】
次に、第１蛍光の蛍光計測を行うために光源装置３１Ａから射出された第１励起光は、第１フィルタ３８Ａを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ａでの透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー５３での反射（全反射）を経た後に、対物レンズ３５を透過して被照射体１の表面８を照明する。
第１励起光の照明により被照射体１の表面８から発生した第１蛍光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での全反射、フィルタブロック３７Ａのダイクロイックミラー３９Ａでの反射、第２フィルタ４０Ａの透過、波長選択フィルタ４２Ａの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ａに導かれて観察カメラ２９Ａの撮像素子２８Ａに入射する。
光源装置３１Ａから射出される第２励起光及び被照射体１の表面８から発生した第２蛍光が辿る光路は、上記第１励起光及び第１蛍光が辿った経路と同様である。
【０２２４】
一方、被照射体１の表面８をＺ方向の所定位置に位置決めするために検出装置３２Ｂから射出された検出光（例、赤外光）は、波長選択フィルタ４２Ｂでの反射、フィルタブロック３７Ｂの第２フィルタ４０Ｂの透過、ダイクロイックミラー３９Ｂでの透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での透過（全透過）、対物レンズ３５の透過を経た後に、被照射体１の表面８で反射し、同じ光路（共通光路）を辿って検出装置３２Ｂに受光される。
制御装置２２は、検出装置３２Ｂで検出されたＺ方向の位置情報に基づいて、ステージ２６（例えば、被照射体１の表面８）をＺ方向の所定位置に位置決めする。
このとき、赤外光と同一波長の光である第１照明光及び第２照明光は、これらの照明光がノイズとならないように光源装置３１Ａ、３１Ｂからの射出が停止されている。
【０２２５】
次に、スポットＳの像情報及びアライメントマークＡＭの像情報を取得するために、光源装置３１Ｂから射出された第２照明光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂでの部分反射、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での部分透過を経た後に、対物レンズ３５を透過して被照射体１の表面８を照明する。
被照射体１の表面８で反射した第２照明光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での部分透過、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂでの部分透過、第２フィルタ４０Ｂの透過、波長選択フィルタ４２Ｂの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ｂに導かれて観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに入射する。
このとき、第２照明光と同一波長の光である検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光は、これらの検出光がノイズとならないように検出装置３２Ａ、３２Ｂからの射出が停止されている。
【０２２６】
次に、第３蛍光の蛍光計測を行うために光源装置３１Ｂから射出された第３励起光は、第１フィルタ３８Ｂを透過した後に、ダイクロイックミラー３９Ｂでの反射、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での透過（全透過）を経た後に、対物レンズ３５を透過して被照射体１の表面８を照明する。
第３励起光の照明により被照射体１の表面８から発生した第３蛍光は、対物レンズ３５の透過、光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３での全透過、フィルタブロック３７Ｂのダイクロイックミラー３９Ｂでの透過、第２フィルタ４０Ｂの透過、波長選択フィルタ４２Ｂの透過を順次経た後に、結像光学系３３Ｂに導かれて観察カメラ２９Ｂの撮像素子２８Ｂに入射する。
光源装置３１Ｂから射出される第４励起光及び被照射体１の表面８から発生した第４蛍光が辿る光路は、上記第３励起光及び第３蛍光が辿った経路と同様である。
また、第１蛍光〜第４蛍光の蛍光計測処理は上記第５実施形態と同様である。
【０２２７】
本実施形態の計測装置２０では、上記第５実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、第１励起光〜第４励起光、第１蛍光〜第４蛍光が光学素子１５１のダイクロイックミラー１５３において、実質的に全反射または実質的に全透過するため、第１励起光〜第４励起光、第１蛍光〜第４蛍光の光量が大きく低減することを防止できる。
そのため、本実施形態では、撮像素子２８Ａ、２８Ｂが受光する信号強度を大きくすることが可能になり、被照射体１に対する計測精度を向上させることができる。
また、本実施形態では、撮像素子２８Ａ、２８Ｂが受光する信号強度が大きくなることから、第１フィルタ３８Ａ、３８Ｂ、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂ、第２フィルタ４０Ａ、４０Ｂ等の光学素子に設定される、波長に応じて反射・透過を分離するための波長帯域を狭めることが可能となる。
そのため、本実施形態では、各光学素子に設定される反射・透過分離用の波長帯域の数を多くすることができ、蛍光の多色化に対応することが可能となる。
【０２２８】
本実施形態では、第１照明光の波長、第２照明光の波長、検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光の波長が同一波長であるため、個別の光源を設ける必要がなくなり、例えば光りファイバー等の導光装置を用いることで光源を共用化でき、装置の小型化、低価格化に寄与できる。
【０２２９】
なお、上記第６実施形態において、第１照明光、第２照明光、検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光はダイクロイックミラー１５３で部分反射または部分透過されるが、被照射体１から発生する蛍光の信号強度に比較して、第１照明光、第２照明光、検出装置３２Ａ、３２Ｂの検出光の照明による反射光の信号強度は大きいため、第１照明光、第２照明光を用いた像の取得や、被照射体１の表面８のＺ方向の位置情報の取得が容易にできる。
【０２３０】
＜第７実施形態＞
次に、計測装置２０の第７実施形態について、図２２及び図２３を参照して説明する。
これらの図において、図１８から図２１に示す第６実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【０２３１】
図２２に示すように、本実施形態の計測装置２０は、撮像素子２８Ｂは設けられず、撮像素子２８Ａと結像光学系３３Ａとの間に、ダイクロイックミラー１５６を備える光学素子（第４光学素子）１５５が配置されている。結像光学系３３Ｂにおける光の出射側には、結像光学系３３Ｂを出射した光を反射してダイクロイックミラー１５６に入射させる反射ミラー１５７が設けられている。
【０２３２】
ダイクロイックミラー１５６は、フィルタブロック３７Ａを介して入射する光を透過し、フィルタブロック３７Ｂを介して入射する光を反射する。図２３は、ダイクロイックミラー１５６において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。
図２３に示されるように、ダイクロイックミラー１５６は、第１蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１２の光と、第２蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１３の光とが１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。ダイクロイックミラー１５６は、第３蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１４の光と、第４蛍光の波長を含む波長帯域λＢ１５の光とが１００％近傍の高い反射率を備える光学特性を備えている。
ダイクロイックミラー５６は、第１照明光の波長及び第２照明光の波長を含む波長帯域λＢ１６の光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
【０２３３】
波長帯域λＢ１２は、例えば４７５ｎｍ〜５３０ｎｍである。波長帯域λＢ１３は、例えば６２５ｎｍ〜７２０ｎｍである。波長帯域λＢ１４は、例えば４００ｎｍ〜４７５ｎｍである。波長帯域λＢ１５は、例えば５３０ｎｍ〜６２５ｎｍである。波長帯域λＢ１６は、例えば７２０ｎｍ以上である。
他の構成は、上記第６実施形態と同様である。
【０２３４】
上記構成の計測装置２０において、フィルタブロック３７Ａを介してダイクロイックミラー１５６に入射する光（例、第１蛍光、第２蛍光及び第１照明光）は、ダイクロイックミラー１５６を透過して撮像素子２８Ａに入射する。フィルタブロック３７Ｂを介してダイクロイックミラー１５６に入射する光（例、第３蛍光、第４蛍光及び第２照明光）は、ダイクロイックミラー１５６で反射して撮像素子２８Ａに入射する。
【０２３５】
このように、本実施形態の計測装置２０では、上記第６実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂを介した光を一つの撮像素子２８Ａで受光することが可能となり、装置の小型化及び低価格化に寄与することができる。
【０２３６】
＜第８実施形態＞
次に、計測装置２０の第８実施形態について、図２４を参照して説明する。
この図において、図１８から図２１に示す第６実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【０２３７】
上記第５〜第７実施形態で説明したダイクロイックミラー（３９Ａ、３９Ｂ、１５３、１５６）については、所定波長帯域の光を反射または透過する光学特性を備えており、この光学特性はダイクロイックミラーの一面（複数の面のうち一つの面、又は一対の面のうち一方の面）に設けられる膜（例、多層膜）によって得られる構成とした。本実施形態では、ダイクロイックミラーの二面（複数の面のうち二つの面、又は一対の面のうち両方の面）にそれぞれ設けた膜によって上記の光学特性が得られる一例について説明する。
ここでは、一例として、図２３で示したダイクロイックミラー１５６の光学特性を素子の二面にそれぞれ設けた第１膜、第２膜により得られる例について説明する。
【０２３８】
図２４（ａ）は、ダイクロイックミラー１５６のうち、フィルタブロック３７Ａを介した光が入射する側の面に設けられた第１膜について、入射する光の波長と透過率との関係を示す図である。図２４（ｂ）は、ダイクロイックミラー５６のうち、フィルタブロック３７Ｂを介した光が入射する側の面に設けられた第２膜について、入射する光の波長と透過率との関係を示す図である。
【０２３９】
第１膜は、図２４（ａ）に示すように、第１照明光の波長及び第２照明光の波長を含む波長帯域λＢ１６と同一の波長帯域λＢ１６’の透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）の光学特性（部分透過及び部分反射）と、他の波長帯域が１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）の光学特性とを備えており、２種類の透過率を含む光学特性を備えている。
【０２４０】
第２膜は、図２４（ｂ）に示すように、波長帯域λＢ１２、波長帯域λＢ１３及び波長帯域λＢ１６と同一の波長帯域λＢ１２’、λＢ１３’、λＢ１６’が１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）の光学特性と、波長帯域λＢ１４及び波長帯域λＢ１５と同一の波長帯域λＢ１４’、λＢ１５’が１００％近傍の高い反射率の光学特性とを備えており、２種類の透過率を含む光学特性を備えている。
【０２４１】
例えば、先に第１膜に入射した光のうち、第１膜の光学特性に応じて透過、または部分透過する波長帯域の光は、第２膜の光学特性に応じて反射または透過する。同様に、先に第２膜に入射した光のうち、第２膜の光学特性に応じて透過する波長帯域の光は、第１膜の光学特性に応じて反射または透過あるいは部分反射する。従って、異なる二面に設けられた第１膜及び第２膜が協働することにより、図２３で示したダイクロイックミラー１５６の光学特性を得ることが可能である。
【０２４２】
このように、本実施形態の形態では、上記第５〜第７実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、３種類の透過率を備える光学特性を、それぞれ２種類の透過率を備えるシンプルな光学特性の膜で容易に得ることが可能となり、汎用性の高いダイクロイックミラー製造が可能となる。
【０２４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０２４４】
例えば、上記実施形態では、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂがそれぞれ蛍光２色用の励起光及び蛍光に対応する光学特性を備える構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、それぞれが１色用の励起光及び蛍光に対応する光学特性を備える構成、或いはそれぞれが３色以上の励起光及び蛍光に対応する光学特性を備える構成であってもよい。
また、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂが備える計測用の色の数は同一である必要はなく、互いに異なる数の色に対応する光学特性を備える構成であってもよい。例えば、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの一方が２色用の励起光及び蛍光に対応する光学特性を備え、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂの他方が１色用の励起光及び蛍光に対応する光学特性を備える構成であってもよい。
このような構成は、１色用の励起光及び蛍光に対応する波長帯域の一部が２色のうち１色の励起光及び蛍光に対応する波長帯域の一部と重なる構成や、１色用の励起光及び蛍光に対応する波長帯域が２色用の励起光及び蛍光に対応する波長帯域の間に設定される構成によって、２色に対応するフィルタブロック３７Ａにおける励起光及び蛍光に対応する波長帯域を広くできるために好適である。
【０２４５】
また、上記実施形態の計測装置２０は、光源装置３１Ａ、３１Ｂが複数波長の光を選択的に切り替え可能な構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ等の第１、第２照明光の光源、第１〜第４励起光の光源をそれぞれ用い、フィルタブロック３７Ａ、３７Ｂに向けて光を射出する光源を適宜切り替える構成としてもよい。
また、上記実施形態における計測装置２０は、広い波長帯域を有する光を射出する光源装置３１Ａ、３１Ｂ及び特定の波長帯域の光を反射又は吸収する（又は透過させる）複数のフィルタを用いて、選択的に射出する光を切り替え可能な構成にしてもよい。
【０２４６】
また、上記実施形態で説明した第１照明光、第２照明光、第１〜第４励起光、第１〜第４蛍光の波長帯域は、一例であり、他の波長帯域の光を用いる構成としてもよい。
【０２４７】
また、上記実施形態は、撮像素子２８Ａ、２８Ｂの視野ＦＡの大きさがスポットＳの配置領域の大きさよりも小さいため、被照射体１に設けたアライメントマークＡＭを用いて画面合成を行う構成であるが、視野ＦＡの大きさをスポットＳの配置領域の大きさよりも大きくすることにより、全てのスポットＳを一括して撮像する構成でもよい。
【０２４８】
また、上記実施形態の計測装置は、センサとして撮像素子２８Ａ、２８Ｂを用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、スポットＳの像を受光可能な他のセンサを用いる構成であってもよい。
例えば、上記実施形態の計測装置は、各スポットＳの像位置に対応させてマトリックス状に照明光及び蛍光に対して透過性を有する第１電極及び第２電極を配置するとともに、第１電極と第２電極との間に光量子反応材料を介装し、照明光あるいは蛍光の入射に伴って第１電極と第２電極との間の電気抵抗が変化することで、スポットＳで発生した蛍光を計測するセンサを設ける構成としてもよい。
【０２４９】
また、上記実施形態では、入射する光に対するダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの反射・透過の光学特性が互いに逆の光学特性となる構成を例示したが、これに限定されるものではなく、撮像素子２８Ａ、２８Ｂが隣り合う配置ではない構成を用いる場合は、ダイクロイックミラー３９Ａ、３９Ｂの反射・透過の光学特性を同一としてもよい。
【０２５０】
＜第９実施形態＞
計測装置の第９実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０２５１】
図２５Ａは、ダイクロイックミラー３９の断面図である。図２５Ａに示すように、ダイクロイックミラー３９は、ガラスや石英等からなる基板６０と、基板６０の第１面６０ａに形成された第１多層膜６１と、基板６０の第２面６０ｂに形成された第２多層膜６２と、を有する。ダイクロイックミラー３９の光学特性は、第１多層膜６１と第２多層膜６２とによって発現される。第１多層膜６１と第２多層膜６２とが基板６０上に層状に構成されている。
【０２５２】
図２６（ａ）は、第１多層膜６１の光学特性を示す図（入射する光の波長と、透過率との関係を示す図）である。本実施形態の場合、第１多層膜６１は、光源装置３１から射出された光が入射する面に設けられている。図２６（ｂ）は、第２多層膜６２の光学特性を示す図である。第２多層膜６２は、被照射体１から発生した蛍光がダイクロイックミラー３９を透過して射出される面に設けられている。
すなわち本実施形態では、ダイクロイックミラー３９は、基板６０の第１面６０ａが光源装置３１側（第１フィルタ３８側）、第２面６０ｂが接眼部２７側（第２フィルタ４０側）となるように配置されている。なお、第１多層膜６１と第２多層膜６２の向きを反対にしてもよい。
【０２５３】
第１多層膜６１は、図２６（ａ）に示すように、第１フィルタ３８を透過した第１の励起光の波長を含む波長帯域Ａ１（約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域；第１の波長帯域）の光に対して０％近傍の低い透過率を備え、第１の励起光を被照射体１に照射することにより生じる第１の蛍光を含む波長帯域Ａ２１（５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域；第２の波長帯域）の光に対して１００％近傍の高い透過率を備える第１の分光特性を有する。
【０２５４】
第１多層膜６１は、第１フィルタ３８を透過した第２の励起光の波長を含む波長帯域Ａ６（約６００ｎｍを超えて６５０ｎｍ未満の波長帯域；第６の波長帯域）の光に対して０％近傍の低い透過率を備え、第２の励起光を被照射体１に照射することにより生じる第２の蛍光を含む波長帯域Ａ２２（６５０ｎｍ以上の波長帯域；第２の波長帯域）の光に対して１００％近傍の高い透過率を備える第２の分光特性を有する。
第１多層膜６１は、３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域の光（第３の波長帯域の光）に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
【０２５５】
第２多層膜６２は、図２６（ｂ）に示すように、照明光の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域Ａ３（第３の波長帯域）の光に対しては５０％程度の透過率を備え、４７０ｎｍを超える波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える光学特性を備えている。第２多層膜６２が高い透過率を有する波長帯域には、第１の励起光を含む波長帯域Ａ１（第１の波長帯域）と、第１の励起光により生じる第１の蛍光を含む波長帯域Ａ２１（第２の波長帯域）とを含む波長帯域Ａ４（第４の波長帯域）が含まれる。
【０２５６】
本実施形態では、第２多層膜６２は、第１の励起光を含む波長帯域Ａ１の光に対して１００％近傍の高い透過率を有しているが、波長帯域Ａ１の光に対して０％近傍の低い透過率（１００％近傍の高い反射率）を有する構成であってもよい。あるいは、第２多層膜６２は、波長帯域Ａ１において、短波長側から長波長側へ向かって透過率が連続的に高くなる光学特性を備えていてもよい。
【０２５７】
第２多層膜６２において、透過率が５０％程度である波長帯域Ａ３と、透過率が１００％近傍である波長帯域Ａ４との境界領域である波長帯域Ａ５は、第１の蛍光を含む波長帯域Ａ２１、及び第２の蛍光を含む波長帯域Ａ２２のいずれとも異なる波長帯域である。このような構成とされていることで、撮像素子（受光センサ）２８により検出される蛍光の強度が低下することが抑制される。
【０２５８】
第１多層膜６１及び第２多層膜６２は、いずれも、屈折率の異なる誘電体膜を積層した多層膜である。多層膜を構成する誘電体膜の組み合わせとしては、シリコン酸化膜とタンタル酸化膜、シリコン酸化膜とニオブ酸化膜、シリコン酸化膜とチタン酸化膜などが挙げられる。誘電体膜を基板６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂに成膜する方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの公知の成膜法を用いることができる。
第１多層膜６１及び第２多層膜６２の光学特性は、光学特性を計算するソフトウェアを利用して設計することができる。光学特性を計算するソフトウェアとしては、例えば、ＴＦＣａｌｃ（Software Spectra社製）、Ｏｐｔｉｌａｙｅｒ（Optilayer社製）などを用いることができる。
【０２５９】
本実施形態では、ダイクロイックミラー３９は、基板６０の表裏面に多層膜が形成された構成であるが、この構成に限定されず、例えば、図２５Ｂに示すダイクロイックミラー３９Ａを用いてもよい。
ダイクロイックミラー３９Ａは、三角柱状の第１の基板１７１及び第２の基板１７２と、第１の基板１７１の第１面１７１ａに形成された第１多層膜６１と、第２の基板１７２の第２面１７２ａに形成された第２多層膜６２とを備えている。第１の基板１７１と第２の基板１７２とは、第１面１７１ａと第２面１７２ａとを対向させて第１多層膜６１と第２多層膜６２とを挟み込んで貼り合わせることにより、全体として概略立方体状に構成されている。第１多層膜６１と第２多層膜６２とは、光学接着剤等を介して接着され、第１の基板１７１上又は／及び第２の基板１７２上に層状に構成されている。
【０２６０】
ダイクロイックミラー３９Ａにおいて、第１の基板１７１及び第２の基板１７２は、透明なガラスや石英からなる。第１多層膜６１及び第２多層膜６２の構成は、図２５Ａに示すダイクロイックミラー３９と同様である。ダイクロイックミラー３９Ａは、図２５Ａに示すダイクロイックミラー３９と同等の機能を奏する。
【０２６１】
図２７は、上記に説明した被照射体１の計測方法を自動化可能であり、本実施形態の計測装置２０を備える計測システム（スクリーニング装置）を示す図である。図２７に示す計測システム（スクリーニング装置）１００は、前処理部（バイオアッセイ装置）１０１と、プレートローダ１０２と、計測部１０３とを備えている。
【０２６２】
前処理部１０１は、被照射体１の計測対象Ｂを用意するバイオアッセイ装置である。一例として、スポットＳ内に配置されたプローブ（生体分子）に対して、標識された標的を含む検体（ターゲット）を注入して、生体分子と標的とに特異的な反応を行わせる装置である。前処理部１０１は、例えば、スポットＳがマトリクス状に配置された板状の被照射体１を支持するステージ装置と、各スポットＳに対して検体を注入する分注ノズルを備えた分注装置と、検体注入後の被照射体１を洗浄する洗浄装置と、を備える。
前処理部１０１には、洗浄後の被照射体１を乾燥させる乾燥装置が設けられていてもよい。前処理部１０１は、被照射体１を一枚ずつ処理する構成でも、複数枚同時に処理する構成であってもよい。
【０２６３】
プレートローダ（搬送装置）１０２は、被照射体（生体分子）１を前処理部１０１から計測部１０３へ搬送する搬送機構である。プレートローダ１０２としては、公知の搬送ロボット装置を用いることができる。プレートローダ１０２は、前処理部１０１のステージ装置から被照射体１を搬出し、計測部１０３へ搬入する。プレートローダ１０２は、洗浄後の被照射体１を一時的に待機させる機構が設けられていてもよい。
【０２６４】
計測部１０３は、本実施形態の計測装置２０を備えている。計測装置２０は、プレートローダ１０２によりステージ２６上に配置された被照射体１の計測を行う。計測装置２０による計測過程は、先に説明したとおりである。プレートローダ１０２は、計測が終了した被照射体１をステージ２６から搬出し、所定の位置へ搬送する。
【０２６５】
以上の計測システム１００によれば、被照射体１に対する前処理（バイオアッセイ）と、前処理後の被照射体１の計測処理とを連続的に行い生体分子アレイをスクリーニングすることができる。
【０２６６】
本実施形態では、ダイクロイックミラー３９が、基板６０の第１面６０ａに形成された第１多層膜６１と、第２面６０ｂに形成された第２多層膜６２とを備えている。これにより、ダイクロイックミラー３９の光学特性は、これら層状に積層された第１多層膜６１と第２多層膜６２との光学特性の合成により発現される。このような構成とすることで、ダイクロイックミラー３９を単一の多層膜として設計する場合と比較して、第１多層膜６１と第２多層膜６２のそれぞれの設計が容易になる。
【０２６７】
第１多層膜６１と第２多層膜６２とが別々の多層膜であることにより、それぞれを構成する誘電体薄膜の層数が少なくなる。これにより、第１多層膜６１及び第２多層膜６２の成膜時間が短くなるので、成膜中に成膜環境の変動が生じにくくなる。したがって、誘電体薄膜を設計膜厚で形成しやすくなり、歩留まりを向上させることができる。
【０２６８】
図２５Ｂに示したダイクロイックミラー３９Ａでは、第１多層膜６１と第２多層膜６２が別々の基板（第１の基板１７１、第２の基板１７２）に形成される。この場合には、第１多層膜６１と第２多層膜６２の良品のみを選別して貼り合わせることができるため、さらに無駄なく製造することができる。第１多層膜６１は第１の基板１７１の第１面１７１ａに形成され、第２多層膜６２は第２の基板１７２の第２面１７２ａに形成される。
＜実施例＞
【０２６９】
次に、ダイクロイックミラー３９として用いることができる光学素子及び光学素子の製造方法の実施例について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例では、図２５Ａに示した構成のダイクロイックミラーを製造し、その光学特性を測定した。
【０２７０】
ガラス基板の第１面に、マグネトロンスパッタ装置を用いて、低屈折率誘電体膜と高屈折率誘電体膜を交互に成膜し、上記誘電体膜が所定の層数積層された第１多層膜（第１交互膜）を形成した。次に、上記第１面と反対側の第２面に、マグネトロンスパッタ装置を用いて、低屈折率誘電体膜と高屈折率誘電体膜を交互に成膜し、上記誘電体膜が所定の層数積層された第２多層膜（第２交互膜）を形成した。
第１多層膜及び第２多層膜の層構成は、ＴＦＣａｌｃを用いた光学特性計算に基づいて、第１多層膜が図２６（ａ）に示した第１の分光特性、第２多層膜が図２６（ｂ）に示した第２の分光特性となるように設計した。
以上の工程により、ガラス基板の表裏面に第１多層膜及び第２多層膜が形成されたダイクロイックミラーを作製した。
【０２７１】
次に、作製したダイクロイックミラーの光学特性を、分光光度計Ｕ−３５００（日立製作所製）を用いて測定した。図２８はダイクロイックミラーの光学特性を示す図である。図２９は第１多層膜の光学特性を示す図である。図３０は第２多層膜の光学特性を示す図である。
図２８〜図３０には、入射光を自然光としたときの測定結果（曲線Ｔａ：実線）とともに、入射光をＳ偏光としたときの測定結果（曲線Ｔｓ：一点鎖線）、及び入射光をＰ偏光としたときの測定結果（曲線Ｔｐ：二点鎖線）も併せて示した。なお、光学特性の測定には、分光光度計Ｖ−７３００（日本分光社製）などを用いてもよい。
【０２７２】
図２８に示すように、実施例において製造したダイクロイックミラーは、図４（ｂ）に示したダイクロイックミラー３９と同等の光学特性を有していた。図２９に示すように、第１多層膜は、約４００ｎｍ〜４７０ｎｍ、約５００ｎｍ〜６００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜８００ｎｍに透過波長帯域を有していた。
図３０に示すように、第２多層膜は、約４００ｎｍ〜４５０ｎｍに入射光を透過光と反射光に分離する波長帯域を有し、約４５０ｎｍ〜５００ｎｍに長波長となるに従って透過率が上昇する波長帯域を有し、約５００ｎｍ〜８００ｎｍに透過波長帯域を有していた。
また本実施例において作製したダイクロイックミラーでは、入射光をＰ偏光又はＳ偏光とした場合にも光学特性にほとんど変化がなかった。
【０２７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０２７４】
例えば、上記実施形態では、第１多層膜６１と第２多層膜６２とを層状に構成することでダイクロイックミラー３９の光学特性を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、３つ以上の多層膜を層状に配置して所望の光学特性を発現させる構成としてもよい。また、例えば、上記実施形態における光学素子は、膜の劣化などを低減するために、その光学素子の光学特性に与える影響が小さく光透過性の保護膜を、第１多層膜や第２多層膜に形成してもよい。
【符号の説明】
【０２７５】
１…被照射体（試料）、  ２０…計測装置、  ２８…撮像素子（センサ、受光センサ）、  ３１…光源装置、  ３２…検出装置（Ｚ位置検出装置）、  ３７…フィルタブロック（光学装置）、  ３８…第１フィルタ（第１波長選択部）、  ３９…ダイクロイックミラー（分離部、光学素子）、  ４０…第２フィルタ（第２波長選択部）、  Ｓ…スポット（被照射体、試料）。
２２…制御装置（補正部）、  ２５…光学システム（光学装置）、  ３７Ａ…フィルタブロック（第１の光学系、第１光学素子）、３７Ｂ…フィルタブロック（第２の光学系、第２光学素子）、  ３９Ａ…ダイクロイックミラー（第１分離部）、  ３９Ｂ…ダイクロイックミラー（第２分離部）、  ７０…切替部、  λＢ１１Ｂ…波長帯域、  λＢ１２Ｂ…波長帯域、  λＢ２１Ｂ…波長帯域、  λＢ２２Ｂ…波長帯域、  λＢ３Ｂ…波長帯域。
２８Ａ…撮像素子（第１センサ）、  ２８Ｂ…撮像素子（第２センサ）、  ３１Ａ、３１Ｂ…光源装置、  ３２Ａ、３２Ｂ…検出装置（Ｚ位置検出装置）、  １５１…光学素子（第３光学素子）、  １５２ハーフミラー（第３分離部）、  １５５…光学素子（第４光学素子）。
４７…光学素子、６０…基板、６０ａ，６０ｂ，１７１ａ，１７２ａ…面、６１…第１多層膜、６２…第２多層膜、Ａ１，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ２１，Ａ２２…波長帯域。
【図１】
2014013912.tif 000003
【図２】
2014013912.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014013912.tif 000012
【図１０】
2014013912.tif 000013
【図１１】
2014013912.tif 000014
【図１２】
2014013912.tif 000015
【図１３】
2014013912.tif 000016
【図１４】
2014013912.tif 000017
【図１５】
2014013912.tif 000018
【図１６】
2014013912.tif 000019
【図１７】
2014013912.tif 000020
【図１８】
2014013912.tif 000021
【図１９】
2014013912.tif 000022
【図２０】
2014013912.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2014013912.tif 000026
【図２４】
2014013912.tif 000027
【図２５Ａ】
2014013912.tif 000028
【図２５Ｂ】
2014013912.tif 000029
【図２６】
2014013912.tif 000030
【図２７】
2014013912.tif 000031
【図２８】
2014013912.tif 000032
【図２９】
2014013912.tif 000033
【図３０】
2014013912.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月4日(2016.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜とにより、第１の波長帯域の光を第１の反射率で反射し、第２の波長帯域の光を第１の透過率で透過し、第３の波長帯域の光を前記第１の反射率よりも低い第２の反射率で反射するとともに前記第１の透過率よりも低い第２の透過率で透過する光学特性で構成されている第１分離部を備える第１光学素子と、
第３面に設けられ第３の光学特性を有する第３膜と、第４面に設けられ前記第３の光学特性とは異なる第４の光学特性を有する第４膜とにより、第４の波長帯域の光を第３の反射率で反射し、第５の波長帯域の光を第３の透過率で透過し、前記第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を前記第３の反射率よりも低い第４の反射率で反射するとともに前記第３の透過率よりも低い第４の透過率で透過する光学特性で構成されている第２分離部を備える第２光学素子と、
前記第１光学素子と前記第２光学素子を切り替える切替部とを備えること
を特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において、
前記第１分離部は、第７の波長帯域の光を第５の反射率で反射し、第８の波長帯域の光を第５の透過率で透過し、第３の波長帯域の光を前記第１の反射率及び前記第５の反射率のいずれよりも低い前記第２の反射率で反射するとともに前記第１の透過率及び前記第５の透過率のいずれよりも低い前記第２の透過率で透過する光学特性で構成されていること
を特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置において、
前記第４の波長帯域及び前記第５の波長帯域のうち少なくとも一部は、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域である、又は、前記第７の波長帯域及び前記第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域であること
を特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光学装置において、
前記第４の波長帯域及び前記第５の波長帯域は、前記第１の波長帯域又は前記第２の波長帯域と、前記第７の波長帯域又は前記第８の波長帯域との間の波長帯域であること
を特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記第２分離部は、第９の波長帯域の光を第６の反射率で反射し、第１０の波長帯域の光を第６の透過率で透過し、前記第３の波長帯域の光又は前記第６の波長帯域の光を前記第３の反射率及び前記第６の反射率のいずれよりも低い前記第４の反射率で反射するとともに前記第３の透過率と前記第６の透過率のいずれよりも低い前記第４の透過率で透過する光学特性で構成されていること
を特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学装置において、
前記第９の波長帯域及び前記第１０の波長帯域のうち少なくとも一部は、前記第７の波長帯域及び前記第８の波長帯域のうちの一部の波長帯域と重なる波長帯域であること
を特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記切替部は、前記第１光学素子及び前記第２光学素子のいずれかを光学系の光路に配置するように切り替えること
を特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置を介して被照射体を照射する光を射出する光源部と、
前記被照射体を撮像する撮像部とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像装置において、
前記光源部は、前記第１の波長帯域に含まれる波長の第１励起光と、前記第３の波長帯域に含まれる波長の第１照明光とを射出可能であり、
前記第１照明光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第１照明光が前記第１分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記第１分離部を透過した反射光を前記撮像部に撮像させる第１処理と、前記第１励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第１励起光が前記第１分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第１励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記第１分離部を透過した前記第２の波長帯域に含まれる波長の第１蛍光を前記撮像部に撮像させる第２処理とを実行する制御部を更に備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記光源部は、前記第４の波長帯域に含まれる波長の第２励起光と、前記第６の波長帯域に含まれる波長の第２照明光とを射出可能であり、
前記制御部は、前記第１処理と、前記第２処理と、前記第１光学素子から前記第２光学素子へ前記切替部に切り替えさせる第３処理と、前記第２照明光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第２照明光が前記第２分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記第２分離部を透過した反射光を前記撮像部に撮像させる第４処理と、前記第２励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第２励起光が前記第２分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第２励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記第２分離部を透過した前記第５の波長帯域に含まれる波長の第２蛍光を前記撮像部に撮像させる第５処理とを実行すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記光源部は、前記第４の波長帯域に含まれる波長の第２励起光を射出可能であり、
前記制御部は、前記第１処理と、前記第２処理と、前記第１光学素子から前記第２光学素子へ前記切替部に切り替えさせる第３処理と、前記第１照明光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第１照明光が前記第２分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記第２分離部を透過した反射光を前記撮像部に撮像させる第４処理と、前記第２励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第２励起光が前記第２分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第２励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記第２分離部を透過した前記第５の波長帯域に含まれる波長の第２蛍光を前記撮像部に撮像させる第５処理とを実行すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記光源部は、第１１の波長帯域に含まれる波長の検出光を射出可能であり、
前記第１分離部は、前記第１１の波長帯域の光を前記第１の透過率よりも高い第７の透過率で透過する光学特性で構成されており、
前記被照射体からの光を受光して、前記被照射体の位置を検出する検出部と、
前記被照射体を支持して移動可能な支持部とを更に備え、
前記制御部は、前記検出光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記検出光が前記第１分離部を透過して前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記第１分離部を透過した反射光を前記検出部で受光させ、前記検出部により検出された前記被照射体の位置に基づいて前記被照射体を支持している前記支持部を移動させる第６処理と、前記第１処理と、前記第２処理とを実行すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１処理において前記撮像部で撮像した結果と前記第２処理において前記撮像部で撮像した結果とに基づいて、前記被照射体の計測を行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１処理と前記第２処理とを順次実行すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記切替部が前記第１光学素子と前記第２光学素子を切り替えることに伴って、前記第１光学素子を用いて前記撮像素子で撮像した結果と前記第２光学素子を用いて前記撮像素子で撮像した結果との間で生じる誤差を補正する補正部を更に備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜とにより、第１の波長帯域の光を第１の反射率で反射し、第２の波長帯域の光を第１の透過率で透過し、第３の波長帯域の光を第２の反射率で反射し、第４の波長帯域の光を第２の透過率で透過し、第５の波長帯域の光を前記第１の反射率及び前記第２の反射率のいずれよりも低い第３の反射率で反射するとともに前記第１の透過率及び前記第２の透過率のいずれよりも低い第３の透過率で透過する光学特性で構成されている分離部を備える光学素子と、
前記第１の波長帯域に含まれる波長の第１励起光と、前記第３の波長帯域に含まれる波長の第２励起光と、前記第５の波長帯域に含まれる波長の照明光とを射出可能な光源部と、
被照射体を撮像する撮像部と、
前記照明光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記照明光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記分離部を透過した反射光を前記撮像部に撮像させる第１処理と、前記第１励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第１励起光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第１励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記分離部を透過した前記第２の波長帯域に含まれる波長の第１蛍光を前記撮像部に撮像させる第２処理と、前記第２励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第２励起光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第２励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記分離部を透過した前記第４の波長帯域に含まれる波長の第２蛍光を前記撮像部に撮像させる第３処理とを実行する制御部とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１処理において前記撮像部で撮像した結果と前記第２処理において前記撮像部で撮像した結果とに基づいて、前記被照射体の計測を行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項１６又は請求項１７に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１処理において前記撮像部で撮像した結果と前記第３処理において前記撮像部で撮像した結果とに基づいて、前記被照射体の計測を行うこと
を特徴とする撮像装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光学装置及び撮像装置に関する。
本願は、２０１２年７月１９日に出願された特願２０１２−１６０８５４号、２０１２年１２月２８日に出願された特願２０１２−２８７６３７号、２０１２年１２月２８日に出願された特願２０１２−２８７９４２号、２０１３年３月１５日に出願された特願２０１３−５３３２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に従えば、第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜とにより、第１の波長帯域の光を第１の反射率で反射し、第２の波長帯域の光を第１の透過率で透過し、第３の波長帯域の光を前記第１の反射率よりも低い第２の反射率で反射するとともに前記第１の透過率よりも低い第２の透過率で透過する光学特性で構成されている第１分離部を備える第１光学素子と、第３面に設けられ第３の光学特性を有する第３膜と、第４面に設けられ前記第３の光学特性とは異なる第４の光学特性を有する第４膜とにより、第４の波長帯域の光を第３の反射率で反射し、第５の波長帯域の光を第３の透過率で透過し、前記第３の波長帯域の光又は第６の波長帯域の光を前記第３の反射率よりも低い第４の反射率で反射するとともに前記第３の透過率よりも低い第４の透過率で透過する光学特性で構成されている第２分離部を備える第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子を切り替える切替部とを備えることを特徴とする光学装置が提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の態様に従えば、上述した光学装置と、前記光学装置を介して被照射体を照射する光を射出する光源部と、前記被照射体を撮像する撮像部とを備えることを特徴とする撮像装置が提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の他の態様に従えば、第１面に設けられ第１の光学特性を有する第１膜と、第２面に設けられ前記第１の光学特性とは異なる第２の光学特性を有する第２膜とにより、第１の波長帯域の光を第１の反射率で反射し、第２の波長帯域の光を第１の透過率で透過し、第３の波長帯域の光を第２の反射率で反射し、第４の波長帯域の光を第２の透過率で透過し、第５の波長帯域の光を前記第１の反射率及び前記第２の反射率のいずれよりも低い第３の反射率で反射するとともに前記第１の透過率及び前記第２の透過率のいずれよりも低い第３の透過率で透過する光学特性で構成されている分離部を備える光学素子と、前記第１の波長帯域に含まれる波長の第１励起光と、前記第３の波長帯域に含まれる波長の第２励起光と、前記第５の波長帯域に含まれる波長の照明光とを射出可能な光源部と、被照射体を撮像する撮像部と、前記照明光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記照明光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記被照射体で反射され前記分離部を透過した反射光を前記撮像部に撮像させる第１処理と、前記第１励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第１励起光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第１励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記分離部を透過した前記第２の波長帯域に含まれる波長の第１蛍光を前記撮像部に撮像させる第２処理と、前記第２励起光を前記光源部に射出させ、前記光源部により射出された前記第２励起光が前記分離部で反射されて前記被照射体に照射され、前記第２励起光が照射されて前記被照射体で発生され前記分離部を透過した前記第４の波長帯域に含まれる波長の第２蛍光を前記撮像部に撮像させる第３処理とを実行する制御部とを備えることを特徴とする撮像装置が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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