(57)【要約】【課題】プリズムの円滑な交換を可能にし、かつ、焦点の合った画像情報を取得することが可能な撮像ユニットを提供すること。【解決手段】この撮像ユニット１は、プリズム９を内部に保持するプリズムユニット５と、プリズムユニット５が着脱可能にされるプリズム挿入部２３が形成され、外部から測定光が入射される筐体部３と、筐体部３に内蔵され、プリズム９によって分けられた測定光を、受光可能な位置に設けられた２以上の撮像素子７ａ，７ｂと、２以上の撮像素子７ａ，７ｂのうちの少なくとも１つの撮像素子７ａを、当該分けられた測定光の光軸に沿って移動可能にする移動機構２９と、を備える。【選択図】図１１
2011097464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムを内部に保持するプリズム保持部材と、
前記プリズム保持部材が着脱可能にされるプリズム挿入部が形成され、外部から測定光が入射される筐体部と、
前記筐体部に内蔵され、前記プリズムによって分けられた前記測定光を、受光可能な位置に設けられた２以上の撮像素子と、
前記２以上の撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子を、当該分けられた前記測定光の光軸に沿って移動可能にする移動機構と、
を備えることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
前記プリズム保持部材の表面に設けられた情報送信部と、
前記プリズム挿入部の表面に設けられた情報読取部とをさらに備え、
前記情報読取部は、前記プリズム保持部材の前記プリズム挿入部への挿入に応じて、前記情報送信部から、前記プリズム或いは前記撮像素子に関する情報を読み取り可能にされている、
ことを特徴とする請求項１記載の撮像ユニット。
【請求項３】
前記移動機構に対して前記１つの撮像素子の移動を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記情報読取部によって読み取られた情報に基づいて、前記１つの撮像素子の位置を制御する、
ことを特徴とする請求項２記載の撮像ユニット。
【請求項４】
前記情報読取部によって読み取られる情報は、前記撮像素子の受光面における前記測定光の検出範囲に関する位置情報である、
ことを特徴とする請求項２又は３記載の撮像ユニット。
【請求項５】
前記情報読取部によって読み取られた前記位置情報に基づいて、該撮像素子によって生成された画像信号を処理する制御部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４記載の撮像ユニット。
【請求項６】
前記情報読取部によって読み取られる情報は、前記２以上の撮像素子のうちのいずれかによって受光される前記測定光の焦点位置を示す焦点位置情報である、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項７】
前記情報読取部によって読み取られる情報は、前記１つの撮像素子の前記光軸に沿った方向の位置を示す位置情報であり、
前記制御部は、該位置情報に基づいて前記１つの撮像素子の位置を制御する、
ことを特徴とする請求項３記載の撮像ユニット。
【請求項８】
前記移動機構は、前記プリズム内を反射することなく透過した前記測定光を受光する撮像素子を移動可能にする、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像ユニットと、
観察対象の試料から発せられた測定光を前記顕微鏡ユニットに入射させる光学系と、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１０】
請求項３記載の撮像ユニットと、
観察対象の試料から発せられた測定光を前記顕微鏡ユニットに入射させる光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記情報読取部によって読み取られた情報に基づいて、前記光学系をさらに調整可能なように構成されている、
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からの測定光を撮像する撮像ユニット及び顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生細胞を対象にした顕微鏡ライブイメージングは、カルシウムイオンをはじめとする細胞内の情報伝達機構の解明に不可欠な研究手段となっている。最近では、その研究手段が、複数の機能細胞間の相互作用やシグナル情報など、より多くの情報を同時に取得する方法へと発展しつつある。また、培養細胞のみならずより生体に近い組織レベルでの機能研究が盛んに行われている。特に、（i）異なる波長の蛍光を同時に観察する、（ii）２波長蛍光のレシオイメージングを行う、（iii）FRET（Fluorescence Resonance Energy Transfer)等によって発生する異なる２波長の蛍光を同時にイメージングする等により、細胞内の情報伝達機構を解明する研究が広く行われている。
【０００３】
上述したような研究において異なる波長の光を撮像する際には、色分解光学系としてプリズムが用いられ、既存の顕微鏡で観察された測定光をプリズムによって分光して、複数の撮像素子を有する多板式撮像装置を用いて撮像する必要がある。このような従来の多板式撮像装置においては、分光された測定光を適切に撮像するために様々な工夫が為されている（下記特許文献１，２参照）。下記特許文献１に記載の撮像装置には、三板式ＴＶカメラとそれに接続される眼科機器との間に配設されたアダプタの中に、三板式ＴＶカメラの違いによる色分解光学系の光路長の違いを補正するための補正ガラスが設けられている。また、下記特許文献２に記載の撮像装置では、２つの撮像素子のうちの１つを光軸に垂直な方向に移動させる積層圧電素子を備えることで、撮像素子に結像される被写体像の結像位置を制御するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開２００３−６１９１３号公報
【特許文献２】特開平８−３３１４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１，２記載の撮像装置では、測定対象の波長域に応じてプリズムを交換しようとした際に、プリズムの交換作業が効率的に実施できない傾向にあった。また、プリズムや測定対象を観察する顕微鏡等を交換した際に、撮像装置において焦点の合った画像情報を得ることが困難な傾向にあった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、プリズムの円滑な交換を可能にし、かつ、焦点の合った画像情報を取得することが可能な撮像ユニット及び顕微鏡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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の撮像ユニットは、プリズムを内部に保持するプリズム保持部材と、プリズム保持部材が着脱可能にされるプリズム挿入部が形成され、外部から測定光が入射される筐体部と、筐体部に内蔵され、プリズムによって分けられた測定光を、受光可能な位置に設けられた２以上の撮像素子と、２以上の撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子を、当該分けられた測定光の光軸に沿って移動可能にする移動機構と、を備える。
【０００８】
このような撮像ユニットによれば、プリズムを保持するプリズム保持部材が、筐体部に形成されたプリズム挿入部に着脱自在に挿入されることにより、筐体部内部に設けられた２以上の撮像素子によってプリズムで分けられた測定光が受光される。さらに、２以上の撮像素子のうちの少なくとも１つの撮像素子の位置を測定光の焦点位置に合うように調整すると共に、他の撮像素子に対する焦点位置を外部の顕微鏡等の光学系によって調整することができる。これにより、測定光の波長域に対応してプリズムを円滑に交換することができるとともに、複雑な操作を必要とすることなく、分けられた測定光の画像情報を焦点の合った状態で取得することができる。
【０００９】
また、プリズム保持部材の表面に設けられた情報送信部と、プリズム挿入部の表面に設けられた情報読取部とをさらに備え、情報読取部は、プリズム保持部材のプリズム挿入部への挿入に応じて、情報送信部から、プリズム或いは撮像素子に関する情報を読み取り可能にされている、ことが好適である。この場合、プリズム保持部材をプリズム挿入部に挿入するだけで、交換したプリズムに関する情報やそのプリズムに対応した撮像素子に関する設定情報が得られるので、測定光の画像情報を取得する際のユーザの作業を軽減することができる。
【００１０】
また、移動機構に対して１つの撮像素子の移動を制御する制御部をさらに備え、制御部は、情報読取部によって読み取られた情報に基づいて、１つの撮像素子の位置を制御する、ことも好適である。かかる構成を採れば、プリズムの交換時に得られた情報を基に撮像素子の位置が自動調整されるので、測定光の画像情報を取得する際のユーザの作業がさらに軽減される。
【００１１】
さらに、情報読取部によって読み取られる情報は、撮像素子の受光面における測定光の検出範囲に関する位置情報である、ことも好適である。かかる情報を用いれば、撮像素子によって取得された画像情報の切り出し位置が容易に判定され、プリズムを交換しても測定光の画像情報を適切な範囲で得ることができる。
【００１２】
またさらに、情報読取部によって読み取られた位置情報に基づいて、該撮像素子によって生成された画像信号を処理する制御部をさらに備える、ことも好適である。かかる制御部を備えることにより、プリズムを交換した際に、適切な範囲の画像情報を迅速に取得することができる。
【００１３】
さらにまた、情報読取部によって読み取られる情報は、２以上の撮像素子のうちのいずれかによって受光される測定光の焦点位置を示す焦点位置情報である、ことも好適である。こうすれば、プリズムの交換時に得られた情報を基に撮像素子の位置を調整することができるので、焦点位置の合った測定光の画像情報を取得するためのユーザの作業が軽減される。
【００１４】
また、情報読取部によって読み取られる情報は、１つの撮像素子の光軸に沿った方向の位置を示す位置情報であり、制御部は、該位置情報に基づいて１つの撮像素子の位置を制御する、ことも好適である。かかる構成を採れば、プリズムの交換時に得られた情報を基に撮像素子の位置が自動調整され、焦点の合った測定光の画像情報を取得するためのユーザの作業がさらに軽減される。
【００１５】
移動機構は、プリズム内を反射することなく透過した測定光を受光する撮像素子を移動可能にする、ことも好ましい。こうすれば、複数の撮像素子で測定する場合に、入射測定光の光軸に垂直な方向の筐体部のサイズを小さくすることができるので、外部の顕微鏡装置等との接続に対する支障を少なくすることができる。
【００１６】
或いは、本発明の顕微鏡装置は、上述した撮像ユニットと、観察対象の試料から発せられた測定光を顕微鏡ユニットに入射させる光学系と、を備える。このような顕微鏡装置によれば、測定光の波長域に対応してプリズムを円滑に交換することができるとともに、複雑な操作を必要とすることなく、分光された測定光の画像情報を焦点の合った状態で取得することができる。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡装置は、上述した撮像ユニットと、観察対象の試料から発せられた測定光を顕微鏡ユニットに入射させる光学系と、を備え、制御部は、情報読取部によって読み取られた情報に基づいて、光学系をさらに調整可能なように構成されている。このような顕微鏡装置によれば、測定光の波長域に対応してプリズムを円滑に交換することができるとともに、複数の撮像素子で同時に焦点のあった画像情報を容易に得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、プリズムの円滑な交換を可能にし、かつ、焦点の合った画像情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像ユニットの概略構成図である。
【図２】図１のプリズムユニットの斜視図である。
【図３】図１のプリズムユニットの平面図である。
【図４】図１の筐体部にプリズムユニットが挿入された状態の撮像ユニットを示す斜視図である。
【図５】図４の撮像ユニットの平面図である。
【図６】図５の撮像ユニットのVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図５の撮像ユニットのVII-VII線に沿った断面図である。
【図８】図１の撮像ユニット内の各部の位置関係を説明するための平面図である。
【図９】図８の移動機構の構造を示す斜視図である。
【図１０】図９の移動機構の平面図である。
【図１１】図１の撮像ユニットの周辺機器を含む概略構成図である。
【図１２】図１の撮像素子の受光面上の結像範囲を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る撮像ユニットの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像ユニット１の概略構成図である。同図に示すように、撮像ユニット１は、顕微鏡装置１０１に接続されて顕微鏡装置１０１によって結ばれた観察対象の試料Ａの蛍光等の測定光を分光して撮像する装置である。接続対象の顕微鏡装置１０１としては、例えば、内部に配置された試料Ａから発せられる測定光（例えば、蛍光）を、顕微鏡光学系１０３及び反射鏡１０５を介して出力ポート１０７から出射するような構造のものが使用される。この撮像ユニット１は、顕微鏡装置１０１の出力ポート１０７に接続されて測定光が入射される入射窓２を有する筐体部３と、その筐体部３に着脱自在に収納されるプリズムユニット（プリズム保持部材）５と、筐体部３内でプリズムユニット５と対向するように内蔵された２つの撮像素子７ａ，７ｂとを備える。
【００２２】
図２及び図３に示すように、プリズムユニット５は、断面台形状の外形をなすプリズムケース１３Ａを有し、このプリズムケース１３Ａの内部には２つのプリズム９ａ，９ｂが保持されている。これらの２つのプリズム９ａ，９ｂは、互いに接合されて色分解プリズム９を構成している。なお、プリズムケース１３Ａに保持される光学素子は色分解プリズムに限らず、偏光によって測定光の進む方向を分離する偏光プリズムや、色分解せずに単に測定光の進む方向を分離する分割プリズムであってもよい。そして、プリズムケース１３Ａの側面におけるプリズム９ａ，９ｂの光入射面１１ａ及び光出射面１１ｂ，１１ｃのそれぞれに対向する位置には、円形の入射孔１５ａ及び出射孔１５ｂ，１５ｃが設けられている。入射孔１５の大きさは、顕微鏡装置１０１の顕微鏡光学系１０３の結像レンズから入射される光束と撮像素子７ａ，７ｂの受光面積によってきまり、入射孔１５で光束を遮光しない程度の大きさとなっている。これにより、測定光を正確にプリズム９に入射させ、かつ外乱光をプリズム９に入射させにくくすることができる。なお、入射孔１５ａ及び出射孔１５ｂ，１５ｃの形状は、撮像素子７ａ，７ｂの受光面の形状や顕微鏡光学系１０３によって決まり、円形に限らず三角形や四角形などの多角形であってもよい。
【００２３】
上記のような構成のプリズムユニット５は、入射孔１５ａの中心軸線に沿って入射した所定波長域の蛍光Ｌ１のうちの一部の波長域Ｌ２を、入射孔１５ａの中心軸線に沿ってプリズム９を透過させて光出射面１１ｂから出射孔１５ｂを通じて外部に出射させる。ここで、入射孔１５ａと出射孔１５ｂの中心は同軸光路上に位置し、出射孔１５ｂの半径は入射孔１５ａの半径と同じ大きさ、もしくは出射孔１５ｂの半径は入射孔１５ａの半径よりも小さい。一般的に、出射孔１５ｂを通過する際の蛍光Ｌ２の光束の大きさは、入射孔１５ａを通過する際の蛍光Ｌ１の光束の大きさに比べ、同程度もしくは小さくなる。従って、出射孔１５ｂの大きさを蛍光Ｌ２を遮光しない程度に小さくすることで、外乱光が撮像素子７ａに入射されることを防ぐことができる。それと同時に、プリズムユニット５は、その蛍光Ｌ１のうちの他の一部の波長域Ｌ３を、プリズム９ａ，９ｂの接合面及び光入射面１１ａで反射させて、プリズム９内を光出射面１１ｃまで透過させた後に、出射孔１５ｃを通じて外部に出射させる。ここで、出射孔１５ｃの中心は光出射面１１ｃから出射される蛍光Ｌ３の光束の光軸上に位置し、出射孔１５ｃの半径は入射孔１５ａの半径と同じ大きさ、もしくは出射孔１５ｃの半径は入射孔１５ａの半径よりも小さい。一般的に、出射孔１５ｃを通過する際の蛍光Ｌ３の光束の大きさもまた、入射孔１５ａを通過する際の蛍光Ｌ１の光束の大きさに比べ、同程度もしくは小さくなる。従って、出射孔１５ｃの大きさを蛍光Ｌ３を遮光しない程度に小さくすることで、外乱光が撮像素子７ｂに入射されることを防ぐことができる。このようなプリズム９は、蛍光Ｌ１を異なる方向に分光する役割を有し、その分光特性（分光波長特性や出射角度）は、プリズム９ａ，９ｂの材料や形状によって決定される。また、入射孔１５ａ及び出射孔１５ｂ，１５ｃの形状が円形以外の場合、出射孔１５ｂ，１５ｃの面積は入射孔１５ａの面積と同程度もしくはそれより小さければよい。
【００２４】
さらに、プリズムユニット５のプリズムケース１３Ａの上端部には、プリズムケース１３Ａの側面に対して略垂直な方向に沿ってフランジ部１３Ｂが一体的に形成されている。このフランジ部１３Ｂはプリズムケース１３Ａの側面から垂直に四方に向けて伸びており、プリズムケース１３Ａと反対側の面１７ａ及びその反対側の面１７ｂは、ほぼ垂直な平坦面となっている。そして、フランジ部１３Ｂの縁部には、面１７ａからその反対側の面１７ｂにかけて貫通する２つの貫通孔１９ａ，１９ｂ、及び面１７ｂ上で面１７ａに向けて凹む２つの孔部２１ａ，２１ｂが形成されている。なお、プリズムケース１３Ａとフランジ部１３Ｂは一体的に形成されることに限らず、それぞれ別の構成とし、それらを組み合わせてプリズムユニットを形成してもよい。
【００２５】
上記プリズムユニット５は、プリズム９を内蔵したままで筐体部３に着脱可能に挿入される。これにより、測定対象の波長域に応じてプリズムを交換することが可能となる。図４は、筐体部３にプリズムユニット５が挿入された状態の撮像ユニット１を示す斜視図、図５は、図４の撮像ユニット１の平面図、図６は、図５の撮像ユニット１のVI-VI線に沿った断面図、図７は、図５の撮像ユニット１のVII-VII線に沿った断面図である。
【００２６】
これらの図に示すように、筐体部３には、プリズムユニット５を挿入するためのプリズム挿入部２３が形成されており、プリズムユニット５は、プリズムケース１３Ａの側面をプリズム挿入部２３に沿わせるように、プリズムケース１３Ａのフランジ部１３Ｂに対して反対側の端面５ａ側からプリズム挿入部２３に挿入される。このプリズム挿入部２３は、プリズムユニット５の外形に対応するように、上段部（段差部）２３Ａと下段部２３Ｂとを有する２段構造をなしている。ここで、上段部２３Ａ及び下段部２３Ｂの幅は、フランジ部１３Ｂ及びプリズムケース１３Ａの幅よりもやや広く、下段部２３Ｂの深さは、プリズムケース１３Ａの高さよりもやや深くなっている。
【００２７】
プリズムユニット５がプリズム挿入部２３に挿入された状態では、フランジ部１３Ｂ及びプリズムケース１３Ａが、その外周部に隙間を空けた状態で上段部２３Ａ及び下段部２３Ｂに、それぞれ収められる。このとき、フランジ部１３Ｂのプリズムケース１３Ａ側の面１７ｂが上段部２３Ａの底面に当接して、プリズムユニット５がその挿入方向（プリズム挿入部２３の深さ方向）に位置決めされる。したがって、フランジ部１３Ｂとプリズム挿入部２３の上段部２３Ａはプリズムユニット５の外形に対応するように形成されているので、フランジ部１３Ｂがプリズム挿入部２３の上段部２３Ａに当接することで、プランジ部１３Ｂがふたの役割をはたし、外部からの光が筐体内部に漏れないようにすることができる。これにより、プリズムユニット５をプリズム挿入部２３に挿入するだけで、簡単に遮光することが可能となる。また、プリズムケース１３Ａの端面５ａと下段部２３Ｂの底面３３との間にも間隙が形成される。併せて、上段部２３Ａの底面におけるフランジ部１３Ｂの孔部２１ａ，２１ｂに対向する位置には、それぞれ、ピン（突出部）２５ａ，２５ｂが埋め込まれて固定されており、フランジ部１３Ｂの孔部２１ａ，２１ｂにピン２５ａ，２５ｂが嵌め合わされることにより、プリズムユニット５がその挿入方向に対して垂直な方向（プリズム挿入部２３の底面に沿った方向）に位置決めされる（図６）。ここで、フランジ部１３Ｂの孔部２１ａは、対向するピン２５ａと略同半径の円形状であるが、孔部２１ｂは、対向するピン２５ｂの半径と同じ大きさの短径とそれよりも大きい長径を有する楕円形状となっている。これにより、フランジ部１３Ｂの孔部２１ａ，２１ｂやピン２５ａ，２５ｂの位置精度が不十分の場合でも、嵌め合わせでき、かつ片方の孔部が楕円なので位置決めを確実に行うことができる。なお、このような位置決め構造に関しては、フランジ部１３Ｂにピン（突出部）が、プリズム挿入部２３に孔部が、それぞれ設けられてもよい。これにより、プリズムユニット５がプリズム９と共に筐体部３内部において２次元的に位置決めされる。
【００２８】
また、図７に示すように、フランジ部１３Ｂと上段部２３Ａとの間には、固定ネジ（固定部材）２７ａ，２７ｂが設けられている。これらの固定ネジ２７ａ，２７ｂは、貫通孔１９ａ，１９ｂを貫通し、筐体部３の上段部２３Ａの底面に形成されたネジ穴にねじ込まれて固定され、プリズムユニット５の位置をプリズム挿入部２３内で安定化するための役割を有する。
【００２９】
さらに、図６に示すように、プリズムケース１３Ａの底面（外表面）５ａ、及び下段部２３Ｂの底面（内表面）３３には、それぞれ、情報送信部３１Ａ及び情報読取部３１Ｂが取り付けられている。この情報送信部３１Ａは、プリズムユニット５のプリズム挿入部２３への挿入に応じて、プリズムユニット５内のプリズム９の種別に関する情報等の各種情報を筐体部３側に伝達するための機能（詳細は後述する。）を有し、例えば、非接触で識別情報を送信するＩＣタグ等が用いられる。また、情報読取部３１Ｂは、情報送信部３１Ａからの各種情報を読み取る機能を有し、ＩＣタグ用リーダ／ライタ等の情報読取装置が用いられる。また、プリズムケース１３Ａの底面（外表面）５ａ、及び下段部２３Ｂの底面（内表面）３３の間は間隙が形成されているので、情報送信部３１Ａ及び情報読取部３１Ｂが接触する恐れを低減でき、情報送信部３１Ａ及び情報読取部３１Ｂの破壊を防ぐことが可能となる。
【００３０】
次に、図８を参照しながら、筐体部３内におけるプリズムユニット５と撮像素子７ａ，７ｂとの位置関係について説明する。同図に示すように、プリズムユニット５はそのフランジ部１３Ｂの構造により、プリズム挿入部２３に挿入するだけで容易に挿入方向ならびに挿入方向に対して垂直な方向に位置決めされる。このとき、プリズムユニット５は、その入射孔１５ａを筐体部３の入射窓２に対向させるように配置され、さらに、プリズムユニット５は、その出射孔１５ｂ，１５ｃを筐体部３の出射窓（不図示）に対向させるように配置されている。また、筐体部３の各出射窓に受光面を対向させるように長波長領域の測定光Ｌ２を受光する撮像素子７ａ及び短波長領域の測定光Ｌ３を受光する撮像素子７ｂがそれぞれ配置されており、このうち撮像素子７ａは、移動機構２９によって支持されており、移動機構２９によってプリズム９を透過する測定光Ｌ２の光軸に沿って移動可能にされている。なお、撮像素子７ｂが長波長領域を受光し、撮像素子７ａが短波長領域を受光するようなプリズム９及び撮像素子７ａ，７ｂの構成であってもよい。ここで、撮像素子７ａ，７ｂは受光面の長手方向が挿入方向と略一致するように配置されている。これにより、撮像素子を複数配置した場合でも筐体部３の大きさをコンパクトにできる。また、測定光Ｌ２およびＬ３は撮像素子７ａおよび撮像素子７ｂの受光面全体に結像されるが、一部の画素領域のみが画像化画素領域として画像化に用いられる。これにより、撮像素子７ａおよび撮像素子７ｂの光軸に垂直な面の位置決め精度が不十分であったとしても測定範囲の安定化が可能となる。加えて、移動機構２９は、プリズム９内で反射せずに透過した測定光Ｌ２を受光する撮像素子７ａを支持したほうが好ましい。顕微鏡装置１０１の出力ポート１０７からの測定光Ｌ１の光軸に垂直な面方向には、顕微鏡装置１０１の筐体が突出していることが多い。従って、撮像ユニット１と顕微鏡装置１０１の出力ポート１０７との接続を考えた場合、撮像ユニット１の筐体部３を入射窓２の面方向に拡大しないほうが好ましいため、撮像素子７ａが移動機構２９によって支持されている。なお、撮像素子７ａ，７ｂとしては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の素子が用いられるが、微弱光測定に適した冷却ＣＣＤが好適に用いられる。
【００３１】
ここで、図９及び図１０には、移動機構２９の構造例について示している。図９は、移動機構２９の斜視図、図１０は、図９の移動機構２９の平面図である。これらの図に示す移動機構２９は、撮像素子７ａが載置されて出射孔１５ｂを通過する測定光Ｌ２の光軸に沿って、スライド可能に支持されたスライドステージ２９Ａと、このスライドステージ２９Ａをスライド駆動する駆動モータ２９Ｂとによって構成されている。駆動モータ２９Ｂとしては、電動リニアモータ、ステッピングモータ、ピエゾモータ等が用いられ、外部からの駆動信号によってスライドステージ２９Ａをスライドさせることができる。また、手動ステージでもよい。
【００３２】
さらに、図１１に示すように、撮像ユニット１には、撮像素子７ａの移動を制御する機能、及び撮像素子７ａ，７ｂによって生成された画像信号を処理する機能を有する制御回路３５と、制御回路３５による処理結果を表示する表示部３７と、制御回路３５に対する制御用パラメータ等の入力データをユーザから受け付ける入力部３９とが備えられている。詳細には、この制御回路３５は、情報解析部３５Ａ、制御部３５Ｂ、移動機構制御部３５Ｃ、及び撮像素子制御部３５Ｄから構成されている。
【００３３】
情報解析部３５Ａは、情報読取部３１Ｂによって読み取られた情報を受け取り、制御部３５Ｂによって処理可能なデータ形式に変換して制御部３５Ｂに渡す。移動機構制御部３５Ｃは、移動機構２９に対して駆動信号を供給することにより、撮像素子７ａの測定光Ｌ２の光軸上の位置を制御する。制御部３５Ｂは、情報解析部３５Ａから渡された情報や入力部に入力された情報を基に、撮像条件を決定する。撮像素子制御部３５Ｄは、制御部３５Ｂで決定された撮像条件で撮像するように、撮像素子７ａ，７ｂを制御する。また、制御部３５Ｂは、撮像素子７ａ，７ｂによって生成された測定物Ａの画像信号を撮像素子制御部３５Ｄから受け取り、信号変換処理等の画像処理を施して、測定物Ａの観察画像を表示部３７に表示させる。加えて、制御部３５Ｂは、情報解析部３５Ａから渡された情報に基づいて撮像素子７ａの測定光Ｌ２の光軸上の位置を決定し、その位置に撮像素子７ａを移動させるように移動機構制御部３５Ｃに指示信号を出力する。
【００３４】
次に、情報読取部３１Ｂから制御回路３５に渡される情報の種類と、その種類に応じた制御回路３５の動作の詳細について説明する。
【００３５】
まず、情報読取部３１Ｂで情報送信部３１Ａから読み取られる情報には、撮像素子７ａ，７ｂの受光面における検出範囲（結像範囲）に関する検出位置情報が含まれる。撮像素子７ａ，７ｂは、それらの取付時に取付位置の誤差が生じやすく、また、測定光Ｌ２，Ｌ３の撮像素子７ａ，７ｂへの入射位置は使用するプリズム９によっても誤差を生じる。したがって、撮像素子７ａ，７ｂでは、その受光面の画素の一部が測定物Ａの検出画素群として検出に用いられており、この検出画素群が受光面における検出範囲（結像範囲）となる。例えば、プリズム９として第１のプリズムを用いた場合の撮像素子７ａ，７ｂのそれぞれの受光面４１ａ，４１ｂ上の検出範囲４３ａ，４３ｂ（図１２（ａ），（ｂ）参照）は、プリズム９を他の第２のプリズムに交換した場合に、それぞれ、検出範囲４５ａ，４５ｂ（図１２（ｃ），（ｄ）参照）に変位する。情報読取部３１Ｂは、情報送信部３１Ａが付されたプリズムユニット５に対応する受光面４１ａ，４１ｂの検出範囲に関する検出位置情報を、情報送信部３１Ａから読み取る。このような検出位置情報としては、例えば、検出範囲４３ａ，４３ｂの四隅の画素の座標情報、或いは四隅の画素のうちのいずれかの座標情報と検出範囲４３ａ，４３ｂの幅を示すサイズ情報（画素数情報）との組み合わせが挙げられる。なお、検出位置情報は、撮像素子７ａ，７ｂのいずれか一方の撮像素子の情報であればよく、もう一方の撮像素子につては、検出位置情報が存在する撮像素子に対する相対的な位置情報(相対検出位置情報)を制御回路３５内で求めて利用してもよい。このような構成により、例えば、撮像素子７ｂの検出位置情報を変更した場合でも、撮像素子７ａの検出範囲は、相対検出位置情報をもとに算出することができる。制御回路３５の撮像素子制御部３５Ｄは、受け取った位置情報を基にして、撮像素子７ａ，７ｂの画像信号から検出範囲４３ａ，４３ｂに相当する画素部分を切り出した後、その画像信号に必要な画像処理を施して表示部３７に検出画像として表示させる。また、撮像素子制御部３５Ｄは、撮像素子７ａ，７ｂの検出範囲の画素の画像信号のみを読み出すように撮像素子の読出し信号を制御することもできる。なお、ユーザによって撮像素子７ａ，７ｂの位置が手動で調整された場合には、情報送信部３１Ａに保持される位置情報を更新することもできる。
【００３６】
また、情報読取部３１Ｂの読み取る情報には、撮像素子７ａの測定光Ｌ２の光軸方向の測定位置情報も含まれている。この測定位置情報は、プリズムユニット５を交換した際に撮像素子７ａに入射する測定光Ｌ２のバックフォーカス位置（焦点位置）も変動してしまうことに対応して、撮像素子７ａの位置をそのバックフォーカス位置に併せて調整するための焦点位置情報として利用される。すなわち、制御部３５Ｂは、受け取った測定位置情報を基に、自動的に撮像素子７ａの位置をバックフォーカス位置に合わせるように、移動機構制御部３５Ｃに指示信号を出力する。なお、撮像素子７ｂ側の測定光Ｌ３のバックフォーカス位置は、顕微鏡装置１０１（図１）の光学系１０３を操作することで調整可能である。したがって、測定位置情報を、撮像素子７ｂの焦点があった状態での、撮像素子７aのバックフォーカス位置とすれば、顕微鏡装置１０１（図１）の光学系１０３を操作することで、撮像素子７ｂ側の測定光Ｌ３のバックフォーカス位置に調整するだけで、撮像素子７ａもバックフォーカス位置に調整される。
【００３７】
さらに、情報読取部３１Ｂの読み取る情報には、顕微鏡装置１０１で使用する対物レンズの種類に応じた撮像素子７ａの測定光Ｌ２の光軸方向の位置情報が含まれていてもよい。測定光Ｌ２のバックフォーカス位置は使用する対物レンズによっても異なるので、撮像素子７ａの位置を、対物レンズの種類に対応してユーザによって入力部３９を介して選択させた後に自動調整することができる。
【００３８】
また、情報読取部３１Ｂの読み取る情報に含まれるその他の情報として、プリズム９に関する「分光情報」、プリズム９が挿入されているかを示す「プリズムの有無情報」や、プリズムの種別を示す「プリズム種別情報」等が挙げられる。これらの情報には、プリズム９ａ，９ｂの接合面に沿って設けられるダイクロイックミラーの波長情報、プリズム９に適合する撮像素子７ａ，７ｂのバンドパスフィルターの情報、プリズム９のシリアル番号、プリズム９の調整に使用されたカメラの製品番号等が用いられる。これらの読み取り情報に応じて、制御部３５Ｂは、検出対象の波長情報を表示部３７に表示することでユーザに検出波長を確認させたり、プリズム９が挿入されていないことを表示部３７に表示することでユーザに警告を発したりすることができる。また、使用するプリズム９の種類が測定波長に対して適合していない場合や、現在の対物レンズとプリズム９の組み合わせではバックフォーカス位置が合わない場合等に、ユーザに警告を発することができる。
【００３９】
以上説明した撮像ユニット１によれば、プリズム９を保持するプリズムユニット５が、筐体部３に形成されたプリズム挿入部２３に着脱自在に挿入されることにより、筐体部３内部に設けられた２つの撮像素子７ａ，７ｂによってプリズム９で分光された測定光が受光される。この際、測定光Ｌ３のバックフォーカス位置が、２つの撮像素子７ａ，７ｂのうちの撮像素子７ｂの受光面の位置に合うように、外部の顕微鏡装置１０１等の光学系１０３を操作することにより手動で調整される。その後、制御回路３５の制御によって、もう１つの撮像素子７ａの位置が、測定光Ｌ２のバックフォーカス位置に合うように自動で調整される。これにより、測定光の波長域に対応してプリズム９を円滑に交換することができるとともに、複雑な操作を必要とすることなく、分光された２つの測定光Ｌ２，Ｌ３の画像情報を焦点の合った状態で同時に取得することができる。
【００４０】
ここで、プリズムユニット５をプリズム挿入部２３に挿入するだけで、交換したプリズム９に関する情報やそのプリズム９に対応した撮像素子７ａ，７ｂに関する設定情報が得られるので、測定光の画像情報を取得する際のユーザの作業を軽減することができる。
【００４１】
また、制御回路３５を備えることで、プリズム９の交換時に得られた情報を基に撮像素子７ａの位置が自動調整されるので、測定光の画像情報を取得する際のユーザの作業がさらに軽減される。
【００４２】
さらに、情報読取部３１Ｂによって撮像素子７ａ，７ｂの受光面の検出範囲に関する位置情報を読み取って画像処理に利用するので、撮像素子７ａ，７ｂによって取得された画像情報の切り出し位置が容易に判定され、プリズム９を交換しても測定光の画像情報を適切な範囲で迅速に得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、撮像ユニット１に内蔵される撮像素子の個数は３以上であってもよいし、撮像素子７ｂにその位置を移動させる移動機構が備えられていてもよいし、２つの撮像素子７ａ，７ｂの両方に移動機構が備えられてもよい。
【００４４】
また、撮像素子７ａをモータ駆動によって移動させる移動機構２９の代わりに、手動で撮像素子７ａをスライド可能なスライド機構を備えてもよい。この場合は、表示３７に表示される画像を参照しながら撮像素子７ａの位置を手動で調整してもよいし、情報読取部３１Ｂによって読み取られたバックフォーカス位置情報を参照しながら手動で調整してもよい。
【００４５】
また、制御回路３５の制御部３５Ｂによる撮像素子７ａの位置制御は、撮像素子７ａから取得された画像信号を使用し、その画像信号を基にしたコントラストなどの情報から適切な位置を演算することにより（オートフォーカス機能を利用して）行ってもよい。
【００４６】
さらに、顕微鏡装置１０１の光学系１０３の位置調整は、制御部３５Ｂから制御できるようにされていてもよい。この場合、情報読取部３１Ｂによって読み取られる対物レンズの種類に応じた位置情報等によって、制御部３５Ｂが光学系１０３の位置を遠隔操作して撮像素子７ｂ側のバックフォーカス位置を調整してもよい。また、撮像素子７ｂから取得された画像信号を基にしたコントラストなどの情報から適切な位置を演算することにより（オートフォーカス機能を利用して）調整されてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…撮像ユニット、３…筐体部、５…プリズムユニット（プリズム保持部材）、７ａ，７ｂ…撮像素子、９，９ａ，９ｂ…プリズム、２３…プリズム挿入部、２９…移動機構、３１Ａ…情報送信部、３１Ｂ…情報読取部、３５…制御回路（制御部）、４１ａ，４１ｂ…受光面、４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂ…検出範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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