(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めることができ、観察対象から発せられた蛍光を検出部にボケなく結像させることが可能な蛍光読取装置を提供する。【解決手段】導光部に相当する光ファイバ小束２０Ａは、レンズ部１６のレンズ保持部２７に埋設されている。光ファイバ小束２０Ａの出射端３６は、観察対象保持部と対向するレンズ保持部２７の上面２７Ｃに露呈している。光ファイバ小束２０Ａは、光源から発せられた励起光を導光して、導光した励起光を、レンズ部１６と対向する観察対象の面に向けて照射する。【選択図】図３
2019039827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光で励起されて蛍光を発する観察対象を保持する観察対象保持部と、
前記励起光を発する光源と、
前記蛍光を検出する検出素子が二次元状に配列された検出部と、
前記観察対象保持部と前記検出部の間に配置され、前記蛍光を前記検出部に結像させるレンズ部であって、複数の屈折率分布型レンズが二次元状に配列されたレンズ部と、
前記光源から発せられた前記励起光を導光して、導光した前記励起光を、前記レンズ部と対向する前記観察対象の面に向けて照射する導光部とを備える蛍光読取装置。
【請求項２】
前記レンズ部は、複数の前記屈折率分布型レンズが第１方向にライン状に配列されたレンズアレイが、前記第１方向と直交する第２方向に複数配列された構成であり、
さらに前記レンズ部はレンズ保持部を有し、
前記レンズ保持部は、前記第１方向に延びる一対の平行平板で構成され、前記レンズアレイを挟んで保持する請求項１に記載の蛍光読取装置。
【請求項３】
前記導光部は、前記励起光を導光する光ファイバで構成される請求項２に記載の蛍光読取装置。
【請求項４】
前記導光部は複数本の前記光ファイバで構成され、
前記光ファイバは前記レンズ保持部に埋設されており、
前記光ファイバの出射端は、前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面に露呈している請求項３に記載の蛍光読取装置。
【請求項５】
前記出射端は、前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面内において、均等に配置されている請求項４に記載の蛍光読取装置。
【請求項６】
前記出射端は、前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面内において、千鳥格子状に配置されている請求項４または５に記載の蛍光読取装置。
【請求項７】
前記導光部は複数本の前記光ファイバで構成され、
前記光ファイバの出射端は、前記レンズ部の外周に配置されている請求項３ないし６のいずれか１項に記載の蛍光読取装置。
【請求項８】
前記出射端は、前記観察対象保持部に向けられている請求項７に記載の蛍光読取装置。
【請求項９】
前記出射端は、前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面に向けられており、
前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面で反射した前記励起光が、前記観察対象保持部に向けて照射される請求項７または８に記載の蛍光読取装置。
【請求項１０】
前記観察対象保持部と対向する前記レンズ保持部の面は、前記励起光を散乱する散乱面とされている請求項９に記載の蛍光読取装置。
【請求項１１】
前記光源は、前記励起光を発する発光素子と、
前記励起光の中心波長を含む予め設定された波長範囲の光のみを透過する励起光透過フィルタと、
前記励起光透過フィルタを透過した前記励起光を前記光ファイバの入射端に向けて集光する集光レンズと、
前記発光素子、前記励起光透過フィルタ、前記集光レンズ、および前記光ファイバの入射端を収容する遮光性のケースとを有する請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の蛍光読取装置。
【請求項１２】
前記導光部は、
前記レンズ保持部内に形成され、前記励起光が通過する空洞である第１導光路であって、前記レンズ保持部内において前記第１方向に延びる第１導光路と、
前記第１導光路とそれぞれ連通し、前記第１方向に関して間隔を空けて配置される複数の第２導光路であって、それぞれの一端が前記観察対象保持部に向けて開口した第２導光路と、
前記第１導光路と複数の前記第２導光路の交差点にそれぞれ配置され、前記第１導光路を通過する前記励起光を、前記第２導光路に向けて反射する複数の反射部材とで構成される請求項２に記載の蛍光読取装置。
【請求項１３】
前記反射部材は、前記励起光の一部を透過して、残りを前記第２導光路に向けて反射するビームスプリッタを含む請求項１２に記載の蛍光読取装置。
【請求項１４】
前記ビームスプリッタは、複数の前記第２導光路を通過する前記励起光の光量が同じとなるよう反射率が調整され、
複数の前記第２導光路は、均等に配置されている請求項１３に記載の蛍光読取装置。
【請求項１５】
前記導光部は、前記観察対象保持部と前記レンズ部の間に配置された平行平板状の導光板であり、
前記導光板は、
前記励起光および前記蛍光を透過する透過板と、
前記観察対象保持部と対向する前記透過板の面に形成され、前記励起光を反射する第１反射膜と、
前記レンズ部と対向する前記透過板の面に形成され、前記励起光を反射する第２反射膜と、
前記観察対象保持部と対向する前記透過板の面において、前記第１反射膜が欠落した部分である複数の第１開口とを有し、
前記透過板の側面から入射した前記励起光を、前記第１反射膜および前記第２反射膜で反射させながら前記透過板の内部を伝播させ、かつ前記透過板の内部を伝播している前記励起光の一部を、前記第１開口を通じて前記観察対象保持部に向けて出射する請求項２に記載の蛍光読取装置。
【請求項１６】
前記導光板はさらに、前記レンズ部と対向する前記透過板の面において、前記第２反射膜が欠落した部分である複数の第２開口を有する請求項１５に記載の蛍光読取装置。
【請求項１７】
前記第１反射膜および前記第２反射膜は、アルミ膜、金膜、銀膜、または誘電多層膜のうちのいずれかである請求項１６に記載の蛍光読取装置。
【請求項１８】
前記第２反射膜は、前記励起光を反射し、前記蛍光を透過する誘電多層膜である請求項１５に記載の蛍光読取装置。
【請求項１９】
前記観察対象と対向する前記透過板の面において、端部よりも中央部の前記第１開口の専有面積が大きい請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の蛍光読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生命科学分野において、観察対象から発せられた蛍光を検出し、これに応じた蛍光画像を生成、表示する蛍光読取装置が普及している。例えば特許文献１に記載の蛍光読取装置は、観察対象を保持する観察対象保持部と、励起光を発する光源と、観察対象から発せられた蛍光を検出部に結像させるレンズ部と、レンズ部で結像された蛍光を検出する検出部とを備えている。
【０００３】
特許文献１において、観察対象保持部は、励起光および蛍光を透過する平行平板である。観察対象は観察対象保持部上に載置される。観察対象保持部の下方には、レンズ部および検出部がこの順で配置される。すなわち、レンズ部は、観察対象保持部と検出部の間に配置される。
【０００４】
レンズ部は複数のレンズアレイを備えている。レンズアレイは、円柱状の複数の屈折率分布型レンズが第１方向にライン状に配列されたものである。レンズ部は、レンズアレイを、第１方向と直交する第２方向に複数配列した構成である。つまり、レンズ部は、複数の屈折率分布型レンズを二次元に配列した構成である。さらにレンズ部はレンズ保持部を有する。レンズ保持部は、蛍光遮光性を有する第１方向に延びる一対の平行平板で構成され、レンズアレイを挟んで保持する。検出部は、蛍光を検出する検出素子が二次元状に配列されたものである。
【０００５】
特許文献１の図１１に示す例では、光源は、観察対象保持部とレンズ部との間、より詳しくはレンズ部の上部外周、言い換えれば観察対象保持部の斜め下方に配置されている。光源は、観察対象保持部の全面に均等に励起光を照射するために、励起光の照射面が観察対象保持部に向けられている。このため励起光は、観察対象保持部の斜め下方から、観察対象に向けて照射される。また、光源には、励起光の中心波長を含む予め設定された波長範囲の光のみを透過する励起光透過フィルタが一体的に取り付けられている。観察対象保持部とレンズ部との間には、この励起光透過フィルタが一体化された光源を配置するための間隔が空けられている。
【０００６】
励起光は観察対象保持部の斜め下方から観察対象に向けて照射されるので、観察対象には、観察対象保持部と接する面に励起光が照射される。そして、蛍光は、この励起光が照射された観察対象の観察対象保持部と接する面から発せられる。すなわち、観察対象において、励起光が照射される面と蛍光が発せられる面とは同じである。このため特許文献１では、レンズ部や検出部と同じ側に光源が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−０２０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
屈折率分布型レンズは、焦点距離が例えば２０ｍｍと比較的短い。このため、特許文献１に記載の屈折率分布型レンズを用いたレンズ部の場合、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めないと、検出部に結像される像がボケてしまい、蛍光画像の画質が低下する。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の図１１の例のように、観察対象保持部とレンズ部との間に光源を配置した場合、観察対象保持部とレンズ部との間に、光源を配置するための間隔を空けなければならない。このため、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めることができず、検出部に結像される像がボケてしまい、蛍光画像の画質が低下するおそれがあった。
【００１０】
というのは、特許文献１では、励起光透過フィルタが一体化された光源を用いている。励起光透過フィルタが一体化された光源は、約３０ｍｍ程度のサイズとなる。このため観察対象保持部とレンズ部との間には、少なくとも約３０ｍｍ程度の間隔が必要となる。一方で屈折率分布型レンズの焦点距離は約２０ｍｍであるので、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めるには物理的に無理がある。したがって、特許文献１は、励起光を照射する構成に関して改善の余地があった。
【００１１】
本発明は、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めることができ、観察対象から発せられた蛍光を検出部にボケなく結像させることが可能な蛍光読取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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の蛍光読取装置は、励起光で励起されて蛍光を発する観察対象を保持する観察対象保持部と、励起光を発する光源と、蛍光を検出する検出素子が二次元状に配列された検出部と、観察対象保持部と検出部の間に配置され、蛍光を検出部に結像させるレンズ部であって、複数の屈折率分布型レンズが二次元状に配列されたレンズ部と、光源から発せられた励起光を導光して、導光した励起光を、レンズ部と対向する観察対象の面に向けて照射する導光部とを備える。
【００１３】
レンズ部は、複数の屈折率分布型レンズが第１方向にライン状に配列されたレンズアレイが、第１方向と直交する第２方向に複数配列された構成であり、さらにレンズ部はレンズ保持部を有し、レンズ保持部は、第１方向に延びる一対の平行平板で構成され、レンズアレイを挟んで保持することが好ましい。
【００１４】
導光部は、励起光を導光する光ファイバで構成されることが好ましい。この場合、導光部は複数本の光ファイバで構成され、光ファイバはレンズ保持部に埋設されており、光ファイバの出射端は、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面に露呈していることが好ましい。
【００１５】
出射端は、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面内において、均等に配置されていることが好ましい。また、出射端は、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面内において、千鳥格子状に配置されていることが好ましい。
【００１６】
あるいは、導光部は複数本の光ファイバで構成され、光ファイバの出射端は、レンズ部の外周に配置されていることが好ましい。
【００１７】
出射端は、観察対象保持部に向けられていることが好ましい。もしくは、出射端は、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面に向けられており、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面で反射した励起光が、観察対象保持部に向けて照射されることが好ましい。後者の場合、観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面は、励起光を散乱する散乱面とされていることが好ましい。
【００１８】
光源は、励起光を発する発光素子と、励起光の中心波長を含む予め設定された波長範囲の光のみを透過する励起光透過フィルタと、励起光透過フィルタを透過した励起光を光ファイバの入射端に向けて集光する集光レンズと、発光素子、励起光透過フィルタ、集光レンズ、および光ファイバの入射端を収容する遮光性のケースとを有することが好ましい。
【００１９】
導光部は、レンズ保持部内に形成され、励起光が通過する空洞である第１導光路であって、レンズ保持部内において第１方向に延びる第１導光路と、第１導光路とそれぞれ連通し、第１方向に関して間隔を空けて配置される複数の第２導光路であって、それぞれの一端が観察対象保持部に向けて開口した第２導光路と、第１導光路と複数の第２導光路の交差点にそれぞれ配置され、第１導光路を通過する励起光を、第２導光路に向けて反射する複数の反射部材とで構成されることが好ましい。
【００２０】
反射部材は、励起光の一部を透過して、残りを第２導光路に向けて反射するビームスプリッタを含むことが好ましい。この場合、ビームスプリッタは、複数の第２導光路を通過する励起光の光量が同じとなるよう反射率が調整され、複数の第２導光路は、均等に配置されていることが好ましい。
【００２１】
導光部は、観察対象保持部とレンズ部の間に配置された平行平板状の導光板であり、導光板は、励起光および蛍光を透過する透過板と、観察対象保持部と対向する透過板の面に形成され、励起光を反射する第１反射膜と、レンズ部と対向する透過板の面に形成され、励起光を反射する第２反射膜と、観察対象保持部と対向する透過板の面において、第１反射膜が欠落した部分である複数の第１開口とを有し、透過板の側面から入射した励起光を、第１反射膜および第２反射膜で反射させながら透過板の内部を伝播させ、かつ透過板の内部を伝播している励起光の一部を、第１開口を通じて観察対象保持部に向けて出射することが好ましい。
【００２２】
導光板はさらに、レンズ部と対向する透過板の面において、第２反射膜が欠落した部分である複数の第２開口を有することが好ましい。この場合、第１反射膜および第２反射膜は、アルミ膜、金膜、銀膜、または誘電多層膜のうちのいずれかであることが好ましい。
【００２３】
第２反射膜は、励起光を反射し、蛍光を透過する誘電多層膜であることが好ましい。
【００２４】
観察対象と対向する透過板の面において、端部よりも中央部の第１開口の専有面積が大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、光源から発せられた励起光を導光して、導光した励起光を、レンズ部と対向する観察対象の面に向けて照射する導光部を備える。導光部は、光源と比較してサイズや形状の制約が少ない。このため導光部を用いることで、観察対象保持部とレンズ部との間に光源を配置する従来技術よりも、レンズ部と観察対象との距離を狭められる様々な構成が可能となる。例えば屈折率分布型レンズの焦点距離が約２０ｍｍであった場合、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離である約２０ｍｍに確実に狭めることができる。したがって、レンズ部と観察対象との距離を、屈折率分布型レンズの焦点距離に応じた距離に狭めることができ、観察対象から発せられた蛍光を検出部にボケなく結像させることが可能な蛍光読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】蛍光読取装置を示す図である。
【図２】レンズ部の拡大斜視図である。
【図３】レンズ部の拡大平面図である。
【図４】観察対象保持部の下面とレンズ保持部の上面との距離が、屈折率分布型レンズの焦点距離と一致した状態において、観察対象保持部の下面全体に励起光が均等に照射される様子を示す図である。
【図５】レンズ部、移動機構、および移動制御部を示す図である。
【図６】レンズ部の移動を説明するための図であり、図６Ａは第１の位置にある場合、図６Ｂは第２の位置にある場合をそれぞれ示す。
【図７】蛍光読取装置のブロック図である。
【図８】蛍光読取装置で蛍光画像を撮影する際の手順を示すフローチャートである。
【図９】隣接するレンズアレイ同士を隔てる２枚のレンズ保持部について、１つ飛ばしで出射端を配した例を示す図である。
【図１０】隣接するレンズアレイ同士を隔てる２枚のレンズ保持部について、互い違いの千鳥格子状に出射端を配した例を示す図である。
【図１１】第２実施形態の蛍光読取装置を示す図である。
【図１２】第２実施形態のレンズ部とその外周に配置された光ファイバ小束を示す平面図である。
【図１３】第３実施形態の蛍光読取装置を示す図である。
【図１４】第３実施形態のレンズ部とその外周に配置された光ファイバ小束を示す平面図である。
【図１５】第４実施形態の導光部を示す断面図である。
【図１６】第４実施形態の導光部を示す平面図である。
【図１７】第４実施形態のレンズ保持部の拡大分解斜視図である。
【図１８】反射部材の反射率の例を示す表である。
【図１９】第５実施形態の蛍光読取装置を示す図である。
【図２０】導光板を上面側から見た斜視図である。
【図２１】導光板を下面側から見た斜視図である。
【図２２】導光板および光源の詳細配置を示す図である。
【図２３】第２開口が形成されていない導光板を示す平面図である。
【図２４】観察対象と対向する透過板の上面において、端部よりも中央部の第１開口の専有面積を大きくした導光板を示す平面図である。
【図２５】円形状の第１開口が形成された導光板を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
図１に示すように、蛍光読取装置１０は、励起光で励起されて観察対象Ｓから発せられた蛍光を検出し、これに応じた蛍光画像を生成、表示する装置である。蛍光読取装置１０は、観察対象保持部１５と、レンズ部１６と、励起光カットフィルタ１７と、検出部１８と、光源１９と、導光部に相当する光ファイバ束２０とを備えている。
【００２８】
観察対象保持部１５、レンズ部１６、励起光カットフィルタ１７、および検出部１８は、Ｚ軸方向に沿ってこの順に配置されている。また、これらの各部１５〜１８は、いずれも平行平板状の外形を有し、その上面および下面がＸ軸およびこれと直交するＹ軸を含むＸＹ平面に平行となるよう配置されている。なお、Ｘ軸方向は第１方向に相当し、Ｙ軸方向は第２方向に相当する。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に垂直な軸である。
【００２９】
観察対象保持部１５は、観察対象Ｓを保持する。より具体的には、観察対象保持部１５は、その上面に観察対象Ｓが載置される。観察対象保持部１５は、励起光および蛍光を透過するガラスまたは樹脂等の材料から形成される。
【００３０】
レンズ部１６は、観察対象保持部１５と励起光カットフィルタ１７の間、ひいては観察対象保持部１５と検出部１８の間に配置される。レンズ部１６は、蛍光を検出部１８に結像させる。
【００３１】
レンズ部１６はレンズアレイ２５を有する。レンズアレイ２５は、複数の屈折率分布型レンズ２６が、第１方向であるＸ軸方向にライン状に１列に配列されたものである（図２等参照）。レンズ部１６は、このレンズアレイ２５が、第２方向であるＹ軸方向に複数配列された構成である。つまり、レンズ部１６は、ＸＹ平面において、複数の屈折率分布型レンズ２６を二次元に配列した構成である。なお、レンズアレイ２５は、屈折率分布型レンズ２６が２列以上配列されたものでもよい。
【００３２】
屈折率分布型レンズ２６は、直径が例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度の円柱状の外形を有する。屈折率分布型レンズ２６は、具体的にはセルフォック（登録商標）レンズである。
【００３３】
さらにレンズ部１６はレンズ保持部２７を有する。レンズ保持部２７は、Ｘ軸方向に延びる一対の平行平板で構成され、レンズアレイ２５を挟んで保持する（図２参照）。Ｙ軸方向において隣接するレンズアレイ２５同士は、２枚のレンズ保持部２７で隔てられている。レンズ保持部２７は、例えば黒色樹脂から形成され、蛍光遮光性を有する。
【００３４】
励起光カットフィルタ１７は、文字通り励起光を透過しない分光特性を有し、検出部１８への励起光の入射を妨げる。一方で、励起光カットフィルタ１７は、観察対象Ｓからの蛍光を透過する分光特性を有する。蛍光に基づき生成される蛍光画像にとっては、励起光はノイズとなる。したがって、この励起光カットフィルタ１７を設けることで、蛍光画像のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３５】
検出部１８は、複数の検出素子が二次元状に配列されたものである。検出素子は、観察対象保持部１５、レンズ部１６、および励起光カットフィルタ１７を透過した蛍光を検出して、その検出信号を出力する。検出部１８は、その上面に蛍光を検出する検出面を有する。検出部１８は、例えば、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）、ＣＣＤ（charge-coupled device）型検出器、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型検出器等である。検出部１８を構成する検出素子のサイズは、例えば５０μｍ角〜１００μｍ角程度である。また、検出部１８の検出面のサイズは、観察対象Ｓのサイズに応じて適宜変更可能であるが、例えば１０ｃｍ角である。
【００３６】
光源１９は、発光素子３０と、励起光透過フィルタ３１と、集光レンズ３２と、ケース３３とを有する。発光素子３０は例えばＬＥＤ（light Emitting Diode）であり、励起光透過フィルタ３１に向けて励起光を発する。励起光透過フィルタ３１は、励起光の中心波長を含む予め設定された波長範囲の光のみを透過する分光特性を有する。つまり、発光素子３０から発せられた励起光は、蛍光画像のノイズとなり得る余計な成分を、励起光透過フィルタ３１で取り除かれる。集光レンズ３２は、励起光透過フィルタ３１を透過した励起光を光ファイバ束２０の入射端３４に向けて集光する。
【００３７】
ケース３３は遮光性を有する。ケース３３は、発光素子３０、励起光透過フィルタ３１、集光レンズ３２、および光ファイバ束２０の入射端３４を収容する。
【００３８】
光ファイバ束２０は、入射端３４から入射した励起光を導光する。光ファイバ束２０は、入射端３４においては、コアとクラッドを有する周知の光ファイバが複数本束ねられてバンドル化されている。このバンドル化された光ファイバ束２０は、レンズ部１６に向けて配線される。そして、レンズ部１６の手前で、所定本数の光ファイバ小束２０Ａ（図２参照）に小分けされる。なお、所定本数は、例えば１本〜数十本の範囲である。所定本数が１本の場合は、光ファイバ小束２０Ａは光ファイバ自体となるが、光ファイバ束２０と区別するため、１本の光ファイバの場合も含めて、便宜上光ファイバ小束２０Ａと呼ぶ。
【００３９】
図２および図３において、光ファイバ小束２０Ａは、レンズ部１６のレンズ保持部２７に埋設される。具体的には、光ファイバ小束２０Ａは、図２中に矢印で示すように、レンズ保持部２７に形成された取付溝３５に嵌め込まれる。
【００４０】
取付溝３５は、レンズアレイ２５を挟んで保持するレンズ保持部２７の面２７Ａと反対側の面２７Ｂに形成されている。取付溝３５は、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部２７において、同じ位置に形成されている。すなわち、取付溝３５は、２枚のレンズ保持部２７が面２７Ｂで接合されることで、光ファイバ小束２０Ａを収容する円筒状の空洞を形成する、いわゆる半割り形状となっている。
【００４１】
取付溝３５は、レンズ保持部２７の端部からＸ軸方向に平行に延びた部分と、当該部分からＺ軸方向に垂直に立ち上がった部分とを有する。Ｚ軸方向に垂直に立ち上がった取付溝３５の部分には、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を含む端部が位置する。出射端３６は、観察対象保持部１５と対向するレンズ保持部２７の面（以下、上面）２７Ｃに露呈している。なお、取付溝３５は、光ファイバ小束２０Ａに曲げ負荷が掛らないよう、Ｘ軸方向に平行に延びた部分から鈍角に立ち上げられていてもよい。
【００４２】
光源１９からの励起光は、この出射端３６から観察対象保持部１５の観察対象Ｓに向けて照射される。観察対象Ｓには、観察対象保持部１５と接する面に励起光が照射される。そして、蛍光は、この励起光が照射された観察対象Ｓの観察対象保持部１５と接する面から発せられる。
【００４３】
取付溝３５は、Ｙ軸方向に関して両端に配置されたレンズ保持部２７以外の全てのレンズ保持部２７に形成されている。また、Ｚ軸方向に垂直に立ち上がった取付溝３５の部分は、Ｘ軸方向に関して等間隔で、かつＹ軸方向に平行な位置に形成されている。このため、出射端３６も、Ｙ軸方向に関して両端に配置されたレンズ保持部２７以外の全てのレンズ保持部２７に配され、さらにはＸ軸方向に平行な直線上に等間隔で配され、かつＹ軸方向に平行な直線上に等間隔で配される。したがって、出射端３６は、ＸＹ平面（レンズ保持部２７の上面２７Ｃ）内において、均等に配置されているといえる。なお、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部２７に埋設される光ファイバ小束２０Ａの本数は、数本〜数十本である。
【００４４】
図４に示すように、観察対象保持部１５の下面とレンズ保持部２７の上面２７Ｃとの距離Ｈは、屈折率分布型レンズ２６の焦点距離（例えば２０ｍｍ）と一致している。この状態において、一点鎖線で示す励起光は、所定の出射角度で各出射端３６から出射され、観察対象保持部１５の下面全体に均等に照射される。換言すれば、出射端３６は、観察対象保持部１５の下面とレンズ保持部２７の上面２７Ｃとの距離Ｈを、屈折率分布型レンズ２６の焦点距離と一致させた場合に、励起光が観察対象保持部１５の下面全体に均等に照射されるよう、その本数、配置、出射角度が設定されている。
【００４５】
図５において、レンズ部１６には移動機構４０が接続されている。移動機構４０は、レンズ部１６をＹ軸方向に沿って移動させる。移動機構４０は、モータの回転運動を並進運動に変換するカム等の周知のメカ機構である。移動機構４０には、その動作を制御する移動制御部４１が接続されている。
【００４６】
観察対象Ｓからの蛍光は、レンズ部１６の屈折率分布型レンズ２６で検出部１８に結像されるが、その一部は、蛍光遮光性を有するレンズ保持部２７によって遮光されて検出部１８には到達しない。したがってこのままでは、蛍光画像はレンズ保持部２７に該当する部分の画像情報がないものとなる。そこで、移動制御部４１は、移動機構４０を通じて、Ｙ軸方向に沿う複数の位置にレンズ部１６を移動させる。
【００４７】
図６は、屈折率分布型レンズ２６の直径Φが、レンズ保持部２７のＹ軸方向における幅Ｗの２枚分の幅２Ｗ以上であった場合（Φ≧２Ｗ）を例示している。この場合、移動制御部４１は、移動機構４０を通じて、図６Ａに示す第１の位置から、図６Ｂに示す第２の位置にレンズ部１６を移動させる。第２の位置は、具体的には、隣接するレンズアレイ２５の中心間距離をＬとした場合、第１の位置からＹ軸方向にＬ／２の距離移動させた位置である。こうすることで、第１の位置においてレンズ保持部２７が存在していた部分に、第２の位置においてレンズアレイ２５が配置される。したがって、観察対象Ｓからの蛍光の一部がレンズ保持部２７によって遮光されて検出部１８に到達しないという事態が解消される。
【００４８】
屈折率分布型レンズ２６の直径Φが２Ｗよりも小さかった場合（Φ＜２Ｗ）は、移動制御部４１は、移動機構４０を通じて、第１の位置から第２の位置、第２の位置から第３の位置、・・・と、レンズ部１６を３つ以上の位置に移動させる。例えば屈折率分布型レンズ２６の直径ΦがＷと等しかった場合は、移動制御部４１は、移動機構４０を通じて、第１の位置から第２の位置、第２の位置から第３の位置と、レンズ部１６をＷずつ移動させる。
【００４９】
移動制御部４１は、移動機構４０を通じてレンズ部１６を最後の位置まで移動させた後、再びレンズ部１６を第１の位置に戻す。
【００５０】
図７において、蛍光読取装置１０は、前述の検出部１８、光源１９、移動機構４０に加えて、記憶部５０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、表示部５２、および操作部５３を備えている。記憶部５０は例えばハードディスクドライブ等であり、作動プログラム５４を記憶している。この作動プログラム５４を起動することで、ＣＰＵ５１は、前述の移動制御部４１をはじめとして、光源制御部６０、検出制御部６１、画像生成部６２、および表示制御部６３として機能する。
【００５１】
光源制御部６０は、光源１９の動作、具体的には光源１９の発光素子３０のオン／オフを制御する。検出制御部６１は、検出部１８の動作、具体的には検出部１８の検出素子による蛍光の検出信号の出力動作を制御する。画像生成部６２は、検出部１８からの蛍光の検出信号に基づいて、蛍光画像を生成する。表示制御部６３は、画像生成部６２で生成した蛍光画像を、液晶ディスプレイ等の表示部５２に出力する。
【００５２】
検出制御部６１は、移動機構４０で移動されるレンズ部１６の位置毎に、検出部１８に蛍光を検出させて検出信号を出力させる。画像生成部６２は、各位置でその都度検出された検出信号を合成して１枚の蛍光画像を生成する。
【００５３】
あるいは、検出制御部６１は、移動機構４０で移動されるレンズ部１６の位置毎に検出信号を出力させることなく、第１の位置から最後の位置まで連続して検出部１８に蛍光を露光させて検出信号を出力させる。この場合、画像生成部６２は、上記のように各位置でその都度検出された検出信号を合成するといった処理を実施することなく、検出部１８からの検出信号に基づき１枚の蛍光画像を生成する。
【００５４】
操作部５３は、例えばキーボードやマウスといった周知の入力デバイスである。操作部５３は、作動プログラム５４の起動指示や、蛍光画像の撮影指示等を入力する際に操作される。
【００５５】
次に、上記構成を有する蛍光読取装置１０の作用について、図８のフローチャートを参照して説明する。蛍光読取装置１０で蛍光画像を撮影する際には、まず、観察対象保持部１５の上面に観察対象Ｓが載置される（ステップＳＴ１００）。次いで、操作部５３を介して蛍光画像の撮影指示が入力される（ステップＳＴ１１０）。
【００５６】
操作部５３を介して撮影指示が入力された場合、光源制御部６０の制御の下、光源１９から励起光が発せられる。励起光は光ファイバ束２０で導光されて、レンズ保持部２７の上面２７Ｃに露呈した光ファイバ小束２０Ａの出射端３６から、観察対象Ｓに向けて照射される（ステップＳＴ１２０）。
【００５７】
励起光の照射により、観察対象Ｓから蛍光が発せられる。蛍光は、レンズ部１６および励起光カットフィルタ１７を経由して検出部１８に照射される。この蛍光は、検出制御部６１の制御の下、検出部１８で検出される（ステップＳＴ１３０）。
【００５８】
続いて、移動制御部４１の制御の下、移動機構４０を通じてレンズ部１６が移動される（ステップＳＴ１４０）。これらステップＳＴ１２０〜ステップＳＴ１４０の一連の処理は、レンズ部１６が第１の位置に戻されるまで（ステップＳＴ１５０でＹＥＳ）続けられる。
【００５９】
レンズ部１６が第１の位置に戻されるまでに、検出部１８からは、第１の位置を含む複数の位置における蛍光に基づく検出信号が出力される。図６に示す例では、第１の位置および第２の位置における蛍光に基づく２つの検出信号が出力される。
【００６０】
レンズ部１６が第１の位置に戻された後、画像生成部６２では、検出部１８から出力された各位置における複数の検出信号に基づき、１枚の蛍光画像が生成される（ステップＳＴ１６０）。生成された蛍光画像は、表示制御部６３の制御の下、表示部５２に表示される（ステップＳＴ１７０）。
【００６１】
本例では、光源１９から発せられた励起光を導光して、導光した励起光を、レンズ部１６と対向する観察対象Ｓの面に向けて照射する光ファイバ束２０（光ファイバ小束２０Ａ）を設けている。このため、観察対象保持部１５とレンズ部１６との間に光源１９を配置する必要がない。つまり、観察対象保持部１５とレンズ部１６との間に光源１９分の間隔を空ける必要がない。このため、レンズ部１６と観察対象Ｓとの距離を、屈折率分布型レンズ２６の焦点距離に応じた距離に狭めることができる。したがって、観察対象Ｓから発せられた蛍光を検出部１８にボケなく結像させることが可能となり、蛍光画像の画質を良好に保つことができる。
【００６２】
導光部として用いた光ファイバ束２０は、工業製品として一般的で比較的廉価であり手に入りやすい。また、バンドル化、あるいは光ファイバ小束２０Ａに小分けするといった加工が容易にできる。このため、部品コストアップおよび製造工程の煩雑化の懸念が少ない。
【００６３】
また本例では、光ファイバ小束２０Ａをレンズ保持部２７に埋設し、その出射端３６をレンズ保持部２７の上面２７Ｃに露呈させることで、光ファイバ小束２０Ａをレンズ保持部２７と一体化している。そのため、図４で示したように、観察対象保持部１５の下面とレンズ保持部２７の上面２７Ｃとの距離Ｈが、屈折率分布型レンズ２６の焦点距離と一致するように、レンズ部１６と観察対象Ｓとの距離を狭めることができる。
【００６４】
さらに本例では、レンズ保持部２７の上面２７Ｃ内において、出射端３６を均等に配置したので、観察対象Ｓに照射される励起光の光量も均等になる。したがって、観察対象Ｓにムラなく励起光を照射することができ、より良好な画質の蛍光画像を得ることができる。
【００６５】
なお、１つ１つの出射端３６から出射される励起光が十分な光量である場合は、レンズ保持部２７の上面２７Ｃに露呈される出射端３６の個数を減らしてもよい。例えば出射端３６は、Ｙ軸方向に関して両端に配置されたレンズ保持部２７以外の全てのレンズ保持部２７に配されていなくてもよい。具体的には図９に示すように、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部２７について、１つ飛ばしで出射端３６を配する。
【００６６】
また、出射端３６は、Ｙ軸方向に平行な直線上に等間隔で配されていなくてもよい。例えば図１０に示すように、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部２７について、互い違いの千鳥格子状に出射端３６を配してもよい。Ｘ軸方向に関しても同様に、千鳥格子状に出射端３６を配してもよい。
【００６７】
これら図９および図１０に示す例も、レンズ保持部２７の上面２７Ｃ内において、出射端３６が均等に配置されていることには変わりない。したがって、観察対象Ｓにムラなく励起光を照射することができる、という効果が得られる。
【００６８】
［第２実施形態］
図１１および図１２に示す第２実施形態は、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、レンズ部の外周に配置し、かつ出射端３６を、観察対象保持部１５に向ける例である。
【００６９】
図１１において、本実施形態の蛍光読取装置７０は、レンズ保持部７１に光ファイバ小束２０Ａが埋設されていないレンズ部７２を用いている。そして、そのレンズ部７２の外周に、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を配置している。出射端３６は、観察対象保持部１５に向けられている。それ以外の構成は上記第１実施形態の蛍光読取装置１０と同じであるため説明を省略する。
【００７０】
図１２に示すように、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６は、レンズ部７２の全外周を取り囲むように、等間隔に配置されている。具体的には、出射端３６は、Ｘ軸方向に関しては、屈折率分布型レンズ２６の直径Φと同じ間隔で並べられている。また、Ｙ軸方向に関しては、屈折率分布型レンズ２６の直径Φとレンズ保持部７１のＹ軸方向における幅Ｗの２枚分の幅２Ｗを加算した間隔Φ＋２Ｗで並べられている。すなわち、出射端３６は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における屈折率分布型レンズ２６の配列ピッチと同じピッチで配されている。
【００７１】
このように、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、レンズ部７２の外周に配置したので、上記第１実施形態の光ファイバ小束２０Ａをレンズ保持部２７に埋設して出射端３６を上面２７Ｃに露呈させる場合のように、光ファイバ小束２０Ａを嵌め込むための取付溝３５をレンズ保持部７１に形成する必要がない。したがって、上記第１実施形態と比べて、取付溝３５の加工の手間やコストを減らすことができる。
【００７２】
なお、この場合は、観察対象保持部１５に対する光ファイバ小束２０Ａの配置角度を調整する。より具体的には、ある光ファイバ小束２０Ａは観察対象保持部１５の端部に向け、ある光ファイバ小束２０Ａは観察対象保持部１５の中央部に向ける等し、担当する観察対象保持部１５の部分を各光ファイバ小束２０Ａで分担する。また、観察対象保持部１５の端部に比して、中央部のほうが出射端３６からの距離が長くなり励起光が減衰するので、中央部を担当する光ファイバ小束２０Ａを構成する光ファイバの本数を、端部を担当する光ファイバ小束２０Ａを構成する光ファイバの本数よりも多くして光量を増やす。こうした対策を講じることで、観察対象保持部１５の下面全体に同じ光量の励起光が照射されるようにし、観察対象Ｓにムラなく励起光を照射させる。
【００７３】
［第３実施形態］
図１３および図１４に示す第３実施形態は、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、レンズ部１６の外周に配置し、かつ出射端３６を、観察対象保持部１５にではなく、観察対象保持部１５と対向するレンズ保持部の上面に向ける例である。
【００７４】
図１３において、本実施形態の蛍光読取装置７５は、レンズ保持部７６に光ファイバ小束２０Ａが埋設されていないレンズ部７７を用い、かつレンズ部７７の外周に、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を配置している点では、上記第２実施形態と同じである。しかし、出射端３６が、観察対象保持部１５ではなく、観察対象保持部１５と対向するレンズ保持部７６の上面７６Ｃに向けられている点が、上記第２実施形態と異なる。それ以外の構成は上記第１実施形態の蛍光読取装置１０と同じであるため説明を省略する。
【００７５】
図１４に示すように、上記第２実施形態と同じく、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６は、レンズ部７７の全外周を取り囲むように、等間隔に配置されている。Ｘ軸方向に関する間隔、およびＹ軸方向に関する間隔も、上記第２実施形態と同じく、屈折率分布型レンズ２６の直径Φ、および屈折率分布型レンズ２６の直径Φとレンズ保持部７６のＹ軸方向における幅Ｗの２枚分の幅２Ｗを加算した間隔Φ＋２Ｗである。
【００７６】
レンズ保持部７６は、励起光を反射する材料から形成される。また、レンズ保持部７６の上面７６Ｃは、例えばサンドブラスト等の粗面化処理が施され、ハッチングで示すように散乱面とされている。この場合、出射端３６から出射された励起光は、レンズ保持部７６の上面７６Ｃで反射、散乱され、レンズ保持部７６の上面７６Ｃから観察対象保持部１５に向けて照射される。
【００７７】
上記構成によっても、上記第２実施形態と同じく、上記第１実施形態と比べて、取付溝３５の加工の手間やコストを減らすことができる、という効果を得ることができる。
【００７８】
レンズ保持部７６の上面７６Ｃを散乱面としたので、観察対象保持部１５のより広範囲に均一な光量の励起光を照射することができる。
【００７９】
なお、この場合も上記第２実施形態と同様に、観察対象保持部１５の下面全体に同じ光量の励起光が照射されるように、レンズ保持部７６の上面７６Ｃに対する光ファイバ小束２０Ａの配置角度を調整する。また、レンズ保持部７６の上面７６Ｃの中央部を担当する光ファイバ小束２０Ａを構成する光ファイバの本数を、端部を担当する光ファイバ小束２０Ａを構成する光ファイバの本数よりも多くして光量を増やす。
【００８０】
また、レンズ保持部７６の全てを、励起光を反射する材料から形成する必要はなく、少なくとも励起光を反射、散乱する上面７６Ｃが励起光を反射する構成とすればよい。例えば上面７６Ｃに励起光を反射する材料をコーティングする等が考えられる。
【００８１】
［第４実施形態］
図１５〜図１８に示す第４実施形態は、空洞で形成される２つの導光路と、導光路内に配置される複数の反射部材とで導光部を構成する例である。
【００８２】
図１５〜図１７において、第４実施形態の導光部８０は、第１導光路８１と、第２導光路８２と、反射部材に相当する複数のビームスプリッタ８３と、これも反射部材に相当する全反射ミラー８４とで構成される（図１６および図１７では、ビームスプリッタ８３および全反射ミラー８４は不図示）。第１導光路８１および第２導光路８２は、レンズ保持部８５内に形成された円筒状の空洞であり、励起光が通過する。より具体的には、第１導光路８１および第２導光路８２は、上記第１実施形態の取付溝３５と同様に、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部８５の接合面に半割り形状で形成され、２枚のレンズ保持部８５が接合されることで円筒状の空洞を形成する。
【００８３】
第１導光路８１は、レンズ保持部８５内において第１方向であるＸ軸方向に延びている。第２導光路８２は複数あり、Ｘ軸方向に関して間隔Ｄを空けて配置される。複数の第２導光路８２は、第１導光路８１とそれぞれ連通し、かつそれぞれの一端が観察対象保持部１５（観察対象Ｓは不図示）に向けて開口している。また、複数の第２導光路８２はＺ軸方向に平行であり、Ｘ軸方向に延びる第１導光路８１とそれぞれ直角に交わっている。
【００８４】
ビームスプリッタ８３および全反射ミラー８４は、第１導光路８１と複数の第２導光路８２の交差点にそれぞれ配置される。ビームスプリッタ８３および全反射ミラー８４は、一点鎖線の矢印で示す、第１導光路８１を通過する励起光の光軸に対して４５°傾けて配置される。ビームスプリッタ８３は、第１導光路８１を通過する励起光の一部を透過して、残りを第２導光路８２に向けて反射する。全反射ミラー８４は、第１導光路８１の最下流に位置し、第１導光路８１を通過する励起光を全て、第２導光路８２に向けて反射する。
【００８５】
第１導光路８１は、全反射ミラー８４が配置された側と反対側の最上流側の端がレンズ保持部８５の端面に開口している。この第１導光路８１の開口８１Ａと対面する位置には、励起光を発する光源８６が配置されている。光源８６は、上記各実施形態の光源１９（図１等参照）と同じく、発光素子３０と励起光透過フィルタ３１とを有する。ただし、光源８６は、集光レンズ３２の替わりにコリメートレンズ８７を有し、これら発光素子３０、励起光透過フィルタ３１、およびコリメートレンズ８７が遮光性のケース８８に収容された構成である。コリメートレンズ８７は、発光素子３０から発せられて励起光透過フィルタ３１を透過した励起光をコリメート光とし、第１導光路８１に入射させる。
【００８６】
第１導光路８１に入射した励起光は、各ビームスプリッタ８３で一部が反射されて第２導光路８２に入射する。また、全反射ミラー８４で全反射されて第２導光路８２に入射する。第２導光路８２に入射した励起光は、第２導光路８２の開口から出射して、観察対象保持部１５の下面に照射される。なお、図示は省略したが、第２導光路８２の開口には、コリメートレンズ８７でコリメートされた励起光を散乱光とするための散乱板が配置されている。
【００８７】
隣接する第２導光路８２同士の間隔Ｄは全て等しい。つまり、第２導光路８２は、Ｘ軸方向に関して等間隔に形成されている。また、第２導光路８２は、図１６で示したように、上記第１実施形態の図３で示した出射端３６と同じく、Ｙ軸方向に関して両端に配置されたレンズ保持部８５以外の全てのレンズ保持部８５に形成されている。さらに、第２導光路８２は、Ｙ軸方向に平行な直線上に等間隔に形成されている。すなわち、この場合のレンズ部は、図３や図４で示したレンズ部１６において、出射端３６が第２導光路８２に置き換えられた構成である。したがって、複数の第２導光路８２は、ＸＹ平面（レンズ保持部８５の上面８５Ｃ）内において、均等に配置されているといえる。
【００８８】
図１８の表９０で例示するように、ビームスプリッタ８３は、複数の第２導光路８２を通過する励起光の光量が同じとなるよう、反射率が調整されている。表９０は、反射部材（ビームスプリッタ８３および全反射ミラー８４）の個数（第２導光路８２の本数）＝１０の場合における各ビームスプリッタ８３の反射率と、光源８６から第１導光路８１に最初に入射される励起光の光量を１００とした場合の反射光量、透過光量を示している。また、Ｎｏ．が小さいもの程、光源８６側に近い位置にあること、つまり第１導光路８１の上流側の位置にあることを示している。
【００８９】
反射率は、下流側にいくに連れて増加する。最下流のＮｏ．１０は全反射ミラー８４であって、反射率は１００％である。表９０の例では第２導光路８２の本数＝１０であるので、反射率は、１０本の第２導光路８２を通過する励起光の光量（反射光量）が同じ「１０」となるよう調整されている。
【００９０】
なお、「複数の第２導光路８２を通過する励起光の光量が同じ」とは、完全に同じ場合ももちろん含むが、多少のばらつきも許容する。表９０の例では、Ｎｏ．１、３、６、７のビームスプリッタ８３の反射光量は「１０．００」であるが、Ｎｏ．２、９、１０は「９．９９」、Ｎｏ．４は「１０．０１」、ＮＯ．５、８は「１０．０２」と多少ばらつく。しかし、小数点２桁で四捨五入すると全て「１０」となるため、「複数の第２導光路８２を通過する励起光の光量が同じ」としている。なお、ばらつきが許容される範囲は、例えば、上記の小数点２桁で四捨五入した場合に一致する範囲である。これは、ビームスプリッタ８３、全反射ミラー８４といった反射部材の製造誤差が、±５％程度であることに依拠している。
【００９１】
このように、第１導光路８１、第２導光路８２、ビームスプリッタ８３、および全反射ミラー８４で導光部８０を構成するので、上記各実施形態のように光ファイバ束２０を用意する必要がない。このため光ファイバ束２０分のコストを削減することができる。
【００９２】
複数の第２導光路８２を通過する励起光の光量が同じとなるよう、ビームスプリッタ８３の反射率が調整され、かつ複数の第２導光路８２が均等に配置されているので、観察対象Ｓにムラなく励起光を照射することができる。
【００９３】
なお、図９で示した例と同様に、第２導光路８２は、Ｙ軸方向に関して両端に配置されたレンズ保持部８５以外の全てのレンズ保持部８５に配されていなくてもよい。また、図１０で示した例と同様に、隣接するレンズアレイ２５同士を隔てる２枚のレンズ保持部８５について、互い違いの千鳥格子状に第２導光路８２を配してもよい。
【００９４】
第１導光路８１の開口と対面する位置に光源８６を配置したが、こうすると第１導光路８１の分だけ光源８６を配置する必要がある。そこで、光源８６に替えて上記各実施形態の光源１９を用い、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、第１導光路８１の開口と対面する位置に配置してもよい。この場合は光ファイバ束２０（光ファイバ小束２０Ａ）も導光部８０に含まれる。
【００９５】
第２導光路８２は、第１導光路８１と直角に交わっている必要はない。第２導光路８２は、第１導光路８１に対して鋭角または鈍角に交わっていてもよい。
【００９６】
［第５実施形態］
図１９〜図２５に示す第５実施形態は、平行平板状の導光板で導光部を構成する例である。
【００９７】
図１９において、本実施形態の蛍光読取装置１００は、導光部として、平行平板状の導光板１０１を備えている。レンズ部には、上記第２実施形態のレンズ部７２が用いられる。導光板１０１は、観察対象保持部１５とレンズ部７２の間に配置される。
【００９８】
図２０および図２１に示すように、導光板１０１は、透過板１１０と、第１反射膜１１１と、第２反射膜１１２と、第１開口１１３と、第２開口１１４とを有している。透過板１１０は、観察対象保持部１５と同じく、励起光および蛍光を透過するガラスまたは樹脂等の材料から形成される。第１反射膜１１１および第２反射膜１１２は、アルミ膜、金膜、銀膜、または誘電多層膜のうちのいずれかであり、励起光を反射する。第１反射膜１１１は、観察対象保持部１５と対向する透過板１１０の面（以下、上面）１１０Ａに形成される。第２反射膜１１２は、レンズ部７２と対向する透過板１１０の面（以下、下面）１１０Ｂに形成される。
【００９９】
第１開口１１３は、透過板１１０の上面１１０Ａにおいて、第１反射膜１１１がスリット状に欠落した部分である。第２開口１１４は、透過板１１０の下面１１０Ｂにおいて、第１反射膜１１１と対向する位置で、第２反射膜１１２がスリット状に欠落した部分である。このため、第１開口１１３および第２開口１１４は、励起光を透過する。
【０１００】
第１開口１１３および第２開口１１４は、レンズアレイ２５に対応する位置に形成される。すなわち、第１開口１１３のＹ軸方向における幅は、屈折率分布型レンズ２６の直径Φと同じであり、かつ隣接する第１開口１１３のＹ軸方向における間隔は、Ｙ軸方向におけるレンズ保持部７１の２枚分の幅２Ｗと同じである。そして、第１開口１１３のＸ軸方向における長さは、レンズアレイ２５のＸ軸方向における長さと同じである。第２開口１１４も同様である。なお図２０では、煩雑化を避けるため、第２開口１１４はＹ軸方向に関して両端に配置された２個だけ描画している。また、図２１では、同様の理由で第１開口１１３はＹ軸方向に関して両端に配置された２個だけ描画している。
【０１０１】
この場合、励起光は、一点鎖線の矢印で示すように、Ｘ軸方向と平行な透過板１１０の短辺側の両側面１１０Ｃ、１１０Ｄから入射される。より詳しくは図２２に示すように、励起光は、両側面１１０Ｃ、１１０Ｄと対向する位置に配置された光源１２０から発せられて両側面１１０Ｃ、１１０Ｄに入射される。光源１２０は、図２２では両側面１１０Ｃ、１１０Ｄに対してそれぞれ１台しか描かれていないが、実際には、Ｘ軸方向に沿って等間隔に複数並べられている。このため、図２０および図２１において一点鎖線で示したように、両側面１１０Ｃ、１１０Ｄには、励起光が均等に入射される。
【０１０２】
光源１２０は、上記第１〜第３実施形態の光源１９（図１等参照）と同じく、発光素子３０、励起光透過フィルタ３１、および集光レンズ３２を有する。ただし、光源１２０は、光源１９のように光ファイバ束２０の入射端３４はなく、発光素子３０、励起光透過フィルタ３１、および集光レンズ３２が遮光性のケース１２１に収容された構成である。光源１２０は、両側面１１０Ｃ、１１０Ｄに集光レンズ３２の焦点が合うように、両側面１１０Ｃ、１１０Ｄとの距離が調整されている。
【０１０３】
一点鎖線の矢印で示すように、導光板１０１は、透過板１１０の側面１１０Ｃ、１１０Ｄから入射した励起光を、第１反射膜１１１および第２反射膜１１２で反射させながら透過板１１０の内部を伝播させ、かつ透過板１１０の内部を伝播している励起光の一部を、第１開口１１３を通じて観察対象保持部１５（観察対象Ｓは不図示）に向けて出射する。第１開口１１３はレンズアレイ２５に倣うスリット状に形成されているので、励起光もレンズアレイ２５に倣うスリット状とされて観察対象保持部１５に照射される。励起光は、第２開口１１４を通じてレンズ部７２に向けても出射されるが、この励起光は励起光カットフィルタ１７でカットされて検出部１８には到達しないため、蛍光画像の画質に影響はない。
【０１０４】
また、導光板１０１には、移動機構４０と同じ構成の移動機構が接続されている。この移動機構を通じて、導光板１０１は、移動制御部４１の制御の下、レンズ部７２の移動と同期して移動する。これにより、レンズアレイ２５に対応する観察対象保持部１５の位置に励起光が選択的に照射され、かつ選択的に励起光が照射された観察対象Ｓからの蛍光が検出部１８に照射される。
【０１０５】
導光板１０１は、観察対象保持部１５とレンズ部７２の間に配置される。このため、観察対象保持部１５とレンズ部の間に何も存在しない上記第１〜第４実施形態と比べて、レンズ部７２と観察対象Ｓとの距離を狭めるための制約は増える。しかし、導光板１０１は平行平板状であり厚さも数ｍｍと比較的薄くできるため、従来技術のように、観察対象保持部とレンズ部との間に光源を配置する分の間隔を空けるよりは、レンズ部７２と観察対象Ｓとの距離を狭めるための制約は少ない。したがって、レンズ部７２と観察対象Ｓとの距離を、屈折率分布型レンズ２６の焦点距離に応じた距離に狭めることができ、観察対象Ｓから発せられた蛍光を検出部１８にボケなく結像させることが可能となる。
【０１０６】
ここで、観察対象Ｓとして輝尽性蛍光体層を含む蛍光体シートを用いた場合を考える。なお、蛍光体シートは、例えば、患者等の被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体の放射線画像を記録し、励起光の照射によって輝尽性蛍光体が励起されて放射線画像に応じた輝尽性発光光を発するものである。蛍光体シートは、イメージングプレートとも呼ばれる。
【０１０７】
こうした蛍光体シートに対して、例えば最初の第１の位置にあるときに一度に全体に励起光が照射されると、第２の位置以降に検出されるべき蛍光体シートの部分からも蛍光が発せられてしまう。したがって、第２の位置以降では蛍光を検出することができなくなってしまう。
【０１０８】
しかしながら、導光板１０１によれば、前述のように、レンズアレイ２５に対応する観察対象保持部１５の位置に励起光が選択的に照射され、かつ選択的に励起光が照射された観察対象Ｓからの蛍光が検出部１８に照射される。したがって、レンズアレイ２５に対応する蛍光体シートの部分以外にも一度に励起光が照射されてしまい、当該部分の蛍光を検出することができなくなる事態を避けることができる。
【０１０９】
上記第４実施形態の場合と同様に、光源１２０に替えて上記各実施形態の光源１９を用い、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、両側面１１０Ｃ、１１０Ｄに配置してもよい。この場合は光ファイバ束２０（光ファイバ小束２０Ａ）と導光板１０１とで導光部が構成される。
【０１１０】
図２０および図２１に例示した導光板１０１は、透過板１１０の下面１１０Ｂに、第２反射膜１１２が欠落した部分である複数の第２開口１１４が形成されているが、図２３に示すように、第２反射膜が、励起光を反射し、蛍光を透過する特性をもっていれば、第２開口１１４はなくてもよい。
【０１１１】
図２３は、透過板の下面側から見た導光板１２５を示す。導光板１２５は、透過板の上面には点線で示すように第１開口１２６が形成されているが、透過板の下面にはハッチングで示すように全体的に第２反射膜１２７が形成されているのみで、第２開口は形成されていない。この場合、第２反射膜１２７は、励起光を反射し、蛍光を透過する誘電多層膜である。
【０１１２】
図２３の導光板１２５によれば、透過板の下面は第２反射膜１２７で覆われて第２開口を有していないため、励起光は導光板１０１のように第２開口１１４からレンズ部７２に向けて出射されず、第１開口１２６からのみ出射される。導光板１０１の場合よりも、観察対象Ｓに照射されずに蛍光励起に寄与しない励起光の量が少なくなるので、観察対象Ｓへの励起光の照射効率を上げることができる。しかも、励起光は第２反射膜１２７でレンズ部７２への透過が阻止される、すなわち第２反射膜１２７が励起光カットフィルタ１７の役割を果たすので、励起光カットフィルタ１７を省略することができる。また、蛍光は第２反射膜１２７を透過して検出部１８に照射されるため、蛍光画像の生成には影響はない。
【０１１３】
導光板は、透過板の両側面から入射された励起光が透過板の内部を伝播され、伝播の途中で励起光の一部が第１開口から出射される構成である。このため、励起光が入射される両側面側の透過板の上面の端部よりも、中央部のほうが励起光の光量が落ちる懸念がある。そこで、この中央部の励起光の光量の低下を抑えることを目的として、観察対象Ｓと対向する透過板の上面において、端部よりも中央部の第１開口の専有面積を大きくすることが好ましい。
【０１１４】
図２４に示す導光板１３０は、透過板の上面１３１Ａに、第１反射膜１３２および第１開口１３３が形成されたものである。第１開口１３３のＹ軸方向における幅は、励起光が入射される透過板の両側面１３１Ｃ、１３１Ｄ側が最も狭い。そして、中央部に向かうに連れて徐々に広くなり、中央部で最大となる。すなわち、透過板の上面１３１Ａにおいて、端部よりも中央部の第１開口１３３の専有面積が大きくなっている。こうすることで、中央部の励起光の光量の低下を抑えることができる。
【０１１５】
第１開口および第２開口は、スリット状でなくてもよい。例えば図２５に示す導光板１３５のように、透過板の上面１３６Ａに形成された第１反射膜１３７が、屈折率分布型レンズ２６の形状に倣う円形に欠落した部分を、第１開口１３８としてもよい。第１開口１３８は、Ｘ軸方向に関して、屈折率分布型レンズ２６に対応する部分に、１つ飛ばしで形成されている。なお、この導光板１３５を用いる場合は、第１の位置等の各位置において、導光板１３５を、屈折率分布型レンズ２６の直径Φの分だけＸ軸方向に沿って移動させ、移動前後の蛍光を検出部１８で検出する。
【０１１６】
導光板１３５の場合は、単純に第１開口１３８の面積を中央部ほど大きくすることで、透過板の上面１３６Ａにおいて、端部よりも中央部の第１開口１３８の専有面積を大きくすることができる。これに加えて、あるいは替えて、第１開口１３８の個数を中央部ほど多くしてもよい。
【０１１７】
上記第１〜第３実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば上記第２実施形態と上記第３実施形態とを複合して実施し、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、レンズ部１６の外周に配置し、かつ出射端３６を、観察対象保持部１５およびレンズ保持部７６の上面７６Ｃに向ける。あるいは上記第１実施形態と上記第２実施形態を複合して実施し、光ファイバ小束２０Ａをレンズ保持部２７に埋設し、その出射端３６をレンズ保持部２７の上面２７Ｃに露呈させ、さらに、光ファイバ小束２０Ａの出射端３６を、レンズ部１６の外周に配置し、かつ出射端３６を観察対象保持部１５に向けてもよい。
【０１１８】
本発明は、上記第１〜第５実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０、７０、７５、１００  蛍光読取装置
１５  観察対象保持部
１６、７２、７７  レンズ部
１７  励起光カットフィルタ
１８  検出部
１９、８６、１２０  光源
２０  光ファイバ束（導光部）
２０Ａ  光ファイバ小束（導光部）
２５  レンズアレイ
２６  屈折率分布型レンズ
２７、７１、７６、８５  レンズ保持部
２７Ａ  レンズアレイを挟んで保持するレンズ保持部の面
２７Ｂ  レンズアレイを挟んで保持するレンズ保持部の面と反対側の面
２７Ｃ、７６Ｃ、８５Ｃ  観察対象保持部と対向するレンズ保持部の面（上面）
３０  発光素子
３１  励起光透過フィルタ
３２  集光レンズ
３３、８８、１２１  ケース
３４  入射端
３５  取付溝
３６  出射端
４０  移動機構
４１  移動制御部
５０  記憶部
５１  ＣＰＵ
５２  表示部
５３  操作部
５４  作動プログラム
６０  光源制御部
６１  検出制御部
６２  画像生成部
６３  表示制御部
８０  導光部
８１  第１導光路
８１Ａ  開口
８２  第２導光路
８３  ビームスプリッタ（反射部材）
８４  全反射ミラー（反射部材）
８７  コリメートレンズ
９０  表
１０１、１２５、１３０、１３５  導光板（導光部）
１１０  透過板
１１０Ａ、１３１Ａ、１３６Ａ  観察対象保持部と対向する透過板の面（上面）
１１０Ｂ  レンズ部と対向する透過板の面（下面）
１１０Ｃ、１１０Ｄ、１３１Ｃ、１３１Ｄ  励起光が入射される透過板の側面
１１１、１３２、１３７  第１反射膜
１１２、１２７  第２反射膜
１１３、１２６、１３３、１３８  第１開口
１１４  第２開口
Ｓ  観察対象
Ｘ  Ｘ軸方向（第１方向）
Ｙ  Ｙ軸方向（第２方向）
Ｚ  Ｚ軸方向
Ｈ  観察対象保持部の下面とレンズ保持部の上面との距離
Φ  屈折率分布型レンズの直径
Ｗ  レンズ保持部のＹ軸方向における幅
Ｌ  隣接するレンズアレイの中心間距離
ＳＴ１００〜ＳＴ１７０  ステップ
Ｄ  第２導光路のＸ軸方向における間隔
【図１】
2019039827.tif 000003
【図２】
2019039827.tif 000004
【図３】
2019039827.tif 000005
【図４】
2019039827.tif 000006
【図５】
2019039827.tif 000007
【図６】
2019039827.tif 000008
【図７】
2019039827.tif 000009
【図８】
2019039827.tif 000010
【図９】
2019039827.tif 000011
【図１０】
2019039827.tif 000012
【図１１】
2019039827.tif 000013
【図１２】
2019039827.tif 000014
【図１３】
2019039827.tif 000015
【図１４】
2019039827.tif 000016
【図１５】
2019039827.tif 000017
【図１６】
2019039827.tif 000018
【図１７】
2019039827.tif 000019
【図１８】
2019039827.tif 000020
【図１９】
2019039827.tif 000021
【図２０】
2019039827.tif 000022
【図２１】
2019039827.tif 000023
【図２２】
2019039827.tif 000024
【図２３】
2019039827.tif 000025
【図２４】
2019039827.tif 000026
【図２５】
2019039827.tif 000027