(57)【要約】【課題】十分な励起光をムラなく、効率よく照射でき、信頼性の高い蛍光検出を行うことができる蛍光検出装置を提供する。【解決手段】試料２０２を載置した試料台１と、試料２０２に光を照射し、該試料２０２に含まれる螢光物質を励起するＬＥＤ光源ユニット１１と、励起光により蛍光色素物質が励起されて発せられた蛍光を集光するための対物レンズ５、励起光により蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を選択的に透過するフィルタ２２および対物レンズ５を通過した蛍光を検出する光検出器２４を有する蛍光検出手段とを具備し、試料台１とＬＥＤ光源ユニット１１は、相対的に移動可能に設けられ、この相対的な移動と同時に、ＬＥＤ光源ユニット１１からの光を試料２０２に照射する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置した試料台と、
前記試料に光を照射し、該試料に含まれる螢光物質を励起する半導体光源手段と、
少なくとも前記励起光により蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を集光するための集光レンズ、前記励起光により蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を選択的に透過するフィルタおよび前記集光レンズを通過した蛍光を検出する光検出器を有する蛍光検出手段と、を具備し、
前記試料台と前記半導体光源手段は、相対的に移動可能に設けられ、該相対的な移動と同時に、前記半導体光源手段からの光を前記試料に照射することを特徴とする螢光検出装置。
【請求項２】
前記半導体光源手段は、励起光を発するＬＥＤ光源とともに、該ＬＥＤ光源から発せられる光の光路上に配置される前記ＬＥＤ光源からの光の波長を選択的に透過させるフィルター、拡散板、レンズのいずれか、またはこれら全てを有することを特徴とする請求項１記載の螢光検出装置。
【請求項３】
前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に沿って回転または往復可能に複数個設けられることを特徴とする請求項１または２記載の螢光検出装置。
【請求項４】
前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に沿って回転または往復可能に複数個設けられ、これら回転または往復が整数回数行われることを特徴とする請求項１または２記載の螢光検出装置。
【請求項５】
前記半導体光源手段から前記試料への光の照射点は、前記試料の周辺部の照射点を前記試料の中心部の照射点に比べて密に設定することを特徴とする請求項３または４記載の螢光検出装置。
【請求項６】
前記半導体光源手段は、発光波長のスペクトル特性が略同一のものからなることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の螢光検出装置。
【請求項７】
前記半導体光源手段は、発光波長のスペクトル特性が異なるものからなることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の螢光検出装置。
【請求項８】
前記集光レンズの周囲に、該集光レンズの光軸を中心に回転可能に設けられ、前記半導体光源手段を前記集光レンズの周囲に沿って複数個保持するとともに、前記半導体光源手段から発せられる光が前記試料に照射されるように前記集光レンズの光軸に対して前記半導体光源手段を所定角度傾けて保持する光源保持部材と、
前記光源保持部材の前記半導体光源手段の保持部位に設けられ、前記半導体光源手段を、該半導体光源手段から発せられる光の方向および前記集光レンズの光軸に対する傾き方向の少なくとも一方を調整可能にする位置調整手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項９】
前記半導体光源手段に駆動電流を供給する駆動手段を有し、前記光源保持部材は、前記駆動手段からの駆動電流を前記半導体光源手段に供給するための電力供給手段を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項１０】
光検出器は、撮像手段からなり、さらに前記光源保持部材の回転位置を検出する位置検出手段を有し、該検出手段の出力により前記撮像手段の光検出に最適な露出時間を決定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項１１】
さらに前記試料への励起光の強度を前記試料近傍で検出する光強度検出手段と、前記半導体光源手段を駆動する駆動電流を供給するとともに、該駆動電流の大きさを制御可能にした駆動手段を有し、
光強度検出手段で検出される励起光の強度に基づいて前記駆動手段により前記半導体光源手段への駆動電流を制御可能にしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項１２】
さらに前記試料への励起光の強度を前記試料近傍で検出する光強度検出手段と、前記半導体光源手段を駆動する駆動電流を供給するとともに、該駆動電流の大きさを制御可能にした駆動手段を有し、
光強度検出手段で検出される励起光の強度に基づいて前記駆動手段により前記半導体光源手段への駆動電流を個々に制御可能にしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光を用いて遺伝子の発現レベルや突然変異の有無などを検出する蛍光検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実用化されている主な遺伝子検査方法には、生体試料から核酸を抽出し、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）法やＮＡＳＢＡ（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ：核酸配列に基礎をおいた増幅法）法などを用いて放射性同位元素や、蛍光色素を標識された核酸の増幅を行なってターゲット遺伝子を増幅し、ターゲット遺伝子の塩基配列またはその濃度を測定する方法などが知られている。
【０００３】
また、遺伝子の発現量の検査や突然変異などの解析には、電気泳動法が用いられている。しかし、この電気泳動法は、測定に手間と時間がかかり、また一度に行なえる測定に制限があるなどの問題点があった。
【０００４】
そこで、最近では、蛍光標識された核酸を複数のキャピラリー内で反応させ、多くの試料を一度に迅速に処理できるキャピラリー電気泳動法が広く用いられるようになっている。このキャピラリー電気泳動法によれば、従来の電気泳動法を用いた方法に比べて、より短時間で簡便に測定が行なえるようになった。
【０００５】
さらに、最近になって、同時に複数の遺伝子検査を行なうことができるＤＮＡチップを用いた検査方法が新しく開発されている。ここで、ＤＮＡチップは、ガラス基板の表面に多数のＤＮＡプローブを固定化するものや半導体製造工程を応用してシリコンウエハ上の微小な領域に合成した多数のオリゴプローブなどを付着させたものである。
【０００６】
このようなＤＮＡチップを用いた検査方法では、サンプル中のＤＮＡの塩基配列や発現量を複数、同時に決定できる。また、ＤＮＡチップの応用によって多くの遺伝子発現量や複数の突然変異の解析など、多様な検査を行なうことが可能となっている。さらには、ＤＮＡチップを用いて得られたデータから、多くの遺伝子を複数のグループに分類したり、発生や分化に伴う遺伝子の変動に関する情報なども得られるようになっている。
【０００７】
ところが、ＤＮＡチップを用いた遺伝子解析法は、一度に多数の検査を行える利点があるものの、長い検査時間を必要とし、また全体を通して検査工程が多く、且つ煩雑な操作が必要であるために再現性のよい検出結果が得られにくいという問題があった。
【０００８】
そこで、このような問題を克服するために、ＤＮＡチップの担体として、再現性がよく、且つ短時間でＤＮＡチップと同様の検査を行うことができる多孔質のフィルターを用いる方法や、ハイブリダイゼーション反応を電気的な力によって行なう方法が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３）。
【０００９】
さらに、最近になって、ＤＮＡマイクロアレイを用い、このＤＮＡマイクロアレイの反応槽内で起こった反応生成物から発せられた螢光を用いて遺伝子解析を行なう、遺伝子検査装置が考えられている。この装置は、顕微鏡をベースとしたものであって、ＤＮＡマイクロアレイの反応槽内で予め蛍光標識された標的核酸と核酸プローブとの間でハイブリダイゼーション反応を起こさせ、この反応によりＤＮＡマイクロアレイに捕捉された蛍光物質からの螢光信号を取得し、これを基に蛍光画像を得るようにしたものである。ここで、ＤＮＡマイクロアレイは、試料を収容する微小な反応槽（液体収容部）を多数配置した構造となっている。
【００１０】
このようなＤＮＡマイクロアレイを用いた遺伝子検査方法では、蛍光物質を効率よく励起して、ＤＮＡマイクロアレイの反応槽内で起こった反応生成物から安定した螢光を発生させることが、精度の高い遺伝子解析を行う上で極めて重要である。
【００１１】
従来、光源より蛍光物質に励起光を照射し、蛍光を発生させるようにしたものとして、例えば、特許文献４に開示されるように、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）励起光源を用い、このＬＥＤ励起光源より発せられた励起光により螢光物質を励起し、励起された蛍光物質が発する蛍光に対して、入射光の波長を選択的に透過するフィルタ手段を通して固体撮像素子で螢光信号を受光し、この螢光信号に基づいて螢光画像を得るようにしたものがある。
【００１２】
また、特許文献５に開示されるように、ＬＥＤからの光をダイクロイックミラー、対物レンズを介して励起光としてウェルに照射し、試料から発光された蛍光を対物レンズ、ダイクロイックミラーを介しピンホールユニットを介して光電子増倍管で検出するようにしたものもある。
【００１３】
さらに、特許文献６に開示されるように、半導体光源を２次元的に配列して面光源としてコンデンサレンズを介して標本を照明し、標本を透過した光を対物レンズに入射するようにしたもの、つまり、２次元的に配列した半導体光源からの照明光を光軸に沿って送り、対物レンズの光軸と一致させた状態で、対物レンズに入射し、拡大した画像を得られるようにしたものがある。
【００１４】
さらにまた、特許文献６に開示されるように、半導体励起光源を用いて、対物レンズを介して試料に光を当てて試料内部の蛍光色素を励起し、試料からの蛍光を入射光と同じ光学系を通して光検出器で検出するようにしたものもある。
【００１５】
【特許文献１】
特表平９−５０４８６４号公報
【００１６】
【特許文献２】
特表平２０００−５１５２５１号公報
【００１７】
【特許文献３】
特表平２００１−５０１３０１号公報
【００１８】
【特許文献４】
特開平１０−１３２７４４号公報
【００１９】
【特許文献５】
特開２００２−１１６１４８号公報
【００２０】
【特許文献６】
特公平７−１２２６９４号公報
【００２１】
【特許文献７】
ＵＳＰ６１５４２８２号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、ＬＥＤ光源は螢光物質を励起するのに十分な量の光強度を有しておらず、螢光物質より十分な螢光を発生させることができない。このため、ＣＣＤカメラなどの通常用いられる光検出手段で受光することが困難な場合が多く、螢光物質を励起するための光源としてＬＥＤ光源を用いる場合は、できる限り出力強度が大きい機種を選択することは勿論のこと、２個以上のＬＥＤを束にして、できるだけ試料面に近づけ、螢光物質に十分な励起光が均一に当たるようにするなどの工夫が必要である。
【００２３】
ところが、特許文献４には、これらを考慮したＬＥＤ光源からの励起光の螢光物質に対する効果的な照射方法について具体的な記載がない。また、ＬＥＤ光源の一つは、蛍光物質の真下に配置され、このＬＥＤ光源からの励起光の光軸とカメラレンズの光軸とが一致している。このことは、蛍光物質を透過した励起光の一部が螢光物質から発せられる蛍光と同じ光路を進むことになるため、この励起光が蛍光にノイズ光として混入し、蛍光検出の信頼性の低下を招くという問題を生じる。
【００２４】
また、特許文献５、特許文献６および特許文献７のものは、いずれも半導体光源からの照明光の光軸と対物レンズの光軸とが一致している。このため、同じ光路を通過する励起光と蛍光信号光のそれぞれの光路をダイクロイックミラーで分離しているが、励起光の一部がダイクロイックミラーを透過し、蛍光物質から発せられる蛍光が通る光路に混入し、ノイズ光となることがある。また、ダイクロイックミラーは、所望の波長の光の反射と透過を１００％の効率で分離することは技術的に不可能であるため、所望の螢光の反射、散乱、透過や吸収による信号光強度の減衰を免れることができない。さらに、励起光と蛍光物質から発せられる蛍光の２つの光路を正確に一致させなくてはならず、光軸の調整に手間と時間を要するという問題もあった。
【００２５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、励起光をムラなく、効率よく照射でき、信頼性の高い蛍光検出を行うことができる蛍光検出装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、試料を載置した試料台と、前記試料に光を照射し、該試料に含まれる螢光物質を励起する半導体光源手段と、少なくとも前記励起光により蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を集光するための集光レンズ、前記励起光により蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を選択的に透過するフィルタおよび前記集光レンズを通過した蛍光を検出する光検出器を有する蛍光検出手段と、を具備し、前記試料台と前記半導体光源手段は、相対的に移動可能に設けられ、該相対的な移動と同時に、前記半導体光源手段からの光を前記試料に照射することを特徴としている。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記半導体光源手段は、励起光を発するＬＥＤ光源とともに、該ＬＥＤ光源から発せられる光の光路上に配置される前記ＬＥＤ光源からの光の波長を選択的に透過させるフィルター、拡散板、レンズのいずれか、またはこれら全てを有することを特徴としている。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に沿って回転または往復可能に複数個設けられることを特徴としている。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に沿って回転または往復可能に複数個設けられ、これら回転または往復が整数回数行われることを特徴としている。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、前記半導体光源手段から前記試料への光の照射点は、前記試料の周辺部の照射点を前記試料の中心部の照射点に比べて密に設定することを特徴としている。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の発明において、前記半導体光源手段は、発光波長のスペクトル特性が略同一のものからなることを特徴としている。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の発明において、前記半導体光源手段は、発光波長のスペクトル特性が異なるものからなることを特徴としている。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記集光レンズの周囲に、該集光レンズの光軸を中心に回転可能に設けられ、前記半導体光源手段を前記集光レンズの周囲に沿って複数個保持するとともに、前記半導体光源手段から発せられる光が前記試料に照射されるように前記集光レンズの光軸に対して前記半導体光源手段を所定角度傾けて保持する光源保持部材と、前記光源保持部材の前記半導体光源手段の保持部位に設けられ、前記半導体光源手段を、該半導体光源手段から発せられる光の方向および前記集光レンズの光軸に対する傾き方向の少なくとも一方を調整可能にする位置調整手段と、をさらに有することを特徴としている。
【００３４】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記半導体光源手段に駆動電流を供給する駆動手段を有し、前記光源保持部材は、前記駆動手段からの駆動電流を前記半導体光源手段に供給するための電力供給手段を有することを特徴としている。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、光検出器は、撮像手段からなり、さらに前記光源保持部材の回転位置を検出する位置検出手段を有し、該検出手段の出力により前記撮像手段の光検出に最適な露出時間を決定することを特徴としている。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、さらに前記試料への励起光の強度を前記試料近傍で検出する光強度検出手段と、前記半導体光源手段を駆動する駆動電流を供給するとともに、該駆動電流の大きさを制御可能にした駆動手段を有し、光強度検出手段で検出される励起光の強度に基づいて前記駆動手段により前記半導体光源手段への駆動電流を制御可能にしたことを特徴としている。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、さらに前記試料への励起光の強度を前記試料近傍で検出する光強度検出手段と、前記半導体光源手段を駆動する駆動電流を供給するとともに、該駆動電流の大きさを制御可能にした駆動手段を有し、光強度検出手段で検出される励起光の強度に基づいて前記駆動手段により前記半導体光源手段への駆動電流を個々に制御可能にしたことを特徴としている。
【００３８】
この結果、本発明によれば、試料台と半導体光源手段は、相対的に移動可能に設けられ、この相対的な移動とともに、半導体光源手段からの光を試料に照射するようにしたので、試料の蛍光物質を励起するのに十分な強度の励起光を効率よく得ることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、半導体光源手段からの光の試料面への照射点を、試料の周辺部については、中心部の照射点に比べて密に設定するようにしたので、半導体光源手段が対物レンズの周囲を回転した時に、試料全面を均一に、ムラなく励起することができる。
【００４０】
さらに、本発明によれば、半導体光源手段は、試料全面に対して同時に光を照射する必要がなく、半導体光源手段が対物レンズの周囲を回転することにより試料全面に光を照射するようになるので、最小限の個数の半導体光源手段により試料全面を均一に、効率よく励起することができる。
【００４１】
さらに、本発明によれば、励起光が通る励起光用光路と集光レンズを有する蛍光検出手段の光路が分離されているので、ダイクロイックミラーなどの光を減衰させる光学素子を省略でき、検出される光強度の損失を最小限に抑えることができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、半導体光源手段から発せられる光の方向および集光レンズの光軸に対する傾き方向をそれぞれ調整可能としているので、試料の所望する特定箇所に光を集光させることができ、蛍光物質の効率的な励起を行なうことができる。
【００４３】
さらに、本発明によれば、試料近傍で得られる光強度に基づいて半導体光源手段への駆動電流を各別に制御できるので、半導体光源手段からの光を同一の明るさに揃えることができ、試料を均一の明るさで照明することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００４５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用された顕微鏡構造を基本とした蛍光検査装置の概略構成を示している。
【００４６】
図１において、１は試料台で、この試料台１上には、被検体としてＤＮＡ反応容器２が載置されている。
【００４７】
ここで、図２は、ＤＮＡ反応容器２の具体例としてのＤＮＡスライドガラス反応容器３を示している。このＤＮＡスライドガラス反応容器３は、スライドガラス状の反応容器中に微小な試料槽３０１が多数配列され、これら試料槽３０１の中にＤＮＡマイクロアレイ３０２が敷設されている。そして、試料槽３０１内に試料溶液（試験サンプル）が注入されると、ＤＮＡマイクロアレイ３０２内で予め蛍光標識された標的核酸と核酸プローブとの間でハイブリダイゼーション反応が生じ、この反応によりＤＮＡマイクロアレイに捕捉された蛍光物質、例えば蛍光色素物質から螢光を発するようになっている。この場合、反応に寄与しなかった試料溶液は緩衝液と共に洗浄される。
【００４８】
また、図３は、他のＤＮＡ反応容器４の具体例を示している。このＤＮＡ反応容器４は、プラスチック材からなるもので、複数の試料槽４０１が配列され、これら試料槽４０１の中にＤＮＡマイクロアレイ４０２が敷設されている。そして、試料槽４０１内に試料溶液（試験サンプル）が注入されると、ＤＮＡマイクロアレイ４０２内で予め蛍光標識された標的核酸と核酸プローブとの間でハイブリダイゼーション反応が生じ、この反応によりＤＮＡマイクロアレイに捕捉された蛍光物質、例えば蛍光色素から螢光を発するようになっている。この場合、反応に寄与しなかった試料溶液は緩衝液と共に洗浄される。
【００４９】
なお、図１では、説明を簡単にするため、試料台１上には、ＤＮＡ反応容器２の試料槽２０１と蛍光物質を含む試料２０２のみを拡大して示している。
【００５０】
試料台１の上方には、集光レンズとして対物レンズ５が配置されている。対物レンズ５は、光軸５ａが試料槽２０１の中心と一致しており、試料台１面からの垂線上に位置されている。
【００５１】
一方、６はベースで、このベース６には、円筒状の固定軸７が設けられている。固定軸７は、一方端部にフランジ部７０１が形成され、このフランジ部７０１をネジ７ａによりベース６に固定されている。
【００５２】
固定軸７の中空部に対物レンズ５が保持されている。この場合、対物レンズ５は、光軸５ａ方向に移動可能になっていて、フォーカス調整することができるようになっている。
【００５３】
固定軸７の外周面には、ベアリング８を介して光源保持部材９が回転可能に支持されている。この場合、光源保持部材９は、光軸５ａに沿って孔部９０１が形成され、この孔部９０１周面をベアリング８を介して固定軸７の外周面に支持されている。また、光源保持部材９は、回転中心が対物レンズ５の光軸５ａと一致するようになっている。
【００５４】
ベアリング８の下方には、Ｃリング８ｂが配置されている。このＣリング８ｂは、ベアリング８の位置決めを行なうものである。また、ベアリング８の上方には、ベアリングスペーサ８ａが配置されている。このベアリングスペーサ８ａは、固定軸７と光源保持部材９との隙間を埋めるためのものである。
【００５５】
光源保持部材９には、周面方向に沿って複数（例えば５個）のＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２が設けられている。これらＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２は、試料台１上の試料２０２面に向かって傾斜して配置されている。この傾斜角度は、対物レンズ５の光軸５ａに軸に対して４５°〜６０°程度となっている。また、光源保持部材９の周面には、ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２に貫通するネジ穴９０３が設けられている。このネジ穴９０３は、光軸５ａに直交する水平方向で、ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２に沿った方向に所定間隔をおいて２個所づつ形成されている。
【００５６】
ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２には、ＬＥＤ光源ユニット１１が収容されている。ＬＥＤ光源ユニット１１は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー１１０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー１１０１は、中空部にＬＥＤ光源１１０２が配置されている。
【００５７】
このようなＬＥＤ光源ユニット１１は、Ｏリング１２を介在させてＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２に収容されている。この場合、Ｏリング１２は、２個所のネジ穴９０３の間に位置するようにする。
【００５８】
ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２には、ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２から発する光の光路上に、バンドパスフィルター１１０３が配置されている。ここで、バンドパスフィルター１１０３は、ＬＥＤ光源１１０２から発する光の波長域近傍を主に通過させるものである。
【００５９】
また、ＬＥＤ光源ユニット１１のホルダー１１０１とバンドパスフィルター１１０３の間には、スペーサ１３が配置されている。スペーサ１３は、ＬＥＤ光源１１０２とバンドパスフィルター１１０３の位置決めを行うものである。スペーサ１３の素材としてはアルミニウム、真鍮などの金属あるいはプラスチックが用いられる。
【００６０】
各ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２に貫通する２個所のネジ穴９０３には、位置調整手段として煽りネジ１４がねじ込まれている。これら煽りネジ１４は、ＬＥＤ光源ユニット１１のホルダー１１０１側面のＯリング１２を挟んだ２点を押圧するもので、これらの押圧力をねじ込み量により加減することで、試料２０２面に対するＬＥＤ光源ユニット１１の傾き角を変化させ、光の照射角度を調整できるようになっている。この場合、これら２個の煽りネジ１４により調整されるＬＥＤ光源１１０２から発せられる光の照射角度は、±２〜３°程度となっている。
【００６１】
なお、ＬＥＤ光源ユニット１１は、それぞれ適用されるＬＥＤ光源１１０２の発光波長のスペクトル特性が同一のものからなっている。
【００６２】
光源保持部材９の周囲には、タイミングプーリ１５が一体に設けられている。タイミングプーリ１５は、後述するタイミングベルト１８が当接する面に不図示の凹凸部が形成されている。
【００６３】
一方、ベース６上には、駆動手段としてのモータ１６が設けられている。モータ１６には、サーボモータやパルスモータなど回転角制御が可能なものが用いられる。
【００６４】
モータ１６は、回転軸１６ａをベース６の下方に突出されている。、回転軸１６ａの先端には、タイミングプーリ１７が設けられている。このタイミングプーリ１７も、後述するタイミングベルト１８が当接する面に不図示の凹凸部が形成されている。そして、これらタイミングプーリ１７と１５との間には、回転伝達手段としてのタイミングベルト１８が架けられている。タイミングベルト１８には、タイミングプーリ１７および１５にそれぞれ形成された不図示の凹凸に嵌合される不図示の凹凸が形成され、タイミングプーリ１５の回転、つまりモータ１６の回転をタイミングプーリ１７を介して光源保持部材９側に正確に伝えるようになっている。この場合、タイミングベルト１８に代えて、ギヤやチェーンなどの回転伝達手段を用いることも可能である。また、ベルトを用いることも可能であるが、すべりが発生する可能性があるので、この場合は、センサ２１により光源保持部材９の回転を検出し、回転（または往復）の整数倍から蛍光検出手段の露出を行なうのが好ましい。  ベース６には、固定部材１９が設けられている。この固定部材１９は、光源保持部材９に近接して対向する対向面１９ａを有している。対向面１９ａと光源保持部材９との間に電力供給手段として滑り接点２０が設けられている。この滑り接点２０は、例えば、光源保持部材９側に設けられる各ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２のそれぞれの電源用電極（不図示）に対して対向面１９ａ側に設けられた電極（不図示）が常時接触した状態になっていて、光源保持部材９が回転した状態で、後述するＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９よりＬＥＤ光源１１０２に駆動電流を安定して供給できるようになっている。電力供給手段としては、この他の手段も考えられ、例えば、光源保持部材９側に電磁誘導体を設け、固定部１９側から高周波電力を発生し、電磁誘導体側に渦電流を発生させることで電力を送るような非接触方式のものも考えられる。要は、ＬＥＤ光源１１０２に対して雑音などの混入のない安定した電力を供給できるものであればよい。
【００６５】
固定部材１９の対向面１９ａには、検出手段としてセンサ２１が設けられている。このセンサ２１は、光源保持部材９の回転を検出するもので、光源保持部材９が１回転するごとに出力を発生するようになっている。センサ２１は、リミットスイッチと突起を組み合わせたもの、磁石とホール素子を組み合わせたもの、発光ダイオードと受光素子を組み合わせたもの、フォトインタラプタと遮光板を組み合わせたものなど、各種のものが考えられる。
【００６６】
対物レンズ５の後側の光軸５ａ上には、対物レンズ５とともに光検出手段を構成するフィルタ２２、結像レンズ２３およびＣＣＤカメラで代表される光検出器２４が配置されている。フィルタ２２は、試料２０２に含まれる蛍光物質が励起されて発せられた蛍光を選択的に透過するものである。結像レンズ２３は、フィルタ２２で選択された蛍光を光検出器２４の検出面に結像するものである。光検出器（ＣＣＤカメラ）２４は、撮像面に集光された蛍光の強度を電気信号に変換して後述するコンピューター２５に出力するものである。ここで、結像レンズ２３については、素材として通常のレンズに用いられているＢＫ７などのガラスレンズでも良いが、石英ガラス、あるいはプラスチックレンズ、または回折光学素子、液晶レンズなど、通常の可視光に対して集光作用を施すことができる素子や素材を用いることができる。
【００６７】
ところで、光源保持部材９の各ＬＥＤ光源ユニット１１からの光は、試料台１上の試料２０２に対して励起光として照射される。この場合、試料２０２に対する各ＬＥＤ光源ユニット１１の取付位置は、光源保持部材９を回転させることで、試料２０２面を均一の明るさで照明することが必要で、試料２０２に照射される光の入射角度に起因して試料２０２面で励起ムラが生じないようにするとともに、一部または全面に立体部分を有する試料２０２に対しても影や励起ムラが生じないようにしている。
【００６８】
具体的には、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源ユニット１１を５個用いた場合、それぞれのＬＥＤ光源ユニット１１からの励起光の照射点は、試料２０２面の半径方向に並ぶように設定される。ここで、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１からの光の中心軸が試料２０２上を貫通する点を照射点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとすると、試料２０２の周辺部にいくほど、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１から各照射点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅまでの距離が長くなり、試料２０２面の周辺部は、中心部に比べて暗くなる。さらに、試料２０２面を回転させた場合、照射点の周速度は、中心部ほど遅く、周辺部にいくほど速くなるので、単位長当たりの照明光の照射時間が異なる。そこで、これを補正するために、試料２０２の周辺部での光の照射点ａ、ｂ、ｃについては、中心部の励起光の照射点ｄ、ｅに比べて密に配置し、光源保持部材９を図示矢印方向に１回転したときに、試料２０２全面を均一に、励起ムラを生じないようにしている。
【００６９】
この場合、試料２０２全面を均一に、励起ムラが生じないようにできるのであれば、励起光の照射位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを試料２０２面の半径方向に並ぶように設定する必要はなく、試料２０２面上にランダムに設定することも可能である。また、図５に示すようにＬＥＤ光源ユニット１１を５個以上、ここでは８個の＃１〜＃８のＬＥＤ光源ユニット１１を設ける場合は、試料２０２面上の照射点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅと光源保持部材９の回転中心を挟んで反対側に＃６〜＃８のＬＥＤ光源ユニット１１からの光の中心軸が貫通する照射点ｆ、ｇ、ｈを設定するようにする。こうすれば、光源保持部材９を図示矢印方向に１回転したときに、さらに強い励起光量を確保することができる。
【００７０】
このように構成された蛍光検査装置の主要部（螢光検出ユニット）は、不図示の遮光ボックス内に設置され、外部から遮光されている。
【００７１】
図６は、蛍光検査装置全体のブロック図を示している。
【００７２】
図において、２５はコンピューターで、このコンピューター２５には、表示手段としてモニタ２７が設けられている。コンピューター２５には、図１で述べた主要部である螢光検出ユニット２８と各ＬＥＤ光源ユニット１１を駆動する駆動手段としてＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９が接続されている。ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９は、コンピューター２５からの制御指令を受けると、螢光検出ユニット２８内のＬＥＤ光源ユニット１１のうちから駆動するものを決定すると同時に、駆動電流の大きさを設定して供給するようにしている。
【００７３】
図７は、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１の駆動回路のブロック図を示すものである。
【００７４】
この場合、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９には、電源装置５３が接続され、また、図６で述べたコンピューター２５が接続されている。
【００７５】
ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９は、電源装置５３より電源の供給を受けるようになっている。また、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９は、コンピューター２５からの指令に基づいて制御され、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１の各ＬＥＤ光源に駆動電流を供給し、励起光を発生させるようになっている。
【００７６】
図８は、電源装置５３とＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９の具体的な回路構成を示している。
【００７７】
この場合、電源装置５３は、１００Ｖの交流電源５７からの出力を、トランスから構成される変圧回路５８に導びき電圧調整を行なう。変圧回路５８からの出力は、ダイオード４個から成るブリッジ整流回路５９に送って全波整流した後、平滑用コンデンサー６０によって平滑化する。平滑化された出力は、ダーリントン接続した２個のパワートランジスタ６１、６２およびＯＰアンプ６３より構成される定電圧回路６４に導びかれ、一定電圧として出力される。この場合、ツェナーダイオード６５の端子電圧を基準電圧にとり、ＯＰアンプ６６や抵抗などの回路素子より構成される可変基準電圧生成回路６７により可変基準電圧を生成している。そして、ＯＰアンプ６３に接続された可変基準抵抗６８の値を変化させることにより、可変基準電圧生成回路６７の可変基準電圧との関係から定電圧回路６４の電圧出力を調整し、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９に対して駆動電流を供給する。つまり、可変基準抵抗６８の値を変化させることによりＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９への駆動電流を同時に調整することができる。ここで、ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）７０は、万一、電流がショートした場合に急激な電流がＯＰアンプ６３に流れ、このＯＰアンプ６３を損傷する不測の事態を防ぐ働きを担う。また、電源スイッチ６９により電源オンオフすることができる。この電源スイッチ６９は、コンピューター２５と接続されており、コンピューター２５によっても、電源入力を調節する。なお、電源スイッチ６９は、手動により切り替えても良い。
【００７８】
このような電源装置５３には、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９が接続されている。ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９は、上述した＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１の駆動回路として、可変抵抗７１ａ（〜７１ｅ）とスィッチ７２ａ（〜７２ｅ）の直列回路が各別に用意されている。この場合、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９とＬＥＤ光源ユニット１１との間とＬＥＤ光源ユニット１１の接地側には、それぞれ上述した滑り接点２０が介在されている。
【００７９】
このＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９では、それぞれの可変抵抗７１ａ〜７１ｅの抵抗値を調整することにより、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１のそれぞれのＬＥＤ光源に供給する駆動電流を調節し、その出力光強度を制御することができるようになっている。この出力光強度の調節は、手動で行なってもよいし、あるいは電気的にコンピューターで自動調整を行なっても良い。
【００８０】
また、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９では、スイッチ７２ａ〜７２ｅのオンオフを制御することで、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１のそれぞれのＬＥＤ光源を全て独立に点灯、消灯することができるようになっている。これらのオンオフ制御は、コンピューター制御により、自動的に行なっても良いし、手動で操作しても良い。
【００８１】
なお、コンピューター２５の制御により、可変抵抗７１ａ〜７１ｅの抵抗値を調整する場合は、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１の個々のＬＥＤ光源１１０２からの光の強度を検出し、この検出信号をコンピューターに導き、コンピューターで光強度を解析して、可変抵抗７１ａ〜７１ｅの抵抗値を調整する。または、この検出で得られた個々のＬＥＤ光源からの光の強度を基に、手動で可変抵抗７１ａ〜７１ｅの抵抗値を調整を行なっても良い。これにより、ＤＮＡマイクロアレイの反応槽の内部にほぼ均一に励起光を照射するように調整できる。さらに、可変抵抗７１ａ〜７１ｅは、全てのＬＥＤ光源に流れる駆動電流の大きさを制御することができるので、励起光の強度を一斉に強くしたり、弱くしたりすることができる。これにより、各種の試料２０２に対して、的確な強さの励起光を照射することができ、効率良く蛍光を検出することができる。
【００８２】
次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。
【００８３】
まず、固定軸７の中空部に保持されている対物レンズ５を光軸５ａ方向に移動させてフォーカス調整を行う。
【００８４】
次に、各ＬＥＤ光源ユニット１１の姿勢調整を行なう。この場合、光源保持部材９の回転を行なわない状態で、ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２を点灯し、これらＬＥＤ光源１１０２から発せられる励起光を試料台１上の試料２０２面に照射する。この場合、ＬＥＤ光源１１０２から発せられる光の発光スペクトルは、全てのものが同一となっている。
【００８５】
次に、ＬＥＤ光源ユニット収納孔９０２の煽りネジ１４を緩め、ＬＥＤ光源ユニット１１をＬＥＤ光源１１０２の光軸方向に移動させ、高さ方向の位置調整を行い、試料２０２面上での明るさを調整する。続けて、煽りネジ１４によるねじ込み量を加減して、試料２０２面に対するＬＥＤ光源ユニット１１の傾き角を調整し、試料２０２に対する光の照射位置の微調整を行う。
【００８６】
このようにして、試料２０２面上での光の明るさを調整するとともに、光の照射角度の微調整を行い、図４で述べたように＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１による励起光の照射点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが試料２０２面上の所定位置になるように設定する。
【００８７】
次に、コンピューター２５よりＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９に蛍光検出を行なうための制御指令が送られる。ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９は、この指令内容に応じて、螢光検出ユニット２８内のＬＥＤ光源ユニット１１のうちから駆動するものを決定し、同時に、駆動電流の大きさを決定する。
【００８８】
次に、コンピューター２５の制御指令によりモータ１６が駆動される。すると、モータ１６の回転によりタイミングプーリ１７が回転し、タイミングベルト１８を介してタイミングプーリ１５とともに、光源保持部材９が回転する。
【００８９】
この状態で、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９より駆動電流が出力される。この駆動電流は、滑り接点２０を介して光源保持部材９の全てのＬＥＤ光源１１０２に供給される。ＬＥＤ光源１１０２より光が発せられると、バンドパスフィルター１１０３を通って所定波長域の光が選択され、試料２０２に向けて励起光として照射される。
【００９０】
この場合、図４に示すように＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１は、励起光の照射点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが試料２０２面上の半径方向の所定位置に設定されている。これにより、光源保持部材９が１回転することで、試料２０２全面に励起光が照射される。
【００９１】
この場合、光源保持部材９の回転は、１回転を最小単位として、その整数倍に設定され、試料２０２全面をムラなく、均一に励起するようにしている。また、光源保持部材９の回転は、１回転ごとセンサ２１により検出され、このセンサ２１の検出出力により光検出器（ＣＣＤカメラ）２４での蛍光検出に最適な露出時間が決定される。つまり、光検出器（ＣＣＤカメラ）２４の露出時間は、光源保持部材９が１回転するのに必要な時間を最小単位として、その整数倍に設定される。
【００９２】
このようにして光源保持部材９が回転することにより、＃１〜＃５のＬＥＤ光源ユニット１１の励起光によって、試料２０２面が均一にムラなく励起され、試料槽２０１内の螢光物質から螢光が発せられる。この螢光は、対物レンズ５により集光され、フィルタ２２、結像レンズ２３を透過してＣＣＤカメラ２４の撮像面に結像される。ＣＣＤカメラ２４は、光源保持部材９の回転数に応じた露光時間で試料２０２側から発せられる蛍光の強度を検出し、これを電気信号に変換して、コンピューター２５に出力する。
【００９３】
コンピューター２５では、輪郭強調、コントラスト補正、色補正などの画像処理や信号解析などを行ない、蛍光画像としてモニタ２７上に表示する。
【００９４】
従って、このようにすれば、同一発光波長のスペクトルを有するＬＥＤ光源１１０２を有するＬＥＤ光源ユニット１１を複数個（図示例では５個）、対物レンズ５の周囲に沿って回転可能に配置し、これらＬＥＤ光源ユニット１１を回転させながら、ＬＥＤ光源ユニット１１からの励起光を試料２０２面に照射するようにしたので、試料２０２の蛍光物質を励起するのに十分な強度の励起光を効率よく得ることができる。
【００９５】
また、各ＬＥＤ光源ユニット１１からの光の試料２０２面への照射点を、試料２０２面の周辺部については、中心部の照射点に比べて密に設定することにより、ＬＥＤ光源ユニット１１が対物レンズ５の周囲を１回転した時に、試料２０２全面を均一に、ムラなく励起することができる。
【００９６】
さらに、ＬＥＤ光源ユニット１１は、試料２０２全面に対して同時に光を照射する必要がなく、ＬＥＤ光源ユニット１１が対物レンズ５周囲を回転することにより試料２０２全面に光を照射するようになるので、最小限の個数のＬＥＤ光源ユニット１１により試料２０２全面を均一に、効率よく励起することができる。この場合、ＬＥＤ光源ユニット１１の数を増やせばさらに強い励起光量を得ることができる。
【００９７】
さらに、ＬＥＤ光源１１０２からの光は、斜め上方から試料２０２面に向けて照射されるので、試料２０２表面からの鏡面反射光が、そのまま対物レンズ５側の受光用光路を通過して、光検出器２４にノイズ光として入ることがなく、ノイズ光を低減することができる。
【００９８】
さらに、蛍光物質を励起するための励起光源としてＬＥＤを用いているので、安価で、長寿命で、発熱が少なく、しかも安全である。さらに消費電力も少なくできる。また装置構成を小型で携帯性に富むものにできる。
【００９９】
さらに、ＬＥＤ光源ユニット１１は、ＬＥＤ光源１１０２以外の光学素子として、バンドパスフィルター１１０３のみ用いた構成からなっているので、構成が簡素であり、組立てや光軸の調整が容易であるばかりでなく、コストの低減にもつながり、有用である。
【０１００】
さらに、ＬＥＤ光源ユニット１１を対物レンズ５の周囲に配置し、螢光検出のための対物レンズ５を有する光路と分離しているので、ダイクロイックミラーのような余分な光学素子を設置する必要もなく、この点でも簡単な装置構成にできる。またダイクロイックミラーなどの光学素子がないために、これらの光学素子表面で発生する反射光や散乱光、またこれらの光学素子を光が通過することによって生じる光の吸収による螢光強度の減衰などが生じないので、光検出器２４で検出される光強度の損失を最小限に抑えることができ。しかも、励起光が通る励起用光路と蛍光検出手段の光路が完全に分離されているので、双方の光軸を合わせるための調整が不要であり、装置全体の光軸調整が簡素化できる。従って、これらのことから、常に信頼性の高い蛍光検出を行うことができる。
【０１０１】
なお、上述した実施の形態では、センサ２１を用いて光源保持部材９の回転を検出するようにしたが、モータ１６として、サーボモータやパルスモータなど回転角制御が可能なものを用い、回転伝達手段として、ギヤなど滑りが全く発生しないものを用いれば、センサ２１を省略して、サーボモータやパルスモータの制御情報から光源保持部材９の回転数を検出するとともに、蛍光検出に最適な露出時間を求めることができる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態では、煽りネジ１４のねじ込み量の調整を手動で行なっているが、例えば煽りネジ１４のねじ込み量の調整に相当する箇所にモータを設け、このモータをコンピューターに連動させて、自動的に調整操作できるようにしてもよい。また、ＬＥＤ光源ユニット１１は、高さ方向の位置調整および傾き角を調整の少なくとも一方の調整のみできるようにしたものであってもよい。
【０１０３】
ここでは、ＬＥＤ光源ユニット１１を対物レンズ５の周囲で回転させる場合について説明したが、必ずしも対物レンズ５の周囲を回転させる必要はない。例えば、ＬＥＤ光源への電力の供給のために配線が必要な場合は、対物レンズ５の周囲を往復するような構成としても、照明のむらを減少させることが可能となり、本発明を適用することが可能である。このようなＬＥＤ光源ユニット１１が対物レンズ５の周囲を往復するような構成では、ＬＥＤ光源ユニット１１が必ず停止することが必要であるが、この停止の間、照明されていたり、光検出器の露出が行われていると、照明時間や光検出器の露出時間が長くなり不適切となる。また、回転の場合も角速度が所定になっていないと、照明時間や光検出器の露出時間が不適切となる。そこで、これら移転や往復をセンサにより検知し、照明や露出を停止したり、一定の角速度に達してから照明や露出を行い、所定の回転や往復に達したところで、照明や露出を停止する構成とすることも可能である。
【０１０４】
（変形例１）
上述したＬＥＤ光源ユニット１１については、例えば、図９に示すような構成のものを使用することができる。
【０１０５】
図９は、上述したＬＥＤ光源ユニット１１と異なるＬＥＤ光源ユニット３１の概略構成を示している。
【０１０６】
この場合、ＬＥＤ光源ユニット３１は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー３１０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー３１０１は、中空部にＬＥＤ光源３１０２が配置されている。また、ＬＥＤ光源ホルダー３１０１の中空部のＬＥＤ光源３１０２から発する光の光路上には、バンドパスフィルター３１０３、拡散板３１０４、集光レンズ３１０５が配置されている。ここで、バンドパスフィルター３１０３は、ＬＥＤ光源３１０２から発する光のうち波長域近傍を主に透過させるものである。拡散板３１０４は、バンドパスフィルター３１０３を透過されたＬＥＤ光源３１０２からの光の強度の不均一性（強度ムラ）を抑えるためのもので、例えば“すりガラス”や半透明のプラスチックフィルムなどが用いられている。集光レンズ３１０５は、拡散板３１０４で拡散された光を集光し、焦点距離で決まる位置にフォーカスするようにしている。この場合、バンドパスフィルター３１０３と拡散板３１０４の位置は、拡散板３１０４、バンドパスフィルター３１０３および集光レンズ３１０５の順にしてもよい。
【０１０７】
このように構成したＬＥＤ光源ユニット３１は、ＬＥＤ光源３１０２から発する光の光路上に集光レンズ３１０５が配置されることから、試料２０２面に集光ビームを照射することができる。これにより、例えば集光レンズ３１０５として、ＮＡが０．９以上の大きいものを用いれば、試料２０２面の極めて小さい領域、例えば直径０．５μｍ程度の範囲に集光させることができる。
【０１０８】
また、ＬＥＤ光源３１０２からの励起光が集光ビームとなって、照射断面の面積が小さくなっているので、試料槽２０１の側壁など、試料２０２面以外の部位に励起光が照射され、ノイズ光となって、試料２０２からの螢光に混入する要因となることを防ぐことができる。さらにＬＥＤ光源３１０２からの励起光を試料２０２面内の１点に集光させるように各ＬＥＤ光源３１０２の方向を調整してやれば、ＬＥＤ光源３１０２からの励起光を試料２０２面の中の所望の特定部分に限定して照射することができる。これにより、効率的にＬＥＤ光源３１０２からの励起光を試料２０２面内の所望の部位に照射することができる。しかも、ＬＥＤ光源３１０２からの励起光が集光されているので、効率良く蛍光物質を励起することができる。また光が拡散していないので、試料２０２面以外の試料槽２０１内の部分、例えば側壁などを含めて光を誤照射することなどを防止することができる。
【０１０９】
（変形例２）
上述したＬＥＤ光源ユニット１１については、例えば、図１０に示すような構成のものを使用することができる。
【０１１０】
図１０は、上述したＬＥＤ光源ユニット１１と異なるＬＥＤ光源ユニット３２の概略構成を示している。
【０１１１】
この場合、ＬＥＤ光源ユニット３２は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー３２０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー３２０１は、中空部にＬＥＤ光源３２０２が配置されている。また、ＬＥＤ光源ホルダー３２０１の中空部のＬＥＤ光源３２０２から発する光の光路上には、バンドパスフィルター３２０３、拡散板３２０４、コリメートレンズ３２０５が配置されている。ここで、バンドパスフィルター３２０３および拡散板３２０４については、図９で説明したものと同様である。また、コリメートレンズ３２０５は、拡散板３２０４で拡散された光を平行な光に変換し、コリメート光を出射するようにしている。この場合、バンドパスフィルター３２０３と拡散板３２０４の位置は、拡散板３２０４、バンドパスフィルター３２０３およびコリメートレンズ３２０５の順にしてもよい。
【０１１２】
このように構成したＬＥＤ光源ユニット３２は、ＬＥＤ光源３２０２から発する光の光路上にコリメートレンズ３２０５が配置されることから、試料２０２面にムラのないコリメート光を照射することができる。これにより、試料２０２面内の照射位置の特定が行ないやすくなり、照射位置をコンピューター制御により自動調整する上で容易にプログラムを組むことができるとともに、照射面位置とその照度などの予測も立てやすく、有益である。さらに手動により、励起光を照射する位置を設定するような場合においても、試料２０２面内での所望の照射位置に的確に励起光の操作を行なうことができる。また、光が拡散していないので、試料２０２面以外の試料槽２０１内の部分、例えば側壁などを含めて光を誤照射することなどを防止することができる。
【０１１３】
（変形例３）
上述したＬＥＤ光源ユニット１１については、例えば、図１１に示すような構成のものを使用することができる。
【０１１４】
図１１は、上述したＬＥＤ光源ユニット１１と異なるＬＥＤ光源ユニット３３の概略構成を示している。
【０１１５】
この場合、ＬＥＤ光源ユニット３３は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー３３０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー３３０１は、中空部にＬＥＤ光源３３０２が配置されている。また、ＬＥＤ光源ホルダー３３０１の中空部のＬＥＤ光源３３０２から発する光の光路上には、バンドパスフィルター３３０３、拡散板３３０４が配置されている。ここで、バンドパスフィルター３３０３および拡散板３３０４については、図９で説明したものと同様である。この場合、バンドパスフィルター３３０３と拡散板３３０４の位置は、拡散板３３０４、バンドパスフィルター３３０３の順にしてもよい。
【０１１６】
このように構成したＬＥＤ光源ユニット３３は、ＬＥＤ光源３３０２から発する光の光路上に拡散板３３０４が配置されることから、試料２０２面にムラのない拡散光を照射することができる。これにより、試料２０２面全体に渡ってほぼ一様な励起光をムラなく照射することができ、安定した、再現性の優れた蛍光を受光することができる。
【０１１７】
なお、これらＬＥＤ光源ユニット１１、３１、３２、３３は、試料２０２や試料槽２０１の大きさや構造などに応じて使い分けることができる。つまり、ＬＥＤ光源ユニット１１、３１、３２、３３は、ＬＥＤ光源にバンドパスフィルター、レンズ、拡散板などの光学素子を組み合わせて一体化に構成したものであるので、各ＬＥＤ光源ユニット単位で、励起光を集光したり、コリメート光としたり、拡散光とすることができ、試料２０２面への励起光のビームパターンをさまざまに制御することが可能であり、多彩な形状の試料槽２０１はもとより、凹凸のある試料にも対応することができる。また、ＬＥＤ光源ユニット３１（３２）については、用途に応じてバンドパスフィルター３１０３（３２０３）、拡散板３１０４（３２０４）のいずれか一方を用いてもよいし、両方とも使わなくともよい。さらにＬＥＤ光源ユニット１１、３１、３２、３３のバンドパスフィルター１１０３、３１０３、３２０３、３３０３は、試料として用いる蛍光色素の発光波長のスペクトル領域に応じて、ハイパスフィルターあるいはローパスフィルターとしても良いことは勿論である。さらにまた、集光レンズ３１０５、コリメートレンズ３２０５については素材として通常のレンズに用いられているＢＫ７などのガラスレンズでも良いが、石英ガラス、あるいはプラスチックレンズ、または回折光学素子、液晶レンズなど、通常の可視光に対して集光作用を施すことができる素子や素材を用いることができる。また、上述した実施の形態では、対物レンズ５周囲に、複数のＬＥＤ光源ユニット１１が配置される場合を述べたが、試料２０２が極めて小さい場合は、図１において対物レンズ５周囲に配置されるＬＥＤ光源ユニット１１を１個のみとすることもできる。このようにしても、上述したと同様な効果を期待できる。
【０１１８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【０１１９】
ところで、試料面をムラなく均一の明るさの光で照明するには、事前にこの状態を確認する必要がある。
【０１２０】
図１２は、第２の実施の形態概略構成を示すもので、図１同一部分には、同符号を付している。
【０１２１】
この場合、複数のＬＥＤ光源ユニット１１からの光が照射される試料台１上には、試料２０２に代えて光強度検出手段として光検出器３４が配置されている。ここで、光検出器３４としては、固体撮像素子（ＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサー）や撮像管などが用いられる。
【０１２２】
光検出器３４は、各ＬＥＤ光源ユニット１１からの光の強度を個別に検出するものである。この光検出器３４の検出出力は、図６で述べたコンピューター２５に取り込まれる。
【０１２３】
コンピューター２５は、各ＬＥＤ光源ユニット１１からの光の強度に応じた光検出器３４の出力から光強度のバラツキを解析して、図７に示すＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９に信号を送り、各ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２に供給する電流を個別に制御する。
【０１２４】
これにより、各ＬＥＤ光源１１０２に供給する電流の大きさを試料近傍で得られる光強度に基づいて制御できるので、各ＬＥＤ光源１１０２からの光を同一の明るさに揃えることができ、試料２０２面を均一の明るさで照明することができる。このため、試料２０２面での照明ムラをさらに精度よく抑えることができ、試料２０２の螢光物質をほぼ一様に励起することができ、信頼性の高い蛍光検出を行なうことができる。
【０１２５】
上述では、コンピューター２５を用いたが、光検出器３４で得られた各ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２からの光の強度に基づいて手動でＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９を調整して、ＬＥＤ光源１１０２からの光を同一の明るさに揃え、その後、光検出器３４を取り外し、この位置に試料槽２０１を設置し直すようにしてもよい。
【０１２６】
一方、光検出器２４に代えて撮像手段（例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサー（共に図示せず）を使用し、試料台１上に試料槽２０１をそのまま載置しておいて、各ＬＥＤ光源ユニット１１のＬＥＤ光源１１０２からの光を試料槽２０１に個別に照射し、試料槽２０１からの蛍光を対物レンズ５、フィルター２２、結像レンズ２３をそれぞれ通過させ、撮像手段で撮像し、コンピューター２５に導きモニタ２７に表示させる。そして、このモニタ２７の蛍光画像の各画素の明るさをコンピューター２５で解析することにより、各ＬＥＤ光源１１０２からの光の強度のバラツキを判断し、この結果に基づいてＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９を調整して、それぞれのＬＥＤ光源１１０２に供給する電流を個別に制御するようにもできる。
【０１２７】
このようにしても、各ＬＥＤ光源１１０２からの光を同一の明るさに揃えることができるので、試料２０２面での照明ムラを抑えることができ、試料槽２０１内の螢光物質をほぼ一様に励起することができる。
【０１２８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【０１２９】
この第３の実施の形態では、ピーク発光波長の異なる２個以上のＬＥＤ光源を用いて複数種類の螢光色素を励起し、螢光信号を検出できるようにしている。
【０１３０】
図１３は、第３の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【０１３１】
この場合、光源保持部材９には、ピーク発光波長の異なる３種類のＬＥＤ光源を有する第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３が装着されている。一般にＬＥＤ光源の発光スペクトルは山型構造となっており、１つのピーク波長を有する。ここでは、第１のＬＥＤ光源ユニット４１は、発光のピーク波長が４９０ｎｍのＬＥＤ光源が用いられ、第２のＬＥＤ光源ユニット４２は、発光のピーク波長が５２０ｎｍのＬＥＤ光源が用いられ、第３のＬＥＤ光源ユニット４３は、発光のピーク波長が６３０ｎｍのＬＥＤ光源が用いられている。
【０１３２】
これら第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３は、光源保持部材９周囲に沿って、それぞれ４個ずつ対物レンズ５を挟んで対称な位置に配置されている。つまり、これらの第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３は、それぞれ発光波長のスペクトル特性の異なるＬＥＤ光源を有しており、これら異なるスペクトル特性の第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３を順番に光源保持部材９の周囲に沿って等間隔で配置している。ここでは、第１のＬＥＤ光源ユニット４１、第２のＬＥＤ光源ユニット４２、第３のＬＥＤ光源ユニット４３の順に繰り返し配置されている。また、これら第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３は、対物レンズ５を挟んで対向する位置に、同一スペクトル特性のものが来るように配置されている。
【０１３３】
第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３のそれぞれのＬＥＤ光源の前方に設置されているバンドパスフィルター（図示せず）は、それぞれのＬＥＤ光源の発光のピーク波長近傍を最も良く透過させる特性を持つものとなっている。すなわち、第１のＬＥＤ光源ユニット４１のバンドパスフィルターは、最も良く透過させる波長が４９０ｎｍｍ付近に設定され、第２のＬＥＤ光源ユニット４２のバンドパスフィルターは、最も良く透過させる波長が５２０ｎｍ付近に設定され、第３のＬＥＤ光源ユニット４３のバンドパスフィルターは、最も良く透過させる波長が６３０ｎｍ付近に設定されている。
【０１３４】
図１４は、このように構成された装置の光検出光学系の概略構成を示すもので、ここでは、上述した３種類の異なる波長をピーク発光波長に持つＬＥＤ光源ユニット４１，４２，４３により試料への励起光を照射する場合を示している。
【０１３５】
この場合、対物レンズ５上方の光軸上に２個のダイクロイックミラー４５，４６が配置されている。
【０１３６】
ダイクロイックミラー４５は、対物レンズ５の光軸に対して略４５°の方向に反射光が進むように設置されており、螢光色素ＦＩＴＣのピーク発光波長５２０ｎｍよりも少し長い波長、例えば５５０ｎｍ以下の波長の光を反射し、それよりも長い波長の光を透過させるような透過反射スペクトル特性を有している。また、ダイクロイックミラー４６は、対物レンズ５の光軸に対して略４５°の方向に反射光が進むように設置されており、螢光色素Ｃｙ３のピーク発光波長５６５ｎｍよりも少し長い波長、例えば６２０ｎｍ以下の波長の光を反射し、それよりも長い波長の光を透過させるような透過反射スペクトル特性を有している。
【０１３７】
そして、ダイクロイックミラー４５の反射光路には、集光レンズ４７を介してＣＣＤカメラ４８が配置されている。また、ダイクロイックミラー４６の反射光路には、集光レンズ４９を介してＣＣＤカメラ５０が配置され、透過光路には、集光レンズ５１を介してＣＣＤカメラ５２が配置されている。
【０１３８】
そして、ＣＣＤカメラ４８、５０、５２の出力は、コンピューター２５に送られる。
【０１３９】
このような構成において、いま、１つのサンプルに対して、ターゲットＤＮＡを３種類を設定し、これらにそれぞれ異なる螢光色素ＦＩＴＣ（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ−ｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎａｔｅ）、Ｃｙ３、Ｃｙ５を標識する。次に、これらの螢光色素で標識されたＤＮＡを含んだサンプル溶液を試料槽に滴下し、ＤＮＡハイブリダイゼーションを行なわせ、反応に寄与しなかった標識物質を緩衝液（ＰＢＳ（リン酸緩衝液）、ＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム）、ＮａＣｌの混合液：ＰＨ７．４）で洗浄する。
【０１４０】
このようにして取得された試料を試料台１上にセットする。そして、図１３に示す光源保持部材９により第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２，４３を回転させながら、これら第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２，４３からの励起光を試料２０２に照射する。このとき、３種類の異なる波長をピーク発光波長に持つＬＥＤ光源からの光を全て同時に試料２０２面に照射する。
【０１４１】
すると、ＤＮＡハイブリダイゼーションによってＤＮＡマイクロアレイの反応槽に付着したＤＮＡについた螢光色素から螢光が発せられ、これらの光は、図１４に示す対物レンズ５を通過して、ダイクロイックミラー４５に到達する。この場合、螢光色素ＦＩＴＣによる螢光はダイクロイックミラー４５で反射され、レンズ４７を通過してＣＣＤカメラ４８に入り、コンピューター２５に導かれ、ＦＩＴＣによる緑色の螢光画像として得られる。また、螢光色素Ｃｙ３による螢光は、ダイクロイックミラー４５を透過し、ダイクロイックミラー４６で反射され、レンズ４９を通過してＣＣＤカメラ５０に入り、コンピューター２５に導かれ、Ｃｙ３による橙色の螢光画像として得られる。さらに螢光色素Ｃｙ５による螢光は、ダイクロイックミラー４５、ダイクロイックミラー４６をそれぞれ透過し、レンズ５１を通過してＣＣＤカメラ５２に入り、コンピューター２５に導かれて、Ｃｙ５による赤色の螢光画像が得られる。コンピューター２５では、これらＣＣＤカメラ４８、５０、５２による３種類の螢光色素からの螢光画像を合成してモニタ２７上に出力するか、あるいは、３種類の螢光色素からの螢光画像を別々にモニタ２７上に表示する。
【０１４２】
図１５は、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３の駆動回路のブロック図を示すものである。
【０１４３】
この場合、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３の駆動回路として、それぞれＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６が設けられている。第１のＬＥＤ光源ユニット４１には、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４が接続され、第２のＬＥＤ光源ユニット４２には、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５が接続され、第３のＬＥＤ光源ユニット４３には、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６が接続されている。また、これらＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５およびＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６には、共通の電源装置５３が接続され、また、図６で述べたコンピューター２５が接続されている。
【０１４４】
ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６は、共通の電源装置５３より電源の供給を受けるようになっている。また、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６は、コンピューター２５からの指令に基づいて制御され、第１のＬＥＤ光源ユニット４１、第２のＬＥＤ光源ユニット４２、第３のＬＥＤ光源ユニット４３の各ＬＥＤ光源に駆動電流を供給し、３種類の螢光色素の励起光を発生させるようになっている。
【０１４５】
この場合、これらの励起光により得られた３種類の螢光信号は、図１４に示すように、それぞれダイクロイックミラー４５，４６によりＣＣＤカメラ４８、５０、５２に別々に到達し、これらＣＣＤカメラ４８、５０、５２からの画像出力信号がコンピューター２５に導かれ、画像解析が行われ、３種類の螢光色素による合成画像が生成され出力されるようになっている。
【０１４６】
図１６は、電源装置５３とＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、５５、５６の具体的な回路構成を示している。
【０１４７】
この場合、電源装置５３については、上述した図８と同一部分には、同符号を付して説明を省略する。
【０１４８】
このような電源装置５３には、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、５５、５６が並列に接続されている。ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４は、図１３で述べた４個分の第１のＬＥＤ光源ユニット４１の駆動回路として、可変抵抗７１とスィッチ７２の直列回路が各別に用意されている。同様に、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５５も、４個分の第２のＬＥＤ光源ユニット４２の駆動回路として、可変抵抗７１とスィッチ７２の直列回路が各別に用意され、さらにＬＥＤ光源ユニット駆動回路５６も、４個分の第３のＬＥＤ光源ユニット４３の駆動回路として、可変抵抗７１とスィッチ７２の直列回路が各別に用意されている。
【０１４９】
これらＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、５５、５６では、それぞれの可変抵抗７１、７３、７５の抵抗値を調整することにより、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３のそれぞれのＬＥＤ光源に供給する駆動電流を調節し、その出力光強度を制御することができるようになっている。この出力光強度の調節は、手動で行なってもよいし、あるいは電気的にコンピューターで自動調整を行なっても良い。これにより、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３の各ＬＥＤ光源の駆動電流を個別に制御することができる。
【０１５０】
また、ＬＥＤ光源ユニット駆動回路５４、５５、５６では、それぞれのスイッチ７２、７４、７６のオンオフを制御することで、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３のそれぞれのＬＥＤ光源を全て独立に点灯、消灯することができるようになっている。これらのオンオフ制御は、コンピューター制御により、自動的に行なっても良いし、手動で操作しても良い。
【０１５１】
なお、コンピューター制御により、可変抵抗７１、７３、７５の抵抗値を調整する場合は、上述の図１２で説明したように第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３の個々のＬＥＤ光源からの光強度を検出し、この検出信号をコンピューター２５に導き、コンピューター２５で光強度を解析して、可変抵抗７１、７３、７５の抵抗値を調整する。または、この検出で得られた個々のＬＥＤ光源からの光の強度を基に、手動で可変抵抗７１、７３、７５の抵抗値を調整を行なっても良い。これにより、ＤＮＡマイクロアレイの反応槽の内部にほぼ均一にＬＥＤ光源からの光を照射するように調整できる。また試料槽２０１内の所望の箇所へ励起光を集中させることなど、光強度の部分的な加減を行なうことができる。さらに、可変抵抗７１、７３、７５は、全てのＬＥＤ光源に流れる駆動電流の大きさを制御することができるので、励起光の強度を一斉に強くしたり、弱くしたりすることができる。これにより、個々の試料に対して、的確な強さの励起光を照射することができ、効率良く蛍光を検出することができる。
【０１５２】
従って、このようにすれば、ピーク発光波長の異なる３種類のＬＥＤ光源を有する第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３を用いて３種類の螢光色素を同時に励起できるようにしたので、これら３種類の螢光色素からの螢光画像を取得し、これらを合成したり、個別に表示することができる。
【０１５３】
また、第１乃至３のＬＥＤ光源ユニット４１、４２、４３を構成する個々のＬＥＤ光源は、励起する螢光色素に応じたものの点灯、消灯を簡単に行うことができ、しかも、可変抵抗の可変操作により駆動電流の大きさを個別に調整することもできるので、個々の螢光色素に対して的確な強さの励起光を照射することができ、効率良く蛍光を検出することができる。
【０１５４】
なお、上述の第３の実施の形態では、螢光色素については３種類としたが、これに限ることなく、２種類でも良いし、４種類以上についても同様な方法で螢光画像を得ることができる。すなわち、ダイクロイックミラー、レンズ、ＣＣＤカメラを螢光色素１種類ずつについて、それぞれ対応して追加すれば良い。また、螢光色素についても実施例で示したＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５に限らず、ローダミン・グリーン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ  Ｇ）、テキサス・レッド（Ｔｅｘａｓ  Ｒｅｄ）、ＲＩＴＣ（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ  Ｂ−ｉｓｏｔｈｉｏｃｙａ）などを用いても良い。
【０１５５】
また、ＬＥＤ光源ユニットの数には特に制限はなく、複数のＬＥＤ光源ユニットを複数の駆動回路により個別に制御することができる。また、複数のＬＥＤ光源ユニットの出力波長は、同じでもよく、異なっていても本発明を適用することができる。また、異なるピーク発光波長を持つＬＥＤ光源の光を１種類ずつ試料に照射し、それぞれ異なる波長の数だけ繰り返す構成とすることも可能である。
【０１５６】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【０１５７】
この第４の実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニットから発する光の光路上に反射部材を配置し、光路の光を反射させることで、励起光の光軸角度を、より対物レンズの光軸角度に近付けるようにしている。
【０１５８】
図１７は、第４の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【０１５９】
この場合、対物レンズ５の周囲には、複数個のＬＥＤ光源ユニット８１と、これらＬＥＤ光源ユニット８１に対応させて反射部材としての反射板８２を、それぞれ図１で述べた光源保持部材９に保持し、対物レンズ５の光軸５ａを中心に回転可能にしている。
【０１６０】
ＬＥＤ光源ユニット８１は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー８１０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー８１０１は、中空部にＬＥＤ光源８１０２が配置されている。また、ＬＥＤ光源ホルダー８１０１の中空部のＬＥＤ光源８１０２から発する光の光路上には、バンドパスフィルター８１０３、拡散板８１０４、集光レンズ８１０５が配置されている。ここで、バンドパスフィルター８１０３は、ＬＥＤ光源８１０２から発する光の波長域近傍を主に通過させるものである。
【０１６１】
これらＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に、反射板８２が各別に配置されている。反射板８２は、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光を反射させ、試料台１上の試料槽２０１の試料２０２に対して励起光として照射するもので、同時に、対物レンズ５の光軸に対して励起光の光軸がなす角度θを小さくして、励起光の光軸角度を対物レンズの光軸角度に近付けるようにしている。
【０１６２】
ここで、反射板８２のそれぞれの取付位置は、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光を反射した後のそれぞれの光の試料２０２上での照射点が図４（ａ）（ｂ）で述べたと同様に試料２０２面の半径方向に並ぶように設定されている。
【０１６３】
その他については、図１と同様である。
【０１６４】
従って、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を期待することができる。さらに、ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に反射板８２が配置され、光路の光を反射させるようにしたので、励起光の光軸角度を対物レンズ５の光軸角度に近付けることができる。このことは、試料２０２面の真上に近いところ（対物レンズ５の観察視野に入らない限界）から励起光を照射できるようになるので、ＬＥＤ光源ユニット８１から反射板８２を介して試料２０２面までの光路の最も短い距離ａと最も長い距離ｂの差を小さなものにできる。これにより、励起光の強度は、光路の距離に反比例することから、試料２０２面上での励起光の強度差を小さくできることになり、試料２０２面を効率的に、均一に励起することができる。
【０１６５】
なお、この第４の実施の形態についても、第２の実施の形態の変形例および第３の実施の形態で述べるような試料をムラなく均一の明るさの光で照明するための制御方法を採用することができる。
【０１６６】
（変形例１）
ところで、第４の実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に反射部材として反射板８２を配置し、光路の光を反射させるようにしたが、このような方法を用いれば、ＬＥＤ光源ユニット８１の配置の自由度が増すことから、対物レンズ５の周囲に多数のＬＥＤ光源ユニット８１を配置することができる。
【０１６７】
図１８は、変形例１の概略構成を示すもので、図１７と同一部分には、同符号を付している。
【０１６８】
この場合、対物レンズ５の周囲には、半導体光源手段としての複数個のＬＥＤ光源ユニット８１が多層（図示例では２層）に配置されている。また、これらＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上には、各層のＬＥＤ光源ユニット８１に対応させて反射部材として反射板８２、８２’（図示例では２層に対応）が各別に配置されている。そして、これら各層のＬＥＤ光源ユニット８１と反射板８２、８２’は、図１で述べた光源保持部材９に保持され、対物レンズ５の光軸５ａを中心に回転可能にしている。
【０１６９】
この場合、これら反射板８２、８２’のそれぞれの取付位置についても、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光を反射した後のそれぞれの光の試料２０２上での照射点が図４（ａ）（ｂ）で述べたと同様に試料２０２面の半径方向に並ぶように設定されている。
【０１７０】
その他については、図１７と同様である。
【０１７１】
このようにしても第１の実施の形態と同様な効果を期待することができる。さらに、反射板８２、８２’を用い、光源ユニット８１からの光を反射させるようにしたので、各ＬＥＤ光源ユニット８１の配置の自由度を増すことができる。そして、これらＬＥＤ光源ユニット８１の配置の自由度が増すことにより、第４の実施の形態の場合よりさらに多くのＬＥＤ光源ユニット８１を使用することが可能となる。これにより、試料２０２面をさらに強い励起光をムラなく照射することができる。
【０１７２】
また、ＬＥＤ光源ユニット８１の数を大幅に増やすことができるので、これらＬＥＤ光源ユニット８１を複数の組に分けて、それぞれの組ごとに発光波長のスペクトル特性の異なるＬＥＤ光源を用いることにより、第３の実施の形態で述べたと同様に複数種類の螢光色素を励起し、螢光信号を検出できるようにすることも可能となる。
【０１７３】
（変形例２）
一方、第４の実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に反射部材として反射板８２を配置し、光路の光を反射させるようにしたが、反射部材としてダイクロイックミラーを用いることができる。
【０１７４】
図１９は、変形例２の概略構成を示すもので、図１７と同一部分には、同符号を付している。
【０１７５】
この場合、対物レンズ５の周囲には、半導体光源手段としての複数個のＬＥＤ光源ユニット８１と、これらＬＥＤ光源ユニット８１に対応する反射部材としてのダイクロイックミラー８３とを、それぞれ図１で述べた光源保持部材９に保持し、対物レンズ５の光軸５ａを中心に回転可能にしている。
【０１７６】
ＬＥＤ光源ホルダー８１０１の中空部のＬＥＤ光源８１０２から発する光の光路上には、拡散板８１０４、集光レンズ８１０５が配置され、上述したバンドパスフィルター８１０３が省略されている。
【０１７７】
ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上には、反射部材としてダイクロイックミラー８３が各別に配置されている。ダイクロイックミラー８３は、ＬＥＤ光源ユニット８１のＬＥＤ光源８１０２から発する光の波長域近傍を主に反射させるような特性を有するものである。また、ダイクロイックミラー８３は、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光を反射し、試料台１上の試料槽２０１の試料２０２に対して励起光として照射するようにしている。この場合も、対物レンズ５の光軸に対して励起光の光軸がなす角度を小さくして、励起光の光軸角度を対物レンズの光軸角度に近付けるようにしている。
【０１７８】
ここでも、ダイクロイックミラー８３のそれぞれの取付位置は、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光を反射した後のそれぞれの光の試料２０２上での照射点が図４（ａ）（ｂ）で述べたと同様に試料２０２面の半径方向に並ぶように設定されている。
【０１７９】
その他については、図１７と同様である。
【０１８０】
このように反射部材として反射板に代えてダイクロイックミラー８３を用いるようにしても、第４の実施の形態と同様な効果を期待することができる。さらに、ダイクロイックミラー８３として、ＬＥＤ光源ユニット８１のＬＥＤ光源８１０２から発する光の波長域近傍を主に反射させるような特性を有するものを用いることにより、ＬＥＤ光源ユニット８１に内蔵されていたバンドパスフィルターを省略することができる。これによりＬＥＤ光源ユニット８１のコストを引き下げることができ、且つ小型化も実現できるという効果がある。
【０１８１】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【０１８２】
この第５の実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニットから発する光の光路上に導光部材を配置し、光路を曲げることで、励起光の光軸角度を、より対物レンズの光軸角度に近付けるようにしている。
【０１８３】
図２０は、第５の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【０１８４】
この場合、対物レンズ５の周囲には、半導体光源手段としての複数個のＬＥＤ光源ユニット８１と、これらＬＥＤ光源ユニット８１に対応させて導光部材としてのオプチカルファイバ８４を、それぞれ図１で述べた光源保持部材９に保持し、対物レンズ５の光軸５ａを中心に回転可能にしている。
【０１８５】
ＬＥＤ光源ユニット８１は、筒状のＬＥＤ光源ホルダー８１０１を有している。ＬＥＤ光源ホルダー８１０１は、中空部にＬＥＤ光源８１０２が配置されている。また、ＬＥＤ光源ホルダー８１０１の中空部のＬＥＤ光源８１０２から発する光の光路上には、バンドパスフィルター８１０３、拡散板８１０４、集光レンズ８１０５が配置されている。ここで、バンドパスフィルター８１０３は、ＬＥＤ光源８１０２から発する光の波長域近傍を主に通過させるものである。
【０１８６】
これらＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に、オプチカルファイバ８４の光入射端８４ａが各別に配置されている。オプチカルファイバ８４は、ＬＥＤ光源ユニット８１からの光の光路を自在に曲げることを可能にしたもので、光出射端８４ｂからの光を試料台１上の試料槽２０１の試料２０２に対して励起光として照射し、同時に、対物レンズ５の光軸に対して励起光の光軸がなす角度を小さくして、励起光の光軸角度を対物レンズの光軸角度に近付けるようにしている。
【０１８７】
オプチカルファイバ８４の光出射端８４ｂのそれぞれの取付位置は、光出射端８４ｂから出射される光の試料２０２上での照射点が図４（ａ）（ｂ）で述べたと同様に試料２０２面の半径方向に並ぶように設定されている。
【０１８８】
その他については、図１と同様である。
【０１８９】
従って、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を期待することができる。さらに、ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上にオプチカルファイバ８４が配置され、光路を曲げるようにしたので、励起光の光軸角度を対物レンズの光軸角度に近付けることができる。これにより、第４の実施の形態で述べたと同様にして試料２０２面上での励起光の強度差を小さくできることになり、試料２０２面を効率的に、均一に励起することができる。
【０１９０】
なお、上述では、導光部材として、オプチカルファイバ８４を適用した例を述べたが、例えばガラス棒やアクリル材を成形加工したようなものを適用することもできる。
【０１９１】
なお、この第５の実施の形態についても、第２の実施の形態の変形例および第３の実施の形態で述べるような試料をムラなく均一の明るさの光で照明するための制御方法を適用することができる。
【０１９２】
（変形例）
ところで、第５の実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニット８１から発する光の光路上に導光部材として、オプチカルファイバ８４を配置し、光路を曲げるようにしたが、このような方法を用いれば、ＬＥＤ光源ユニット８１の配置の自由度が増すことから、対物レンズ５の周囲に多数のＬＥＤ光源ユニット８１を配置することができる。
【０１９３】
図２１は、変形例の概略構成を示すもので、図２０と同一部分には、同符号を付している。
【０１９４】
この場合、対物レンズ５の周囲には、半導体光源手段としての複数のＬＥＤ光源ユニット８１が多重（図示例では２重）に配置され、これらＬＥＤ光源ユニット８１に対応する導光部材としてのオプチカルファイバ８４とともに、図１で述べた光源保持部材９に保持され、対物レンズ５の光軸５ａを中心に回転可能にしている。
【０１９５】
この場合も、これらこれらオプチカルファイバ８４の光出射端８４ｂのそれぞれの取付位置は、光出射端８４ｂから出射される光の試料２０２上での照射点が図４（ａ）（ｂ）で述べたと同様に試料２０２面の半径方向に並ぶように設定されている。
【０１９６】
その他については、図２０と同様である。
【０１９７】
このようにすれば、オプチカルファイバ８４を用いることで、光源ユニット８１からの光の光路を曲げるようにしたので、各ＬＥＤ光源ユニット８１の配置する位置の自由度を増すことができる。そして、これらＬＥＤ光源ユニット８１の配置する位置の自由度が増すことにより、第５の実施の形態の場合よりさらに多くのＬＥＤ光源ユニット８１を使用することが可能となる。これにより、試料２０２面を照射するのに必要な光量を簡単に得ることができるとともに、試料２０２面を光量ムラなく照明することができる。
【０１９８】
また、ＬＥＤ光源ユニット８１の数を大幅に増やすことができるので、これらＬＥＤ光源ユニット８１を複数の組に分けて、それぞれの組ごとに発光波長のスペクトル特性の異なるＬＥＤ光源を用いることにより、第３の実施の形態で述べたと同様に複数種類の螢光色素を励起し、螢光信号を検出できるようにすることも可能となる。
【０１９９】
なお、この変形例でも、導光部材として、オプチカルファイバ８４を適用した例を述べたが、例えばガラス棒やアクリル材を成形加工したようなものを適用することができる。
【０２００】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。
【０２０１】
上述した実施の形態では、試料台１側を固定し、この試料台１上の試料２０２に対して複数のＬＥＤ光源ユニット１１を回転可能に設けるようにしたが、この第６の実施の形態では、複数のＬＥＤ光源ユニット１１を固定し、試料台１側を回転可能にするようにしている。
【０２０２】
図２２は、第６の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【０２０３】
この場合、円筒状の固定軸７は、中空部に対物レンズ５を保持するとともに、周面部に、光源保持部材９が一体に設けられている。この光源保持部材９には、複数のＬＥＤ光源ユニット１１が保持されている。
【０２０４】
一方、対物レンズ５の光軸５ａ上に配置される試料台１には、回転軸９１が接続されている。この回転軸９１は、ベアリング９２を介してベース９３に回転可能に支持されている。また、回転軸９１には、タイミングプーリ９４が設けられている。
【０２０５】
ベース９３には、駆動手段としてのモータ９５が設けられている。モータ９５には、サーボモータやパルスモータなど回転角制御が可能なものが用いられる。
【０２０６】
モータ９５は、回転軸９５ａの先端にタイミングプーリ９６が設けられている。そして、これらタイミングプーリ９４と９６との間には、回転伝達手段としてのタイミングベルト９７が架けられている。タイミングベルト９７は、タイミングプーリ９４および９６にそれぞれ形成された不図示の凹凸に嵌合される不図示の凹凸が形成され、モータ９５の回転をタイミングプーリ９４を介して試料台１側に正確に伝えるようになっている。この場合、タイミングベルト９７に代えて、ギヤやチェーンなどの回転伝達手段を用いることも可能である。
【０２０７】
このようにしても、第１の実施の形態で述べたと同様な条件で、ＬＥＤ光源ユニット１１からの励起光を試料２０２上に照射しながら、試料台１を回転させることにより、試料２０２全面を均一に、ムラを生じることなく励起することができ、第１の実施の形態と同様な効果を期待できる。また、こうすれば、電力供給手段としての滑り接点２０を省略し、ＬＥＤ光源ユニット１１を直接ケーブルを用いてＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９に接続できるので、雑音などの混入がより少ない安定した電力供給を行なうことができる。
【０２０８】
なお、上述した実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニット１１側または試料台１側を回転させるようにしたが、ＬＥＤ光源ユニット１１側または試料台１側を所定の回動角度、例えば３６０°の回動角で往復動作させるようにしてもよい。こうすれば、特に、ＬＥＤ光源ユニット１１側を回動させる場合、滑り接点２０を省略して、直接ケーブルによりＬＥＤ光源ユニット１１をＬＥＤ光源ユニット駆動回路２９に接続できるので、雑音などの混入がより少ない安定した電力供給を行なうことができる。勿論、この場合、ＬＥＤ光源ユニット１１側または試料台１側を直線方向に往復移動させるようにしても、上述したと同様な効果を期待できる。
【０２０９】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した各実施の形態において適用する試料には、ＤＮＡマイクロアレイの一例に限定されず、いわゆるＤＮＡマイクロアレイと呼ばれる反応容器の全てに適用可能である。また、ＤＮＡに限らず、それ以外の種々の生物学的材料を扱う検査や測定に広く適用可能である。
【０２１０】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【０２１１】
なお、上述した実施の形態には、以下の発明も含まれる。
【０２１２】
（１）前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に沿って複数個配置され、前記試料台は、前記集光レンズの光軸を中心に回転可能に設けられることを特徴としている。
【０２１３】
（２）前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に複数個配置され、さらに、これら半導体光源手段から発せられる光の光路上に配置され、該光路の光を反射させ前記試料に励起光として照射する反射部材を有することを特徴としている。
【０２１４】
（３）前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に複数個配置され、さらに、前記半導体光源手段より発する光の波長域近傍を反射させる特性を有し、且つ前記半導体光源手段から発せられる光の光路上に配置され、該光路の光を反射させ前記試料に励起光として照射するダイクロイックミラーを有することを特徴としている。
【０２１５】
（４）前記半導体光源手段は、前記集光レンズの周囲に複数個配置され、さらに、前記半導体光源手段から発せられる光の光路に配置され、該光路を曲げて該光路の光を前記試料に励起光として照射する導光部材を有することを特徴としている。
【０２１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、十分な励起光をムラなく、効率よく照射でき、信頼性の高い蛍光検出を行うことができる蛍光検出装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の顕微鏡構造を基本とした蛍光検査装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられるＤＮＡ反応容器の一例の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるＤＮＡ反応容器の他の例の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態の試料上への励起光の照射を説明するための図。
【図５】第１の実施の形態の試料上への励起光の照射の他の例を説明するための図。
【図６】第１の実施の形態の蛍光検査装置全体を示すブロック図。
【図７】第１の実施の形態に用いられるＬＥＤ光源ユニット駆動回路を示すブロック図。
【図８】第１の実施の形態に用いられるＬＥＤ光源駆動回路の概略構成を示す図。
【図９】第１の実施の形態の変形例１としてＬＥＤ光源ユニットの概略構成を示す図。
【図１０】第１の実施の形態の変形例２としてＬＥＤ光源ユニットの概略構成を示す図。
【図１１】第１の実施の形態の変形例３としてＬＥＤ光源ユニットの概略構成を示す図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の蛍光検査装置の要部の概略構成を示す図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の蛍光検査装置の概略構成を示す図。
【図１４】第３の実施の形態に用いられる測定光学系の概略構成を示す図。
【図１５】第３の実施の形態に用いられるＬＥＤ光源ユニット駆動回路を示すブロック図。
【図１６】第３の実施の形態に用いられるＬＥＤ光源駆動回路の概略構成を示す図。
【図１７】本発明の第４の実施の形態の蛍光検査装置の概略構成を示す図。
【図１８】第４の実施の形態の変形例１の概略構成を示す図。
【図１９】第４の実施の形態の変形例２の概略構成を示す図。
【図２０】本発明の第５の実施の形態の蛍光検査装置の概略構成を示す図。
【図２１】第５の実施の形態の変形例の概略構成を示す図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…試料台、２…ＤＮＡ反応容器、２０１…試料槽
２０２…試料、３…ＤＮＡスライドガラス反応容器
３０１…試料槽、３０２…ＤＮＡマイクロアレイ
４…ＤＮＡ反応容器、４０１…試料槽、４０２…ＤＮＡマイクロアレイ
５…対物レンズ、５ａ…光軸、６…ベース、７…固定軸
７０１…フランジ部、７ａ…ネジ、８…ベアリング
８ａ…ベアリングスペーサ、８ｂ…Ｃリング、９…光源保持部材
９０１…孔部、９０２…ＬＥＤ光源ユニット収納孔、９０３…ネジ穴
１１…ＬＥＤ光源ユニット、１１０１…ＬＥＤ光源ホルダー
１１０２…ＬＥＤ光源、１１０３…バンドパスフィルター
１２…Ｏリング、１３…スペーサ、１４…煽りネジ、１５…タイミングプーリ
１６…モータ、１６ａ…モータ回転軸、１７…タイミングプーリ
１８…タイミングベルト、１９…固定部、１９ａ…対向面
２０…滑り接点、２１…センサ、２２…フィルター
２３…結像レンズ、２４…光検出器、２５…コンピューター
２７…モニタ、２８…螢光検出ユニット
２９…ＬＥＤ光源ユニット駆動回路、３１…ＬＥＤ光源ユニット
３１０１…ＬＥＤ光源ホルダー、３１０２…ＬＥＤ光源
３１０３…バンドパスフィルター、３１０４…拡散板
３１０５…集光レンズ、３２…ＬＥＤ光源ユニット
３２０１…ＬＥＤ光源ホルダー、３２０２…ＬＥＤ光源
３２０３…バンドパスフィルター、３２０４…拡散板
３２０５…コリメートレンズ、３３…ＬＥＤ光源ユニット
３３０１…ＬＥＤ光源ホルダー、３３０２…ＬＥＤ光源
３３０３…バンドパスフィルター、３３０４…拡散板
３４…光検出器、４１…第１のＬＥＤ光源ユニット、４２…第２のＬＥＤ光源ユニット
４３…第３のＬＥＤ光源ユニット、４５．４６…ダイクロイックミラー
４７…集光レンズ、４８…ＣＣＤカメラ、４９…集光レンズ
５０…ＣＣＤカメラ、５１…集光レンズ、５２…ＣＣＤカメラ
５３…電源装置、５４…ＬＥＤ光源ユニット駆動回路、
５５…ＬＥＤ光源ユニット駆動回路、５６…ＬＥＤ光源ユニット駆動回路
５７…交流電源、５８…変圧回路、５９…ブリッジ整流回路
６０…平滑用コンデンサー、６１．６２…パワートランジスタ
６３…ＯＰアンプ、６４…定電圧回路、６５…ツェナーダイオード
６６…ＯＰアンプ、６７…可変基準電圧生成回路
６８…可変基準抵抗、６９…電源スイッチ、７１ａ〜７１ｅ…可変抵抗
７１．７３…可変抵抗、７２ａ〜７２ｅ…スイッチ
７２．７４…スイッチ、８１…ＬＥＤ光源ユニット、
８１０１…ＬＥＤ光源ホルダー、８１０２…ＬＥＤ光源
８１０３…バンドパスフィルター、８１０４…拡散板
８１０５…集光レンズ、８２、８２’…反射板、８３…ダイクロイックミラー
８４…オプチカルファイバ、８４ａ…光入射端
８４ｂ…光出射端、９１…回転軸、９２…ベアリング、９３…ベース
９４…タイミングプーリ、９５…モータ、９５ａ…モータ回転軸
９６…タイミングプーリ、９７…タイミングベルト
【図１】
2004325174.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004325174.tif 000017
【図１６】
2004325174.tif 000018
【図１７】
2004325174.tif 000019
【図１８】
2004325174.tif 000020
【図１９】
2004325174.tif 000021
【図２０】
2004325174.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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