(57)【要約】【課題】複数の異なる波長領域を有する被写体からの微弱な励起光の撮像において、波長領域において相違する光路長を簡易な機構で調整可能な撮像装置を提供する。【解決手段】被写体を装着するステージと、前記ステージの上面を照明するための光源手段と、前記光源手段から照射される光線を複数の異なる波長領域を有する光線ごとに切り替えるための光切替手段と、前記複数の異なる波長領域の光線によって照射された被写体からの光を集光するためのレンズ手段と、前記レンズ手段によって集光された２次元画像光を電気信号に変換するイメージセンサと、前記光切替手段による光線の切り替えに応じて前記レンズ手段と前記ステージとの間に配置される複数のフィルタ手段と、前記フィルタ手段の少なくとも１つに備えられた前記ステージと前記イメージセンサ間の光路長を調整する光路長調整手段と、前記複数のフィルタ手段を支持すると共に、前記レンズ手段の光軸と交差する水平面方向に当該フィルタ手段を移動する移動手段と、から構成される。【選択図】  図６
2005214993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２波長領域の照射光に応じてこの照射光の波長とは異なる波長で発光する微小被写体を撮像して電気信号に変換する撮像装置であって、
被写体を装填するステージと、
前記ステージの被写体を装填した面を照明する光源手段と、
前記光源手段が発する照射光を複数の異なる波長領域の光線に切り替えるための光切替手段と、
前記複数の異なる波長領域の光線によって照射された被写体からの光を集光するためのレンズ手段と、
前記レンズ手段によって集光された２次元画像光を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記光切替手段による光線の切り替えに応じて切り替えられる２以上のフィルタ手段とを備え、
このフィルタ手段が、
前記レンズ手段と、前記光源手段の照射光を発する位置との間の光路に配置される、
ことを特徴とする拡大撮像装置。
【請求項２】
前記拡大撮像装置は、
前記２以上のフィルタ手段を支持すると共に、前記レンズ手段の受光方向に交差した方向に当該フィルタ手段を移動する移動手段を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の拡大形撮像装置。
【請求項３】
前記２以上のフィルタ手段は、
それぞれ異なる厚さ又は屈折率の異なる材質から構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載の拡大撮像装置。
【請求項４】
前記拡大形撮像装置は、
前記２以上のフィルタ手段の少なくとも１つに備えられた前記ステージと前記イメージセンサ間の光路長を調整するための光路長調整手段を備えたことを特徴とする、
請求項１に記載の拡大撮像装置。
【請求項５】
前記拡大撮像装置は、
前記イメージセンサの露光時間を制御する露光制御手段を備えたことを特徴とする、
請求項１に記載の拡大撮像装置。
【請求項６】
前記露光制御手段によって制御される露光時間は、０．２秒以上である請求項５に記載の拡大撮像装置。
【請求項７】
前記光源手段は、少なくとも２本以上のロッド状光線手段を備え、この光線手段が、特定波長を発光する発光素子と、この発光素子からの光を収斂する光収斂手段とを有して、この光線手段の前記発光素子を設置した端と別の他端より光線を照射することを特徴とする、請求項１に記載の拡大撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる複数の波長領域の光に応じてそれぞれ異なる波長の励起光を生じる微小検体を撮像して電気信号に変換するための撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イメージスキャナ等のカラー画像読取装置においては、結像レンズとイメージセンサの間の光路中に置かれたカラーフィルタで色分解を行うため切り替え可能な３色のカラーフィルタが配置される。ここで、カラー画像を読み取る際には、切り替え可能な３色のカラーフィルタの切り替えを行って画像を読み取ることが行われている。
【０００３】
従来技術においては、例えば特開２０００−３２２１４号公報に開示されているように、カラー用のイメージセンサにおいて光電変換チップ状の色フィルタの厚さを変更して、色ごとの光路長を調整することで色収差対策をしたものが知られている。しかし、光源の波長が限定されている場合はこの様な方法が利用可能かもしれないが、ターゲットとする被写体に応じて波長を入れ替えなければならない場合には不都合である。また、リニアセンサの場合には、ラインごとにフィルターを形成するので、この形成工程はライン数程度で３から４工程程度ですむ。しかし、このような色ごとのフィルタ厚さを調整する方法を２次元のセンサへ応用しようとした場合、たとえば画素ごとに千鳥配置でフィルターを入れ替えながら配置することは、画素数分の載置工程が発生し、工程にきわめて時間を要するとともに、微細工程となり、ほとんど実用的でない。そのため、エリアイメージセンサの前方に載置するレンズ系において色収差が生じないように調整を行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなレンズ系において屈折率が異なる複数のレンズの組み合わせを設計することよって色収差をなくす技術は、構造が複雑になりコストが高くなる。
【０００５】
また、このようなイメージセンサの前方に載置するレンズ系は、対物レンズを構成するものであることから被写体の種類によっては倍率を入れ替えて使用するために、イメージセンサ部とレンズは入れ替え可能に構成される必要があり、コスト面において劣る。さらに、レンズ系（レンズユニット）の中に切り替えフィルタを構成すればコストの面では致命的であるし、遮光性も確保しづらい。一方、通常の光学カメラのように被写体に照度がある程度充分にある場合は被写体からの光束を絞ることで光学焦点の位置誤差許容である焦点深度を大きく取る事が可能であるのに対して、本装置のような拡大光学系の撮像装置によって微弱光量の被写体を精緻に撮像する場合は、絞り装置の使用ができないために焦点深度がきわめて小さくなり、受光波長域ごとの焦点位置調整は不可欠である。また、被写体である検体のサイズが微小（ミクロンオーダー）であるために、各波長域によって焦点距離がズレたままの状態であると、撮像データにおいて正確な検体の輪郭を把握できないこととなる。
【０００６】
また、通常の光学カメラにおいてはイメージセンサとレンズユニットの間に赤外カットフィルタを挿入する構成があるが、比較的大きい面積（少なくともイメージセンサのエリア以上）にフィルタを２枚構成し、これをスライドさせて切り替えなければならないためにフィルタ構造の容積が大きくなる。そして、アクチュエータを遮光しなければフィルタ部材の隙間における遮光性が悪化することとなる。更に、光源の照射面より被写体側にフィルターを載置すると、照射光がフィルタのエッジなどで散乱や迷光して受光され、唯でさえ微弱光を撮像しようとしているのであるから、厳しい状況になる。
【０００７】
本発明は、複数の異なる波長領域を有する被写体からの微弱な励起光の撮像において、波長領域において相違する光路長を簡易な機構で調整可能な撮像装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、少なくとも２波長領域の照射光に応じてこの照射光の波長とは異なる波長で発光する微小被写体を撮像して電気信号に変換する撮像装置であって、被写体を装填するステージと、前記ステージの被写体を装填した面を照明する光源手段と、前記光源手段が発する照射光を複数の異なる波長領域の光線に切り替えるための光切替手段と、前記複数の異なる波長領域の光線によって照射された被写体からの光を集光するためのレンズ手段と、前記レンズ手段によって集光された２次元画像光を電気信号に変換するイメージセンサと、前記光切替手段による光線の切り替えに応じて切り替えられる２以上のフィルタ手段とを備え、このフィルタ手段が、前記レンズ手段と、前記光源手段の照射光を発する位置との間の光路に配置される拡大撮像装置の構成とした。
【０００９】
この配置構成は、光源の発光端面からの光がフィルタ手段へ乱入したり迷光を生じたりしない最適な位置であって、且つ、レンズ手段の遮光性能を最大にして時間の長い露光でも耐えうる光学系とした。
【００１０】
さらに、前記拡大撮像装置は、前記２以上のフィルタ手段を支持すると共に、前記レンズ手段の受光方向に交差した方向に当該フィルタ手段を移動する移動手段を備えた。前記２以上のフィルタ手段は、それぞれ異なる厚さ又は屈折率の異なる材質から構成されている。
【００１１】
あるいは、フィルタ手段の少なくとも１つに備えられた前記ステージと前記イメージセンサ間の光路長を調整するための光路長調整手段を備えても良い。
【００１２】
そして、本発明の前記光源手段は、少なくとも２本以上のロッド状光線手段を備え、この光線手段が、特定波長を発光する発光素子と、この発光素子からの光を収斂する光収斂手段とを有して、この光線手段の前記発光素子を設置した端と別の他端より光線を照射する構成にした。
【００１３】
このような構成を取ることによって、波長が異なる光源によって波長の異なる被写体からの光を適正な光路に調整して受光することが出来るようになる。そして、このことによって、拡大撮像装置であるがために焦点深度が厳しい撮像を行うときでも、ぼけない先鋭な画像を取得できるようになる。
【００１４】
これによって、複数の異なる波長領域を有する被写体からの微弱な励起光の撮像においても、波長領域において相違する光路長を簡易な機構で調整可能としたのである。
【００１５】
ここで、前記レンズ手段は、その光軸を前記ステージの中央部上面を貫く直交線と一致するように配置され、被写体のサイズを拡大する拡大系で、切り替え又は取り替え可能な接続部を有する。また、前記光路長調整手段は取り替え可能である。
【００１６】
本発明は、さらに、異なる２波長領域の光に応じて異なる波長で発光する微小被写体を撮像して電気信号に変換する撮像装置であって、被写体を装着するステージと、前記ステージの上面を照明するための光源手段と、前記光源手段から照射される光線を複数の異なる波長領域を有する光線ごとに切り替えるための光切替手段と、前記複数の異なる波長領域の光線によって照射された被写体からの光を集光するためのレンズ手段と、前記レンズ手段によって集光された２次元画像光を電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサの露光時間を制御する露光制御手段と、前記光切替手段による光線の切り替えに応じて前記レンズ手段と前記ステージとの間に選択的に配置され、それぞれ異なる厚さ又は屈折率の異なる材質から構成された前記複数のフィルタ手段と、前記複数のフィルタ手段を支持すると共に、前記フィルタ手段の少なくとも１つに備えられた前記ステージと前記イメージセンサ間の光路長を調整する光路長調整手段と、前記レンズ手段の光軸と交差する水平面方向に当該フィルタ手段を移動する移動手段と、から構成された撮像装置を提供するものである。
【００１７】
ここで、前記露光制御手段によって制御される露光時間は、０．２秒以上であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本撮像装置の詳細を説明する前に、本撮像装置の撮像の対象となる検体に係る技術的背景を説明する。
（１）本撮像装置の技術的背景
本撮像装置において個体数カウントの対象となる検体を含むメンブレムキットのメンブレム部には樹脂の受容体が準備される。検体の採取キットとしては、このほかにフィルムタイプのフィルムキットもあるが、このようなキット形態は今後更に多く展開される。撮像対象のバクテリアから発光する光の照度はきわめて低いので、ある時間連続露光を行って露出を高めないととらえられない。
【００１９】
ところが、受容体の樹脂色も完全な黒体ではないので、バクテリアの映像と共にレベルがあがってしまう。これによって、最終的に取得された全体画像のうちの背景部とバクテリア部とのコントラストは、大変にＳ／Ｎが低くなってしまう。よって、その後の画像処理に負担をかけずに行おうとすると、誤動作を引き起こすことになってしまう。更に微弱信号の処理が伴うにも安価に構成するがためのホワイトノイズ処理が重畳する。そこで、背景補正を適正に行うことで、画像処理前のバクテリア映像を鮮明にする必要がある。このような背景除去もさることながら、発光させる為の照射光はきわめて励起光に比べて明るい為、この照射光を適正にカットして利用しなければならない。
【００２０】
（２）特定波長の励起光を発するバクテリアの説明
背景（バックグラウンド）は、樹脂製の検体含有体、もしくはバクテリアを接着するための粘着層を有するフィルムである。どちらもバクテリアから励起光を効率よく（コントラストよく）取得するために、なるべく暗い色で着色されている。しかし、完全に黒色ではなく濃い灰色程度であって、光が照射されると反射光を生じる。
【００２１】
このバクテリア装置においては、照射した光の反射光で検査を行うのではなく、バクテリアに特殊な薬液を含有させて、この状態で、紫外光もしくは緑光を照射する。この紫外光あるいは緑光に応じて、薬液を含有したバクテリアから励起光が発生する。図８の（ａ）、（ｂ）に示すように、具体的に書くと、波長が３７０ｎｍ（ＮＳＨＵ５９０）の紫外光を照射すると、バクテリアからは４６１ｎｍの波長で励起光（露光１）を発する。そして、波長が５２５ｎｍ（ＮＳＰＧ５００Ｓ）の緑光を照射すると、６１７ｎｍの波長で励起光（露光２）を発生する。
【００２２】
図８の（ｃ）は、フィルタの分光特性を示している。励起光は照射光に対して微弱であるのに加えて、それぞれ波長が近いために、受光する光路中で照射光の波長がカットされねばならない。
【００２３】
そのため、紫外光に対しては、３６０ｎｍから急激に減衰する特性を有したカットフィルタを装着して照射することで、約４００ｎｍ点で透過率０％にする。しかも、光源のＮＳＰＧ５００Ｓは４００ｎｍ点でほとんどパワーを持たない。このため、受光側にＬ４２と称する４２０ｎｍ以上の波長帯域を透過するフィルタを挿入することにより、主波長が４６１ｎｍである励起光（露光１）を適正に取得できることとなる。この励起光は、生菌と死菌と共に発生する。
【００２４】
同様に、緑側もフィルタを使う。緑光に対しては、４５０ｎｍから５５０ｎｍの帯域の光を透過するバンドパスフィルタＢＰ５３５を緑光源（５３６ｎｍ）に装着する。光源のＮＳＰＧ５００Ｓは４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの波長帯域の光を発光するが、上述のバンドパスフィルタによって、裾野はカットされる。受光側にＯ５８と称する５８０ｎｍ以上の帯域を透過するフィルタを挿入する。主波長が６１７ｎｍである励起光（露光２）を取得できる。この励起光は死菌のみ発生する。
【００２５】
以上のようにして検体からの励起光は取得できるが、それぞれ透過する波長域は当然残ることになる。照射光源はフィルタカットされているが、光源光量はきわめて大きく、特に緑光源は検体照射面において２０００ルクス程度もある。
【００２６】
このため、上記のごとくカットフィルタ処理を行うにも関わらず、励起光のみを拾うことが出来ず、励起光が弱いことから２秒程度の露光時間を必要とし、背景レベルとして最大２５５の分解の時に１２８程度も上昇してくる。これに励起光の出力の数１０がのるので、背景レベルを除去しておいた方が、後段の画像認識に好ましい。
【００２７】
以下、本発明に係る撮像装置の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２８】
本装置においては、同時にカラー画像を取得するのではなく、色フィルタを切り替えてモノトーン画像を２波長に対して取得する装置である。２対の光源から異なる２種類の波長の照射光（紫外光及び緑光）を被写体に照射する。つまり、ある取得タイミングでは全画素同じ波長の色であり、また、波長ごとの光路長の差はレンズ系が変更無ければ一定であるので、光学系のどの位置で光路長調整を行うかは任意である。しかし今後の展開では、撮像対象の種類が増えるに従って、拡大倍率を適正化する目的で、レンズを差し替え可能に構成すれば、光路長補正の量は変化し、調整手段を差し替えなければならなくなることは言うまでもない。
【００２９】
この関係から、被写体、切り替えフィルタ、レンズユニット、イメージセンサの順に構成され、切り替えフィルタは異なる２波長用のフィルタ各々の厚さが変更されている構成である。
【００３０】
図１は、本撮像装置１全体の側面図であって、主要な構成として、検査を行う被写体を載置するステージ２と、ステージ２に被写体（検体）を載置するなどの操作をするために開閉するフロントカバー５と、対象とする被写体を光照射する光源部４と、この光源部４で照射されて試薬による励起光を発した被写体からの２次元画像光を入光して電気信号の画像データに変換するレンズユニット３と、複数のフィルタを支持し発光の切り替えに応じてフィルタを切り替えるために移動するフィルタ移動部２３と、さらには、先のステージ２に検体を載置させるときの操作性から位置を移動させるためのステージ移動部９からなる。
【００３１】
図２は、光源部４を上から見た平面図である。ステージ２は光源部４からの光が照射されるが、この光源部４は４本のロッド光源６ａ、ロッド光源６ｂ、ロッド光源６ｃ、ロッド光源６ｄからなる。各ロッド光源６は１つの取り付けフランジ５１に各照射光の収斂位置がレンズ手段の光軸上に位置するように調整可能に取り付けられている。
【００３２】
各ロッド光源６は端部に基板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備え、この基板上にロッド内方向に向いてそれぞれ発光ダイオードが設置されている。ロッド光源６ａとロッド光源６ｂは同一の波長（波長３７０ｎｍの紫外光）の光を発光し、１対として働く。
【００３３】
ロッド光源６ｃとロッド光源６ｄは同一の波長（波長５２５ｎｍの緑光）の光を発光し、１対として働く。既に述べたように対象位置に載置される理由は、互いに補完して照射面をほぼ均一の照度にすることにある。ロッド光源６ａとロッド光源６ｂの対と、ロッド光源６ｃとロッド光源６ｄの対とは同時点灯しないとともに、直交している必要はない。
【００３４】
この構成により、ロッド対は、上方に撮像手段を配置した照射ステージに対して撮像手段の側方でステージに対称な２カ所より斜めに同一の波長で同一の照度になるよう照射するとともに、照射ステージに投光エリアが合致して照度ムラがないようにした。さらに、第３の異なる波長の光の照射が必要な場合は、第３の対のロッド光源を増設すればよい。
【００３５】
さらに、それぞれの発光分布においてじゃまになる裾野部分をカットするカットフィルタであるＵ３８０フィルタが、ロッド光源６ａ、６ｂ内に配設されている。ロッド光源６ｃ，６ｄ内には、ＢＰ５３５フィルタが配設されていて発光分布をシャープにしている。
【００３６】
菌を検査する検体は、試薬と共に対象物を溶液中で撹拌された後に含水可能なメンブレムキット４０と呼ばれる検体器具に定着される場合と、粘着面を有するフィルムキット４１で直接採取された場合とがある。更に異なる形状の定着器が考えられるかもしれない。既に述べたように撮像素子に対して拡大光学系で拡大像を形成して撮像するものであるから、焦点深度が小さいため被写体までの距離がきわめて厳しく要求される。
【００３７】
このため、ステージ２には３点の調整ポイントを備え、高さ調整のみならず水平度も調整する。これらの調整ポイントで調整できる調整しろにはいるように、レンズユニット（カメラ）３のフレームに対する取り付け部（図示せず）は、長穴を有していて概略の調整が出来る様になっている。
【００３８】
図３は、本撮像装置のステージ２上にメンブレムキット４０を装着した例を示す。図４は、本撮像装置のステージ２上にフィルムキット４１を装着した図を示す。
【００３９】
メンブレムキット４０は、鍔部４０ａの上部に計測部４０ｂを有しているため、この分、鍔部４０ａより高い位置になる。一方フィルムキット４１はフィルム上であって、このような高さを有しない。一方、レンズユニット３は拡大光学系であると共に、被写体の個体数計測に固体の輪郭形状が重要であるから、撮像の焦点深度がきわめて厳しく狭められる。よって、撮像面の高さは、２のキット間で同一にされなければならない。
【００４０】
この高さ調整のため、フィルムキット４１を装着する場合には中間プレート４２がフィルムの下支えをかねて使用される。つまり、ステージ２にはメンブレムキットを挿入するための穴２０ａが存在するから、そのままフィルムを装填すると中央が下に沈んでしまって、所望の焦点位置が得られなくなるからである。
【００４１】
図５は、本装置の制御ブロックの例を示す。操作者は、データ処理装置に対して指示して計測を開始する。指示されたデータ処理装置は、計測開始コマンドを撮像装置１に送る。インタフェイス８０を介して計測開始コマンドを受信した制御手段８１は計測指示データを露光制御手段８２に送信する。制御手段８１は、フィルタ移動手段２３を有している。
【００４２】
露光制御手段８２は、制御手段８１から受信した指示データに基づき各ロッド光源６に対し制御した露光指示データを照射手段８３に送信する。露光データを受信した照射手段８３は、特定波長領域の光を所定の露光時間で、所定の回数の照射をステージ上の検体に対して行う。そして、少なくとも０．２秒以上で露光時間を制御する。この時、制御手段８１は光電変換手段８４の転送クロック及び／又はリセットパルスを制御することによって露光時間を調整する。
【００４３】
さらに、制御手段８１は各ロッド光源６に対し指示した露光指示データと照射手段８３に送信した照射指示データと、現在のフィルターユニット５５の位置とに基づいてフィルターユニット５５の移動が必要な場合はフィルタ移動手段２３に移動指示を行う。
【００４４】
照射光によって発光するステージ２上の検体からの励起光は、レンズ手段３によって集光され光電変換手段８４に送信される。光電変換手段８４は受信した２次元画像信号を２進数の画像データに変換するためにＡ／Ｄコンバータ８５に送信し、Ａ／Ｄコンバータ８５はデジタル変換されたデータを計測データとしてフレームメモリ８６に送信する。照射が終了するとフレームメモリ８６は蓄積したデータを制御手段８１に送信する。
【００４５】
ここで、本発明における光路長の調整機構について説明する。
【００４６】
光源ユニット４の光が送出される基板取り付けと反対の端の発光端の下方にステージ２は位置する。発光端の上方には、レンズユニット３が備えられているが、このレンズユニット３と発光端との間にステージ２の面に平行に進退するフィルターユニット５５が位置する。フィルターユニット５５には、４２０ｎｍから下の帯域の波長光をカットするＬ４２フィルタ５５ａと、５８０ｎｍから下の波長帯域の光をカットする０５８フィルタ５５ｂが取り付けられている（図１、図２に示す）。
【００４７】
発光端の上方に位置させたことにより、発光が直接フィルタに当たることがさけられる。このことは、フィルタなどのエッジから散乱光が生じたり、迷光などを生じて受光に障害を発生させることがないと言う目的を鑑みたものである。
【００４８】
また、レンズユニット内に切り替えフィルタを構成することも考えられるが、遮光をしなければならない点が、難所となり、コストアップになってしまう。更に、上述のように、レンズを交換可能に構成するケースでは、デメリットである。
【００４９】
図６は、フィルタ移動手段２３の斜視図を示す。フィルタ移動手段２３は、支持フレーム９６と、フィルターユニット５５と、をステージ２の面に平行に進退する駆動を与える駆動手段９０と、駆動手段９０の駆動力をフィルターユニット５５に伝える駆動ロッド９１と、支持フレーム９６と駆動ロット９１に係止され駆動ロッド９１をステージ２側に付勢するばね９２と、で構成されている。
【００５０】
光源切り替えによって、フィルターユニット５５の移動が必要であると判断されると、制御手段８１はフィルタ移動手段の駆動手段９０に対してフィルターユニット５５を移動するための駆動指示を行う。駆動手段９０は駆動ロッド９１を介してフィルターユニット５５をステージ２の面に平行に進退する駆動を行う。
【００５１】
フィルターユニット５５には移動をガイドするガイド穴９３が形成され、移動方向及び位置が規定位置からずれないようにガイドする。図６においては、４２０ｎｍ以下の波長をカットするＬ４２フィルタ５５ａが撮像位置に移動した状態を示している。光源ユニット４から緑光の照射が行われる場合は、駆動手段９０は移動のための駆動を行い、矢印のＡ方向にフィルターユニット５５を移動し５８０ｎｍから下の波長帯域の光をカットするＯ５８フィルタ５５ｂを撮像位置に移動する。
【００５２】
ところで、波長の違いによりレンズ３ａの焦点距離は変化する。例えば５８０ｎｍから下の帯域の波長をカットするＯ５８フィルタ５５ｂで受光した緑光は、レンズ３ａの焦点距離が４２０ｎｍ以下の波長帯域をカットするＬ４２フィルタ５５ａで受光した紫外光の焦点距離より短い。
【００５３】
従って５８０ｎｍから下の波長帯域をカットする０５８フィルタ５５ｂで受光した光はイメージセンサ９６の手前が焦点位置となる。この光がイメージセンサ９６に到達した画像は所謂ピンボケの状態となる。そのため、適正に焦点位置を合わすためにはレンズ３ａ位置の調整（交換）、イメージセンサ９６位置の調整、又は被写体位置の調整が必要となる。
【００５４】
さらに、本撮像装置１は拡大光学系であって焦点深度を厳しく見ないと、個体の輪郭抽出がきれいに行えない。解放露光系なので、背景ノイズが少なく、エッジ協調の画像処理を行うにしても、元画質を充分に要求する。
【００５５】
そこで本発明においては焦点距離を調整するためフィルターユニット５５のフィルタの１つに光路長を調整する光路長調整手段９５を設けた。
【００５６】
図７は、被写体１００と、フィルターユニット５５とレンズ手段（レンズユニット３）の構成図を示す。
【００５７】
図７において、（ａ）は、被写体１００からの励起光を受光するために、フィルタ５５ｂを通してレンズ３ａが合焦する焦点位置を示している。焦点位置Ｘは、紫外光が照射された被写体１００からの励起光（４６１ｎｍ）を受光した場合の焦点位置でイメージセンサ９６の受光面に焦点位置が一致している。焦点位置Ｙは、緑光が照射された被写体１００からの励起光（６１７ｎｍ）を受光した場合の焦点位置で、焦点位置Ｙは、イメージセンサ９６の受光面の手前にある。
【００５８】
このように被読取体からの光の波長の違いによる焦点位置のずれを解決するため、図７の（ｂ）に示すように、照射光の変更時でも光路長の差（色収差）を適切に補完するため、光路長の調整には、フィルタと別部材で交換可能な光路長調整手段が設けられている。
【００５９】
図７（ｂ）の例では、緑光からの励起光（６１７ｎｍ）を受光した場合、フィルタ５５ｂの上に光路長調整部材９５を重ねて載置している。この例では、光路長調整部材は、調整ガラス９５としている。
【００６０】
被写体１００からの励起光は、この調整ガラス９５により屈折され、光路長が調整される。この調整により、レンズ３ａを通った画像の焦点位置は、イメージセンサ９６の受光面と一致している。調整ガラス９５により、光路長が調整され被写体からの異なる波長領域の光に対しても焦点距離の合った精緻な光を得ることを可能としている。
【００６１】
このように、光路長調整手段は、所定のフィルタに調整ガラス９５を重ねて焦点位置を調整する。そして、フィルターユニット５５の移動は、露光手段と、照射手段の情報と、現在のフィルタの種類の情報に基づいて制御手段８１からの指示によりフィルタ移動手段２３によって行われる。
【００６２】
また、本発明による撮像装置１において、被写体１００の装着はステージ２をフロントカバー５開放位置に移動してフロントカバー５（図１に示す）を開放し被写体１００を装着する。また、装置のメンテナンス時には、フィルターユニット５５の上方から操作できるのでフィルタにゴミが付着しても容易にメンテナンスできる構成となっている。また、ステージ２とレンズユニット３との間の空間にフィルターユニット５５を設け、更に光源の発光位置よりも上方にフィルタを位置させているので、フィルタ移動手段２３を設けるために装置を大きくする必要がない。さらには、光学的に安定した構成といえる。
【００６３】
補足すると、説明内に上方下方という位置関係の扱いがあるが、これは便宜的なものであって、装置を斜めに載置したり横置きの装置を構成することも、同様な構成になることは言うまでもない。
【００６４】
本発明に係る撮像装置は、これによって、複数の異なる波長領域を有する被写体からの微弱な励起光の撮像において、波長領域において相違する光路長を簡易な機構で調整可能にし、以って微小サイズの検体を精緻に撮像することをノイズ光を増加させることなく実現したのである。
また、このような位置にフィルタを構成することで、レンズの倍率を変更する為に付け替えをするような構成になっても、容易に光路長の再調整を実現するように出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る光路長調整手段付き撮像装置の側面図を示す。
【図２】  図１の本撮像装置を上面から見た主に光源周辺を示す図である。
【図３】  本撮像装置のステージへメンブレムキットを装着した（ａ）平面図と、（ｂ）断面図を示す。
【図４】  本撮像装置のステージへフィルムキットを装着したａ）平面図と、（ｂ）断面図を示す。
【図５】  本撮像装置の制御ブロック図を示す。
【図６】  フィルタ移動手段の斜視図を示す。
【図７】  被写体、フィルターユニットとレンズユニットの構成図を示す。
【図８】  試薬と光源とフィルタの特性を説明する図を示す。
【符号の説明】
１    撮像装置
２    ステージ
３    レンズユニット（レンズ手段）
４    光源ユニット
５    フロントカバー
６    ロッド光源
２３  フィルタ移動手段
４０  メンブレムキット
４１  フィルムキット
５０  基板
５５  フィルターユニット
５５ａ  Ｌ４２フィルタ
５５ｂ  ０５８フィルタ
８１  制御手段
８２  露光制御手段
８３  照射手段
８４  光電変換手段
８５  Ａ／Ｄコンバータ
８６  フレームメモリ
９０  駆動手段
９５  光路長調整手段
９６  イメージセンサ
【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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