(57)【要約】  【課題】  蛍光検出装置および画像処理システムにおいて、蛍光標識物から射出される蛍光を精度よく検出する。  【解決手段】    蛍光標識物ＰＳを内部に収容した筐体２０と、筐体２０内に配置された蛍光標識物ＰＳに励起光ＦＬを照射する励起光源５０と、励起光源５０からの励起光ＦＬの照射により蛍光標識物ＰＳが射出する蛍光を撮像して画像情報を取得する撮像デバイス３０とを備え、撮像デバイス３０が、撮像素子３３を収容した、撮像素子３３上に開口部３１ａを有するモールド部３１と、開口部３１ａに固定された、蛍光標識物ＰＳが配置される光透過板３２とを有し、励起光源５０が、蛍光標識物ＰＳに光透過板３２の全反射角よりも浅い角度θｃから励起光ＦＬを照射する。【選択図】          図２
2005291795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光標識物を内部に収容する筐体と、該筐体内に配置された前記蛍光標識物に励起光を照射する励起光源と、該励起光源からの前記励起光の照射により前記蛍光標識物が射出する蛍光を撮像して画像情報を取得する撮像デバイスとを備え、
該撮像デバイスが、撮像素子と、該撮像素子上に設けられた、前記蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、
前記励起光源が、前記蛍光標識物に前記光透過板の全反射角よりも浅い角度から前記励起光を照射するものであることを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項２】
前記光透過板の表面に、前記励起光を遮光し前記蛍光を透過する分光フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項３】
蛍光標識物を内部に収容する筐体と、該筐体内に配置された前記蛍光標識物に励起光を照射する励起光源と、該励起光源からの前記励起光の照射により前記蛍光標識物が射出する蛍光を撮像して画像情報を出力する撮像デバイスとを備えた蛍光検出装置と、該蛍光検出装置により取得された画像情報を処理する画像処理装置とを有する画像処理システムにおいて、
該撮像デバイスが、撮像素子と、該撮像素子上に設けられた、前記蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、
前記励起光源が、前記蛍光標識物に前記光透過板の全反射角よりも浅い角度から前記励起光を照射するものであって、
前記画像処理装置が、
前記撮像素子が前記光透過板に配置された前記蛍光標識物を撮影したときに、前記撮像素子の各画素から画素信号を取得する信号取得手段と、
該信号取得手段により取得された複数の前記画素信号の中から、同一の前記蛍光標識物を撮像した前記複数の画素からそれぞれ取得した画素信号を抽出する信号抽出手段と、
該信号抽出手段により抽出された複数の前記画素信号の第１平均値を算出する第１平均値算出手段と、
前記信号抽出手段により抽出された複数の前記画素信号の中から、前記第１平均値算出手段により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている異常画素信号を検出する信号検出手段と、
前記信号抽出手段により抽出された複数の前記画素信号のうち、前記信号検出手段により検出された前記異常画素信号を除いた前記画素信号の第２平均値を算出する第２平均値算出手段と、
前記信号抽出手段により抽出された複数の前記画素信号を前記第２平均値算出手段により算出された第２平均値に置換する信号置換手段と
を有するものであることを特徴とする画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筐体に配置された蛍光標識物を撮像する蛍光検出装置および画像処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体に被写体を配置し、筐体内に備えられた光源で被写体を照射して被写体を撮像する装置が色々な分野で利用されている。例えば、生化学の分野において、蛍光物質を標識物質として使用した画像処理システムが知られている。この画像処理システムによれば、蛍光画像を読み取ることによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは分子量、特性の評価などを行うことができる。
【０００３】
具体的には、例えば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液の中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させる。あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させる。そしてこの複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００４】
あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００５】
また、近年、生化学解析システムとしてマイクロアレイ解析システムが注目を集めている。例えば、蛍光物質を標識物質として利用したマイクロアレイ解析システムにおいては、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるいは、化学的、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光色素などの蛍光標識物質によって標識された物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特異的結合物質に、特異的に結合させたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識物質から発せられた蛍光などを光電的に検出して、生体由来の物質を解析するものである。
【０００６】
上述した生化学解析用システムにおいては、蛍光などを検出するために、筐体内に励起光源とＣＣＤを備えた蛍光検出装置を利用し、上述したマイクロアレイやゲルなどを試料として筐体に収容して、励起光源から励起光を試料に照射することによって試料から生じた蛍光を撮影部としてのＣＣＤにより撮像して検出している。
【０００７】
ところで、生化学解析システムに限らず、筐体に被写体を収容し、筐体に備え付けられた光源から被写体に光を照射しこの被写体を撮影部により撮影する撮影装置が提案されている（たとえば特許文献１参照。）。この撮影装置は、被写体が配置される被写体配置部と、被写体配置部を内部に収容した筐体と、被写体配置部に配置された被写体を上方から撮影する撮影部と、被写体の上から被写体に励起光を照射する、筐体内に配置された光源ユニットとを備えている。
【０００８】
この特許文献１に示すような撮影装置において、撮影部が被写体を離れた位置から撮影しているため、被写体の一部の光しか検出することができず高感度化を図ることができない。そこで、半導体パッケージの上面に形成された光透過板に直接被写体を配置し、光透過板の下に設けられた撮像素子により被写体を撮像する撮像デバイスが提案されている。（たとえば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２８７４９７号公報
【特許文献２】特表２００１−５１１８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に示すような撮像デバイスにおいて、化学発光する被写体については容易に撮影が可能であるが、たとえば蛍光色素で標識された蛍光標識物のような励起光が照射されることにより蛍光を射出するような場合、特許文献１のように蛍光標識物の上方から励起光を照射してしまうとその励起光が撮像素子に入射してしまい、高精度な撮影を行うことができないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、蛍光標識物から射出される蛍光の高感度な検出を行うことができる蛍光検出装置および画像処理システム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】
【００１１】
本発明の蛍光検出装置は、蛍光標識物を内部に収容する筐体と、筐体内に配置された蛍光標識物に励起光を照射する励起光源と、励起光源からの励起光の照射により蛍光標識物が射出する蛍光を撮像して画像情報を取得する撮像デバイスとを備え、撮像デバイスが、撮像素子と、撮像素子上に設けられた、蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、励起光源が、蛍光標識物に光透過板の全反射角よりも浅い角度から励起光を照射するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、「蛍光標識物」とは、たとえばホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの物質を蛍光色素によって標識したものをいう。
【００１３】
また、光透過板の表面に、励起光を遮光し蛍光を透過する分光フィルタが設けられていてもよい。なお光透過板の表面であれば、光透過板の撮像素子側であっても蛍光標識物を配置する面側であってもよい。
【００１４】
また、本発明の画像処理システムは、蛍光標識物を内部に収容する筐体と、筐体内に配置された蛍光標識物に励起光を照射する励起光源と、励起光源からの励起光の照射により蛍光標識物が射出する蛍光を撮像して画像情報を出力する撮像デバイスとを備えた蛍光検出装置と、蛍光検出装置により取得された画像情報を処理する画像処理装置とを有する画像処理システムにおいて、撮像デバイスが、撮像素子と、撮像素子上に設けられた、蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、励起光源が、蛍光標識物に光透過板の全反射角よりも浅い角度から励起光を照射するものであって、画像処理装置が、撮像素子が光透過板に配置された蛍光標識物を撮影したときに、撮像素子の各画素から画素信号を取得する信号取得手段と、信号取得手段により取得された複数の画素信号の中から、同一の蛍光標識物を撮像した複数の画素からそれぞれ取得した画素信号を抽出する信号抽出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号の第１平均値を算出する第１平均値算出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号の中から、第１平均値算出手段により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている異常画素信号を検出する信号検出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号のうち、信号検出手段により検出された異常画素信号を除いた画素信号の第２平均値を算出する第２平均値算出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号を第２平均値算出手段により算出された第２平均値に置換する信号置換手段とを有するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、信号置換手段は、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号を第２平均値にするものであればなんでもよく、たとえば複数の画素信号の値を第２平均値に置き換えるものであってもよいし、蛍光標識物の画素信号として第２平均値を用いるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の蛍光検出装置によれば、撮像デバイスが、撮像素子を収容した、撮像素子上に開口部を有するモールド部と、開口部に固定された、蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、励起光源が、蛍光標識物に光透過板の全反射角よりも浅い角度から励起光を照射するものであることにより、撮像素子３３と蛍光標識物ＰＳとを密着させて蛍光検出を行ったときであっても、蛍光標識物に照射される励起光は光透過板により全反射されるため、撮像素子に励起光が入射されるのを防止して高感度な蛍光検出を行うことができる。
【００１７】
なお、光透過板の表面に、励起光を遮光し蛍光を透過する分光フィルタが設けられている構成で有れば、励起光が撮像素子に入射するのを確実に防止することができる。
【００１８】
また、本発明の画像処理システムによれば、撮像デバイスが、撮像素子と、撮像素子上に設けられた、蛍光標識物が配置される光透過板とを有し、励起光源が、蛍光標識物に光透過板の全反射角よりも浅い角度から励起光を照射するものであって、画像処理装置が、撮像素子が光透過板に配置された蛍光標識物を撮影したときに、撮像素子の各画素から画素信号を取得する信号取得手段と、信号取得手段により取得された複数の画素信号の中から、同一の蛍光標識物を撮像した複数の画素からそれぞれ取得した画素信号を抽出する信号抽出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号の第１平均値を算出する第１平均値算出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号の中から、第１平均値算出手段により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている異常画素信号を検出する信号検出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号のうち、信号検出手段により検出された異常画素信号を除いた画素信号の第２平均値を算出する第２平均値算出手段と、信号抽出手段により抽出された複数の画素信号を第２平均値算出手段により算出された第２平均値に置換する信号置換手段とを有するものであることにより、たとえば画素欠陥が存在し、もしくは他の画素と感度特性の違う画素が存在する等撮像素子に不良画素が存在する場合であっても、その不良画素と同一の蛍光標識物を撮影した画素の画素信号を用いて不良画素の画素信号を補間することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の蛍光検出装置および画像処理システムの実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の画像処理システムの一例を示す斜視図である。図１の画像処理システム１はたとえば蛍光標識物を被写体として、被写体に励起光を照射することにより蛍光画像を表示する画像処理システムであって、蛍光検出装置１０と画像処理装置１００とを有する。蛍光検出装置１０および画像処理装置１００は机上に配置されるものであって、画像処理装置１００はたとえばパーソナルコンピュータからなっており、マウスやキーボード等の入力手段２およびＣＲＴや液晶ディスプレイ等からなる表示部３に接続されている。そして、蛍光検出装置１０が蛍光標識物ＰＳを撮影して、取得した蛍光標識物の画像情報を画像処理装置１００に送り、画像処理装置１００が画像情報を画像処理して表示部３で表示するようになっている。
【００２０】
図２は本発明の蛍光検出装置の好ましい実施の形態を示す模式図である。図２の蛍光検出装置１０は、蛍光標識物ＰＳを内部に収容した筐体２０と、筐体２０内に配置された蛍光標識物ＰＳに励起光ＦＬを照射する励起光源５０と、励起光源５０からの励起光ＦＬの照射により蛍光標識物ＰＳが射出する蛍光を撮像して画像情報を出力する撮像デバイス３０とを備えている。
【００２１】
ここで、筐体２０は略直方体に形成された中空部２１を有するものであって、開閉可能な蓋２２を有している。そして、ユーザーが蓋２２を開けて筐体２０内に蛍光標識物ＰＳを収容することができるようになっている。このように、筐体２０は中空部２１内に外光が入らないような暗箱を構成しており、蛍光標識物ＰＳから微弱光が射出された場合であっても撮影が可能になっている。なお、蛍光標識物ＰＳとは、たとえばホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの物質を蛍光色素によって標識されたものをいう。
【００２２】
撮像デバイス３０は筐体２０の下側に固定された、たとえば特表２００１−５１１８８７号公報に示すような半導体パッケージからなっており、撮像素子３３と、撮像素子３３上に設けられた、蛍光標識物ＰＳが配置される光透過板３２とを有している。具体的には、図３に示すように、撮像デバイス３０は、撮像素子３３を収容した、撮像素子３３上に開口部３１ａを有するモールド部３１と、開口部３１ａに固定された、蛍光標識物ＰＳが配置される光透過板３２と、撮像素子３３により取得された画像情報を外部に出力する外部端子３４とを備えている。そして、この撮像デバイス３０には、図４（ａ）に示すように、光透過板３２上における撮像素子３３の撮像可能領域内に複数の蛍光標識物ＰＳがたとえば格子状に複数配置されるようになっている。
【００２３】
励起光源５０は、格子状に配列された蛍光標識物ＰＳにそれぞれ励起光ＦＬを照射するため、たとえば矢印Ｙ方向に複数の発光素子を配列したライン状の励起光ＦＬを矢印Ｘ方向に走査するようになっている。なお、励起光源５０は、スポット状の励起光ＦＬを矢印
Ｘ方向および矢印Ｙ方向に走査させることにより、複数の蛍光標識物ＰＳに励起光ＦＬを照射するものであってもよい。
【００２４】
ここで、励起光源５０は、蛍光標識物ＰＳに光透過板３２の全反射角よりも浅い角度θｃから励起光ＦＬを照射するようになっている。具体的には、励起光源５０は、図４（ｂ）に示すように、励起光源５０に最も近い蛍光標識物ＰＳ１が配置されている位置への励起光ＦＬの入射角が光透過板３２の全反射角よりも浅い角度θｃになるように設置されている。すると、励起光ＦＬが矢印Ｘ１方向に走査されるにつれて励起光ＦＬの光透過板３２への入射角θｃは小さくなっていくため、励起光ＦＬは光透過板３２において常に全反射されることになる。これにより、励起光ＦＬが撮像素子３３に入射するのを防止することができるため、励起光ＦＬを照射しなければ検査ができないような蛍光標識物ＰＳについても、図３および図４に示すような、撮像素子３３と蛍光標識物ＰＳとをほぼ密着させる撮像デバイス３０を使用することができるため、蛍光標識物ＰＳの高精度な分析を行うことができる。
【００２５】
さらに、励起光ＦＬを光透過板３３の全反射角よりも浅い角度θｃから照射するだけでなく、図２に示すように、光透過板３２の表面に、励起光ＦＬを遮光し蛍光を透過する分光フィルタ４０を設けるようにしてもよい。これにより、撮像素子３３に励起光ＦＬが入射するのを確実に防止することができる。なお、図２においては、分光フィルタ４０が光透過板３２の撮像素子３３側に設けられている場合について例示しているが、励起光源側５０に設けられていてもよい。
【００２６】
図５は本発明の画像処理システム１に使用される画像処理装置１００の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１から図５を参照して画像処理装置１００について説明する。図５の画像処理装置１００は、上述した蛍光検出装置１０により取得された画像情報を処理する画像処理装置１００を有するものであって、撮像素子３３が光透過板３２に配置された蛍光標識物ＰＳを撮影したときに、撮像素子３３の各画素から画素信号を取得する信号取得手段１１０と、信号取得手段１１０により取得された複数の画素信号の中から、同一の蛍光標識物ＰＳを撮像した複数の画素からそれぞれ取得した画素信号を抽出する信号抽出手段１１１と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号の第１平均値を算出する第１平均値算出手段１１２と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号の中から、第１平均値算出手１１２段により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている異常画素信号を検出する信号検出手段１１３と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号のうち、信号検出手段１１３により検出された異常画素信号を除いた画素信号の第２平均値を算出する第２平均値算出手段１１４と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号を第２平均値算出手段により算出された第２平均値に置換する信号置換手段１１５とを有する。
【００２７】
具体的には、たとえば蛍光標識物ＰＳの径はたとえば７５μｍ〜３００μｍであり、撮像素子３３の画素はたとえば５０μｍ×５０μｍであるとき、図６に示すように、撮像素子３３の複数の画素Ｐ１〜Ｐ９が同一の蛍光標識物ＰＳを撮像するようになる。ここで、信号取得手段１１０が、撮像素子３３のすべての画素（画素Ｐ１〜Ｐ９を含む）から画素信号を取得したとき、信号抽出手段１１１が、信号取得手段１１０により取得された複数の画素信号の中から、同一の蛍光標識物ＰＳを撮像した複数の画素Ｐ１〜Ｐ９が取得した画素信号を抽出するようになっている。
【００２８】
なお、信号抽出手段１１１が複数の画素Ｐ１〜Ｐ９を抽出する際、予め蛍光標識物ＰＳの配置位置がわかっており、その配置位置に対応した画素の画素信号を抽出するようにしてもよいし、画像情報のエッジ検出をすることにより、各蛍光標識物ＰＳ毎にそれを撮像した複数の画素を検出するようにしてもよい。また、図６においては説明の容易のため、蛍光標識物ＰＳが画素Ｐ１〜Ｐ９に凝集している場合について例示しているが、信号抽出手段１１１は、同一の蛍光標識物ＰＳを撮像した画素の画素信号を各蛍光標識物ＰＳ毎に抽出するものであればよい。たとえば、図７（ａ）に示すように、光透過板３２上に複数の蛍光標識物ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３がランダムに存在しているとき、信号抽出手段１１１は、各蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３毎にそれぞれ撮像素子３３の画素の画素信号を抽出するものであってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、たとえば３つの蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３が光透過板３２上に千鳥状に存在する場合であっても、信号抽出手段１１１は、信号抽出手段１１１は、各蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３毎にそれぞれ撮像素子３３の画素の画素信号を抽出するものであってもよい。
【００２９】
なお、図７（ａ）、（ｂ）においては３種類の蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３が存在している場合について例示しているが、３種類以上複数の蛍光標識物が光透過板３２上に存在する場合についても適用することができる。この場合であっても、各蛍光標識物毎に画素信号が抽出されるようになる。
【００３０】
第１平均値算出手段１１２は、信号抽出手段１１１により抽出された画素Ｐ１〜Ｐ９の画素信号の平均値を算出する。そして、信号検出手段１１３は、信号抽出手段１１１により抽出された画素Ｐ１〜Ｐ９の画素信号の中から、第１平均値算出手段１１２により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている異常画素信号を検出する。ここで、所定のしきい値にはたとえば±２σ（σは画素Ｐ１〜Ｐ９の画素信号のばらつき）が用いられる。ここでは、図６の画素Ｐ５が欠陥画素であって、画素Ｐ５から取得される画素信号が異常画素信号であるとする。このとき、第２平均値算出手段１１４は、信号検出手段１１３により検出された異常画素信号（画素Ｐ５の画素信号）を除いた画素Ｐ１〜Ｐ９の画素信号の平均値を算出する。その後、信号置換手段１１５が画素Ｐ１〜Ｐ９の画素信号を第２平均値算出手段１１４により算出された第２平均値に置換する。すなわち、画素Ｐ１〜Ｐ９により撮像された蛍光標識物ＰＳを示す画像情報として第２平均値の信号値が用いられる。
【００３１】
これにより、撮像素子３３にたとえば画素欠陥が存在し、もしくは他の画素と感度特性の異なる画素が存在する場合であっても、その不良画素等が撮像した蛍光標識物を撮像した他の画素の画素信号を用いて不良画素の画素信号を補間することができる。
【００３２】
なお、第１平均値算出手段１１２、信号検出手段１１３、第２平均値算出手段１１３および信号置換手段１１５において、図７（ａ）、（ｂ）のように、複数の蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３毎に複数の画素信号が分類されている場合には、各蛍光標識物ＰＳ１〜ＰＳ３毎にそれぞれ第１平均値の算出、異常画素信号の検出、第２平均値の算出および画素信号の置換が行われる。
【００３３】
上記実施の形態によれば、撮像デバイス３０が、撮像素子を収容した、撮像素子上に開口部を有するモールド部と、開口部３１ａに固定された、蛍光標識物ＰＳが配置される光透過板３２とを有し、励起光源５０が、蛍光標識物に光透過板３２の全反射角よりも浅い角度θｃから励起光ＦＬを照射するものであることにより、撮像素子３３と蛍光標識物ＰＳとを密着させて蛍光検出を行ったときに、蛍光標識物ＰＳに照射される励起光ＦＬは光透過板３２により全反射されるため、撮像素子に励起光が入射されるのを防止して高感度な蛍光検出を行うことができる。
【００３４】
また、図３のように、光透過板３２の表面に、励起光ＦＬを遮光し蛍光を透過する分光フィルタが設けられている構成で有れば、励起光ＦＬが撮像素子３３に入射するのを確実に防止することができる。
【００３５】
また、図５の画像処理装置１００を用いた画像処理システム１によれば、画像処理装置１００が、撮像素子３３が光透過板３２に配置された複数の蛍光標識物ＰＳを撮影したときに、撮像素子３３の各画素から画素信号を取得する信号取得手段１１０と、信号取得手段１１０により取得された複数の画素信号の中から、同一の蛍光標識物ＰＳを撮像した複数の画素がそれぞれ取得した画素信号を抽出する信号抽出手段１１１と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号の平均値を算出する第１平均値算出手段１１２と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号の中から、第１平均値算出手段１１２により算出された平均値から所定のしきい値以上離れている画素信号を検出する信号検出手段１１３と、信号検出手段１１３により検出された画素信号を除いた複数の画素信号の平均値を算出する第２平均値算出手段１１４と、信号抽出手段１１１により抽出された複数の画素信号を第２平均値算出手段１１４により算出された平均値に置換する信号置換手段１１５とを有するものであることにより、撮像素子３３に不良画素が存在する場合であっても、その不良画素と同一の蛍光標識物ＰＳを撮影した画素の画素信号を用いて不良画素の画素信号を補間することができる。
【００３６】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。たとえば、図２から図６において、蛍光検出装置１０は、１つの撮像デバイス３０を有する場合について例示しているが、図８（ａ）に示すように、複数の撮像デバイス３０が格子状に配列しているものであってもよいし、複数の撮像デバイス３０がライン状に配列されたものであってもよい。このとき、図４と同様に、励起光源５０が、励起光源５０に最も近い撮像デバイス列２０ａが配置されている位置への励起光ＦＬの入射角が光透過板３２の全反射角よりも浅い角度θｃになるように設置されており、励起光ＦＬが矢印Ｘ１方向に走査していけば、すべての撮像デバイス３０において、励起光ＦＬは光透過板３２において常に全反射されることになる。これにより、撮像素子３３と蛍光標識物ＰＳとを密着させて蛍光検出を行ったときであっても、蛍光標識物ＰＳに照射される励起光は光透過板により全反射されるため、撮像素子３３に励起光ＦＬが入射されるのを防止して高感度な蛍光検出を行うことができる。
【００３７】
さらに、図４および図８（ａ）においては、励起光源５０は固定されており、励起光源５０から射出する励起光ＦＬが走査する場合について例示しているが、図８（ｂ）に示すように、励起光源５０自体が矢印Ｘ１方向に走査することにより、複数の撮像素子３３（蛍光標識物ＰＳ）に励起光ＦＬを照射するようにしてもよい。これにより、各蛍光標識物ＰＳに同一の入射角θｃで励起光ＦＬを照射することができるため、複数の蛍光標識物ＰＳに対して同一の実験条件下における蛍光検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の画像処理システムの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】本発明の蛍光検出装置の好ましい実施の形態を示す模式図
【図３】本発明の蛍光検出装置における撮像デバイスの一例を示す斜視図
【図４】本発明の蛍光検出装置における撮像デバイスと励起光源５０の位置関係を示す模式図
【図５】本発明の画像処理システムの好ましい実施の形態を示すブロック図
【図６】本発明の画像処理システムにおける撮像素子の画素と蛍光標識物との位置関係を示す模式図
【図７】本発明の画像処理システムにおける撮像素子の画素と蛍光標識物との位置関係の別の一例を示す模式図
【図８】本発明の蛍光検出装置の別の実施の形態を示す模式図
【符号の説明】
【００３９】
１     画像処理システム
１０   蛍光検出装置
２０   筐体
２１   中空部
３０   撮像デバイス
３１   モールド部
３１ａ 開口部
３２   光透過板
３３   撮像素子
３４   外部端子
４０   分光フィルタ
５０   励起光源
１００ 画像処理装置
１１０ 信号取得手段
１１１ 信号抽出手段
１１２ 第１平均値算出手段
１１３ 信号検出手段
１１４ 第２平均値算出手段
１１５ 信号置換手段
ＦＬ   励起光
Ｐ１〜Ｐ９     画素
ＰＳ   蛍光標識物
【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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