(57)【要約】【課題】多様な計測内容に操作性よく対応することができる画像取込装置を提供することを目的とする。【解決手段】スクリーニング対象の液状試料を保持したマイクロプレート１０を撮像して液状試料の画像を取り込む画像取込装置において、第１の光軸Ａ１を有する撮像ユニット３と第２の光軸Ａ２を有する照明ユニット４とを上下に重なる位置関係で収納し、第１の光軸Ａ１の上下に設定された第１の観察位置［Ｐ１］、第２の観察位置［Ｐ２］のうち、選択されたいずれかの観察位置においてマイクロプレート１０を水平な姿勢で保持し、中間位置［ＰＭ］に配設された光路切替部７によって第１の光軸Ａ１に沿う光の光路を下側の光路１または上側の光路２のいずれかに折り曲げる構成とする。これにより、マイクロプレート１０の上側および下側のいずれからも撮像が可能となる。【選択図】図１
2009222473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物を保持した板状の容器を撮像して前記観察対象物の画像を取り込む画像取込装置であって、
水平な第１の光軸を撮像光軸とする撮像ユニットと、前記第１の光軸の下方においてこの第１の光軸に平行して設定された第２の光軸を照明光軸とする照明ユニットと、前記撮像ユニットと前記照明ユニットとを上下に重なる位置関係で収納する筐体部と、
前記撮像ユニットの被撮像物側であって前記第１の光軸と前記第２の光軸との中間の高さ位置に設定された第１の観察位置およびこの第１の観察位置の上方であって前記第１の光軸よりも高い位置に設定された第２の観察位置のうち、選択されたいずれかの観察位置において前記板状の容器を水平な姿勢で保持する容器保持部と、
前記第１の観察位置と前記第２の観察位置とに挟まれた中間位置に配設され、前記第１の光軸に沿う光の光路を第１の観察位置側または第２の観察位置側のいずれかに折り曲げる光路切替部と、
前記撮像ユニットと前記中間位置との間に配設され、前記第１の光軸に沿って前記撮像ユニットへ入射する方向の光のうち所定の波長領域の光を透過させて撮像ユニットへ入射させ、他の波長領域の光を下方へ反射する光学部材と、前記第１の光軸と前記光学部材とを交差させまた交差状態から離脱するように前記光学部材を移動させる光学部材移動機構と、
前記第１の光軸と交差する前記光学部材の下方に配置されて前記照明ユニットから前記第２の光軸に沿って照射された照明光を前記光学部材へ向かって反射し、さらにこの光学部材に入射した照明光の反射光を前記光路切替部へ入射させる照明光反射ミラーとを備えたことを特徴とする画像取込装置。
【請求項２】
前記容器保持部を昇降させる昇降機構を備え、この昇降機構によって前記容器保持部を前記第１の観察位置または第２の観察位置へ移動させることを特徴とする請求項１記載の画像取込装置。
【請求項３】
前記光路切替部が、前記光路の向きをそれぞれ第１の観察位置側および第２の観察位置側へ折り曲げる第１ミラーおよび第２ミラーと、前記第１ミラーおよび第２ミラーを水平移動させるミラー移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像取込装置。
【請求項４】
特性の異なる複数の光学部材を備え、前記光学部材移動機構によって前記複数の光学部材を、前記第１の光軸と交差する位置に選択的に位置させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像取込装置。
【請求項５】
前記筐体部の側面には容器搬入口が開口されており、さらに前記容器搬入口から容器を搬入して前記昇降機構による前記容器保持部の移動経路まで搬入する容器搬送部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像取込装置。
【請求項６】
前記照明光反射ミラーを前記第２の光軸に沿って移動させることにより、前記光学部材の下方と前記第１の観察位置の下方とに選択的に位置させる照明光反射ミラー移動機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像取込装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状試料などの観察対象物を保持した板状の容器を撮像して観察対象物の画像を取り込む画像取込装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製薬業界等で行われる創薬スクリーニング分野では、近年スクリーニング規模の急激な拡大に伴い、大量の検体試料を自動化されたシステムを用いて短時間で効率よく評価して目標とする化合物を見いだす、高速大量スクリーニング（ＨＴＳ）の手法が導入されるようになっている。このような高速大量スクリーニングにおいては、マイクロプレートなどの容器に収納された検体試料を対象として分注操作や培養を行った後、目的に応じて蛍光計測や、発光計測、吸光計測など各種の計測が行われる。
【０００３】
これらの計測はいずれも検体試料を保持した容器をカメラで撮像して画像を取り込むことによって行われ、このための専用の画像取込装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す例においては、撮像方向を下向きにして配設されたカメラの下方にマイクロプレートを水平姿勢で保持させ、マイクロプレートを上面側からカメラによって撮像して画像を取り込むようにしている。
【特許文献１】米国特許第６，３７７，３４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでマイクロプレートなどの容器中の検体試料を対象とした計測においては、計測対象部位によって撮像方向を変える必要が生じる場合がある。例えば、マイクロプレートのウェル中の検体試料を対象として計測を行う場合は、通常はウェルの開口側から撮像して画像を取り込むが、ウェルの底面に付着した培地に存在する細胞などを計測の対象とする場合には、マイクロプレートの下面側から撮像する必要がある。しかしながら、上述の特許文献例に示す先行技術では、このように撮像方向を変える場合には装置全体を反転した状態で計測を行う必要があり、同一の装置で多様な計測内容に操作性よく対応することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、多様な計測内容に操作性よく対応することができる画像取込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】
【０００６】
本発明の画像取込装置は、観察対象物を保持した板状の容器を撮像して前記観察対象物の画像を取り込む画像取込装置であって、水平な第１の光軸を撮像光軸とする撮像ユニットと、前記第１の光軸の下方においてこの第１の光軸に平行して設定された第２の光軸を照明光軸とする照明ユニットと、前記撮像ユニットと前記照明ユニットとを上下に重なる位置関係で収納する筐体部と、前記撮像ユニットの被撮像物側であって前記第１の光軸と前記第２の光軸との中間の高さ位置に設定された第１の観察位置およびこの第１の観察位置の上方であって前記第１の光軸よりも高い位置に設定された第２の観察位置のうち、選択されたいずれかの観察位置において前記板状の容器を水平な姿勢で保持する容器保持部と、前記第１の観察位置と前記第２の観察位置とに挟まれた中間位置に配設され、前記第１の光軸に沿う光の光路を第１の観察位置側または第２の観察位置側のいずれかに折り曲げる光路切替部と、前記撮像ユニットと前記中間位置との間に配設され、前記第１の光軸に沿って前記撮像ユニットへ入射する方向の光のうち所定の波長領域の光を透過させて撮像ユニットへ入射させ、他の波長領域の光を下方へ反射する光学部材と、前記第１の光軸
と前記光学部材とを交差させまた交差状態から離脱するように前記光学部材を移動させる光学部材移動機構と、前記第１の光軸と交差する前記光学部材の下方に配置されて前記照明ユニットから前記第２の光軸に沿って照射された照明光を前記光学部材へ向かって反射し、さらにこの光学部材に入射した照明光の反射光を前記光路切替部へ入射させる照明光反射ミラーとを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の光軸を有する撮像ユニットと第２の光軸を有する照明ユニットとを上下に重なる位置関係で収納し、撮像ユニットの被撮像物側であって第１の光軸の上下に設定された第１の観察位置および第２の観察位置のうち、選択されたいずれかの観察位置において板状の容器を水平な姿勢で保持し、第１の観察位置と第２の観察位置とに挟まれた中間位置に配設された光路切替部によって第１の光軸に沿う光の光路を第１の観察位置側または第２の観察位置側のいずれかに折り曲げる構成とすることにより、容器保持部の上側および下側のいずれからも観察が可能となり、同一の装置で多様な計測内容に操作性よく対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像取込装置の全体構成を示す側面図、図２，図３、図４，図５は本発明の一実施の形態の画像取込装置の部分断面図、図６は本発明の一実施の形態の画像取込装置における容器搬送部の動作説明図、図７，図８，図９，図１０，図１１，図１２は本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図である。
【０００９】
まず図１を参照して画像取込装置１の全体構成を説明する。画像取込装置１は、観察対象物を保持した板状の容器を撮像して、観察対象物の画像を取り込む機能を有するものである。本実施の形態においては、観察対象物である液状試料を板状の容器であるマイクロプレートの複数のウェルに保持させ、これらの液状試料をカメラによって撮像して画像を取り込むようにしている。そして取り込まれた画像情報に基づき、液状試料を対象とした蛍光計測、吸光計測、発光計測などの各種の計測処理が実行される。
【００１０】
図１において、画像取込装置１は矩形断面形状の筐体部２の内部に、撮像ユニット３、照明ユニット４、容器昇降部５、容器搬送部６、光路切替部７、ダイクロイックミラーユニット８および照明光反射部９を配設した構成となっている。以下、各部の構成および機能を、図２〜図６を参照して説明する。なお、図２および図３は、筐体部２の内部を上面側から見た水平断面を示しており、図４はこの水平断面から光路切替部７およびダイクロイックミラーユニット８を除去した水平断面を示している。さらに図５は、図４から照明光反射部９を除去した水平断面を示しており、図６は、容器昇降部５、容器搬送部６の詳細構成および動作を説明するための拡大図である。
【００１１】
撮像ユニット３の構成を説明する。筐体部２の内部の右半部にはベースプレート１１が水平に配設されており、ベースプレート１１に立設されたブラケット１２、１４には、それぞれカメラ１３、撮像光学系１５が、水平に設定された第１の光軸Ａ１にそれぞれの光軸を合わせた水平姿勢で保持されている。カメラ１３はＣＣＤなどの撮像素子を備えており、筐体部２の内部の左半部に位置する被撮像物からの撮像光を撮像光学系１５を介して受光して、画像信号を出力する。
【００１２】
撮像ユニット３は光チョッパ１６および回転フィルタ１８を備えている。光チョッパ１６は、透光用開口部（図示省略）が設けられた回転ディスク１６ａをモータ１７によって回転駆動する形態となっている。回転ディスク１６ａを回転させて投光用開口部を第１の光軸Ａ１と一致させた状態においてのみ、撮像光学系１５を介して入射した撮像光はカメ
ラ１３に受光され、それ以外の状態では撮像光は回転ディスク１６ａによって遮断される。モータ１７の回転を制御することにより、所定のタイミングにて所定時間だけカメラ１３を露光させることができるようになっている。
【００１３】
回転フィルタ１８は、複数のフィルタ２０ａが装着された回転ディスク２０をモータ１９によって回転駆動する構成となっており、フィルタ２０ａを第１の光軸Ａ１に一致させることにより、撮像光学系１５を介して入射する撮像光は装着されたフィルタ２０ａのフィルタ特性に応じてフィルタリングされた状態でカメラ１３に受光される。すなわち、被撮像物からの撮像光のうち特定光のみをカメラ１３に入射させ、あるいは特定光を除去した状態でカメラ１３に入射させることができる。本実施の形態においては、蛍光計測が対象とする計測方法に含まれることから、回転ディスク２０に装着される複数のフィルタ２０ａには、蛍光を透過し光源からの励起光を遮断する特性を有するものが含まれる。
【００１４】
次に、撮像ユニット３の下方に配設された照明ユニット４の構造を説明する。筐体部２の内部においてベースプレート１１の下方には、ベースプレート２１が水平に配設されており、ベースプレート２１にはブラケット２２、２４が立設されている。ブラケット２２、ブラケット２４は、それぞれそれぞれＬＥＤ光源部２３、照明光学系２５が、水平に設定された第２の光軸Ａ２にそれぞれの光軸を合わせた水平姿勢で保持されている。ＬＥＤ光源部２３はＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として内蔵しており、ＬＥＤ光源部２３から発光される照明光は照明光学系２５を介して被撮像物に対して第２の光軸Ａ２に沿う方向に照射される。
【００１５】
照明ユニット４は、ＬＥＤ光源部２３からの照明光をフィルタリングするための回転フィルタ２６を備えている。回転フィルタ２６は、フィルタ２８ａが装着された回転ディスク２８をモータ２７によって回転駆動する構成となっており、フィルタ２８ａを第２の光軸Ａ２に一致させることにより、ＬＥＤ光源部２３によって発光された照明光は、装着されたフィルタ２８ａのフィルタ特性に応じてフィルタリングされた状態で照明光学系２５を介して照射される。本実施の形態においては、蛍光計測が対象とする計測方法に含まれることから、回転ディスク２８に装着される複数のフィルタ２８ａには、対象とする蛍光物質の励起に必要な波長の光をＬＥＤ光源部２３が発光する照明光から抽出する機能を有する励起フィルタが含まれる。上記のような構成・機能の撮像ユニット３および照明ユニット４を用いることにより、励起光を計測対象物に照射した後、計測対象物が発する蛍光の強度の時間推移を観測する時間分解蛍光法を、画像取込装置１によって実行することが可能となっている。
【００１６】
また上記構成において画像取込装置１は、水平な第１の光軸Ａ１を撮像光軸とする撮像ユニット３と、第１の光軸Ａ１の下方においてこの第１の光軸Ａ１に平行して設定された第２の光軸Ａ２を照明光軸とする照明ユニット４とを筐体部２の内部に備えた形態となっており、さらに筐体部２は撮像ユニット３と照明ユニット４とを上下に重なる位置関係で収納する配置形態となっている。撮像ユニット３と照明ユニット４とをこのような位置関係で配置することにより、後述するように、計測対象部位に応じて観察方向を変える必要が生じた場合においても、同一の装置で操作性よく対応することが可能となっている。
【００１７】
次に液状試料（観察対象物）を保持した板状の容器であるマイクロプレート１０を保持して昇降させるための容器昇降部５について説明する。なお板状の容器として、ここではウェルが設けられたマイクロプレート１０の例を示しているが、板状の容器として単にガラス板に液状試料を保持させる形態であってもよい。筐体部２の内部の左端部には、昇降テーブル３１が立姿勢で配設されており、昇降テーブル３１の昇降部材３１ａには、結合ブラケット３２を介して略平板状の容器保持部３３（図６参照）が結合されている。容器保持部３３にはマイクロプレート１０を定位置に載置するための位置保持部材３３ａが設
けられており、さらに容器保持部３３の４つのコーナ部はカットされて、コーナカット部３３ｂとなっている。容器保持部３３にマイクロプレート１０を載置した状態で昇降テーブル３１を駆動することにより、マイクロプレート１０は容器保持部３３とともに昇降する（矢印ａ）。
【００１８】
昇降テーブル３１による容器保持部３３の昇降ストローク範囲には、撮像ユニット３によってマイクロプレート１０を撮像して観察するための第１の観察位置［Ｐ１］、第２の観察位置［Ｐ２］が設定されている。第１の観察位置［Ｐ１］は、撮像ユニット３の被撮像物側、すなわち筐体部２の内部の左半部側であって第１の光軸Ａ１と第２の光軸Ａ２との中間の高さ位置に設定されており、第２の観察位置［Ｐ２］は、第１の観察位置［Ｐ１］の上方であって第１の光軸Ａ１よりも高い位置に設定されている。昇降テーブル３１を駆動することにより、マイクロプレート１０を載置した容器保持部３３を第１の観察位置［Ｐ１］、第２の観察位置［Ｐ２］のいずれかに位置させることができ、これにより容器保持部３３によって保持されたマイクロプレート１０は、第１の観察位置［Ｐ１］、第２の観察位置［Ｐ２］のいずれかに保持される。
【００１９】
すなわち上記構成において、容器保持部３３は昇降テーブル３１によって昇降し、第１の観察位置［Ｐ１］、第２の観察位置［Ｐ２］のうち選択されたいずれかの観察位置において、板状の容器であるマイクロプレート１０を水平な姿勢で保持する。そして昇降テーブル３１は容器保持部３３を昇降させる昇降機構であり、この昇降機構によって容器保持部３３を第１の観察位置［Ｐ１］または第２の観察位置［Ｐ２］へ移動させるようになっている。
【００２０】
次に光路切替部７について説明する。第１の光軸Ａ１の左側の延長線上において、第１の観察位置［Ｐ１］と第２の観察位置［Ｐ２］との中間位置［ＰＭ］には、光路切替部７が配設されている。光路切替部７は、第１の光軸Ａ１と同一の高さ位置においてＹ方向に水平に配設された移動テーブル４１（図２参照）によって、第１ミラー４４Ａ、第２ミラー４４Ｂの２つのミラーを、Ｙ方向に移動自在に設けた構成となっている。
【００２１】
移動テーブル４１の移動部材４１ａには、結合ブラケット４２を介してミラー保持部材４３Ａ、４３Ｂが結合されており、ミラー保持部材４３Ａ、４３Ｂは、第１ミラー４４Ａ、第２ミラー４４Ｂを、それぞれ反射面が４５°下向き、４５°上向きとなった傾斜姿勢で保持している。移動テーブル４１を駆動することにより、第１ミラー４４Ａ、第２ミラー４４ＢはＹ方向に移動して（図２に示す矢印ｂ参照）、いずれか１つを第１の光軸Ａ１と交差する位置に移動させることができる。移動テーブル４１は、第１ミラー４４Ａおよび第２ミラー４４Ｂを水平移動させるミラー移動機構となっている。
【００２２】
すなわち移動テーブル４１を駆動して、移動部材４１ａを図２に示す矢印ｂの位置に移動させることにより、第２ミラー４４Ｂが第１の光軸Ａ１と交差する位置に移動する。また移動部材４１ａをさらにＹ方向（図２において上側）に移動させることにより、第１ミラー４４Ａは第１の光軸Ａ１と交差する位置に移動する。さらに、移動部材４１ａを図３に示す矢印ｅの位置に移動させることにより、第１ミラー４４Ａ、第２ミラー４４Ｂのいずれをも、第１の光軸Ａ１と交差する位置から離脱させることができる。これにより、容器保持部３３の上方の空間がクリアな状態となり、容器昇降部５においてマイクロプレート１０を保持した容器保持部３３の昇降が可能となる。
【００２３】
第１ミラー４４Ａが第１の光軸Ａ１と交差する位置にある状態において、第１の光軸Ａ１に沿って第１ミラー４４Ａに入射した光は、第１の光軸Ａ１を垂直下方に第１の観察位置［Ｐ１］側に折り曲げた光路Ｌ１に沿って進む。またこの光の方向と逆に、光路Ｌ１に沿って垂直下方から第１ミラー４４Ａに入射した光は、第１の光軸Ａ１に沿って撮像ユニ
ット３の方向へ進む。同様に、第２ミラー４４Ｂが第１の光軸Ａ１と交差する位置にある状態において、第１の光軸Ａ１に沿って第２ミラー４４Ｂに入射した光は、第１の光軸Ａ１を垂直上方に第２の観察位置［Ｐ２］側に折り曲げた光路Ｌ２に沿って進む。またこの光の方向と逆に、光路Ｌ２に沿って垂直上方から第２ミラー４４Ｂに入射した光は、第１の光軸Ａ１に沿って撮像ユニット３の方向へ進む。
【００２４】
すなわち上記構成において、光路切替部７は第１の観察位置［Ｐ１］と第２の観察位置［Ｐ２］とに挟まれた中間位置［ＰＭ］に配設されており、第１の光軸Ａ１に沿う光の光路を、第１の観察位置［Ｐ１］側（光路Ｌ１）または第２の観察位置［Ｐ２］側（光路Ｌ２）のいずれかに折り曲げる機能を有している。そして光路切替部７は、第１の光軸Ａ１に沿う光路の向きをそれぞれ第１の観察位置［Ｐ１］側および第２の観察位置［Ｐ２］側へ折り曲げる第１ミラー４４Ａおよび第２ミラ４４Ｂーと、第１ミラー４４Ａおよび第２ミラー４４Ｂを水平移動させるミラー移動機構とを備えた形態となっている。
【００２５】
このような構成を採用することにより、容器保持部３３に保持されたマイクロプレート１０内の液状試料を対象とした計測において、マイクロプレート１０の観察方向、すなわちマイクロプレート１０を上面側から観察する上面観察と下面側から観察する下面観察とを容易に切り換えることが可能となっている。またこの観察方向の切替において、光路切替部７は第１の観察位置［Ｐ１］と第２の観察位置［Ｐ２］との中間位置［ＰＭ］に位置していることから、上面観察の場合の光路長と下面観察の場合の光路長が同一となる。これにより、観察位置を変更した場合においても、照明ユニット４による照明光の照射や撮像ユニット３による撮像光の受光に際しては同一の光学的取扱いが可能となり、装置製作面や計測作業の迅速化の面から望ましい構成となっている。
【００２６】
次にマイクロプレート１０を筐体部２内に搬入・搬出する容器搬送部６について説明する。図１、図２に示すように、筐体部２の側面において容器保持部３３の昇降下限位置の近傍には外部と連通した開口部２ａが開口しており、開口部２ａにはシャッタ２ｂが開閉自在に設けられている。図５に示すように、筐体部２の内部には移動テーブル３４がＹ方向に配設されており、移動テーブル３４の移動部材（図示省略）には、Ｘ方向に水平に延出した結合ブラケット３５が結合されている。移動テーブル３４を駆動することにより、結合ブラケット３５はＹ方向に移動する（矢印ｉ参照）。
【００２７】
結合ブラケット３５の先端部には、マイクロプレート１０を保持するプレート受渡部３６が設けられており、移動テーブル３４を駆動して結合ブラケット３５を開口部２ａ側に移動させることにより、プレート受渡部３６は開口部２ａを介して筐体部２の外部に突出する。図６に示すように、プレート受渡部３６は外方に突出した２つのフォーク状の保持アーム３６ａを備えており、２つの保持アーム３６ａの間には、容器昇降部５の容器保持部３３が上下に挿通可能な開口サイズの受渡空間３６ｂが形成されている。
【００２８】
保持アーム３６ａには、マイクロプレート１０の４つのコーナ位置に対応してプレート保持部３６ｃが設けられており、マイクロプレート１０の各コーナ部をプレート保持部３６ｃに位置合わせすることにより、マイクロプレート１０はプレート受渡部３６によって保持される。プレート受渡部３６へのマイクロプレート１０の供給・取出しは、プレート受渡部３６が開口部２ａを介して筐体部２の外部に突出した状態で行われる。
【００２９】
すなわち筐体部２の外部でマイクロプレート１０が供給されたプレート受渡部３６が筐体部２の内部に移動して容器昇降部５の容器保持部３３との間でプレート受渡動作を行うことにより、マイクロプレート１０は容器保持部３３に受け渡される。そして計測処理が終了した後のマイクロプレート１０は、容器保持部３３からプレート受渡部３６に受け渡されたのち、開口部２ａを介して筐体部２の外部へ搬出される。移動テーブル３４，結合
ブラケット３５およびプレート受渡部３６は、マイクロプレート１０を昇降テーブル３１による容器保持部３３の移動経路まで搬入する容器搬送部６を構成する。
【００３０】
上述のプレート受渡動作は、以下のようにして行われる。まずプレート受渡部３６から容器保持部３３にマイクロプレート１０を渡す際には、容器保持部３３をプレート受渡部３６の下方に位置合わせした状態で、容器保持部３３を受渡空間３６ｂを介して上昇させる。これにより、容器保持部３３に設けられた位置保持部材３３ａがマイクロプレート１０に下面側から当接し、マイクロプレート１０は容器保持部３３によって持ち上げられ、プレート保持部３６ｃによって保持されたマイクロプレート１０の容器保持部３３への受渡が完了する。また容器保持部３３からプレート受渡部３６にマイクロプレート１０を渡す際には、上述のプレート受渡動作と逆順の動作を行う。
【００３１】
このプレート受渡動作において、容器保持部３３の各コーナ部にはコーナカット部３３ｂが設けられていることから、プレート保持部３６ｃと容器保持部３３との干渉が生じることなく、マイクロプレート１０の受渡しを行うことができる。すなわち上記構成において、筐体部２の側面には容器搬入口としての開口部２ａが開口されており、さらに開口部２ａからマイクロプレート１０を搬入して、昇降テーブル３１による容器保持部３３の移動経路まで搬入する容器搬送部６を備えた形態となっている。
【００３２】
次にダイクロイックミラーユニット（光学部材ユニット）８について説明する。図１において撮像ユニット３と光路切替部７が位置する中間位置［ＰＭ］との間には、ダイクロイックミラーユニット８が配設されている。図１、図２に示すように、ダイクロイックミラーユニット８はＹ方向に配設された２つの第１移動テーブル５１Ａ、第２移動テーブル５１Ｂを備えており、第１移動テーブル５１Ａ、第２移動テーブル５１Ｂには、それぞれ移動部材５１ａを介して結合ブラケット５２Ａ、結合ブラケット５２Ｂが下方に延出して装着されている。
【００３３】
結合ブラケット５２Ａにはミラー保持部材５３Ａを介して２つのダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂが結合されており、結合ブラケット５２Ｂにはミラー保持部材５３Ｂを介して２つのダイクロイックミラー５４Ｃ、５４Ｄが結合されている。ダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄはいずれも特定の波長領域の光を透過させ、他の波長領域の光を反射する特性を有する光学部材である。本実施の形態においては、蛍光計測や吸光計測など異なる種類の計測を同一の装置によって行うため、ダイクロイックミラーユニット８はそれぞれ異る波長特性を有する複数のダイクロイックミラーを備えている。なお、本実施の形態では、特定の波長領域の光を透過させ、他の波長領域の光を反射する光学部材としてダイクロイックミラーを用いているが、ダイクロイックミラーに代えてダイクロイックプリズムなど、同等の機能を有するものを前述の光学部材として用いてもよい。
【００３４】
図２に示すように、第１移動テーブル５１Ａを駆動することにより（矢印ｃ参照）、ダイクロイックミラー５４Ａ、５４ＢがＹ方向に移動し、いずれか１つを第１の光軸Ａ１と交差させる位置に移動させることができる。また第２移動テーブル５１Ｂを駆動することにより（矢印ｄ参照）ダイクロイックミラー５４Ｃ、５４ＤがＹ方向に移動し、いずれか１つを第１の光軸Ａ１と交差させる位置に移動させることができる。さらに、図３に示すように、第１移動テーブル５１Ａ、第２移動テーブル５１Ｂを駆動して、それぞれの移動部材５１ａを矢印ｆ、ｇの位置まで移動させることにより、ダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄはいずれも第１の光軸Ａ１と交差する位置から離脱する。これにより、計測の種類・形態によりダイクロイックミラーの機能を必要としない場合には、ダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄの全てを第１の光軸Ａ１と交差する位置から退避させることが可能となっている。
【００３５】
すなわち上記構成において、ダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄは、撮像ユニット３と光路切替部７が位置する中間位置［ＰＭ］との間に配設され、第１の光軸Ａ１に沿って撮像ユニット３へ入射する方向の光のうち、所定の波長領域の光を透過させて撮像ユニット３へ入射させ、他の波長領域の光を下方へ反射する機能を有している。また第１移動テーブル５１Ａ、第２移動テーブル５１Ｂは、第１の光軸Ａ１とダイクロイックミラー５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄとを交差させまた交差状態から離脱するように、これらのダイクロイックミラーを移動させる光学部材移動機構としての機能を有している。そして本実施の形態においては、特性の異なる複数のダイクロイックミラーを備え、光学部材移動機構によってこれらの複数のダイクロイックミラーを、第１の光軸Ａ１と交差する位置に選択的に位置させるようにしている。
【００３６】
次に光路切替部７、ダイクロイックミラーユニット８の下方に設けられた照明光反射部９について説明する。図１において光路切替部７、ダイクロイックミラーユニット８の下方には、第２の光軸Ａ２の下方に平行してミラー移動機構６１がＸ方向に配設されている。ミラー移動機構６１に装着された移動部材６１ａには、ミラー保持部材６２を介して照明光反射ミラー６３が４５°の傾斜角で結合されている。照明光反射ミラー６３の中点の高さ位置は第２の光軸Ａ２と一致しており、第２の光軸Ａ２に沿って照明ユニット４から照射された照明光は、照明光反射ミラー６３に水平方向から入射する。
【００３７】
ミラー移動機構６１を駆動することにより、照明光反射ミラー６３はＸ方向に移動する。したがってミラー移動機構６１は、照明光反射ミラー移動機構となっている。これにより照明光反射ミラー６３を、ダイクロイックミラーユニット８の直下に照明光反射ミラー６３が位置する第１の反射位置［Ｐ３］と、光路切替部７の直下に照明光反射ミラー６３が位置する第２の反射位置［Ｐ４］とに、選択的に位置させることができる。照明光反射ミラー６３が第１の反射位置［Ｐ３］に位置した状態では、照明ユニット４によって第２の光軸Ａ２に沿って入射した照明光は、照明光反射ミラー６３によって垂直上方に光路Ｌ３に沿って反射され、ダイクロイックミラーユニット８のダイクロイックミラー５４Ａに入射する。そしてダイクロイックミラー５４Ａに入射した光の反射光は、第１の光軸Ａ１に沿って光路切替部７の第１ミラー４４Ａ、第２ミラー４４Ｂのいずれかに入射する。
【００３８】
すなわち、照明光反射部９の照明光反射ミラー６３は、ダイクロイックミラーユニット８において第１の光軸Ａ１と交差するダイクロイックミラーの下方に配置されて、照明ユニット４から第２の光軸Ａ２に沿って照射された照明光をダイクロイックミラーへ向かって反射し、さらにこのダイクロイックミラーに入射した照明光の反射光を光路切替部７へ入射させる機能を有している。そして照明光反射部９は、照明光反射ミラー６３を第２の光軸Ａ２に沿って移動させることにより、ダイクロイックミラーユニット８の下方と第１の観察位置［Ｐ１］の下方とに、照明光反射ミラー６３を選択的に位置させる照明光反射ミラー移動機構を備えた構成となっている。
【００３９】
この画像取込装置１は上記の様に構成されており、以下、画像取込装置１を用いてマイクロプレート１０を対象として行なわれる各種の計測処理の実際例について説明する。まず図７を参照して最も基本的な蛍光計測、すなわちマイクロプレート１０のウェル１０ａの開口部側を計測対象面として蛍光計測を行う場合について説明する。この場合には、ウェル１０ａ内に液状試料を収容したマイクロプレート１０を容器保持部３３に保持させて、第１の観察位置［Ｐ１］に位置させる。
【００４０】
また照明光反射部９においては、照明光反射ミラー６３を第１の反射位置［Ｐ３］に位置させ、さらにダイクロイックミラーユニット８においては、蛍光計測用の特性、すなわち蛍光を透過させて励起光を反射する特性を有するダイクロイックミラー５４Ａを第１の
光軸Ａ１と交差する位置に移動させ、光路切替部７においては第１の光軸Ａ１を下方に折り曲げる方向（光路Ｌ１）に配設された第１ミラー４４Ａを、第１の光軸Ａ１と交差する位置に位置させる。
【００４１】
この状態で、照明ユニット４を作動させて照明光学系２５を介して特定の波長領域の照明光、すなわち対象となる蛍光物質を励起させる励起光を、第２の光軸Ａ２に沿って照明光反射ミラー６３に入射させる（矢印ｊ１）。これにより励起光は垂直上方に反射され（矢印ｊ２）、下方からダイクロイックミラーユニット８のダイクロイックミラー５４Ａに入射する。次いでこの入射光はダイクロイックミラー５４Ａによって水平方向に反射されて第１の光軸Ａ１に沿って進んで第１ミラー４４Ａに入射し（矢印ｊ３）、さらに第１ミラー４４Ａによって下方に光路Ｌ１に沿って反射されて（矢印ｊ４）、ウェル１０ａ内の液状試料に上方から入射する。
【００４２】
そして励起光が入射して液状試料中の蛍光物質が励起されることにより、固有の蛍光が発生する。この蛍光を含む撮像光は、光路Ｌ１に沿って第１ミラー４４Ａに入射し（矢印ｊ５）、次いで第１ミラー４４Ａによって水平方向に反射された撮像光は第１の光軸Ａ１に沿って進み、ダイクロイックミラー５４Ａに入射する。ダイクロイックミラー５４Ａは蛍光を透過させて励起光を反射する特性を有していることから、マイクロプレート１０から発生した蛍光のみがダイクロイックミラー５４Ａを透過する（矢印ｊ６）。そしてこの透過光は、撮像ユニット３によって撮像される。すなわちこの透過光が撮像光学系１５を介してカメラ１３（図１参照）に入射することにより画像情報が取得され、この画像情報に基づいて液状試料中の蛍光物質が発した蛍光の強度が計測される。
【００４３】
次にウェル１０ａの底面に検出対象物がある場合などに実行される蛍光計測の例を、図８を参照して説明する。この場合には、液状試料を収納したマイクロプレート１０を、第２の観察位置［Ｐ２］に位置させる。また照明光反射部９においては照明光反射ミラー６３を第１の反射位置［Ｐ３］に位置させ、さらにダイクロイックミラーユニット８においては、蛍光計測用のダイクロイックミラー５４Ａを第１の光軸Ａ１に交差する位置に移動させ、光路切替部７においては、第１の光軸Ａ１を上方に折り曲げる方向（光路Ｌ２）に配設された第２ミラー４４Ｂを、第１の光軸Ａ１に交差させる。
【００４４】
この状態で照明ユニット４を作動させて、照明光学系２５を介して励起光を第２の光軸Ａ２に沿って照明光反射ミラー６３に入射させる（矢印ｋ１）。これにより励起光は垂直上方に反射され（矢印ｋ２）、下方からダイクロイックミラーユニット８のダイクロイックミラー５４Ａに入射し、ダイクロイックミラー５４Ａによって第１の光軸Ａ１に沿って水平方向に反射され（矢印ｋ３）、さらに第２ミラー４４Ｂによって上方に光路Ｌ２に沿って反射されて（矢印ｋ４）、ウェル１０ａ内の液状試料に底面側から入射する。
【００４５】
そして励起光がウェル１０ａの底面に存在する細胞などの検出対象物に入射すると、検出対象物は蛍光物質が励起されることにより固有の蛍光を発生する。この蛍光を含む撮像光は、光路Ｌ２に沿って第２ミラー４４Ｂに入射し（矢印ｋ５）、次いで第２ミラー４４Ｂによって水平方向に反射された撮像光は第１の光軸Ａ１に沿って進み、ダイクロイックミラー５４Ａに入射する。ダイクロイックミラー５４Ａは蛍光を透過させて励起光を反射する特性を有していることから、マイクロプレート１０から発生した蛍光のみがダイクロイックミラー５４Ａを透過する（矢印ｋ６）。そしてこの透過光は、図７に示す例と同様に撮像ユニット３によって撮像される。
【００４６】
次にウェル１０ａに収容された液状試料に照明光を吸光させた状態で、検出対象物から蛍光を発生させる蛍光計測の例について、図９を参照して説明する。この場合には液状試料を収容したマイクロプレート１０を、第１の観察位置［Ｐ１］に位置させ、照明光反射
部９においては、照明光反射ミラー６３をマイクロプレート１０の下方の第２の反射位置［Ｐ４］に位置させる。また光路切替部７においては、第１の光軸Ａ１を下方に折り曲げる方向に配置された第１ミラー４４Ａを第１の光軸Ａ１に交差させ、さらにダイクロイックミラーユニット８においては、蛍光計測用のダイクロイックミラー５４Ａを、第１の光軸Ａ１に交差する位置に移動させる。
【００４７】
この状態で照明ユニット４を作動させて、照明光学系２５を介して励起光を第２の光軸Ａ２に沿って照明光反射ミラー６３に入射させる（矢印ｌ１）。これにより励起光は垂直に上方に反射され（矢印ｌ２）、下方からマイクロプレート１０のウェル１０ａに入射して液状試料に吸収される。励起光が液状試料に吸収されると、検出対象物は蛍光物質が励起されることにより固有の蛍光を発生する。この蛍光を含む撮像光は、光路Ｌ２に沿って第１ミラー４４Ａに入射し（矢印ｌ３）、第１ミラー４４Ａによって反射された撮像光は第１の光軸Ａ１に沿って水平方向に進み、ダイクロイックミラー５４Ａに入射する。ダイクロイックミラー５４Ａは蛍光を透過させて励起光を反射する特性を有していることから、マイクロプレート１０から発生した蛍光のみがダイクロイックミラー５４Ａを透過する（矢印ｌ４）。そしてこの透過光は、図７、図８に示す例と同様に撮像ユニット３によって撮像される。
【００４８】
次に、ウェル１０ａ内の液状試料によって光が吸収される吸光度を計測する場合の計測例について、図１０を参照して説明する。この場合には、計測に際して用いられる測定光をマイクロプレート１０の下方から照射するため、図９に示す計測例と同様に、液状試料を収容したマイクロプレート１０を第１の観察位置［Ｐ１］に位置させる。そして照明光反射部９においては、照明光反射ミラー６３をマイクロプレート１０の下方の第２の反射位置［Ｐ４］に位置させ、また光路切替部７においては、第１ミラー４４Ａを第１の光軸Ａ１に交差させる。なお、この計測例ではダイクロイックミラーは使用しないため、ダイクロイックミラーユニット８においては全てのダイクロイックミラー５４Ａを第１の光軸Ａ１と交差する位置から退避させる。
【００４９】
この吸光計測に際しては、照明ユニット４を作動させて吸光計測用の測定光を第２の光軸Ａ２に沿って照射し（矢印ｍ１）、照明光反射ミラー６３に入射させて垂直上方に反射させて（矢印ｍ２）、マイクロプレート１０のウェル１０ａに収容された液状試料に下方から入射させる。この入射光のうちウェル１０ａ内の液状試料に吸収されてさらに液状試料を透過した光は垂直上方に進み（矢印ｍ３）、第１ミラー４４Ａに入射する。そしてこの入射光の反射光は、第１の光軸Ａ１に沿って水平方向に進んで撮像ユニット３によって受光される。これにより、ウェル１０ａ中の液状試料の吸光度が計測される。
【００５０】
次にウェル１０ａ内の液状試料自体の化学反応により発生する光を受光することにより行われる発光計測の例について、図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、ウェル１０ａ内の液状試料から上方に向って発光される光を計測対象とする例を示している。この場合には、液状試料を収容したマイクロプレート１０を第１の観察位置［Ｐ１］に位置させ、光路切替部７においては第１ミラー４４Ａを第１の光軸Ａ１と交差する位置に移動させる。
【００５１】
この状態において、ウェル１０ａ内の液状試料から発生したは上方に進んで第１ミラー４４Ａに入射し（矢印ｎ１）、第１ミラー４４Ａによって水平方向に反射されて第１の光軸Ａ１に沿って進み（矢印ｎ１）、撮像ユニット３によって受光される。この発光計測においては照明光を必要としないため、照明ユニット４、ダイクロイックミラーユニット８、照明光反射部９の機能は使用されず、ダイクロイックミラーユニット８においては、全てのダイクロイックミラーを退避させた状態となっている。
【００５２】
図１２は、同様の発光計測においてウェル１０ａ内の液状試料から下方に向って発光する光を計測対象とする例を示している。この場合は液状試料を収容したマイクロプレート１０を第２の観察位置［Ｐ２］に位置させ、光路切替部７においては第２ミラー４４Ｂを第１の光軸Ａ１と交差する位置に移動させる。この状態において、ウェル１０ａ内の液状試料から発光された光は下方に進んで第２ミラー４４Ｂに入射し（矢印ｏ１）、第２ミラー４４Ｂによって水平方向に反射されて第１の光軸Ａ１に沿って進み（矢印ｏ２）、撮像ユニット３によって受光される。この発光計測においても図１１に示す側と同様に、照明ユニット４、ダイクロイックミラーユニット８、照明光反射部９の機能は使用されない。
【００５３】
上記説明したように、本発明の画像取込装置は、第１の光軸Ａ１を有する撮像ユニット３と第２の光軸Ａ２を有する照明ユニット４とを上下に重なる位置関係で収納し、撮像ユニット３の被撮像物側であって第１の光軸Ａ１の上下に設定された第１の観察位置［Ｐ１］および第２の観察位置［Ｐ２］のうち、選択されたいずれかの観察位置において板状の容器であるマイクロプレート１０を水平な姿勢で保持し、第１の観察位置［Ｐ１］と第２の観察位置［Ｐ２］とに挟まれた中間位置［ＰＭ］に配設された光路切替部７によって、第１の光軸Ａ１に沿う光の光路を第１の観察位置［Ｐ１］側または第２の観察位置［Ｐ２］側のいずれかに折り曲げる構成としたものである。
【００５４】
これにより、マイクロプレート１０を対象とした画像による計測において、マイクロプレート１０の観察方向を容易に切り換えて、上面側および下面側のいずれからも画像を取り込むことが可能となっている。これにより、先行技術において画像取込み方向を変える場合に必要とされた装置全体を反転する操作を必要とすることなく、マイクロプレート１０の上側および下側のいずれからも計測を実行することが可能となり、同一の装置で多様な計測内容に操作性よく対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の画像取込装置は、同一の装置で多様な計測内容に操作性よく対応することができるという利点を有し、製薬業界などで大量の検体試料を評価する高速大量スクリーニングにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態の画像取込装置の全体構成を示す側面図
【図２】本発明の一実施の形態の画像取込装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の画像取込装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の画像取込装置の部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態の画像取込装置の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の画像取込装置における容器搬送部の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【図９】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の画像取込装置による計測処理の説明図
【符号の説明】
【００５７】
１  画像取込装置
２  筐体部
３  撮像ユニット
４  照明ユニット
５  容器昇降部
６  容器搬送部
７  光路切替部
８  ダイクロイックミラーユニット
９  照明光反射部
１０  マイクロプレート
１０ａ  ウェル
１３  カメラ
２３  ＬＥＤ光源部
３１  昇降テーブル
３３  容器保持部
３４  移動テーブル
３６  プレート受渡部
４４Ａ  第１ミラー
４４Ｂ  第２ミラー
５１Ａ  第１移動テーブル
５１Ｂ  第２移動テーブル
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ  ダイクロイックミラー（光学部材）
［Ｐ１］  第１の観察位置
［Ｐ２］  第２の観察位置
［Ｐ３］  第１の反射位置
［Ｐ４］  第２の反射位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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