特許 6017478 蛍光撮影装置及び蛍光撮影装置用の光源ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6017478

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】蛍光撮影装置及び蛍光撮影装置用の光源ユニット

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/64 20060101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/64 F

【請求項の数】21

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-36855(P2014-36855)

(22)【出願日】2014年2月27日

(65)【公開番号】特開2015-161581(P2015-161581A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2015年6月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075281

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 和憲

(72)【発明者】

【氏名】伊神 盛志

【審査官】 伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９１４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４９５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２３１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６９４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料に含まれる蛍光物質を励起させるために、波長帯域が異なる複数種類の励起光を照射可能な光源ユニットを有し、複数種類の前記各励起光で励起された蛍光を検出して蛍光画像を撮影する蛍光撮影装置において、
前記光源ユニットは、
複数の発光素子と、
前記各発光素子の照射方向の前方に配置され、前記各発光素子が発光する光の波長帯域を制限して前記各励起光を生成するための複数種類の励起光フィルタと、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも１つを含み、前記複数種類の各励起光フィルタをそれぞれ有する複数種類の照射部と、
光透過性を有する基材を含み、前記複数の発光素子が実装される回路基板であり、前記複数種類の照射部が一次元又は二次元に配列され、かつ、前記複数種類の照射部で共用される１枚の回路基板と、
前記回路基板に起因して発生する有害光が、前記回路基板内を伝搬して、１種類の前記照射部から種類が異なる別の前記照射部へ進入することを防止するために、前記回路基板に形成された貫通孔（開放端を有する場合を含む）で構成される遮光部と、
前記励起光フィルタが取り付けられることにより前記複数種類の照射部の照射窓を構成し、かつ、前記回路基板において前記各発光素子が実装される実装領域を含み、前記各照射部において前記各励起光フィルタと前記実装領域との間に形成される実装空間を画定する窓枠ブロックであって、隣接する前記実装空間同士の境界を画定し、隣接する前記実装空間への漏光を防止する隔壁を含む窓枠ブロックと、
前記遮光部は、隣接する複数種類の前記照射部の前記実装領域の間の境界領域に配置されていることを特徴とする蛍光撮影装置。

【請求項2】

前記窓枠ブロックは、前記回路基板の表面と密着する弾性材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光撮影装置。

【請求項3】

前記回路基板の背面側において、前記実装領域と対向する位置に、光吸収特性を有する遮光部材が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光撮影装置。

【請求項4】

前記遮光部材は、各前記照射部の間に配置されるリブを有していることを特徴とする請求項３に記載の蛍光撮影装置。

【請求項5】

前記隔壁の内壁面に配置され、前記実装空間に対応する形状およびサイズを有し、かつ、遮光性を有するスリーブを備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項6】

前記貫通孔の内壁面は、前記開放端を有さない閉じた面であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項7】

前記遮光部は、複数個の前記貫通孔で構成される貫通孔群であることを特徴とする請求項６に記載の蛍光撮影装置。

【請求項8】

前記複数種類の照射部は３つ以上あり、かつ、前記境界領域は２つ以上あり、前記遮光部は、複数の前記境界領域のうちの少なくとも１つに配置されている請求項６または７に記載の蛍光撮影装置。

【請求項9】

前記遮光部は、前記実装領域の周囲に配置されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項10】

前記貫通孔の１個の長さは、前記実装領域の幅以下であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項11】

前記貫通孔の１個の面積は、１つの前記発光素子の面積以下であることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項12】

前記貫通孔の前記内壁面には、光を反射又は吸収するコーティングが施されていることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項13】

前記コーティングは導電性メッキであることを特徴とする請求項１２に記載の蛍光撮影装置。

【請求項14】

前記貫通孔の形状は、多角形、円形及び楕円形のうちのいずれかであることを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項15】

前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項６ないし１４のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項16】

前記貫通孔は、前記回路基板に実装される部品の端子を挿通可能であることを特徴とする請求項６ないし１５のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項17】

前記複数種類の照射部のうちの１つで発生した有害光が他の照射部に向かって直進して伝播する直線経路内には、前記貫通孔が少なくとも１個配置されていることを特徴とする請求項６ないし１６のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項18】

前記複数個の貫通孔は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１７に記載の蛍光撮影装置。

【請求項19】

前記回路基板の材質は、ガラスエポキシであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の蛍光撮影装置。

【請求項20】

前記励起光フィルタは、緑色領域の波長帯域を有する緑色励起光を生成する緑色励起光フィルタを含むことを特徴とする請求項１９に記載の蛍光撮影装置。

【請求項21】

試料に含まれる蛍光物質を励起させて、励起された蛍光を検出して蛍光画像を撮影する蛍光撮影装置に用いられ、波長帯域が異なる複数種類の励起光を照射して、前記蛍光物質を励起されるための光源ユニットにおいて、
複数の発光素子と、
前記各発光素子の照射方向の前方に配置され、前記各発光素子が発光する光の波長帯域を制限して前記各励起光を生成するための複数種類の励起光フィルタと、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも１つを含み、前記複数種類の各励起光フィルタをそれぞれ有する複数種類の照射部と、
光透過性を有する基材を含み、前記複数の発光素子が実装される回路基板であり、前記複数種類の照射部が一次元又は二次元に配列され、かつ、前記複数種類の照射部で共用される１枚の回路基板と、
前記回路基板に起因して発生する有害光が、前記回路基板内を伝搬して、１種類の前記照射部から種類が異なる別の前記照射部へ進入することを防止するために、前記回路基板に形成された貫通孔（開放端を有する場合を含む）で構成される遮光部と、
前記励起光フィルタが取り付けられることにより前記複数種類の照射部の照射窓を構成し、かつ、前記回路基板において前記各発光素子が実装される実装領域を含み、前記各照射部において前記各励起光フィルタと前記実装領域との間に形成される実装空間を画定する窓枠ブロックであって、隣接する前記実装空間同士の境界を画定し、隣接する前記実装空間への漏光を防止する隔壁を含む窓枠ブロックと、
前記遮光部は、隣接する複数種類の前記照射部の前記実装領域の間の境界領域に配置されていることを特徴とする光源ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、励起光の照射により蛍光画像を撮影する蛍光撮影装置及び蛍光撮影装置用の光源ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

生化学や分子生物学の研究分野において、試料を分析するために、蛍光物質を有する試料に励起光を照射して、励起された蛍光を検出して蛍光画像を撮影する試料分析用の蛍光撮影装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。試料は、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、抗体、抗原などの生体由来の物質や、マウスやラット等の生体そのものである。

【0003】

生体由来の物質を試料とする場合には、生体由来の物質に対して、蛍光色素を標識物質として付与し、励起光の照射により蛍光色素が発する蛍光を検出することにより、蛍光画像を得る。蛍光画像には、生体由来の物質の反応状況や分布状態が現れるため、これを解析することにより、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定などが行われる。生体そのものを試料とする場合には、生体に励起光を照射して蛍光画像を得る。生体は、自家蛍光を発する蛍光物質を含む組織を有しており、また、生体に対して標識物質として蛍光色素が投与される場合もある。生体の蛍光画像から、自家蛍光の分布状態や蛍光色素の分布状態を解析することにより、生体の分析が行われる。

【0004】

蛍光撮影装置は、試料に対して励起光を照射する光源ユニットと、蛍光画像を撮像するイメージセンサを有するカメラ部とを有している。蛍光物質の種類によって励起波長は異なるため、蛍光物質の励起波長に応じて、光源ユニットが照射する励起光が選択される。イメージセンサは、選択された励起光によって励起された蛍光を検出する。カメラ部には、例えば、イメージセンサに入射する光を、蛍光物質で励起された蛍光に制限するためのフィルタユニットが設けられている。特許文献１に記載の光源ユニットは、異なる色の励起光を発する複数種類の照射部を有している。複数種類の照射部は、異なる色の光を発する複数種類の発光素子をそれぞれ有している。発光素子は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用される。このような特許文献１の光源ユニットは、各色の照射部を選択的に使用することにより、励起波長が異なる複数種類の蛍光物質に簡便に対応できるようになっている。

【0005】

特許文献２には、青色（Ｂ）領域、緑色（Ｇ）領域、赤色（Ｒ）領域の３色の励起光を照射する３種類の照射部を有する光源ユニットが記載されている。Ｂ用照射部は、青色光を発するＢＬＥＤと、ＢＬＥＤの前面に配置されるＢ用励起光フィルタとを有している。Ｇ用照射部は、緑色光を発するＧＬＥＤと、ＧＬＥＤの前面に配置されるＧ用励起光フィルタとを有しており、Ｒ用照射部は、赤色光を発するＲＬＥＤと、ＲＬＥＤの前面に配置されるＲ用励起光フィルタとを有している。

【0006】

蛍光物質の励起波長は、各色のＬＥＤの発光波長に対して狭帯域である。各色の励起光フィルタは、各色のＬＥＤが発光する光の波長帯域のうち、励起波長以外の波長をカットして、蛍光物質に照射される波長帯域を狭帯域化するためのものである。

【0007】

蛍光物質に対して励起波長以外の光成分が照射されると、励起波長以外の光成分は蛍光励起に寄与しないばかりか、蛍光画像の背景の明るさレベルを上げてしまい、蛍光画像における蛍光と背景のコントラストを低下させてしまう。励起光フィルタを設けることにより、励起波長以外の光成分が除去されるため、背景の明るさレベルの上昇が抑制されて、蛍光画像において、蛍光の良好な識別性を確保することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】登録特許５３２３１３０号公報

【特許文献2】特開２０１０−０９１４５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

発明者は、こうした光源ユニットの低コスト化を図るため、１枚の回路基板上に、ＢＬＥＤ、ＧＬＥＤ、ＲＬＥＤなど複数種類のＬＥＤを一次元又は二次元に配列して実装し、各色の照射部で１枚の回路基板を共用することを検討している。回路基板の前面には、前面カバーが取り付けられる。例えば、前面カバーも各色の照射部で共用され、前面カバーには、Ｂ、Ｇ、Ｒの各色の励起光を照射する複数の照射窓が設けられる。各色の照射窓は、Ｂ、Ｇ、Ｒの各色用の励起光フィルタと、励起光フィルタがはめ込まれる窓枠とで構成される。

【0010】

しかしながら、複数種類の照射部で１枚の回路基板を共用すると、回路基板が原因で蛍光画像に対して有害な有害光が発生し、有害光が蛍光画像に写り込むという問題が生じることが分かってきた。具体的には、回路基板は、例えばガラスエポキシなどの光透過性を有する樹脂を基材として使用し、基材上に配線パターンなどがプリントされたプリント基板である。ガラスエポキシは、ＢＬＥＤが発光する青色光によって、樹脂に含まれる蛍光成分が励起されて、樹脂起因の緑色の蛍光を発生する。この樹脂起因の緑色蛍光が有害光として蛍光画像に写り込んでしまう。

【0011】

Ｂ用照射部においては、ＢＬＥＤの前面にはＢ用励起光フィルタが配置されているため、樹脂起因の緑色蛍光が生じたとしても、Ｂ用励起光フィルタによってカットされるため、Ｂ用励起光フィルタから出射されることはない。しかし、回路基板は光透過性を有するため、回路基板が複数種類の照射部で共用される場合には、樹脂起因の緑色蛍光が、例えば、Ｂ用照射部に隣接して存在するＧ用照射部に伝搬する。樹脂起因の緑色蛍光の波長が、Ｇ用励起光フィルタの透過波長帯域に含まれていると、Ｇ用励起光フィルタから樹脂起因の緑色蛍光が出射されてしまう。

【0012】

Ｂ励起光によって蛍光物質が緑色領域の蛍光を発する場合には、樹脂起因の緑色蛍光の波長と、物質起因の蛍光の波長とが同じ緑色領域に存在することになる。この場合において、例えば、カメラ部に設けられたフィルタユニットが樹脂起因と物質起因の両方の緑色蛍光を透過する場合には、イメージセンサ２２には、物質起因の蛍光に加えて、樹脂起因の緑色蛍光が入射して、樹脂起因の蛍光が蛍光画像に写り込んでしまう。蛍光画像において、樹脂起因の緑色蛍光は、蛍光画像の背景の明るさレベルを上げて、背景と物質起因の緑色蛍光とのコントラストを下げる方向に作用するため、蛍光画像に対して有害光となる。

【0013】

本発明は、光源ユニットの回路基板が原因で発生する有害光の写り込みが無い蛍光画像を撮影することが可能な蛍光撮影装置及び蛍光撮影装置に用いられる光源ユニット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】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明の蛍光撮影装置は、試料に含まれる蛍光物質を励起させるために、波長帯域が異なる複数種類の励起光を照射可能な光源ユニットを有し、複数種類の各励起光で励起された蛍光を検出して蛍光画像を撮影する蛍光撮影装置であり、光源ユニットは、複数の発光素子と、複数種類の励起光フィルタと、複数種類の照射部と、１枚の回路基板と、遮光部とを備えている。複数種類の励起光フィルタは、各発光素子の照射方向の前方に配置され、各発光素子が発光する光の波長帯域を制限して各励起光を生成する。複数種類の照射部は、複数の発光素子のうちの少なくとも１つを含み、複数種類の各励起光フィルタをそれぞれ有する。１枚の回路基板は、光透過性を有する基材を含み、複数の発光素子が実装される回路基板であり、複数種類の照射部が一次元又は二次元に配列され、かつ、複数種類の照射部で共用される。遮光部は、回路基板に起因して発生する有害光が、回路基板内を伝搬して、１種類の照射部から種類が異なる別の照射部へ進入することを防止するために、回路基板に形成された貫通孔で構成される。

【0015】

貫通孔の内壁面は、閉曲面であることが好ましい。さらに、遮光部は、複数個の貫通孔で構成される貫通孔群であることが好ましい。

【0016】

遮光部は、複数種類の照射部の間に少なくとも１つ配置されていることが好ましい。さらに、遮光部は、複数種類の照射部のうち、隣接する照射部の境界領域に少なくとも１つ配置されていることが好ましい。また、照射部は、回路基板において励起光フィルタと対向し、発光素子が実装される実装領域を有しており、遮光部は、実装領域の周囲に配置されていてもよい。

【0017】

照射部は、回路基板において励起光フィルタと対向し、発光素子が実装される実装領域を有しており、貫通孔の１個の長さは、実装領域の幅以下であることが好ましい。貫通孔の１個の面積は、１つの発光素子の面積以下であることが好ましい。

【0018】

貫通孔の内壁面には、光を反射又は吸収するコーティングが施されていてもよい。コーティングは導電性メッキであることが好ましい。

【0019】

貫通孔の形状は、例えば、多角形、円形及び楕円形のいずれかである。また、発光素子は、例えばＬＥＤである。また、貫通孔は、回路基板に実装される部品の端子を挿通可能であることが好ましい。

【0020】

複数種類の照射部のうちの１つで発生した有害光が他の照射部に向かって直進して伝播する直線経路内には、貫通孔が少なくとも１個配置されていることが好ましい。複数個の貫通孔は、千鳥状に配列されていることが好ましい。

【0021】

回路基板の材質は、例えばガラスエポキシである。励起光フィルタには、例えば、緑色領域の波長帯域を有する緑色励起光を生成する緑色励起光フィルタが含まれている。

【0022】

本発明の光源ユニットは、試料に含まれる蛍光物質を励起させて、励起された蛍光を検出して蛍光画像を撮影する蛍光撮影装置に用いられ、波長帯域が異なる複数種類の励起光を照射して、蛍光物質を励起されるための光源ユニットであり、複数の発光素子と、複数種類の励起光フィルタと、複数種類の照射部と、１枚の回路基板と、遮光部とを備えている。複数種類の励起光フィルタは、各発光素子の照射方向の前方に配置され、各発光素子が発光する光の波長帯域を制限して各励起光を生成する。複数種類の照射部は、複数の発光素子のうちの少なくとも１つを含み、複数種類の各励起光フィルタをそれぞれ有する。１枚の回路基板は、光透過性を有する基材を含み、複数の発光素子が実装される回路基板であり、複数種類の照射部が一次元又は二次元に配列され、かつ、複数種類の照射部で共用される。遮光部は、回路基板に起因して発生する有害光が、回路基板内を伝搬して、１種類の照射部から種類が異なる別の照射部へ進入することを防止するために、回路基板に形成された貫通孔で構成される。

【発明の効果】

【0023】

回路基板に起因して発生する有害光が、回路基板内を伝搬して、１種類の照射部から種類が異なる別の照射部へ進入することを防止するために、回路基板に形成された貫通孔で構成された遮光部を備えているから、光源ユニットの回路基板が原因で発生する有害光の写り込みが無い蛍光画像を撮影することが可能な蛍光撮影装置及び蛍光撮影装置に用いられる光源ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の蛍光撮影システムの外観図である。

【図2】蛍光撮影装置の概略構成図である。

【図3】光源ユニットの説明図である。

【図4】光源ユニットの斜視図である。

【図5】光源ユニットの分解斜視図である。

【図6】光源ユニットの断面図である。

【図7】回路基板の平面図である。

【図8】励起光フィルタの光透過特性を示す説明図である。

【図9】カメラ部のフィルタユニットの光透過特性と、有害光及び物質起因の蛍光の波長帯域とを示す説明図である。

【図10】遮光部の機能説明図である。

【図11】回路基板の断面図である。

【図12】複数の貫通孔の間を配線に利用する形態の説明図である。

【図13】貫通孔の千鳥配列の説明図である。

【図14】図１４とは別の貫通孔の千鳥配列の説明図である。

【図15】有害光を発生する照射部と、有害光の進入を防止する照射部の実装領域の周囲に遮光部を設けた例を示す説明図である。

【図16】有害光を発生する照射部の実装領域の周囲に遮光部を設けた例を示す説明図である。

【図17】有害光の進入する照射部の実装領域の周囲に遮光部を設けた例を示す説明図である。

【図18】回路基板の側端面に光吸収コーティングを施した例の説明図である。

【図19】隣接する実装領域の境界領域に２つの遮光部を設けた例の説明図である。

【図20】隣接する実装領域の境界領域に１つの遮光部を設けた例の説明図である。

【図21】遮光部を、長欠で形成された複数の貫通孔で構成した例の説明図である。

【図22】遮光部を、長欠で形成された１つの貫通孔で構成した例の説明図である。

【図23】遮光部を、一端が開放端のスリットで構成した例の説明図である。

【図24】種々の形状の貫通孔を混在させた例の説明図である。

【図25】照射部の実装空間内にスリーブを設けた例の説明図である。

【図26】隣接する照射部間にリブを設けた例の説明図である。

【図27】複数種類の照射部の組み合わせの一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

「第１実施形態」
図１において、蛍光撮影システム１０は、蛍光撮影装置１１と、画像処理装置１２とを備えている。蛍光撮影装置１１は、蛍光物質を有する試料ＰＳに励起光を照射して、励起される蛍光を検出して蛍光画像を撮影する。画像処理装置１２は、蛍光撮影装置１１が撮影した蛍光画像に対して画像処理を施し、処理済みの蛍光画像を表示する。また、画像処理装置１２は、蛍光撮影装置１１を制御する制御機能を有している。

【0026】

画像処理装置１２は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションで構成される本体１２ａに、画像処理プログラムや蛍光撮影装置１１の制御プログラムを含むソフトウェアをインストールしたものである。画像処理装置１２は、モニタ１２ｂや、キーボードやマウスなどで構成される操作部１２ｃを有している。モニタ１２ｂには蛍光画像や操作画面などが表示される。操作部１２ｃは、操作画面などを通じて操作指示を本体１２ａに入力するためのものである。画像処理装置１２は、蛍光撮影装置１１とケーブル１３で通信可能に接続される。

【0027】

蛍光撮影装置１１は、筐体１６と、カメラ部１７と、ステージ１８と、光源ユニット１９とを備えている。筐体１６は、内部が中空の略直方体形状であり、前面には開閉自在な蓋２１が設けられている。ステージ１８は、筐体１６内に設けられており、被写体となる試料ＰＳを配置するためのものである。蓋２１が閉じられると、筐体１６内は遮光されて、筐体１６外部の外光が筐体１６内やカメラ部１７に進入することが防止される。

【0028】

図２に示すように、カメラ部１７は、筐体１６の上部に設けられており、カメラ部１７の下方部分が筐体１６の上面から筐体１６内に進入した状態で配置されている。カメラ部１７は、試料ＰＳが発する蛍光を検出することにより蛍光画像を撮影する。

【0029】

カメラ部１７は、イメージセンサ２２、撮影レンズ２３及びフィルタユニット２５を有している。イメージセンサ２２は、受光面に複数の画素を二次元に配列した、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサなどの撮像素子が使用される。イメージセンサ２２は、モノクロ画像を撮像するモノクロイメージセンサである。撮影レンズ２３は、試料ＰＳが発する蛍光をイメージセンサ２２の受光面に結像する。

【0030】

フィルタユニット２５は、撮影レンズ２３の前方に配置されており、イメージセンサ２２に入射する光の波長帯域を制限するためのものである。フィルタユニット２５は、例えば、回転板に、光を透過する波長帯域が異なる複数種類のフィルタ２５ａが設けられたロータリーフィルタで構成される。フィルタ２５ａは、例えば４種類設けられており、イメージセンサ２２の入射光路内に選択的に挿入される。フィルタユニット２５はモータで駆動され、各フィルタ２５ａは、フィルタユニット２５を回転させることにより、切り替えられる。フィルタ２５ａは、例えば、試料ＰＳに照射される励起光をカットする一方、試料ＰＳが発する蛍光以外の光をカットする励起光カットフィルタである。試料ＰＳの種類によっては励起波長が異なり、また、試料ＰＳが発する蛍光の波長帯域も異なる。フィルタの光透過特性は、試料ＰＳの種類によって適宜選択される。複数種類のフィルタを設けることで、複数種類の励起光や蛍光の波長帯域に対応することが可能である。

【0031】

なお、本例において、フィルタユニット２５を撮影レンズ２３の前方に配置した形態で説明しているが、フィルタユニット２５は、撮影レンズ２３とイメージセンサ２３の間に配置してもよい。また、撮影レンズ２３が、複数枚のレンズで構成される場合には、複数枚のレンズの間にフィルタユニット２５を配置してもよい。

【0032】

また、イメージセンサ２２の背後には、イメージセンサ２２を冷却して温度上昇を抑制する冷却部（図示せず）が設けられている。冷却部は、例えばペルチェ素子が使用される。イメージセンサ２２は温度上昇により暗電流ノイズが増加する。冷却部によってイメージセンサ２２を冷却することにより暗電流ノイズが抑制される。

【0033】

ステージ１８の斜め上方には、左右の対向位置に２つの光源ユニット１９が配置されている。図３に示すように、各光源ユニット１９は、緑色のＧ励起光を照射するＧ用照射部２６Ｇ、青色のＢ励起光を照射するＢ用照射部２６Ｂ、赤色のＲ励起光を照射するＲ用照射部２６Ｒの３色の励起光を照射する照射部を有している。さらに、励起光の照射部に加えて、照明光として利用される白色光を照射するＷ用照射部２６Ｗを有している。各照射部２６は、一列（一次元）に配列されており、光源ユニット１９は全体として細長形状をしている。各光源ユニット１９は、光源ユニット１９の長手方向とステージ１８の一辺とがほぼ平行になる姿勢で配置されている。

【0034】

各光源ユニット１９の前方には、光学ユニット２４が配置されている。光学ユニット２４は、各照射部２６が照射する励起光や照明光の照射領域を拡大したり、各照射領域内の配光ムラを低減するためのものである。光学ユニット２４は、例えば、光をコリメートするコリメータレンズや、光を拡散させるための拡散板などで構成される。カメラ部１７の動作開始及び終了、光源ユニット１９の点灯及び消灯、励起光や照明光の切り替えなどの制御は、画像処理装置１２から入力される制御信号によって行われる。

【0035】

図４に示すように、４種類の各照射部２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｗは、それぞれに対応する種類の照射窓２７Ｇ、２７Ｂ、２７Ｒ、２７Ｗを有する。各色の励起光は、異なる種類の蛍光物質の励起波長に対応しており、光源ユニット１９は、各色の励起光を選択的に照射することが可能である。各色の励起光は、分析対象の試料ＰＳが有する蛍光物質に応じて使い分けられる。照明光（白色光）を発する照射部２６Ｗは、各励起光の照射部２６Ｇ、Ｂ、Ｒと同時または選択的に点灯することが可能である。

【0036】

図５及び図６に示すように、光源ユニット１９は、シャーシ３１と、回路基板３２と、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｗの各色のＧＬＥＤ３３Ｇ、ＢＬＥＤ３３Ｂ、ＲＬＥＤ３３Ｒ、ＷＬＥＤ３３Ｗと、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｗの各色のフィルタ３４Ｇ、３４Ｂ、３４Ｒ、３４Ｗと、フィルタを取り付けるための窓枠ブロック３６と、前面カバー３７とで構成される。ここで、各色の照射部、照射窓、ＬＥＤ、フィルタなどについて、色の区別が必要な場合には、符号にＢ、Ｇ、Ｒ、Ｗの色識別符号を付して示すが、色の区別が不要な場合には、色識別符号を省略して、単に、照射部２６、照射窓２７、ＬＥＤ３３、フィルタ３４と呼ぶ。

【0037】

フィルタ３４Ｇ、３４Ｂ、３４Ｒは、それぞれＧＬＥＤ３３Ｇ、ＢＬＥＤ３３Ｂ、ＲＬＥＤ３３Ｒに対応して設けられており、蛍光物質を励起するための励起光を生成するための励起光フィルタである。フィルタ３４Ｇ、３４Ｂ、３４Ｒは、各色のＬＥＤ３３Ｇ、３３Ｂ、３３Ｒが発光する光の波長帯域のうち、一部の波長帯域を透過する光透過特性を有している。ＧＬＥＤ３３Ｇ、ＢＬＥＤ３３Ｂ、ＲＬＥＤ３３Ｒが発する光は、蛍光物質の励起波長に対応して、波長帯域が広い。蛍光物質に対して励起波長以外の光成分が照射されると、励起波長以外の光成分は蛍光励起に寄与しないばかりか、蛍光画像の背景の明るさレベルを上げてしまい、蛍光画像における蛍光の識別性を低下させてしまう。各フィルタ３４Ｇ、３４Ｂ、３４Ｒは、それぞれＧＬＥＤ３３Ｇ、ＢＬＥＤ３３Ｂ、ＲＬＥＤ３３Ｒが発光する光の波長帯域のうち、励起波長以外の波長をカットして、波長帯域を制限する。これにより、ＧＬＥＤ３３Ｇ、ＢＬＥＤ３３Ｂ、ＲＬＥＤ３３Ｒがそれぞれ発光する光の波長帯域が狭帯域化されて、蛍光物質の励起波長に対応する励起光が生成される。

【0038】

フィルタ３４Ｗは、ＷＬＥＤ３３Ｗの白色光に含まれる赤外光や紫外光などの照明光として不要な波長成分をカットする。なお、Ｗ用照射部２６Ｗについては、フィルタ機能が不要な場合には、フィルタ３４Ｗの代わりにフィルタ機能の無い光透過板を用いてもよい。

【0039】

シャーシ３１は、金属製の平板であり、回路基板３２の背面３２ｂ側を保持する。シャーシ３１の長手方向の両端には、前面カバー３７をシャーシ３１に固定し、かつ、光源ユニット１９を筐体１６に固定するためのネジ穴３１ａが設けられている。

【0040】

回路基板３２は、各色のＬＥＤ３３が実装される基板であり、ＬＥＤ３３に駆動電流を供給するための配線パターンや駆動回路などが形成されたものである。回路基板３２は、１枚板で形成されており、１枚板の上に、各色のＬＥＤ３３が実装されている。回路基板３２は、例えば、基材３２ｃ（図１１参照）上に配線パターン３２ｄ（図１１参照）などがプリントされたプリント基板である。基材３２ｃの材質は、例えば、ガラスエポキシなどの樹脂であり、光透過性を有している。回路基板３２の表面３２ａには、各色のＬＥＤ３３の実装領域３８が、各ＬＥＤ３３の色毎に設定されている。各実装領域３８は各フィルタ３４と対向する領域である。本例では、フィルタ３４は、平面形状が四角形をしており、実装領域３８も、フィルタ３４の平面形状に対応して、四角形である。１つの実装領域３８には、同色のＬＥＤ３３が２つ１組で実装されている。各色のＬＥＤ３３に対応する各実装領域３８は、回路基板３２の長手方向に沿って１列に配列されている。回路基板３２には、各実装領域３８の周囲に遮光部５１が設けられている。遮光部５１については、後に詳述する。

【0041】

また、シャーシ３１と回路基板３２の間には、熱伝導シート４１が介挿されている。熱伝導シート４１は、各ＬＥＤ３３が発する熱をシャーシ３１に伝導して放熱する。

【0042】

窓枠ブロック３６には、各色のフィルタ３４を取り付けるための窓枠４２が形成されている。窓枠４２は、フィルタ３４の形状に対応して、平面形状が四角形である。窓枠ブロック３６は、上面３６ａが前面カバー３７の内面と当接し、背面３６ｂが回路基板３２の表面３２ａと当接する。前面カバー３７の内面には、窓枠ブロック３６の位置を固定する位置決め部（図示せず）が設けられており、窓枠ブロック３６が前面カバー３７に取り付けられると、前面カバー３７に対する窓枠ブロック３６の相対位置が固定される。

【0043】

窓枠４２は、回路基板３２上の実装領域３８を画定する機能を有している。窓枠ブロック３６は、フィルタ３４を回路基板３２との間で間隔を空けて保持することにより、実装領域３８とフィルタ３４の間に形成される実装空間３９を画定する機能とを有している。窓枠ブロック３６において、隣接する窓枠４２の間は、隣接する実装空間３９を隔てる隔壁４３として機能する。つまり、隔壁４３によって隣接する照射部２６の境界が画定される。また、隔壁４３によって、各色のＬＥＤ３３の光が、隣接する他色のＬＥＤ３３の実装空間３９に漏れることが防止される。窓枠ブロック３６は、例えば、ゴムなどの弾性材料で形成されている。窓枠ブロック３６を弾性材料で形成することにより、窓枠ブロック３６の背面３６ｂと回路基板３２の表面３２ａとの密着度が上がる。そのため、隣接する実装空間３９への漏光を防止する効果がさらに向上する。

【0044】

前面カバー３７は、シャーシ３１に取り付けられた回路基板３２及び窓枠ブロック３６を覆うカバーである。前面カバー３７には、シャーシ３１のネジ穴３１ａに対応するネジ穴３７ａが設けられている。また、前面カバー３７には、窓枠ブロック３６の各窓枠４２に対応する位置に、各窓枠４２に取り付けられた各フィルタ３４を外部に露呈するための露呈開口４４が形成されている。

【0045】

各照射窓２７は、各色のフィルタ３４、窓枠４２、露呈開口４４によって構成される。具体的には、フィルタ３４Ｇ、窓枠４２、露呈開口４４によって、ＧＬＥＤ３３Ｇが発するＧ励起光を照射するＧ用の照射窓２７Ｇが構成される。そして、フィルタ３４Ｂ、窓枠４２、露呈開口４４によって、ＢＬＥＤ３３Ｂが発するＢ励起光を照射するＢ用の照射窓２７Ｂが構成される。Ｒ用の照射窓２７Ｒ、Ｗ用の照射窓２７Ｗについても同様である。

【0046】

また、各照射部２６は、各色の照射窓２７と、各色のＬＥＤ３３と、実装領域３８を含む実装空間３９とで構成される。Ｇ用の照射部２６Ｇは、Ｇ用の照射窓２７Ｇと、ＧＬＥＤ３３Ｇと、ＧＬＥＤ３３Ｇの実装空間３９とによって構成され、Ｂ用の照射部２６Ｂは、Ｂ用の照射窓２７Ｂと、ＢＬＥＤ３３Ｂと、ＢＬＥＤ３３Ｂの実装空間３９とによって構成される。Ｒ用の照射部２６Ｒ、Ｗ用の照射部２６Ｗについても同様である。

【0047】

図７に示すように、遮光部５１は、回路基板３２において、各実装領域３８の周囲を取り囲むように複数個設けられている。具体的には、各遮光部５１は、四角形状の１つの実装領域３８について、実装領域３８の各辺に対応して１つずつ設けられている。これにより、隣接する複数種類の照射部２６の境界領域５９に、遮光部５１が配置されることになる。境界領域５９は、各照射部２６の実装領域３８の間の領域である。本例では、境界領域５９は、全域が窓枠ブロック３６の隔壁４３と対向している（図６参照）。遮光部５１は、ＢＬＥＤ３３Ｂの実装領域３８に示すように、回路基板３２に起因して発生する有害光ＨＬが、回路基板３２を通じて他の実装領域３８に伝搬するのを防止するためのものである。

【0048】

本例のように、回路基板３２がガラスエポキシ製の樹脂基板である場合は、ＢＬＥＤ３３Ｂが発光する青色光によって、樹脂に含まれる蛍光成分が励起されて、樹脂起因の緑色の蛍光を発生する。この樹脂起因の緑色蛍光が有害光ＨＬとなる。

【0049】

有害光ＨＬが緑色蛍光の場合には、Ｂ用の照射部２６Ｂにおいては、フィルタ３４Ｂによって有害光ＨＬはカットされるため、有害光ＨＬが出射されることはない。しかし、回路基板３２は光透過性を有するため、本例の回路基板３２のように、１枚の回路基板３２を複数の照射部２６で共用する場合には、樹脂起因の有害光ＨＬが、例えば、照射部２６Ｂに隣接して存在する照射部２６Ｇに伝搬して、照射部２６Ｇの実装領域３８及び実装空間３９に進入するおそれがある。有害光ＨＬの波長が、フィルタ３４Ｇの透過波長帯域に含まれていると、照射部２６Ｇの実装空間３９に進入した有害光ＨＬは、フィルタ３４Ｇを透過して照射部２６Ｇから出射されてしまう。

【0050】

ＢＬＥＤ３３Ｂが点灯して、照射部２６ＢがＢ励起光を試料ＰＳに対して照射している場合には、蛍光画像には、Ｂ励起光によって励起発光する、試料ＰＳに含まれる蛍光物質の蛍光が良好なコントラストで描出されていることが好ましい。この蛍光画像に有害光ＨＬが写り込むと、蛍光画像のコントラストを低下させたり、蛍光物質の蛍光に対するノイズとなってしまう。

【0051】

具体的には以下に示すとおりである。各色のフィルタ３４Ｂ、３４Ｇ、３４Ｒが、図８に示す光透過特性を有する場合を例に説明する。この場合には、各フィルタ３４Ｂ、３４Ｇ、３４Ｒによって、それぞれＢ励起光ＢＥＬ、Ｇ励起光ＧＥＬ、Ｒ励起光ＲＥＬが生成される。例えば、Ｂ励起光ＢＥＬの中心波長は４７０ｎｍであり、Ｇ励起光ＧＥＬの中心波長は５２０ｎｍであり、Ｒ励起光ＲＥＬの中心波長は６５０ｎｍである。有害光ＨＬは、緑色光であり、例えば、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長帯域を有している。図８においてハッチングで示すように、有害光ＨＬの波長帯域は、フィルタ３４Ｇの光透過波長帯域と一部重なる。そのため、有害光ＨＬが照射部２６Ｇに進入すると、有害光ＨＬの一部は、Ｇ励起光ＧＥＬを生成するフィルタ３４Ｇを透過して、照射部２６Ｇから出射されてしまう。

【0052】

一方、図９において、蛍光ＳＦＬは、Ｂ励起光ＢＥＬによって励起される、蛍光物質が発する物質起因の蛍光であり、中心波長は例えば５２０ｎｍである。蛍光ＳＦＬを検出する場合には、フィルタユニット２５（図２参照）において、蛍光ＳＦＬの波長帯域に対応した光透過特性を有する、フィルタ２５ａが選択される。図９において、Ｆ１で示す光透過特性は、蛍光ＳＦＬの検出時に選択されるフィルタ２５ａの光透過特性を示す。光透過特性Ｆ１を有するフィルタ２５ａにより、イメージセンサ２２に対しては、光の入射が制限され、Ｂ励起光ＢＥＬもカットされる。

【0053】

しかし、蛍光ＳＦＬと、フィルタ３４Ｇを透過した有害光ＨＬの波長帯域は重なるため、有害光ＨＬが照射部２６Ｇから出射されてしまうと、蛍光ＳＦＬと同様に、光透過特性Ｆ１を有するフィルタ２５ａを透過して、イメージセンサ２２に入射してしまう。イメージセンサ２２に入射すると、有害光ＨＬは蛍光画像に写り込んでしまう。蛍光画像において、有害光ＨＬは蛍光画像の背景を明るくするため、蛍光画像のコントラスト（蛍光ＳＦＬと背景のコントラスト）を低下させてしまう。

【0054】

図１０に示すように、遮光部５１は、Ｂ用照射部２６Ｂの実装領域３８で発生する有害光ＨＬが、回路基板３２を通じて隣接するＧ用照射部２６Ｇに伝搬するのを防止して、Ｇ用照射部２６Ｇの実装空間３９に有害光ＨＬが進入することを防止する。上述したとおり、遮光部５１は、１つの実装領域３８の周囲を取り囲むように、具体的には、実装領域３８の四辺の各辺に沿って４つ設けられている。境界領域５９だけでなく、境界領域５９以外にも遮光部５１を設けることで、Ｂ用照射部２６ＢからＧ用照射部２６Ｇに向かって直線的に伝播する有害光ＨＬに加えて、回り込んで伝播する有害光ＨＬも遮光することができる。

【0055】

また、本例において、遮光部５１は、Ｂ用照射部２６ＢとＧ用照射部２６Ｇの実装領域３８の周囲だけでなく、他の照射部２６Ｒ、２６Ｗの実装領域３８の周囲に設けられている。これは次の理由による。本例では、緑色光の有害光ＨＬがＢ用照射部２６Ｂで発生する例で説明しているが、有害光ＨＬが、青色光や赤色光の波長成分を含んでいる場合もあり、緑色光であるとは限らない。また、有害光ＨＬが発生する場所も、Ｂ用照射部２６Ｂ以外の他の照射部２６Ｇ、２６Ｒ、２６Ｗで発生する場合もある。

【0056】

回路基板３２は、各照射部２６Ｂ、２６Ｇ、２６Ｒ、２６Ｗで共用されているため、いずれかの照射部２６で発生した有害光は、他の照射部２６に伝搬する可能性がある。有害光ＨＬの波長帯域が、伝搬先の照射部２６のフィルタ３４が透過する波長帯域と重なっている場合には、そこから有害光ＨＬが光源ユニット１９の外部に出射されてしまう。本例のように、遮光部５１を各照射部２６Ｂ、２６Ｇ、２６Ｒ、２６Ｗのすべてに設けておけば、有害光ＨＬの波長や発生場所に関わらず、各照射部２６で発生した有害光ＨＬが、他の照射部２６へ伝搬されるのを防止することができる。

【0057】

遮光部５１は、回路基板３２に形成された複数の貫通孔５１ａで構成される貫通孔群である。貫通孔５１ａは、スルーホール又はビアホールと呼ばれ、図１１に示すように、回路基板３２の表面３２ａから背面３２ｂへ回路基板３２の厚み方向に貫通している。貫通孔５１ａの平面形状は、例えば円形である。回路基板３２内において、回路基板３２の厚み方向と直交する方向に光が伝搬する場合、光の進路上に貫通孔５１ａがあると、空気との界面となる貫通孔５１ａの内壁面５３において光の屈折や全反射が生じて光の進路が変更される。そのため、有害光ＨＬが隣接する照射部２６に向かって進んでいても、進路に貫通孔５１ａが配置されていると、有害光ＨＬの進路が変更される。進路が変更されると、隣接する照射部２６への有害光ＨＬのすべての進入が妨げられるか、あるいは、少なくとも進入する光量が減少する。

【0058】

このような遮光部５１の作用により、他の照射部２６への伝搬を防止する遮光効果が得られる。遮光部５１を貫通孔５１ａで構成する理由は、こうした遮光効果を発揮するためである。例えば、貫通孔５１ａではなく、有底の凹部の場合は、底部から光が伝搬してしまうため、遮光効果が得られない。そのため、遮光部５１は貫通孔５１ａで構成される。

【0059】

遮光部５１は、実装領域３８の外側に配置されている。というのも、遮光部５１が実装領域３８内に配置されていると、照射効率が低下するからである。実装領域３８は、フィルタ３４を含む照射窓２７の大きさに対応している。そのため、遮光部５１の一部である貫通孔５１ａが実装領域３８内に配置されていると、照射窓２７から照射すべきＬＥＤ３３の光の一部が貫通孔５１ａを通じて漏れてしまう。漏光は光量ロスとなり、照射効率を低下させる原因となる。もちろん、多少の光量ロスが発生しても構わないのであれば、遮光部５１の一部が実装領域３８に配置されていてもよい。

【0060】

また、図１１に示すように、回路基板３２の背面３２ｂには、銅線や銅箔などにより配線パターン５２が形成されている。貫通孔５１ａであれば、回路基板３２に実装される電気部品のリード端子などを挿通して、回路基板３２の背面３２ｂに形成される配線パターン５２との接続に利用することも可能である。

【0061】

また、貫通孔５１ａの内壁面５３には、光を反射又は吸収するコーティング５４が施されていることが好ましい。反射や吸収により、有害光ＨＬの遮光効果がより向上する。光反射特性を有するコーティング５４としては、例えば、メッキであり、光吸収特性を有するコーティング５４としては、例えば、カーボンブラックや黒色染料である。さらに、メッキを使用する場合には、金属材料などで形成される導電性メッキであることが好ましい。導電性メッキであれば、コーティング５４に光を反射する特性を持たせることができることに加えて、コーティング５４を配線パターン５２と接続して、配線の一部として利用することもできる。

【0062】

また、遮光部５１を複数の貫通孔５１ａで構成することにより、図１２に示すように、複数の貫通孔５１ａの間に配線５６を敷設することができる。例えば、遮光部５１が複数の貫通孔５１ａではなく、遮光部５１とほぼ同じ面積を有する１つの長穴で形成した場合と比較すると、遮光部５１を複数の貫通孔５１ａで構成した方が、各貫通孔５１ａの間に配線５６を敷設することができる分、回路基板３２における配線敷設の自由度が向上する。また、ＬＥＤ３３の駆動電流は比較的大きい。配線敷設の自由度が向上すると、配線の本数や幅を大きくして配線抵抗を減らすことができるため、大電流に対応しやすい。そのため、遮光部５１を複数の貫通孔５１ａで構成することは、駆動電流が大きなＬＥＤ３３を利用した場合に特に有効である。

【0063】

また、図１０及び図１３に示すように、実装領域３８の１辺に対応する１つの遮光部５１において、複数の貫通孔５１ａは、千鳥状に配列（staggered arrangement）されている。具体的には、複数の貫通孔５１ａは、辺方向に所定の配列ピッチで配列されており、これを１列として４列分設けられている。そして、隣接する列間において、各貫通孔５１ａは、貫通孔５１ａの中心を、半ピッチ（１列内の複数の貫通孔５１ａの配列ピッチの１／２）ずつ、列方向にずらして配置されている。このような千鳥配列にすることにより、正方配列の場合と比較して、光の進路が遮断される確率が上がるため、遮光効果を向上することができる。

【0064】

遮光効果をより向上させるためには、１つの実装領域３８で発生した有害光ＨＬが隣接する実装領域３８に向かって直進して伝播する直進経路内に少なくとも１つの貫通孔５１ａを配置することが好ましい。有害光ＨＬが伝播する直進経路が残されていると、その直進経路を通じて、有害光ＨＬは屈折や反射をすることなく隣接する実装領域３８に到達してしまうため、遮光効果が低下するからである。したがって、例えば、図１３に示すように、隣接する実装領域３８を結ぶ直進経路内に、少なくとも１つの貫通孔５１ａが配置されるように、複数の貫通孔５１ａが配列されることが好ましい。

【0065】

貫通孔５１ａの配列ピッチ、直径、列数、１列の長さなどは、こうしたことを考慮して設定される。例えば、千鳥配列にする場合でも、図１４に示すように、貫通孔５１ａの直径、列数、配列ピッチなどによっては、貫通孔５１ａが存在しない直進経路（図１４において×で示す）が発生してしまう場合がある。そのため、貫通孔５１ａが存在しない直進経路が発生しないように、直径や配列ピッチなどの事項が設定されることが好ましい。具体的には、図１３に示すように、実装領域３８の一辺と平行な列方向の配列ピッチをＰ、同方向の貫通孔５１ａの直径をＤとしたときに、配列ピッチＰと直径Ｄの関係は、Ｄ≧１／２Ｐの条件を満たすことが好ましい。

【0066】

また、同じ数の貫通孔５１ａを形成する場合において、１個の貫通孔５１ａの面積が大きいと、回路基板３２の強度や剛性の低下も大きくなる。そのため、１個の貫通孔５１ａの面積は小さい方がよい。具体的には、本例のように、１個の貫通孔５１ａの面積は、１個のＬＥＤ３３の面積以下であることが好ましい。ＬＥＤ３３よりも面積が小さければ、貫通孔５１ａの配列ピッチを小さくして、配置密度（単位面積当たりの個数）を上げても、回路基板３２の強度や剛性の低下を抑制することができる。

【0067】

以下、上記構成による作用について説明する。試料ＰＳの蛍光画像を撮影する場合には、試料ＰＳが筐体１６内のステージ１８にセットされる。画像処理装置１２の操作画面において、操作部１２ｃを通じて、試料ＰＳに含まれる蛍光物質に応じた励起光が選択され、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に応じて、フィルタユニット２５のフィルタ２５ａが選択される。励起光の選択指示を含む、光源ユニット１９の点灯指示が、画像処理装置１２から蛍光撮影装置１１に入力されると、光源ユニット１９が点灯する。そして、フィルタ２５ａの選択指示が蛍光撮影装置１１に入力されると、フィルタユニット２５が回転して、選択されたフィルタ２５ａがイメージセンサ２２の前方に挿入される。同時に、カメラ部１７に対しても撮影開始指示が入力されて、イメージセンサ２２が撮像動作を開始する。イメージセンサ２２は、所定のフレームレートで撮像した画像を、ライブビュー画像として画像処理装置１２に出力する。

【0068】

光源ユニット１９において、励起光としてＢ励起光が選択された場合には、ＢＬＥＤ３３Ｂのみが点灯する。ＢＬＥＤ３３Ｂの青色光は、フィルタ３４Ｂにより狭帯域化されて、Ｂ用照射窓２７ＢからＢ励起光ＢＥＬ（図８参照）が試料ＰＳに対して照射される。試料ＰＳに含まれる蛍光物質は、Ｂ励起光によって蛍光ＳＦＬ（図９参照）を発光する。フィルタ２５ａとしては、蛍光ＳＦＬに対応する光透過特性Ｆ１を有するフィルタが選択される。そのため、フィルタ２５ａによってＢ励起光ＢＥＬはカットされる一方、蛍光ＳＦＬはフィルタ２５ａを透過して、イメージセンサ２２に蛍光ＳＦＬが入射する。イメージセンサ２２は、蛍光ＳＦＬを検出して蛍光画像を撮像する。蛍光画像は、画像処理装置１２に出力されて、モニタ１２ｂに表示される。

【0069】

図１０に示すように、Ｂ用照射部２６Ｂの実装領域３８においては、ＢＬＥＤ３３Ｂの青色光により、回路基板３２に含まれる蛍光成分が励起されて有害光ＨＬが発生する。しかし、実装領域３８の周囲には、貫通孔５１ａで構成された遮光部５１が設けられているため、有害光ＨＬは遮光部５１によって遮光される。そのため、隣接するＧ用照射部２６Ｇに有害光ＨＬが伝搬することはない。本例の有害光ＨＬは、図８に示すように、緑色蛍光であり、有害光ＨＬの波長帯域は、Ｇ用照射部２６Ｇのフィルタ３４Ｇを透過する波長帯域と一部重なっている。しかし、遮光部５１によって、有害光ＨＬが発生するＢ用照射部２６ＢからＧ用照射部２６Ｇへの伝搬が阻止されるため、Ｇ用照射部２６Ｇから有害光ＨＬが外部に照射されることはない。このため、イメージセンサ２２が撮像する蛍光画像に有害光ＨＬが写り込むことがなく、ノイズが無く、かつコントラストが良好な蛍光画像を得ることができる。

【0070】

また、本例では、遮光部５１を複数の貫通孔５１ａで構成しているため、配線敷設の自由度が高い。また、１個の貫通孔５１ａの面積をＬＥＤ３３の面積以下としているため、回路基板３２の強度や剛性の低下が抑制される。また、隣接する実装領域３８間での有害光ＨＬの直進経路内に少なくとも１つの貫通孔５１ａが配置されているから、高い遮光効果が得られる。また、実装領域３８の周囲に遮光部５１が配置されているため、有害光ＨＬの回り込みによる進入も防止することができる。

【0071】

上記実施形態は一例であり、以下に示すように種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、１枚の回路基板３２を共用する、複数種類の照射部２６Ｂ、２６Ｇ、２６Ｒ、２６Ｗのすべての実装領域３８の周囲に遮光部５１を設けた例で説明したが、必ずしもすべての実装領域３８の周囲に遮光部５１を設けなくてもよい。上述したように、Ｂ用照射部２６Ｂで緑色の有害光ＨＬが発生するのみで、他の色の有害光や他の照射部２６で有害光を発生しないのであれば、図１５〜図１７の例のように、Ｂ用照射部２６Ｂ及びＧ用照射部２６Ｇのそれぞれの実装領域３８の少なくとも一方の周囲に遮光部５１が設けられていればよい。

【0072】

図１５に示す例は、Ｂ用照射部２６ＢとＧ用照射部２６Ｇの両方の実装領域３８の周囲に遮光部５１を設けた例である。図１６に示す例は、Ｂ用照射部２６Ｂの実装領域３８の周囲にのみ遮光部５１を設けた例であり、図１７に示す例は、Ｇ用照射部２６Ｇの実装領域３８の周囲にのみ遮光部５１を設けた例である。いわば、図１６に示す例は、有害光ＨＬが発生場所から外部に伝搬するのを阻止する例であり、図１７に示す例は、発生場所から伝搬する有害光ＨＬの進入を阻止する例である。

【0073】

また、図１８に示すように、回路基板３２の厚み方向に延びる側端面３２ｃに対して、光吸収特性を有する光吸収コーティング５８（ハッチングで示す）を施してもよい。側端面３２ｃは空気との界面となるため、回路基板３２内を伝搬する有害光ＨＬが側端面３２ｃに入射すると、一部は外部に出るが、側端面３２ｃで全反射した有害光ＨＬは進路を変えるのみで回路基板３２内に留まる。回路基板３２内に留まった有害光ＨＬは、実装領域３８に進入するおそれがある。光吸収コーティング５８を施すことにより、側端面３２ｃに入射する有害光ＨＬが吸収されるため、実装領域３８への進入を防止することができる。光吸収コーティング５８としては、例えばカーボンブラックや黒色染料が使用される。

【0074】

また、回路基板３２の背面３２ｂ側に光吸収特性を有する平板状の遮光部材（例えば図２６の符号７２参照）を設けてもよい。遮光部材を設ければ、回路基板３２の背面３２ｂ側からの有害光ＨＬの漏光を防止することができる。なお、遮光部材は、第１実施形態で示した熱伝導シート４１（図５及び図１１参照）を兼用してもよい。例えば、熱伝導シート４１を熱伝導性の高いカーボン材料で形成すれば、黒色であるため光吸収特性を示すので、遮光部材としても兼用することができる。

【0075】

また、貫通孔５１ａの平面形状を円形としたが、円形には、真円形の他楕円形も含まれる。また、円形の他、三角形や四角形などの多角形でもよい。しかし、多角形の場合には、角が発生するため、回路基板３２の強度や剛性の点で、円形と比較して不利である。そのため、円形であることが好ましい。また、加工の容易性を考えれば、楕円形よりも真円形であることが好ましい。

【0076】

「第２実施形態」
図１９及び図２０に示す第２実施形態は、第１実施形態で示した遮光部５１の配置位置の変形例である。第１実施形態では、実装領域３８の周囲を取り囲むように、具体的には、四角形の実装領域３８の四辺のそれぞれに対応する位置に遮光部５１を設ける形態であったが、第２実施形態のように、隣接する実装領域３８の間の境界領域５９のみに遮光部５１を設ける形態でもよい。

【0077】

図１９の例は、各実装領域３８において、隣接する実装領域３８と対向する一辺にのみ遮光部５１を設けた例である。遮光部５１は、実装領域３８毎に設けられているので、図１９の例では、１つの境界領域５９に２つの遮光部５１が設けられる。図２０の例は、図１９の例と異なり、境界領域５９に１つずつ遮光部５１を設けた例である。

【0078】

「第３実施形態」
図２１及び図２２に示す第３実施形態は、貫通孔を長欠で形成した例である。図２１に示す遮光部６１は複数の貫通孔６１ａで構成され、各貫通孔６１ａは長穴で形成されている。複数の貫通孔６１ａは、千鳥状に配列されている。また、第１実施形態において、図１３で説明したのと同様に、複数の貫通孔６１ａは、隣接する実装領域３８間を伝播する有害光ＨＬの直進経路内に少なくとも、１個の貫通孔６１ａが配置されるように、長さや配列ピッチが設定されている。このため、図２１の例においても、第１実施形態と同様の遮光効果を得ることができる。しかし、長欠の貫通孔６１ａと比較すると、第１実施形態の円形の貫通孔５１ａは、長さが短い分、回路基板３２の強度や剛性の点で有利である。また、図１２で説明したように、配線敷設の自由度を考慮すると、円形の貫通孔５１ａの方が、隙間が多くなる分、有利である。

【0079】

図２２に示す例は、遮光部が１つの貫通孔６２で構成されており、貫通孔６２が長穴で形成されている。遮光部は、隣接する実装領域３８間の有害光ＨＬの伝搬を防止する役割を担うため、遮光部の長さは、実装領域３８の大きさに応じて決められる。貫通孔６２の長さは、実装領域３８の一辺の長さに相当する幅とほぼ同じ長さに形成されている。こうした貫通孔６２により、隣接する実装領域３８間の有害光ＨＬの伝搬を確実に防止することができる。このように、遮光効果の点では、図２１に示す例と同等の効果が得られる。遮光部を１個の貫通孔６２で構成する場合でも、貫通孔６２の長さが実装領域３８の幅と同じだけあれば、複数の実装領域３８間で直進して伝播する有害光ＨＬを遮光することができる。回路基板３２の強度や剛性を確保するためには貫通孔の長さは短い方がよいので、遮光効果とのバランスを考慮して、貫通孔の長さの上限は、実装領域３８の幅以下であることが好ましい。

【0080】

ただし、貫通孔６２を１つの長欠で形成する場合には、図２１に示す例と比較して、長欠の長さがさらに長くなる。長欠の長さが長いと、回路基板３２の強度や剛性、配線敷設の自由度の点では、図２１に示す例と比較して、さらに不利である。回路基板３２の強度や剛性、配線敷設の自由度を重視する場合には、図２１に示す例や、さらには、第１実施形態が好ましい。

【0081】

「第４実施形態」
図２３に示す第４実施形態は、遮光部を構成する貫通孔を、一端が開放端６６ａとなる切り欠き状のスリット６６で形成した例である。こうしたスリット６６によっても有害光ＨＬの遮光効果は得られる。ただし、貫通孔を、開放端６６ａを有するスリット６６で形成した場合には、図２３において丸印で示す開放端６６ａ付近においては、配線を敷設することができなくなるため、図２２に示す例と比較して、配線敷設の自由度の点ではさらに不利になる。また、一端が開放端６６ａになることで、回路基板３２の強度や剛性の点でもさらに不利になる。こうした点を重視する場合には、第１実施形態から第３実施形態に示すように、貫通孔は開放端が無いことが好ましく、具体的には、貫通孔５１ａ、６１ａ、６２に示すように、内壁面が閉曲面で構成されていることが好ましい。

【0082】

「第５実施形態」
また、図２４に示す第５実施形態のように、第１実施形態から第４実施形態のそれぞれの貫通孔の形態を混在させてもよい。図２４に示す例は、第１実施形態〜第３実施形態の組み合わせである。もちろん、他の形態の組み合わせでもよい。

【0083】

「第６実施形態」
図２５に示す第６実施形態は、各照射部２６の実装空間３９内に、スリーブ６９を配設した例である。スリーブ６９の形状及びサイズは、実装領域３８の形状、面積及び実装空間３９の高さに対応している。スリーブ６９は、例えば、フィルタ３４の高さ方向の位置を決める位置決め部材として機能する。スリーブ６９の材料としては、例えば、硬質ゴム、プラスチック、金属などを使用することができる。また、スリーブ６９は、光を透過しない材料であることが好ましい。スリーブ６９は、フィルタ３４と、窓枠ブロック３６の窓枠４２との隙間を塞ぐように配置されるため、スリーブ６９が光を透過しなければ、フィルタ３４と窓枠４２の隙間からの漏光を防止することができる。

【0084】

「第７実施形態」
図２６に示す第７実施形態は、複数の照射部２６が共用する窓枠ブロック３６の代わりに、照射部２６毎に独立した窓枠ブロック７１を設けた例である。このように、窓枠ブロックは複数の照射部２６で共用しなくてもよい。また、第７実施形態では、回路基板３２に設けられる遮光用の貫通孔として、図２３に示したスリット６６が設けられている。そして、回路基板３２の背面３２ｂ側には、背面３２ｂから光源ユニット１９の外部に漏れる漏光を防止するための遮光板７２が配置されている。遮光板７２には、スリット６６に挿通されて、各照射部２６の間に配置されるリブ７２ａが設けられている。各照射部２６Ｂ、２６Ｇの間にはスリット６６が配置されているため、スリット６６によって、回路基板３２を通じて各照射部２６Ｂ、２６Ｇ間で伝搬する光は防止されるが、リブ７２ａによってより確実に防止することが可能である。

【0085】

「第８実施形態」
図２７に示す第８実施形態の光源ユニット７６のように、各色の照射部２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｗを、それぞれ複数個設けてもよい。光源ユニット７６の場合には、照射部２６Ｇが３つで、他の照射部２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｗは２つずつ設けられている。配列は、中央に１つの照射部２６Ｇを配置し、１つの照射部２６Ｇを挟んで、左右に、照射部２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｗのセットが配列されている。各色の照射部２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｗの個数や配列は適宜変更が可能である。また、色の組み合わせも一例であり、例えば、照射部２６Ｇと照射部２６Ｂなどの２色だけでもよいし、色についても、例えば、ＵＶ（Ultra-Violet）光（紫外線）など、赤外光（Infra-Red）他の色を使用してもよい。

【0086】

なお、第１〜第７実施形態のように、１枚の回路基板３２を色が異なる４種類の照射部２６で共用する光源ユニットと、第８実施形態のように９種類の照射部２６で１枚の回路基板３２を共用する光源ユニットとを示したが、１枚の回路基板３２を共用する照射部２６の種類が少なくとも２つ以上ある光源ユニットに本発明を適用することができる。なお、本発明は、Ｂ用照射部２６ＢとＧ用照射部２６Ｇのように色が異なる複数種類の励起光の照射が可能な光源ユニットに関するものであり、Ｂ用照射部２６Ｂのみを複数個有する光源ユニットのように、同種の照射部２６のみを複数個有する光源ユニットは含まれない。同種の照射部の場合には、一方の照射部で発生した有害光ＨＬに関して、他方の照射部への進入を防止する必要が無いからである。

【0087】

また、図２に示したように、複数種類の照射部２６で１枚の回路基板３２を共用する光源ユニット１９が、複数個設けられていてもよい。また、１枚の回路基板３２をＢ用照射部２６Ｂ、Ｇ用照射部２６Ｇで共用する光源ユニットと、もう１枚の別の回路基板３２をＲ用照射部２６Ｒ、Ｗ用照射部２６Ｗで共用するもう１つの光源ユニットとを組み合わせる場合のように、照射部２６の色の組み合わせが異なる複数個の光源ユニットを設けてもよい。

【0088】

また、複数種類の照射部２６を、一次元に配列した光源ユニット１９を例に説明したが、複数種類の照射部２６は、二次元に配列してもよい。

【0089】

また、上記実施形態のＢ用照射部２６ＢとＧ用照射部２６Ｇのように、有害光ＨＬが発生する照射部と有害光の進入を阻止する照射部が隣接している場合には、各照射部の境界領域に遮光部が配置されることになるが、必ずしも隣接する照射部の境界領域に遮光部が配置されていなくてもよい。例えば、有害光ＨＬが発生するＢ用照射部２６Ｂと有害光ＨＬの進入を阻止するＧ用照射部２６Ｇの間にＲ用照射部２６Ｒが配置される場合もある。この場合には、Ｂ用照射部２６ＢとＲ用照射部２６Ｒの間、あるいは、Ｇ用照射部２６ＧとＲ用照射部２６Ｒの間に遮光部５１が設けられていればよい。

【0090】

また、上記実施形態では、複数種類の照射部に使用する発光素子として、発光波長が異なる複数種類の発光素子を使用した例で説明したが、複数種類の照射部で異なる励起光を照射することができれば、発光素子は同じ種類のものを使用してもよい。例えば、複数種類の照射部のすべてで白色光を発する同種の発光素子を使用し、各照射部で励起光フィルタを変更することにより、各照射部で異なる励起光を生成することができる。また、発光素子として、ＬＥＤを例に説明したが、レーザーダイオード、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子など他の半導体光源を使用してもよい。

【0091】

また、回路基板として、ガラスエポキシ製の基材に配線パターンをプリントしたプリント基板を例示したが、プリント基板以外でも、フレキシブル基板など、光透過性を有する基材を有する回路基板あれば、本発明を適用することができる。また、イメージセンサ２２に励起光が入射しないように、必要に応じて励起光をカットする励起光カットフィルタを用いてもよい。

【0092】

また、イメージセンサ２２としては、モノクロイメージセンサを使用した例で説明したが、画素毎にカラーマイクロフィルタが割り当てられたカラーイメージセンサを用いてもよい。カラーマイクロフィルタとしては、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の原色系を用いてもよいし、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の補色系を用いてもよい。また、カラーイメージセンサを用いる場合には、モノクロイメージセンサと同様に、検出する蛍光ＳＦＬ以外の光をカットするフィルタユニット２５を組み合わせてもよいし、フィルタユニット２５を使用せずに、カラーマイクロフィルタで間に合わせてもよい。

【0093】

また、本発明は、上記各実施形態に限らず、上記各実施形態の組み合わせなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。

【符号の説明】

【0094】

１０ 蛍光撮影システム
１１ 蛍光撮影装置
１２ 画像処理装置
１９ 光源ユニット
２６ 照射部
２７ 照射窓
３２ 回路基板
３３ ＬＥＤ
３４ フィルタ
３４Ｂ、３４Ｇ、３４Ｒ 励起光フィルタ
３６ 窓枠ブロック
３８ 実装領域
３９ 実装空間
４１ 熱伝導シート
４２ 窓枠
４３ 隔壁
５１ 遮光部
５１ａ 貫通孔
５３ 内壁面
５４ コーティング
５９ 境界領域
ＨＬ 有害光
ＰＳ 試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】