観察装置、画像観察方法、及び被検体
【課題】誤差の少なく信頼性の高い画像取得が可能な観察装置、画像観察方法、及び被検体を提供する。
【解決手段】被検物を保持するステージと、タイム・ディレイ・インテグレーション方式により被検物を撮像する第１の撮像素子と、被検物と第１の撮像素子とを相対移動させる移動機構と、ステージに保持される被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御する制御部と、を備える。
【解決手段】被検物を保持するステージと、タイム・ディレイ・インテグレーション方式により被検物を撮像する第１の撮像素子と、被検物と第１の撮像素子とを相対移動させる移動機構と、ステージに保持される被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御する制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察装置、画像観察方法、及び被検体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数のマイクロウェルを備えるいわゆる大規模集積アレイの各ウェルに配置された被検体(例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)から蛍光を発生させて、測定し、各ウェルの測光値を数値データ化する技術として、タイム・ディレイ・インテグレーション（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：ＴＤＩ）方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなＴＤＩ方式による画像取得方法では、被検物の移動速度と撮像素子の画素蓄積電荷の転送速度を同期させることによって、高感度且つ高速に画像を取得できる。
【０００３】
一般的に画素蓄積電荷の転送速度の誤差は小さいものの、被検物を保持した状態で移動するステージの移動速度は摩擦等の外的要因を受け易く、誤差が大きくなる場合がある。すると、ステージによる被検物の移動速度と画素蓄積電荷の転送速度とがずれてしまい、像が歪んで適切な蛍光観察を行うことができなくなるおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決すべく、ステージにリニアエンコーダを設け、ステージ移動速度をリアルタイムで検出し、それに合わせて画素蓄積電荷の転送速度を制御する技術がある（例えば、特許文献２には、旋回アームに設けられたロータリエンコダの回転速度、回転角を検出し、それに同期させて画像蓄積電荷の転送速度を制御する方法が開示されている。旋回アームは回転運動であるが、ステージの直線運度と原理的には同じである）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０２０８９３号公報
【特許文献２】特許第３２９１４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のＴＤＩ方式による画像取得では、ステージの速度と画素蓄積電荷の転送速度を同期させることが重要である。上記従来技術では、ステージの速度として、ステージの実速度ではなく、結像光学系を介して撮像素子の撮像面上に投影された被検物の仮想的な移動速度で定義したものを用いている。
【０００７】
しかしながら、上述したようなステージに設けたリニアエンコーダからの信号と結像光学系の設計倍率から換算された仮想的な速度は、結像光学系の倍率誤差、被検物の製造時の寸法誤差、膨張又は収縮による誤差、画像の観察光軸とステージのリニアエンコーダ信号検出部とが一致していないことによるアッベ誤差を含んでしまうため、信頼性の高い画像取得を行うことが難しかった。そこで、ＴＤＩ方式による撮像方法において、誤差が少なく、より信頼性の高い検出結果を得ることができる新たな技術の提供が望まれている。
【０００８】
本発明の態様は、誤差の少ない信頼性の高い画像取得が可能な観察装置、画像観察方法、及び被検体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るに観察装置は、被検物を保持するステージと、タイム・ディレイ・インテグレーション方式により前記被検物を撮像する第１の撮像素子と、前記被検物と前記第１の撮像素子とを相対移動させる移動機構と、前記ステージに保持される前記被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像観察方法は、被検物を保持するステージに対して相対移動する第１の撮像素子を用いて、前記被検物をタイム・ディレイ・インテグレーション方式による撮像を行う画像観察方法であって、前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子が前記被検物に設けられたパターンマークを撮像して取得した情報に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の被検体は、撮像素子によるタイム・ディレイ・インテグレーション方式の撮像に用いられる被検体であって、前記撮像素子により撮像される撮像対象物を収容する収容部が設けられた基板を備え、前記基板には、前記撮像素子とは別の撮像素子により撮像されるパターンマークが形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様によれば、誤差の少ない信頼性の高い画像取得ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】顕微鏡装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】ステージに保持されている基板の形状を示す図。
【図３】撮像素子の構成を示す図。
【図４】ＴＤＩ方式の撮像動作時の撮像素子の動きの説明図。
【図５】ＴＤＩ方式の信号電荷の転送状態を説明図。
【図６】撮像素子に蓄積される信号電荷の電荷量の変化を示す図。
【図７】第二実施形態に係る撮像部の構成を示す図。
【図８】第三実施形態に係る撮像部の構成を示す図。
【図９】第三実施形態に係る基板の構成を示す平面図。
【図１０】第四実施形態に係る第１の撮像素子の画素とウェルとの対応関係を示す図。
【図１１】第五実施形態に係る撮像部の平面構成を示す図。
【図１２】制御部が照明装置の強度を調整するフローを示す図。
【図１３】第１の撮像素子が取得した蛍光信号の補正方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、観察装置として、ＴＤＩ方式を用いた顕微鏡装置を例に挙げて説明する。以下の各図において、観察装置の構成を説明するにあたり、ＸＹＺ空間座標系を用いる場合がある。本実施形態では、観察装置が載置される床面に平行な方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とし、当該床面（ＸＹ平面）に垂直な方向をＺ方向とする。ただし、Ｘ軸及びＹ軸は、直交している。
【００１５】
図１は本実施形態に係る顕微鏡装置１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、顕微鏡装置１は、基板ステージ２と、基板ステージ２を移動させるステージ駆動部３と、照明装置４と、撮像部５と、を備えている。
【００１６】
基板ステージ２は、基板Ｓを保持するとともに、ステージ駆動部３により撮像部５に対して移動可能になっている。基板ステージ２の表面には、ＸＹ方向に沿ってスケール２１が形成されている。計測部２２は、計測結果を制御部ＣＯＮＴに出力する。制御部ＣＯＮＴでは、計測部２２による計測結果に基づいて基板ステージ２のＸ，Ｙ方向の位置を求めることができるようになっている。このように、スケール２１、計測部２２及び制御部ＣＯＮＴにより、基板ステージ２のＸ，Ｙ方向における位置を検出する位置検出部が構成されている。
【００１７】
ステージ駆動部３は、制御部ＣＯＮＴと電気的に接続されている。ステージ駆動部３は、基板ステージ２を駆動するアクチュエータである。ステージ駆動部３としては、例えばリニアモータ機構などを用いることができる。ステージ駆動部３は、制御部ＣＯＮＴの制御（移動量、移動のタイミングなど）に基づいて、基板ステージ２をＸＹ方向に移動させる。このような構成に基づき、撮像部５は基板ステージ２上の基板Ｓに対し、相対的に移動するようになっている。
【００１８】
照明装置４は基板Ｓに所定の励起光を照射するものであり、例えばケーラー照明が可能なコンポーネントを有している。照明装置４が照射した励起光は、ダイクロイックミラー８により反射された後、対物レンズ７を介して基板Ｓに照射される。ダイクロイックミラー８は、基板Ｓからの戻り光（蛍光）を透過させるようになっている。
【００１９】
撮像部５は、投影レンズ５０、第１の撮像素子５１、第２の撮像素子５２、対物レンズ７、及びダイクロイックミラー８を含む。対物レンズ７は、基板ステージ２と対向する位置に配置されている。投影レンズ５０には、ダイクロイックミラー８を透過した基板Ｓからの戻り光が入射する。投影レンズ５０は、入射した光を所定の位置に集光（結像）する。
【００２０】
第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、基板Ｓ上の異なる対象をそれぞれ撮像している。第１の撮像素子５１は、基板Ｓからの戻り光のうち、後述する試料Ｂが発した蛍光を検知可能な位置に配置されている。また、第２の撮像素子５２は、基板Ｓからの戻り光のうち、後述するパターンマークＰＡからの戻り光を検知可能な位置に配置されている。第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、撮像結果を制御部ＣＯＮＴに出力するようになっている。
【００２１】
図２（ａ）は基板ステージ２に保持されている基板Ｓの形状を示す図であり、図２（ｂ）は、基板Ｓの要部を示す拡大断面図である。基板Ｓは、いわゆるマイクロアレイチップと呼ばれる板状部材であり、例えば矩形に形成されている。
【００２２】
基板Ｓは、例えばガラス板やプラスチック板などの材料で形成されている。基板Ｓは、一方向に長手となるように形成されている。基板Ｓは、当該長手方向がＸ方向に平行になるように基板ステージ２に保持されている。基板Ｓの表面Ｓａには、ウェルＷがマトリクス状に形成されている。このように、マトリクス状に配置された複数のウェルＷにより、基板Ｓにウェル列ＷＬが形成されている。
【００２３】
基板Ｓの表面Ｓａには、長手方向（Ｘ方向）に沿って所定のパターンマークＰＡが形成されている。パターンマークＰＡは、顕微鏡装置１（撮像部５）の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子５２の撮像領域に配置されている。このパターンマークＰＡは、例えば明暗パターンが交互に繰り返すものから構成されており、上記ウェルＷを形成する工程と同一の工程で形成されている。これにより、パターンマークＰＡは、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮するので、パターンマークＰＡは常にウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたものとなる。よって、パターンマークＰＡはウェルＷの位置情報を示す指標として信頼性の高いものとなっている。
【００２４】
パターンマークＰＡは、基板Ｓの短手方向（Ｙ方向）に沿って複数配置されている。具体的に、パターンマークＰＡは、撮像部５の視野ＶＷの幅毎に基板Ｓに設けられている。これにより、撮像部５が基板Ｓの全面を走査する際、基板Ｓ上で改行した場合でも、撮像部５の視野ＶＷ内にパターンマークＰＡが常に配置されるようになっている。これにより、第２の撮像素子５２は、常にパターンマークＰＡを検出し、撮像部５が基板Ｓの全面を移動する際、基板Ｓの移動速度及び位置情報を取得可能となっている。また、パターンマークＰＡは、ウェル列ＷＬよりも外側まで延出した延出部ＰＡ１，ＰＡ２を有している。
【００２５】
ウェルＷは、Ｚ方向視で例えば円形に形成されている。そして、ウェルＷ内には、図２（ｂ）に示すように、測定対象である試料Ｂとして被検体（例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)が配置されている。試料Ｂは、照明装置４から所定の励起光が照射されると励起されて蛍光を発する。
【００２６】
図３は第１の撮像素子５１の構成を示す図であり、図３（ａ）は平面図を示し、図３（ｂ）は第１の撮像素子５１の画素５３とウェルＷとの対応関係を説明するための図である。なお、図３（ａ）では、図を見やすくするため、基板ＳにおけるパターンマークＰＡの図示を省略している。撮像部５の第１の撮像素子５１は、図３（ａ）に示すように、光電変換素子であるＣＣＤカメラから構成されており、複数の画素５３を備えている。
【００２７】
具体的に、第１の撮像素子５１は、ライン状に配列された複数の画素５３が垂直方向にも複数列配置されることで構成されている。本実施形態では、例えば、１０２４×１２８画素、すなわち１０２４個の画素５３がライン状にＹ方向に沿って配列された画素ライン５３Ｒと、該画素ライン５３Ｒが垂直方向に１２８列配置された画素列５３Ｌとを含む第１の撮像素子５１を用いた。第１の撮像素子５１は、後述のように、基板ステージ２の移動に対応して、画素列５３Ｌ単位で信号電荷の転送をすることでＴＤＩ方式による撮像を行うことが出来る。
【００２８】
第１の撮像素子５１の画素５３の画素サイズは、図３（ｂ）に示すように、ウェルＷの外径に対応しており、平面視した状態で画素５３内にウェルＷが配置される大きさとなっている。また、画素５３のＸ，Ｙ方向に沿った配列ピッチは、基板ＳのウェルＷの配置ピッチに対応している。ここで、ウェルＷの外径及び配置ピッチに対応するとは、投影レンズ５０を介して拡大又は縮小した状態のウェルＷと画素５３との外径又はピッチとを比較する場合も含む。
【００２９】
図１に戻って、第２の撮像素子５２は、光電変換素子から構成されており、具体的に本実施形態ではフォトダイオードから構成されている。第２の撮像素子５２は、図２に示した基板Ｓの表面Ｓａに形成されたパターンマークＰＡを撮像するためのものである。
【００３０】
第２の撮像素子５２は、パターンマークＰＡを撮像することで、投影レンズ５０を介して当該第２の撮像素子５２の撮像面上に投影される基板Ｓの移動速度及び位置を検出可能となっている。第２の撮像素子５２は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、パターンマークＰＡに基づいて算出した上記基板Ｓの移動速度及び位置を制御部ＣＯＮＴ内の信号処理部に送信するようになっている。
【００３１】
また、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は保持部材（不図示）に一体に保持されており、同一の光学系（対物レンズ７及び投影レンズ５０）を介して基板Ｓ上を撮像している。すなわち、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２における基板Ｓ上の撮像領域は、顕微鏡装置１の同一視野内に存在している。したがって、顕微鏡装置１は、第１の撮像素子５１が基板ＳのウェルＷからの蛍光を撮像するとともに、第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡを撮像するようになっている。
【００３２】
第２の撮像素子５２は、顕微鏡装置１の視野ＶＷのうち、第１の撮像素子５１のスキャン方向の前方側（−Ｘ方向）を撮像可能な位置に配置されている。また、基板Ｓの表面Ｓａの長手方向（Ｘ方向）に沿って形成されたパターンマークＰＡは、ウェル列ＷＬの外側まで延出した延出部ＰＡ１、ＰＡ２を有しているので、第２の撮像素子５２は、撮像部５が基板Ｓに対してスキャンする際、第１の撮像素子５１がウェルＷからの蛍光を撮像するよりも前に、パターンマークＰＡの延出部ＰＡ１を撮像するようになっている。
【００３３】
第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡの延出部ＰＡ１を撮像している期間は、基板ステージ２が駆動を開始することで撮像部５の基板Ｓに対する移動速度の変動が大きくなる加速期間を含んでしまう。延出部ＰＡ１は、撮像部５の基板Ｓに対する速度が所定値に到達するまでの間、第１の撮像素子５１の画素５３にウェルＷからの蛍光を入射させない長さに設定されている。これにより、第１の撮像素子５１がウェルＷからの蛍光を撮像する際には、撮像部５が基板Ｓに対して一定速度で移動した状態となるため、後述のＴＤＩ方式による撮像を良好に行うことができる。
【００３４】
また、第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡの延出部ＰＡ２を撮像している期間は、基板ステージ２が駆動を停止することで撮像部５の基板Ｓに対する移動速度の変動が大きくなる減速期間を含んでしまう。延出部ＰＡ２は、第１の撮像素子５１の全ての画素５３がウェルＷからの蛍光を撮像し終わるまでの間、第２の撮像素子５２が当該延出部ＰＡ２を撮像し続けることができる長さに設定されている。これにより、第２の撮像素子５２は、少なくとも第１の撮像素子５１が基板Ｓ上のウェルＷについて撮像を終了するまではパターンマークＰＡを撮像し続けることが可能となっている。
【００３５】
第２の撮像素子５２は、パターンマークＰＡを撮像することで、当該第２の撮像素子５２（撮像部５）の撮像面内における基板Ｓの移動速度を測定することができる。
ここで、上述のように第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は一体に保持され、同一の対物レンズ７及び投影レンズ５０を介して基板Ｓ上を撮像しているため、第２の撮像素子５２の撮像面内における基板Ｓの移動速度と、第１の撮像素子５１の撮像面内における基板Ｓ（ウェルＷからの蛍光）の移動速度とは略等しくなる。
【００３６】
したがって、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２が検出したパターンマークＰＡの検出結果に基づき、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷからの蛍光の移動速度を算出可能となっている。
【００３７】
続いて、撮像部５によるＴＤＩ方式の撮像動作について説明する。
図４は、基板Ｓに対する第１の撮像素子５１の動作を説明するための図である。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、ＴＤＩ方式の信号電荷の転送の概念を説明するための図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、第１の撮像素子５１のスキャン方向における第一列目、第二列目、及び第三列目を構成する画素５３に蓄積される信号電荷の電荷量の変化を示す図である。なお、本実施形態においては基板ステージ２を動かすことで撮像部５（第１の撮像素子５１）と基板Ｓとを相対移動させようにしている。しかしながら、図４〜６においては、図示の容易化のため、第１の撮像素子５１が基板Ｓ上を移動する形態で示すものとする。
【００３８】
また、本実施形態では、ステージ駆動部３が基板ステージ２を移動させることで第１の撮像素子５１と基板Ｓとを相対移動可能な構成としたが、ステージ駆動部３が基板ステージ２上の基板Ｓに対して撮像装置５を移動させる構成であっても構わない。
【００３９】
図４に示すように、第１の撮像素子５１は、基板Ｓの移動方向における上流端（＋Ｘ方向の端部）側から下流端（−Ｘ方向の端部）側に向かって当該基板Ｓ上を相対移動することで撮像を行う。
【００４０】
撮像部５が基板Ｓに対してスキャンを開始すると、顕微鏡装置１の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子５２内の視野領域にパターンマークＰＡの延出部ＰＡ１が入り込んでくる。
制御部ＣＯＮＴは、パターンマークＰＡ（延出部ＰＡ１）の検出結果に基づき、撮像部５の撮像面内における基板Ｓの移動速度を算出し、蓄積された信号電荷（蓄積電荷信号）の転送のタイミングと基板Ｓの移動速度とを同期させるために、蓄積電荷信号の転送のタイミングを調整する。
【００４１】
基板ステージ２の移動速度が一定となった後、図５（ａ）に示されるように、基板Ｓの移動方向先端のウェル列ＷＬのウェルＷａが第１の撮像素子５１の移動方向（以下、スキャン方向（−Ｘ方向）と呼ぶ場合もある）における第一列目５３Ｌ１の画素５３上に投影される。すると、第一列目５３Ｌ１の画素５３には、図６（ａ）に示すように、ウェルＷａからの蛍光に対応した強度の信号電荷が蓄積される。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、第１の撮像素子５１がスキャン方向に沿って画素列５３Ｌの一つ分だけ移動すると、図５（ｂ）に示す光学系は倒立像を結ぶので、第１の撮像素子５１の移動と同時に、第一列目５３Ｌ１の画素５３に蓄積された信号電荷（蓄積電荷信号）は、スキャン方向とは反対方向である（撮像素子５１に形成された像の移動方向と同じ方向）第二列目５３Ｌ２の画素５３に転送される。
【００４３】
そして、ウェルＷａからの蛍光が、第一列目５３Ｌ１及び第二列目５３Ｌ２の画素５３によって撮影される。なお、第一列目５３Ｌ１の画素５３は、基板Ｓの２列目のウェルＷｂ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像している。
【００４４】
したがって、第二列目５３Ｌ２の画素５３には、図６（ｂ）に示すように、前回時に蓄積された信号電荷と今回の撮影時に蓄積された信号電荷が加算されることになる。つまり、第二列目５３Ｌ２の画素５３には、前回及び今回の撮影で得られた信号電荷が累積される。このように、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示す状態のように電荷転送が行われる。
【００４５】
ところで、本実施形態に係る制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２の検出結果に基づいて算出した、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷの移動速度に合わせて、画素５３間での信号電荷の転送を行うようにしている。すなわち、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２の検出結果に基づいて、第１の撮像素子５１における信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させる同期部を構成している。なお、信号電荷の転送と相対移動とを同期させる方法としては、転送のタイミングを調整する、或いは基板ステージ２の移動速度を調整することが考えられる。転送のタイミングを調整する方法としては、信号電荷の転送を開始する若しくは停止するタイミングを調整する、或いは第１の撮像素子５１における転送速度自体を変化させることが挙げられる。
【００４６】
本実施形態では、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、同一の光学系（対物レンズ７及び投影レンズ５０）を介して基板Ｓ上を撮像しているため、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２の撮像面上において光学系の倍率誤差の影響を防止できる。また、第１の撮像素子５１における観察光軸と第２の撮像素子５２における観察光軸とが略一致するため、アッベ誤差の影響を小さくできる。
【００４７】
また、第２の撮像素子５２が撮像するパターンマークＰＡは、ウェルＷと同一の工程で基板Ｓに形成されているため、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮する。このように、第２の撮像素子５２は、ウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたパターンマークＰＡを撮像するので、信頼性の高い撮像結果を得ることができる。したがって、制御部ＣＯＮＴは、信号電荷の転送と相対移動とを精度良く同期させることができる。
【００４８】
さらに、図５（ｃ）に示す光学系は倒立像を結ぶので、第１の撮像素子５１がスキャン方向に沿って画素列５３Ｌの一つ分だけ移動すると、ウェルＷａの撮像が続行される。このとき、図５（ｃ）に示すように、第１の撮像素子５１の移動と同時に、第二列目５３Ｌ２の画素５３に蓄積された信号電荷が、スキャン方向とは反対方向である（撮像素子５１に形成された像の移動方向と同じ方向）第三列目５３Ｌ３の画素５３に転送される。また、第一列目５３Ｌ１の画素５３に蓄積された信号電荷が、第二列目５３Ｌ２の画素５３に転送される。そして、ウェルＷａからの蛍光が、第一列目５３Ｌ１、第二列目５３Ｌ２、及び第三列目５３Ｌ３によって撮影される。このとき、第二列目５３Ｌ２の画素５３は、基板Ｓの２列目のウェルＷｂ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像し、第一列目５３Ｌ１の画素５３は、基板Ｓの３列目のウェルＷｃ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像する。
【００４９】
したがって、第三列目５３Ｌ３の画素５３には、図６（ｃ）に示すように、今回の撮影時に得られた信号電荷が、加算されていくことになる。よって、第三列目５３Ｌ３の画素５３には、前々回、前回及び今回の撮影で得られた信号電荷が、蓄積される。なお、第二列目５３Ｌ２の第１の撮像素子５１には、前回及び今回の撮影時に得られた信号電荷が蓄積される。
【００５０】
撮像部５は、１つのウェルＷに対して上記動作を第１の撮像素子５１の画素列５３Ｌの数（１２８個）だけ繰り返し行うこととなる。これにより、ウェルＷの同一箇所に対応する信号電荷が、１２８回だけ蓄積されることになる。このように、ＴＤＩ方式では、撮像面に投影されるウェルＷからの蛍光が、基板ステージ２の移動に伴ってシフトするが、それに同期して第１の撮像素子５１に蓄積される信号電荷をシフトさせている。したがって、上記動作を１２８回だけ続けた場合、ＴＤＩ方式を採用した撮像部５は、リニアイメージセンサに比べて、１２８倍の感度を実現できる。すなわち、１２８倍のコントラストと、√１２８だけノイズを軽減することが可能となる。
【００５１】
撮像部５は、第１の撮像素子５１を基板Ｓ上に複数回往復させることで全てのウェルＷ内の試料Ｂの蛍光を撮像することができる。そのため、撮像部５は、第１の撮像素子５１が基板Ｓの−Ｘ方向における端部まで移動し終わると、図４に示したように撮像が終了していない他のウェルＷと第１の撮像素子５１の画素５３とを位置合わせすべく、撮像部５を初期位置（基板Ｓの左端）に戻すとともに、顕微鏡装置１の１視野ＶＷ分だけ−Ｙ方向に移動する。そして、ステージ駆動部３が基板ステージ２を移動し、第１の撮像素子５１を基板Ｓに対して−Ｘ方向に沿って移動させつつ、上述のＴＤＩ方式による２回目の撮像を開始する。以下同様のシーケンスで基板Ｓの全面について撮像を行う。
【００５２】
以上の述べたように、本実施形態に係る撮像部５によるＴＤＩ方式の撮像動作によれば、基板ステージ２の移動と同期して信号電荷が最適なタイミングで転送されるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
なおパターンマークＰＡにおいて明暗パターンの明の部分には蛍光物質が含まれており、各ウェルの蛍光を測定するために照射する励起光により発光する。パターンマークＰＡの蛍光波長はウェルＷから発する蛍光波長とは異なるように蛍光物質を選ぶのが好ましい。
さらにパターンマークＰＡの代わりにウェルを１列設けて、そこにウェルＷとは異なる蛍光波長を持つ蛍光物質を入れて、パターンマークＰＡの代わりに位置検出をすることも可能である。
また明暗を透過率の異なるパターンとし、これを透過照明で検出しても良い。
【００５３】
（第二実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第二実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第２の撮像素子の構成である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００５４】
図７は本実施形態に係る撮像部５の構成を示す平面図である。図７に示すように、第２の撮像素子１５２は、光電変換素子から構成されており、本実施形態では複数の画素１５３がライン状に配置されたＣＣＤラインセンサから構成されている。
【００５５】
具体的に、第２の撮像素子１５２は、複数の画素１５３がＸ方向に沿ってライン状に配列されている。すなわち、第２の撮像素子１５２は、パターンマークＰＡの延在方向に沿って画素１５３が配列されている。なお、画素１５３の数は、同図では簡略化して記載しているが、例えば第１の撮像素子５１における画素列５３Ｌと同じ値の１２８に設定されている。
【００５６】
本実施形態においても、第２の撮像素子１５２は、パターンマークＰＡを撮像することで基板Ｓの移動速度及び位置を検出可能となっている。第２の撮像素子１５２は、複数の画素１５３によってパターンマークＰＡを検出する。そして、第２の撮像素子１５２は、各画素１５３が取得したデータを比較し、他と明らかに異なるデータを排除して平均化した値を算出する。これにより、パターンマークＰＡ上の途中にゴミ等の異物が付着していた場合であっても、第２の撮像素子１５２は他の画素１５３が取得したデータからパターンマークＰＡから所定のデータを取得することができる。
【００５７】
よって、本実施形態に係る構成であっても、第２の撮像素子１５２が基板ステージ２の移動と同期して信号電荷を最適なタイミングで転送できるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
【００５８】
また、仮に撮像部５に対して基板Ｓが傾いて移動している場合、第２の撮像素子１５２の画素１５３からパターンマークＰＡが外れて撮像できなくなる。よって、第２の撮像素子１５２の画素１５３は、基板Ｓのスキャン方向における傾きを検出することができる。なお、ステージ駆動部３が基板ステージ２をＺ軸周りで回転可能な構成の場合、制御部ＣＯＮＴは上記第２の撮像素子１５２が基板ステージ２上に基板Ｓが傾いた状態で載置されているのを検出した場合、ステージ駆動部３により基板ステージ２を回転させることで、撮像部５に対する基板ステージ２の向きを補正することができる。
【００５９】
（第三実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第三実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第１の撮像素子として信号電荷の読み出し方向が双方向のものを用いた点と、第２の撮像素子の構成が異なる点と、パターンマークの構成が異なる点と、である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００６０】
図８は本実施形態に係る撮像部５の構成を示す平面図である。図８に示すように、第２の撮像素子２５２は、光電変換素子から構成ており、本実施形態ではフォトダイオード２５２ａとフォトダイオード２５２ｂとを備えている。フォトダイオード２５２ａ及びフォトダイオード２５２ｂ（以下、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂと称す場合もある）は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されている。第１の撮像素子５１は、信号電荷の読み出し方向が双方向に対応している。
【００６１】
図９は本実施形態に係る基板Ｓの構成を示す平面図である。
図９に示すように、基板Ｓの表面Ｓａには、長手方向（Ｘ方向）に沿ってパターンマークＰＡが形成されている。本実施形態においても、パターンマークＰＡがウェルＷを形成する工程と同一の工程で形成されている。パターンマークＰＡは、パターンマークＰＡａとパターンマークＰＡｂとを含む。これらパターンマークＰＡａ及びパターンマークＰＡｂ（以下、パターンマークＰＡａ、ＰＡｂと称す場合もある）は、それぞれ長手方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。
【００６２】
ここで、パターンマークＰＡａは、顕微鏡装置１（撮像部５）の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子２５２におけるフォトダイオード２５２ａの撮像領域に配置されている。また、パターンマークＰＡｂは、上記視野ＶＷのうち、第２の撮像素子２５２におけるフォトダイオード２５２ｂの撮像領域に配置されている。なお、パターンマークＰＡａ，ＰＡｂは、図示を省略するものの、上記実施形態と同様、ウェル列ＷＬよりも外側まで延出した延出部を有している。
【００６３】
パターンマークＰＡａ及びパターンマークＰＡｂは、それぞれ明暗パターンが交互に繰り返され、９０度位相が異なるものから構成されている。このような構成に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂの検出に基づいて撮像部５における基板Ｓに対するスキャン方向を検出することができる。
【００６４】
続いて、本実施形態におけるＴＤＩ方式の撮像動作について図９を参照しつつ説明する。
図９に示すように、撮像部５（第１の撮像素子５１）は、基板Ｓの移動方向における上流端（＋Ｘ方向の端部）側から下流端（−Ｘ方向の端部）側に向かって当該基板Ｓ上を相対移動することで撮像を行う。
【００６５】
撮像部５が基板Ｓに対して−Ｘ方向に沿ってスキャンすると、第２の撮像素子２５２のフォトダイオード２５２ａ，２５２ｂがそれぞれパターンマークＰＡａ、ＰＡｂを検出する。このとき、制御部ＣＯＮＴは、上述したように第２の撮像素子２５２の検出結果から、撮像部５のスキャン方向を取得している。
【００６６】
本実施形態においても、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子２５２の検出結果に基づいて、第１の撮像素子５１における信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させてＴＤＩ方式の撮像を行う。このように基板ステージ２の移動と同期して信号電荷が最適なタイミングで転送されるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
【００６７】
撮像部５は、第１の撮像素子５１を基板Ｓ上に複数回往復させることで全てのウェルＷ内の試料Ｂを撮像する。撮像部５は、第１の撮像素子５１が基板Ｓの−Ｘ方向における端部まで移動し終わると、図９に示したように顕微鏡装置１の１視野ＶＷ分だけ−Ｙ方向に移動する。そして、撮像部５が反対方向（図９中の＋Ｘ方向）にスキャンし始める。撮像部５が反対方向にスキャンし始めると、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂがパターンマークＰＡａ、ＰＡｂから検出する明暗パターンの位相が切り替わるので、制御部ＣＯＮＴはこれに合わせて第１の撮像素子５１における信号電荷の転送方向を反対方向に切り替える。すなわち、本実施形態においては、制御部ＣＯＮＴが第１の撮像素子５１における信号電荷の転送方向を制御するようになっている。
【００６８】
これにより、第１の撮像素子５１は、図９中の＋Ｘ方向にスキャンしつつ、ＴＤＩ方式による２回目の撮像を開始する。以下同様のシーケンスで基板Ｓの全面について撮像を行うことができる。
【００６９】
このように本実施形態においては、図９に示したように撮像部５が基板Ｓに対する往路（−Ｘ方向へのスキャン）に加え、復路（＋Ｘ方向へのスキャン）においてもＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。よって、図９に示したように、撮像部５を初期位置（基板Ｓの左端）に戻すための空走区間（撮像部５が基板Ｓの撮像を行うことなく移動する区間）が不要となるため、画像取得時間を短縮できる。
【００７０】
（第四実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第四実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第１の撮像素子の画素とウェルとの対応関係（倍率）が異なる点である。
【００７１】
具体的に上述したような顕微鏡装置においては、より多くのウェルＷの蛍光輝度データをより短時間で取得することが求められる。そのため、上記第一乃至第三実施形態では説明を簡単にするため、最も効率が高い、第１の撮像素子５１の１つの画素５３にウェルＷを１つ割り当て、１回の撮像で画素５３と同じ数のウェルＷの蛍光輝度データを得る場合について説明した。
【００７２】
しかしながら、現実的には、隣り合うウェルＷからの漏れ光や、ウェルＷのピッチ誤差、基板ステージ２の位置決め誤差等を考慮する必要がある。そこで、本実施形態では、図１０に示すように１つのウェルＷを３×３＝９個の画素５３で撮像するように、投影レンズ５０及び対物レンズ７の倍率を設定している。すなわち、ウェルＷのピッチが第１の撮像素子５１における画素５３のピッチの整数倍（同図では３倍）となっている。なお、それ以外の部材及び構成については、第一実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００７３】
本実施形態では、ウェルＷの配列ピッチが基板Ｓに形成されるパターンマークＰＡのピッチの整数倍（例えば、１倍）となるように設定されており、パターンマークＰＡがウェルＷと同一工程で基板Ｓに形成されている。これにより、パターンマークＰＡは、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮するので、パターンマークＰＡは常にウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたものとなっている。
【００７４】
よって、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２のパターンマークＰＡの検出結果に基づき、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷからの蛍光の移動速度を算出できる。
【００７５】
本実施形態では、上述したようにウェルＷのピッチが画素５３のピッチの３倍となっているため、第２の撮像素子５２が次のパターンマークＰＡを検出したとき、第１の撮像素子５１の撮像面内においてはウェルＷからの蛍光が画素５３、三個分だけ移動する。制御部ＣＯＮＴは、図１０に示した９つの画素５３における信号電荷を合算して、隣の９つの画素５３に合算電荷を転送する。
【００７６】
一方、第１の撮像素子５１内の撮像面内において、ウェルＷからの蛍光が画素ピッチとずれて移動する場合、いずれの画素５３の電荷を合計すれば不明であるため、例えば最も輝度値の高い画素を検出し、該画素を中心とする９つの画素を算出して、各信号電荷を合算する必要がある。そのため、計算に時間がかかるため、ＴＤＩ方式の撮像時間が長くなってしまう。
【００７７】
このように本実施形態によれば、決まった９個の画素５３における信号電荷を合算した値を転送することでＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。よって、９つの画素５３で１つのウェルＷを撮像する場合であっても、ＴＤＩ方式の撮像を短時間で行うことができる。
【００７８】
（第五実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第五実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第３の撮像素子の検出結果を用いて照明装置の強度を調整する点である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００７９】
図１１は本実施形態に係る撮像部１０５の平面構成を示す図である。撮像部１０５は、第１の撮像素子５１と、第３の撮像素子３５２と、を有している。図示を省略するものの、第１の撮像素子５１及び第３の撮像素子３５２は一体に保持され、同一の対物レンズ７及び投影レンズ５０を介して基板Ｓを撮像している。
【００８０】
図１１に示すように、第３の撮像素子３５２は、光電変換素子から構成ており、本実施形態では複数の画素３５３がライン状に配置されたＣＣＤラインセンサから構成されている。具体的に、第３の撮像素子３５２は、複数の画素３５３がＹ方向に沿ってライン状に配列されている。なお、画素５３の数は、同図では簡略化して記載しているが、例えば第１の撮像素子５１における画素ライン５３Ｒと同じ値の１０２４個に設定されている。すなわち、各画素３５３はウェル列ＷＬの各ウェルＷからの蛍光を撮像するようになっている。また、第２の撮像素子３５２は、第１の撮像素子５１のスキャン方向（−Ｘ方向）における前方に配置されている。
【００８１】
ところで、被検体である多数のウェルＷの中に極めて強い蛍光を発するウェルＷがあると、第１の撮像素子５１ではそのウェルＷに対応する画素３５３が飽和してしまうため正しい光量を測定することができない。さらにＴＤＩ方式では順次行われる次の画素３５３への電荷転送においてすべての電荷を送り出すことができず、影響が飽和を起こしたウェルＷに続く他のウェルＷの画像にも及んでしまう可能性がある。
【００８２】
本実施形態においては、第１の撮像素子５１がウェルＷの蛍光を撮像するに先立ち、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光を撮像するようにしている。第３の撮像素子３５２は制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、ウェルＷの蛍光の計測値を制御部ＣＯＮＴに送信するようになっている。本実施形態では、制御部ＣＯＮＴが後述するように第３の撮像素子３５２の測定結果に基づいて、照明装置４の出力を調整するようにしている。
【００８３】
図１２は制御部ＣＯＮＴが照明装置４の強度を調整するフローを示す図である。以下の説明において、照明装置４における初期状態の光強度（信号強度）をＩ１とする。
【００８４】
照明装置４は、光強度Ｉ１により基板Ｓに励起光を照射する。これにより、基板Ｓの各ウェルＷから蛍光が発せられる。第２の撮像素子３５２は、基板Ｓ上を−Ｘ方向にスキャンすることでウェル列ＷＬ内の各ウェルＷの蛍光強度を順次測定していく。
【００８５】
制御部ＣＯＮＴは、第３の撮像素子３５２が計測したウェル列ＷＬの蛍光強度（強度信号）について所定の信号強度に対する大小を判定する（ステップＳ１）。そして、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子３５２の計測値がウェルＷの蛍光強度（強度信号）が所定の信号強度よりも大きくなった場合、照明装置４の光強度（信号強度）をＩ１よりも弱いＩ２とする（ステップＳ２）。一方、制御部ＣＯＮＴは、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光強度（強度信号）が所定の信号強度の場合、照明装置４の光強度（信号強度）をＩ１に維持する（ステップＳ３）。
【００８６】
次に、制御部ＣＯＮＴは、所定の信号強度を超える蛍光を発していたウェルＷが第１の撮像素子５１の最終画素５３ａを通過するまでの間に、前記所定の信号強度×Ｉ２／Ｉ１（以下、信号強度Ｒと称す）よりも蛍光強度の強いウェルＷが存在するか否か判定する（ステップＳ４）。そして、制御部ＣＯＮＴは、信号強度Ｒが存在しなかった場合、照明装置４の強度をＩ１に戻す（ステップＳ５）。一方、制御部ＣＯＮＴは、信号強度Ｒが存在した場合、そのウェルＷが第１の撮像素子５１の最終画素３５３ａを通過するまで照明装置４の光強度（信号強度）をＩ２に維持する（ステップＳ６）。制御部ＣＯＮＴは、照明装置４の光強度を上述のように変更しつつ、基板Ｓの全面を走査した後、第１の撮像素子５１が取得した蛍光信号を励起光強度の積分値に基づいて補正する（ステップＳ７）。
【００８７】
以下、図１３を参照しつつ、第１の撮像素子５１が取得した蛍光信号を補正する方法について説明する。図１３は第２の撮像素子３５２とウェルＷとの対応関係を示す図である。図１３において、第１の撮像素子５１における画素５３のライン数をＮとする。また、図１３における基板Ｓの長さ方向に沿うウェルＷのウェル列ＷＬのライン番号をＸで表し、非常に強い蛍光を発したウェルＷを含むウェル列ＷＬのライン番号をＸ０とする。
【００８８】
この場合、Ｘ≦Ｘ０−Ｎとなるライン番号における蛍光信号量（第１の撮像素子５１における蓄積電荷信号）では、ＮＩ１の励起光量により得られているため、励起光量をＮＩ１とする。
【００８９】
また、Ｘ≧Ｘ０−Ｎとなるライン番号における蛍光信号量（第１の撮像素子５１における蓄積電荷信号）では、ＮＩ１の励起光量により得られているため、励起光量をＮＩ１とする。
【００９０】
Ｘ０−Ｎ＋１≦Ｘ≦Ｘ０＋Ｎ−１となるライン番号における領域（同図斜線で示される領域）は、蛍光信号量が個々のウェル列ＷＬごとにＩ１の励起光量で照明されていた時間と、Ｉ２の励起光量で照明されていた時間と、が異なる割合で含まれている。
【００９１】
そのため、励起光量は、（（Ｘ０−Ｘ）Ｉ１＋（Ｎ−（Ｘ０−Ｘ））Ｉ２）であるから、得られた蛍光信号量にＮＩ１／（（Ｘ０−Ｘ）Ｉ１＋（Ｎ−（Ｘ０−Ｘ））Ｉ２）をかけることでＮＩ１の励起光量で励起された場合に得られるはずの蛍光信号量を算出することができる。
【００９２】
よって、制御部ＣＯＮＴは、上記ウェル列ＷＬのライン番号に対応する第１の撮像素子５１の各画素列５３Ｌで撮像した信号電荷を補正することで、照明装置４の光強度をＩ１とした状態でウェルＷ内に蛍光を発生させていた場合と同様の撮像結果を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施形態においては、第３の撮像素子３５２の検出結果を用いて、照明装置４の光強度を調整する場合について説明したが、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光を検出した結果を用いて、第２の撮像素子３５２の撮像面上における基板Ｓの移動速度を算出し、信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させる同期部として機能させるようにしてもよい。
【００９４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【００９５】
また、上記実施形態では、測定対象としてウェルＷに配置した被検体（例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)から蛍光を発生させてＴＤＩ方式の撮像を行う場合について説明したが、本発明の観察装置は顕微鏡装置に限定されることはなく、例えば高速で移動する物体の観察等といったＴＤＩ方式を用いた撮像にも適用することができる。すなわち、測定対象物に対して励起光を照射する必要が無い場合、観察装置は照明装置を構成要素として備えていなくても構わない。
【符号の説明】
【００９６】
ＣＯＮＴ…制御部（同期部）、ＰＡ，ＰＡａ，ＰＡｂ…パターンマーク、Ｓ…基板、Ｗ…ウェル、１…顕微鏡装置（観察装置）、２…基板ステージ（ステージ）、３…ステージ駆動部（移動機構）、５…撮像装置（撮像部）、５３…画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察装置、画像観察方法、及び被検体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数のマイクロウェルを備えるいわゆる大規模集積アレイの各ウェルに配置された被検体(例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)から蛍光を発生させて、測定し、各ウェルの測光値を数値データ化する技術として、タイム・ディレイ・インテグレーション（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：ＴＤＩ）方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなＴＤＩ方式による画像取得方法では、被検物の移動速度と撮像素子の画素蓄積電荷の転送速度を同期させることによって、高感度且つ高速に画像を取得できる。
【０００３】
一般的に画素蓄積電荷の転送速度の誤差は小さいものの、被検物を保持した状態で移動するステージの移動速度は摩擦等の外的要因を受け易く、誤差が大きくなる場合がある。すると、ステージによる被検物の移動速度と画素蓄積電荷の転送速度とがずれてしまい、像が歪んで適切な蛍光観察を行うことができなくなるおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決すべく、ステージにリニアエンコーダを設け、ステージ移動速度をリアルタイムで検出し、それに合わせて画素蓄積電荷の転送速度を制御する技術がある（例えば、特許文献２には、旋回アームに設けられたロータリエンコダの回転速度、回転角を検出し、それに同期させて画像蓄積電荷の転送速度を制御する方法が開示されている。旋回アームは回転運動であるが、ステージの直線運度と原理的には同じである）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０２０８９３号公報
【特許文献２】特許第３２９１４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のＴＤＩ方式による画像取得では、ステージの速度と画素蓄積電荷の転送速度を同期させることが重要である。上記従来技術では、ステージの速度として、ステージの実速度ではなく、結像光学系を介して撮像素子の撮像面上に投影された被検物の仮想的な移動速度で定義したものを用いている。
【０００７】
しかしながら、上述したようなステージに設けたリニアエンコーダからの信号と結像光学系の設計倍率から換算された仮想的な速度は、結像光学系の倍率誤差、被検物の製造時の寸法誤差、膨張又は収縮による誤差、画像の観察光軸とステージのリニアエンコーダ信号検出部とが一致していないことによるアッベ誤差を含んでしまうため、信頼性の高い画像取得を行うことが難しかった。そこで、ＴＤＩ方式による撮像方法において、誤差が少なく、より信頼性の高い検出結果を得ることができる新たな技術の提供が望まれている。
【０００８】
本発明の態様は、誤差の少ない信頼性の高い画像取得が可能な観察装置、画像観察方法、及び被検体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るに観察装置は、被検物を保持するステージと、タイム・ディレイ・インテグレーション方式により前記被検物を撮像する第１の撮像素子と、前記被検物と前記第１の撮像素子とを相対移動させる移動機構と、前記ステージに保持される前記被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像観察方法は、被検物を保持するステージに対して相対移動する第１の撮像素子を用いて、前記被検物をタイム・ディレイ・インテグレーション方式による撮像を行う画像観察方法であって、前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子が前記被検物に設けられたパターンマークを撮像して取得した情報に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送状態を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の被検体は、撮像素子によるタイム・ディレイ・インテグレーション方式の撮像に用いられる被検体であって、前記撮像素子により撮像される撮像対象物を収容する収容部が設けられた基板を備え、前記基板には、前記撮像素子とは別の撮像素子により撮像されるパターンマークが形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様によれば、誤差の少ない信頼性の高い画像取得ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】顕微鏡装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】ステージに保持されている基板の形状を示す図。
【図３】撮像素子の構成を示す図。
【図４】ＴＤＩ方式の撮像動作時の撮像素子の動きの説明図。
【図５】ＴＤＩ方式の信号電荷の転送状態を説明図。
【図６】撮像素子に蓄積される信号電荷の電荷量の変化を示す図。
【図７】第二実施形態に係る撮像部の構成を示す図。
【図８】第三実施形態に係る撮像部の構成を示す図。
【図９】第三実施形態に係る基板の構成を示す平面図。
【図１０】第四実施形態に係る第１の撮像素子の画素とウェルとの対応関係を示す図。
【図１１】第五実施形態に係る撮像部の平面構成を示す図。
【図１２】制御部が照明装置の強度を調整するフローを示す図。
【図１３】第１の撮像素子が取得した蛍光信号の補正方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、観察装置として、ＴＤＩ方式を用いた顕微鏡装置を例に挙げて説明する。以下の各図において、観察装置の構成を説明するにあたり、ＸＹＺ空間座標系を用いる場合がある。本実施形態では、観察装置が載置される床面に平行な方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とし、当該床面（ＸＹ平面）に垂直な方向をＺ方向とする。ただし、Ｘ軸及びＹ軸は、直交している。
【００１５】
図１は本実施形態に係る顕微鏡装置１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、顕微鏡装置１は、基板ステージ２と、基板ステージ２を移動させるステージ駆動部３と、照明装置４と、撮像部５と、を備えている。
【００１６】
基板ステージ２は、基板Ｓを保持するとともに、ステージ駆動部３により撮像部５に対して移動可能になっている。基板ステージ２の表面には、ＸＹ方向に沿ってスケール２１が形成されている。計測部２２は、計測結果を制御部ＣＯＮＴに出力する。制御部ＣＯＮＴでは、計測部２２による計測結果に基づいて基板ステージ２のＸ，Ｙ方向の位置を求めることができるようになっている。このように、スケール２１、計測部２２及び制御部ＣＯＮＴにより、基板ステージ２のＸ，Ｙ方向における位置を検出する位置検出部が構成されている。
【００１７】
ステージ駆動部３は、制御部ＣＯＮＴと電気的に接続されている。ステージ駆動部３は、基板ステージ２を駆動するアクチュエータである。ステージ駆動部３としては、例えばリニアモータ機構などを用いることができる。ステージ駆動部３は、制御部ＣＯＮＴの制御（移動量、移動のタイミングなど）に基づいて、基板ステージ２をＸＹ方向に移動させる。このような構成に基づき、撮像部５は基板ステージ２上の基板Ｓに対し、相対的に移動するようになっている。
【００１８】
照明装置４は基板Ｓに所定の励起光を照射するものであり、例えばケーラー照明が可能なコンポーネントを有している。照明装置４が照射した励起光は、ダイクロイックミラー８により反射された後、対物レンズ７を介して基板Ｓに照射される。ダイクロイックミラー８は、基板Ｓからの戻り光（蛍光）を透過させるようになっている。
【００１９】
撮像部５は、投影レンズ５０、第１の撮像素子５１、第２の撮像素子５２、対物レンズ７、及びダイクロイックミラー８を含む。対物レンズ７は、基板ステージ２と対向する位置に配置されている。投影レンズ５０には、ダイクロイックミラー８を透過した基板Ｓからの戻り光が入射する。投影レンズ５０は、入射した光を所定の位置に集光（結像）する。
【００２０】
第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、基板Ｓ上の異なる対象をそれぞれ撮像している。第１の撮像素子５１は、基板Ｓからの戻り光のうち、後述する試料Ｂが発した蛍光を検知可能な位置に配置されている。また、第２の撮像素子５２は、基板Ｓからの戻り光のうち、後述するパターンマークＰＡからの戻り光を検知可能な位置に配置されている。第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、撮像結果を制御部ＣＯＮＴに出力するようになっている。
【００２１】
図２（ａ）は基板ステージ２に保持されている基板Ｓの形状を示す図であり、図２（ｂ）は、基板Ｓの要部を示す拡大断面図である。基板Ｓは、いわゆるマイクロアレイチップと呼ばれる板状部材であり、例えば矩形に形成されている。
【００２２】
基板Ｓは、例えばガラス板やプラスチック板などの材料で形成されている。基板Ｓは、一方向に長手となるように形成されている。基板Ｓは、当該長手方向がＸ方向に平行になるように基板ステージ２に保持されている。基板Ｓの表面Ｓａには、ウェルＷがマトリクス状に形成されている。このように、マトリクス状に配置された複数のウェルＷにより、基板Ｓにウェル列ＷＬが形成されている。
【００２３】
基板Ｓの表面Ｓａには、長手方向（Ｘ方向）に沿って所定のパターンマークＰＡが形成されている。パターンマークＰＡは、顕微鏡装置１（撮像部５）の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子５２の撮像領域に配置されている。このパターンマークＰＡは、例えば明暗パターンが交互に繰り返すものから構成されており、上記ウェルＷを形成する工程と同一の工程で形成されている。これにより、パターンマークＰＡは、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮するので、パターンマークＰＡは常にウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたものとなる。よって、パターンマークＰＡはウェルＷの位置情報を示す指標として信頼性の高いものとなっている。
【００２４】
パターンマークＰＡは、基板Ｓの短手方向（Ｙ方向）に沿って複数配置されている。具体的に、パターンマークＰＡは、撮像部５の視野ＶＷの幅毎に基板Ｓに設けられている。これにより、撮像部５が基板Ｓの全面を走査する際、基板Ｓ上で改行した場合でも、撮像部５の視野ＶＷ内にパターンマークＰＡが常に配置されるようになっている。これにより、第２の撮像素子５２は、常にパターンマークＰＡを検出し、撮像部５が基板Ｓの全面を移動する際、基板Ｓの移動速度及び位置情報を取得可能となっている。また、パターンマークＰＡは、ウェル列ＷＬよりも外側まで延出した延出部ＰＡ１，ＰＡ２を有している。
【００２５】
ウェルＷは、Ｚ方向視で例えば円形に形成されている。そして、ウェルＷ内には、図２（ｂ）に示すように、測定対象である試料Ｂとして被検体（例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)が配置されている。試料Ｂは、照明装置４から所定の励起光が照射されると励起されて蛍光を発する。
【００２６】
図３は第１の撮像素子５１の構成を示す図であり、図３（ａ）は平面図を示し、図３（ｂ）は第１の撮像素子５１の画素５３とウェルＷとの対応関係を説明するための図である。なお、図３（ａ）では、図を見やすくするため、基板ＳにおけるパターンマークＰＡの図示を省略している。撮像部５の第１の撮像素子５１は、図３（ａ）に示すように、光電変換素子であるＣＣＤカメラから構成されており、複数の画素５３を備えている。
【００２７】
具体的に、第１の撮像素子５１は、ライン状に配列された複数の画素５３が垂直方向にも複数列配置されることで構成されている。本実施形態では、例えば、１０２４×１２８画素、すなわち１０２４個の画素５３がライン状にＹ方向に沿って配列された画素ライン５３Ｒと、該画素ライン５３Ｒが垂直方向に１２８列配置された画素列５３Ｌとを含む第１の撮像素子５１を用いた。第１の撮像素子５１は、後述のように、基板ステージ２の移動に対応して、画素列５３Ｌ単位で信号電荷の転送をすることでＴＤＩ方式による撮像を行うことが出来る。
【００２８】
第１の撮像素子５１の画素５３の画素サイズは、図３（ｂ）に示すように、ウェルＷの外径に対応しており、平面視した状態で画素５３内にウェルＷが配置される大きさとなっている。また、画素５３のＸ，Ｙ方向に沿った配列ピッチは、基板ＳのウェルＷの配置ピッチに対応している。ここで、ウェルＷの外径及び配置ピッチに対応するとは、投影レンズ５０を介して拡大又は縮小した状態のウェルＷと画素５３との外径又はピッチとを比較する場合も含む。
【００２９】
図１に戻って、第２の撮像素子５２は、光電変換素子から構成されており、具体的に本実施形態ではフォトダイオードから構成されている。第２の撮像素子５２は、図２に示した基板Ｓの表面Ｓａに形成されたパターンマークＰＡを撮像するためのものである。
【００３０】
第２の撮像素子５２は、パターンマークＰＡを撮像することで、投影レンズ５０を介して当該第２の撮像素子５２の撮像面上に投影される基板Ｓの移動速度及び位置を検出可能となっている。第２の撮像素子５２は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、パターンマークＰＡに基づいて算出した上記基板Ｓの移動速度及び位置を制御部ＣＯＮＴ内の信号処理部に送信するようになっている。
【００３１】
また、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は保持部材（不図示）に一体に保持されており、同一の光学系（対物レンズ７及び投影レンズ５０）を介して基板Ｓ上を撮像している。すなわち、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２における基板Ｓ上の撮像領域は、顕微鏡装置１の同一視野内に存在している。したがって、顕微鏡装置１は、第１の撮像素子５１が基板ＳのウェルＷからの蛍光を撮像するとともに、第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡを撮像するようになっている。
【００３２】
第２の撮像素子５２は、顕微鏡装置１の視野ＶＷのうち、第１の撮像素子５１のスキャン方向の前方側（−Ｘ方向）を撮像可能な位置に配置されている。また、基板Ｓの表面Ｓａの長手方向（Ｘ方向）に沿って形成されたパターンマークＰＡは、ウェル列ＷＬの外側まで延出した延出部ＰＡ１、ＰＡ２を有しているので、第２の撮像素子５２は、撮像部５が基板Ｓに対してスキャンする際、第１の撮像素子５１がウェルＷからの蛍光を撮像するよりも前に、パターンマークＰＡの延出部ＰＡ１を撮像するようになっている。
【００３３】
第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡの延出部ＰＡ１を撮像している期間は、基板ステージ２が駆動を開始することで撮像部５の基板Ｓに対する移動速度の変動が大きくなる加速期間を含んでしまう。延出部ＰＡ１は、撮像部５の基板Ｓに対する速度が所定値に到達するまでの間、第１の撮像素子５１の画素５３にウェルＷからの蛍光を入射させない長さに設定されている。これにより、第１の撮像素子５１がウェルＷからの蛍光を撮像する際には、撮像部５が基板Ｓに対して一定速度で移動した状態となるため、後述のＴＤＩ方式による撮像を良好に行うことができる。
【００３４】
また、第２の撮像素子５２がパターンマークＰＡの延出部ＰＡ２を撮像している期間は、基板ステージ２が駆動を停止することで撮像部５の基板Ｓに対する移動速度の変動が大きくなる減速期間を含んでしまう。延出部ＰＡ２は、第１の撮像素子５１の全ての画素５３がウェルＷからの蛍光を撮像し終わるまでの間、第２の撮像素子５２が当該延出部ＰＡ２を撮像し続けることができる長さに設定されている。これにより、第２の撮像素子５２は、少なくとも第１の撮像素子５１が基板Ｓ上のウェルＷについて撮像を終了するまではパターンマークＰＡを撮像し続けることが可能となっている。
【００３５】
第２の撮像素子５２は、パターンマークＰＡを撮像することで、当該第２の撮像素子５２（撮像部５）の撮像面内における基板Ｓの移動速度を測定することができる。
ここで、上述のように第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は一体に保持され、同一の対物レンズ７及び投影レンズ５０を介して基板Ｓ上を撮像しているため、第２の撮像素子５２の撮像面内における基板Ｓの移動速度と、第１の撮像素子５１の撮像面内における基板Ｓ（ウェルＷからの蛍光）の移動速度とは略等しくなる。
【００３６】
したがって、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２が検出したパターンマークＰＡの検出結果に基づき、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷからの蛍光の移動速度を算出可能となっている。
【００３７】
続いて、撮像部５によるＴＤＩ方式の撮像動作について説明する。
図４は、基板Ｓに対する第１の撮像素子５１の動作を説明するための図である。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、ＴＤＩ方式の信号電荷の転送の概念を説明するための図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、第１の撮像素子５１のスキャン方向における第一列目、第二列目、及び第三列目を構成する画素５３に蓄積される信号電荷の電荷量の変化を示す図である。なお、本実施形態においては基板ステージ２を動かすことで撮像部５（第１の撮像素子５１）と基板Ｓとを相対移動させようにしている。しかしながら、図４〜６においては、図示の容易化のため、第１の撮像素子５１が基板Ｓ上を移動する形態で示すものとする。
【００３８】
また、本実施形態では、ステージ駆動部３が基板ステージ２を移動させることで第１の撮像素子５１と基板Ｓとを相対移動可能な構成としたが、ステージ駆動部３が基板ステージ２上の基板Ｓに対して撮像装置５を移動させる構成であっても構わない。
【００３９】
図４に示すように、第１の撮像素子５１は、基板Ｓの移動方向における上流端（＋Ｘ方向の端部）側から下流端（−Ｘ方向の端部）側に向かって当該基板Ｓ上を相対移動することで撮像を行う。
【００４０】
撮像部５が基板Ｓに対してスキャンを開始すると、顕微鏡装置１の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子５２内の視野領域にパターンマークＰＡの延出部ＰＡ１が入り込んでくる。
制御部ＣＯＮＴは、パターンマークＰＡ（延出部ＰＡ１）の検出結果に基づき、撮像部５の撮像面内における基板Ｓの移動速度を算出し、蓄積された信号電荷（蓄積電荷信号）の転送のタイミングと基板Ｓの移動速度とを同期させるために、蓄積電荷信号の転送のタイミングを調整する。
【００４１】
基板ステージ２の移動速度が一定となった後、図５（ａ）に示されるように、基板Ｓの移動方向先端のウェル列ＷＬのウェルＷａが第１の撮像素子５１の移動方向（以下、スキャン方向（−Ｘ方向）と呼ぶ場合もある）における第一列目５３Ｌ１の画素５３上に投影される。すると、第一列目５３Ｌ１の画素５３には、図６（ａ）に示すように、ウェルＷａからの蛍光に対応した強度の信号電荷が蓄積される。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、第１の撮像素子５１がスキャン方向に沿って画素列５３Ｌの一つ分だけ移動すると、図５（ｂ）に示す光学系は倒立像を結ぶので、第１の撮像素子５１の移動と同時に、第一列目５３Ｌ１の画素５３に蓄積された信号電荷（蓄積電荷信号）は、スキャン方向とは反対方向である（撮像素子５１に形成された像の移動方向と同じ方向）第二列目５３Ｌ２の画素５３に転送される。
【００４３】
そして、ウェルＷａからの蛍光が、第一列目５３Ｌ１及び第二列目５３Ｌ２の画素５３によって撮影される。なお、第一列目５３Ｌ１の画素５３は、基板Ｓの２列目のウェルＷｂ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像している。
【００４４】
したがって、第二列目５３Ｌ２の画素５３には、図６（ｂ）に示すように、前回時に蓄積された信号電荷と今回の撮影時に蓄積された信号電荷が加算されることになる。つまり、第二列目５３Ｌ２の画素５３には、前回及び今回の撮影で得られた信号電荷が累積される。このように、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示す状態のように電荷転送が行われる。
【００４５】
ところで、本実施形態に係る制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２の検出結果に基づいて算出した、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷの移動速度に合わせて、画素５３間での信号電荷の転送を行うようにしている。すなわち、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２の検出結果に基づいて、第１の撮像素子５１における信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させる同期部を構成している。なお、信号電荷の転送と相対移動とを同期させる方法としては、転送のタイミングを調整する、或いは基板ステージ２の移動速度を調整することが考えられる。転送のタイミングを調整する方法としては、信号電荷の転送を開始する若しくは停止するタイミングを調整する、或いは第１の撮像素子５１における転送速度自体を変化させることが挙げられる。
【００４６】
本実施形態では、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２は、同一の光学系（対物レンズ７及び投影レンズ５０）を介して基板Ｓ上を撮像しているため、第１の撮像素子５１及び第２の撮像素子５２の撮像面上において光学系の倍率誤差の影響を防止できる。また、第１の撮像素子５１における観察光軸と第２の撮像素子５２における観察光軸とが略一致するため、アッベ誤差の影響を小さくできる。
【００４７】
また、第２の撮像素子５２が撮像するパターンマークＰＡは、ウェルＷと同一の工程で基板Ｓに形成されているため、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮する。このように、第２の撮像素子５２は、ウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたパターンマークＰＡを撮像するので、信頼性の高い撮像結果を得ることができる。したがって、制御部ＣＯＮＴは、信号電荷の転送と相対移動とを精度良く同期させることができる。
【００４８】
さらに、図５（ｃ）に示す光学系は倒立像を結ぶので、第１の撮像素子５１がスキャン方向に沿って画素列５３Ｌの一つ分だけ移動すると、ウェルＷａの撮像が続行される。このとき、図５（ｃ）に示すように、第１の撮像素子５１の移動と同時に、第二列目５３Ｌ２の画素５３に蓄積された信号電荷が、スキャン方向とは反対方向である（撮像素子５１に形成された像の移動方向と同じ方向）第三列目５３Ｌ３の画素５３に転送される。また、第一列目５３Ｌ１の画素５３に蓄積された信号電荷が、第二列目５３Ｌ２の画素５３に転送される。そして、ウェルＷａからの蛍光が、第一列目５３Ｌ１、第二列目５３Ｌ２、及び第三列目５３Ｌ３によって撮影される。このとき、第二列目５３Ｌ２の画素５３は、基板Ｓの２列目のウェルＷｂ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像し、第一列目５３Ｌ１の画素５３は、基板Ｓの３列目のウェルＷｃ（図３（ｂ）参照）からの蛍光を撮像する。
【００４９】
したがって、第三列目５３Ｌ３の画素５３には、図６（ｃ）に示すように、今回の撮影時に得られた信号電荷が、加算されていくことになる。よって、第三列目５３Ｌ３の画素５３には、前々回、前回及び今回の撮影で得られた信号電荷が、蓄積される。なお、第二列目５３Ｌ２の第１の撮像素子５１には、前回及び今回の撮影時に得られた信号電荷が蓄積される。
【００５０】
撮像部５は、１つのウェルＷに対して上記動作を第１の撮像素子５１の画素列５３Ｌの数（１２８個）だけ繰り返し行うこととなる。これにより、ウェルＷの同一箇所に対応する信号電荷が、１２８回だけ蓄積されることになる。このように、ＴＤＩ方式では、撮像面に投影されるウェルＷからの蛍光が、基板ステージ２の移動に伴ってシフトするが、それに同期して第１の撮像素子５１に蓄積される信号電荷をシフトさせている。したがって、上記動作を１２８回だけ続けた場合、ＴＤＩ方式を採用した撮像部５は、リニアイメージセンサに比べて、１２８倍の感度を実現できる。すなわち、１２８倍のコントラストと、√１２８だけノイズを軽減することが可能となる。
【００５１】
撮像部５は、第１の撮像素子５１を基板Ｓ上に複数回往復させることで全てのウェルＷ内の試料Ｂの蛍光を撮像することができる。そのため、撮像部５は、第１の撮像素子５１が基板Ｓの−Ｘ方向における端部まで移動し終わると、図４に示したように撮像が終了していない他のウェルＷと第１の撮像素子５１の画素５３とを位置合わせすべく、撮像部５を初期位置（基板Ｓの左端）に戻すとともに、顕微鏡装置１の１視野ＶＷ分だけ−Ｙ方向に移動する。そして、ステージ駆動部３が基板ステージ２を移動し、第１の撮像素子５１を基板Ｓに対して−Ｘ方向に沿って移動させつつ、上述のＴＤＩ方式による２回目の撮像を開始する。以下同様のシーケンスで基板Ｓの全面について撮像を行う。
【００５２】
以上の述べたように、本実施形態に係る撮像部５によるＴＤＩ方式の撮像動作によれば、基板ステージ２の移動と同期して信号電荷が最適なタイミングで転送されるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
なおパターンマークＰＡにおいて明暗パターンの明の部分には蛍光物質が含まれており、各ウェルの蛍光を測定するために照射する励起光により発光する。パターンマークＰＡの蛍光波長はウェルＷから発する蛍光波長とは異なるように蛍光物質を選ぶのが好ましい。
さらにパターンマークＰＡの代わりにウェルを１列設けて、そこにウェルＷとは異なる蛍光波長を持つ蛍光物質を入れて、パターンマークＰＡの代わりに位置検出をすることも可能である。
また明暗を透過率の異なるパターンとし、これを透過照明で検出しても良い。
【００５３】
（第二実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第二実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第２の撮像素子の構成である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００５４】
図７は本実施形態に係る撮像部５の構成を示す平面図である。図７に示すように、第２の撮像素子１５２は、光電変換素子から構成されており、本実施形態では複数の画素１５３がライン状に配置されたＣＣＤラインセンサから構成されている。
【００５５】
具体的に、第２の撮像素子１５２は、複数の画素１５３がＸ方向に沿ってライン状に配列されている。すなわち、第２の撮像素子１５２は、パターンマークＰＡの延在方向に沿って画素１５３が配列されている。なお、画素１５３の数は、同図では簡略化して記載しているが、例えば第１の撮像素子５１における画素列５３Ｌと同じ値の１２８に設定されている。
【００５６】
本実施形態においても、第２の撮像素子１５２は、パターンマークＰＡを撮像することで基板Ｓの移動速度及び位置を検出可能となっている。第２の撮像素子１５２は、複数の画素１５３によってパターンマークＰＡを検出する。そして、第２の撮像素子１５２は、各画素１５３が取得したデータを比較し、他と明らかに異なるデータを排除して平均化した値を算出する。これにより、パターンマークＰＡ上の途中にゴミ等の異物が付着していた場合であっても、第２の撮像素子１５２は他の画素１５３が取得したデータからパターンマークＰＡから所定のデータを取得することができる。
【００５７】
よって、本実施形態に係る構成であっても、第２の撮像素子１５２が基板ステージ２の移動と同期して信号電荷を最適なタイミングで転送できるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
【００５８】
また、仮に撮像部５に対して基板Ｓが傾いて移動している場合、第２の撮像素子１５２の画素１５３からパターンマークＰＡが外れて撮像できなくなる。よって、第２の撮像素子１５２の画素１５３は、基板Ｓのスキャン方向における傾きを検出することができる。なお、ステージ駆動部３が基板ステージ２をＺ軸周りで回転可能な構成の場合、制御部ＣＯＮＴは上記第２の撮像素子１５２が基板ステージ２上に基板Ｓが傾いた状態で載置されているのを検出した場合、ステージ駆動部３により基板ステージ２を回転させることで、撮像部５に対する基板ステージ２の向きを補正することができる。
【００５９】
（第三実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第三実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第１の撮像素子として信号電荷の読み出し方向が双方向のものを用いた点と、第２の撮像素子の構成が異なる点と、パターンマークの構成が異なる点と、である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００６０】
図８は本実施形態に係る撮像部５の構成を示す平面図である。図８に示すように、第２の撮像素子２５２は、光電変換素子から構成ており、本実施形態ではフォトダイオード２５２ａとフォトダイオード２５２ｂとを備えている。フォトダイオード２５２ａ及びフォトダイオード２５２ｂ（以下、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂと称す場合もある）は、制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されている。第１の撮像素子５１は、信号電荷の読み出し方向が双方向に対応している。
【００６１】
図９は本実施形態に係る基板Ｓの構成を示す平面図である。
図９に示すように、基板Ｓの表面Ｓａには、長手方向（Ｘ方向）に沿ってパターンマークＰＡが形成されている。本実施形態においても、パターンマークＰＡがウェルＷを形成する工程と同一の工程で形成されている。パターンマークＰＡは、パターンマークＰＡａとパターンマークＰＡｂとを含む。これらパターンマークＰＡａ及びパターンマークＰＡｂ（以下、パターンマークＰＡａ、ＰＡｂと称す場合もある）は、それぞれ長手方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。
【００６２】
ここで、パターンマークＰＡａは、顕微鏡装置１（撮像部５）の視野ＶＷのうち、第２の撮像素子２５２におけるフォトダイオード２５２ａの撮像領域に配置されている。また、パターンマークＰＡｂは、上記視野ＶＷのうち、第２の撮像素子２５２におけるフォトダイオード２５２ｂの撮像領域に配置されている。なお、パターンマークＰＡａ，ＰＡｂは、図示を省略するものの、上記実施形態と同様、ウェル列ＷＬよりも外側まで延出した延出部を有している。
【００６３】
パターンマークＰＡａ及びパターンマークＰＡｂは、それぞれ明暗パターンが交互に繰り返され、９０度位相が異なるものから構成されている。このような構成に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂの検出に基づいて撮像部５における基板Ｓに対するスキャン方向を検出することができる。
【００６４】
続いて、本実施形態におけるＴＤＩ方式の撮像動作について図９を参照しつつ説明する。
図９に示すように、撮像部５（第１の撮像素子５１）は、基板Ｓの移動方向における上流端（＋Ｘ方向の端部）側から下流端（−Ｘ方向の端部）側に向かって当該基板Ｓ上を相対移動することで撮像を行う。
【００６５】
撮像部５が基板Ｓに対して−Ｘ方向に沿ってスキャンすると、第２の撮像素子２５２のフォトダイオード２５２ａ，２５２ｂがそれぞれパターンマークＰＡａ、ＰＡｂを検出する。このとき、制御部ＣＯＮＴは、上述したように第２の撮像素子２５２の検出結果から、撮像部５のスキャン方向を取得している。
【００６６】
本実施形態においても、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子２５２の検出結果に基づいて、第１の撮像素子５１における信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させてＴＤＩ方式の撮像を行う。このように基板ステージ２の移動と同期して信号電荷が最適なタイミングで転送されるので、誤差の少ないＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。
【００６７】
撮像部５は、第１の撮像素子５１を基板Ｓ上に複数回往復させることで全てのウェルＷ内の試料Ｂを撮像する。撮像部５は、第１の撮像素子５１が基板Ｓの−Ｘ方向における端部まで移動し終わると、図９に示したように顕微鏡装置１の１視野ＶＷ分だけ−Ｙ方向に移動する。そして、撮像部５が反対方向（図９中の＋Ｘ方向）にスキャンし始める。撮像部５が反対方向にスキャンし始めると、フォトダイオード２５２ａ，２５２ｂがパターンマークＰＡａ、ＰＡｂから検出する明暗パターンの位相が切り替わるので、制御部ＣＯＮＴはこれに合わせて第１の撮像素子５１における信号電荷の転送方向を反対方向に切り替える。すなわち、本実施形態においては、制御部ＣＯＮＴが第１の撮像素子５１における信号電荷の転送方向を制御するようになっている。
【００６８】
これにより、第１の撮像素子５１は、図９中の＋Ｘ方向にスキャンしつつ、ＴＤＩ方式による２回目の撮像を開始する。以下同様のシーケンスで基板Ｓの全面について撮像を行うことができる。
【００６９】
このように本実施形態においては、図９に示したように撮像部５が基板Ｓに対する往路（−Ｘ方向へのスキャン）に加え、復路（＋Ｘ方向へのスキャン）においてもＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。よって、図９に示したように、撮像部５を初期位置（基板Ｓの左端）に戻すための空走区間（撮像部５が基板Ｓの撮像を行うことなく移動する区間）が不要となるため、画像取得時間を短縮できる。
【００７０】
（第四実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第四実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第１の撮像素子の画素とウェルとの対応関係（倍率）が異なる点である。
【００７１】
具体的に上述したような顕微鏡装置においては、より多くのウェルＷの蛍光輝度データをより短時間で取得することが求められる。そのため、上記第一乃至第三実施形態では説明を簡単にするため、最も効率が高い、第１の撮像素子５１の１つの画素５３にウェルＷを１つ割り当て、１回の撮像で画素５３と同じ数のウェルＷの蛍光輝度データを得る場合について説明した。
【００７２】
しかしながら、現実的には、隣り合うウェルＷからの漏れ光や、ウェルＷのピッチ誤差、基板ステージ２の位置決め誤差等を考慮する必要がある。そこで、本実施形態では、図１０に示すように１つのウェルＷを３×３＝９個の画素５３で撮像するように、投影レンズ５０及び対物レンズ７の倍率を設定している。すなわち、ウェルＷのピッチが第１の撮像素子５１における画素５３のピッチの整数倍（同図では３倍）となっている。なお、それ以外の部材及び構成については、第一実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００７３】
本実施形態では、ウェルＷの配列ピッチが基板Ｓに形成されるパターンマークＰＡのピッチの整数倍（例えば、１倍）となるように設定されており、パターンマークＰＡがウェルＷと同一工程で基板Ｓに形成されている。これにより、パターンマークＰＡは、例えば、基板Ｓが外部環境温度の変化で膨張或いは収縮した場合でも、パターンマークＰＡがウェルＷとともに膨張或いは収縮するので、パターンマークＰＡは常にウェルＷに対して所定の位置関係で配置されたものとなっている。
【００７４】
よって、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子５２のパターンマークＰＡの検出結果に基づき、第１の撮像素子５１の撮像面（画素５３）内におけるウェルＷからの蛍光の移動速度を算出できる。
【００７５】
本実施形態では、上述したようにウェルＷのピッチが画素５３のピッチの３倍となっているため、第２の撮像素子５２が次のパターンマークＰＡを検出したとき、第１の撮像素子５１の撮像面内においてはウェルＷからの蛍光が画素５３、三個分だけ移動する。制御部ＣＯＮＴは、図１０に示した９つの画素５３における信号電荷を合算して、隣の９つの画素５３に合算電荷を転送する。
【００７６】
一方、第１の撮像素子５１内の撮像面内において、ウェルＷからの蛍光が画素ピッチとずれて移動する場合、いずれの画素５３の電荷を合計すれば不明であるため、例えば最も輝度値の高い画素を検出し、該画素を中心とする９つの画素を算出して、各信号電荷を合算する必要がある。そのため、計算に時間がかかるため、ＴＤＩ方式の撮像時間が長くなってしまう。
【００７７】
このように本実施形態によれば、決まった９個の画素５３における信号電荷を合算した値を転送することでＴＤＩ方式の撮像を行うことができる。よって、９つの画素５３で１つのウェルＷを撮像する場合であっても、ＴＤＩ方式の撮像を短時間で行うことができる。
【００７８】
（第五実施形態）
続いて、本発明の観察装置の第五実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と上記実施形態との違いは、第３の撮像素子の検出結果を用いて照明装置の強度を調整する点である。なお、それ以外の部材及び構成については、上記実施形態と同一であることから、その説明については省略若しくは簡略するものとする。
【００７９】
図１１は本実施形態に係る撮像部１０５の平面構成を示す図である。撮像部１０５は、第１の撮像素子５１と、第３の撮像素子３５２と、を有している。図示を省略するものの、第１の撮像素子５１及び第３の撮像素子３５２は一体に保持され、同一の対物レンズ７及び投影レンズ５０を介して基板Ｓを撮像している。
【００８０】
図１１に示すように、第３の撮像素子３５２は、光電変換素子から構成ており、本実施形態では複数の画素３５３がライン状に配置されたＣＣＤラインセンサから構成されている。具体的に、第３の撮像素子３５２は、複数の画素３５３がＹ方向に沿ってライン状に配列されている。なお、画素５３の数は、同図では簡略化して記載しているが、例えば第１の撮像素子５１における画素ライン５３Ｒと同じ値の１０２４個に設定されている。すなわち、各画素３５３はウェル列ＷＬの各ウェルＷからの蛍光を撮像するようになっている。また、第２の撮像素子３５２は、第１の撮像素子５１のスキャン方向（−Ｘ方向）における前方に配置されている。
【００８１】
ところで、被検体である多数のウェルＷの中に極めて強い蛍光を発するウェルＷがあると、第１の撮像素子５１ではそのウェルＷに対応する画素３５３が飽和してしまうため正しい光量を測定することができない。さらにＴＤＩ方式では順次行われる次の画素３５３への電荷転送においてすべての電荷を送り出すことができず、影響が飽和を起こしたウェルＷに続く他のウェルＷの画像にも及んでしまう可能性がある。
【００８２】
本実施形態においては、第１の撮像素子５１がウェルＷの蛍光を撮像するに先立ち、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光を撮像するようにしている。第３の撮像素子３５２は制御部ＣＯＮＴに電気的に接続されており、ウェルＷの蛍光の計測値を制御部ＣＯＮＴに送信するようになっている。本実施形態では、制御部ＣＯＮＴが後述するように第３の撮像素子３５２の測定結果に基づいて、照明装置４の出力を調整するようにしている。
【００８３】
図１２は制御部ＣＯＮＴが照明装置４の強度を調整するフローを示す図である。以下の説明において、照明装置４における初期状態の光強度（信号強度）をＩ１とする。
【００８４】
照明装置４は、光強度Ｉ１により基板Ｓに励起光を照射する。これにより、基板Ｓの各ウェルＷから蛍光が発せられる。第２の撮像素子３５２は、基板Ｓ上を−Ｘ方向にスキャンすることでウェル列ＷＬ内の各ウェルＷの蛍光強度を順次測定していく。
【００８５】
制御部ＣＯＮＴは、第３の撮像素子３５２が計測したウェル列ＷＬの蛍光強度（強度信号）について所定の信号強度に対する大小を判定する（ステップＳ１）。そして、制御部ＣＯＮＴは、第２の撮像素子３５２の計測値がウェルＷの蛍光強度（強度信号）が所定の信号強度よりも大きくなった場合、照明装置４の光強度（信号強度）をＩ１よりも弱いＩ２とする（ステップＳ２）。一方、制御部ＣＯＮＴは、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光強度（強度信号）が所定の信号強度の場合、照明装置４の光強度（信号強度）をＩ１に維持する（ステップＳ３）。
【００８６】
次に、制御部ＣＯＮＴは、所定の信号強度を超える蛍光を発していたウェルＷが第１の撮像素子５１の最終画素５３ａを通過するまでの間に、前記所定の信号強度×Ｉ２／Ｉ１（以下、信号強度Ｒと称す）よりも蛍光強度の強いウェルＷが存在するか否か判定する（ステップＳ４）。そして、制御部ＣＯＮＴは、信号強度Ｒが存在しなかった場合、照明装置４の強度をＩ１に戻す（ステップＳ５）。一方、制御部ＣＯＮＴは、信号強度Ｒが存在した場合、そのウェルＷが第１の撮像素子５１の最終画素３５３ａを通過するまで照明装置４の光強度（信号強度）をＩ２に維持する（ステップＳ６）。制御部ＣＯＮＴは、照明装置４の光強度を上述のように変更しつつ、基板Ｓの全面を走査した後、第１の撮像素子５１が取得した蛍光信号を励起光強度の積分値に基づいて補正する（ステップＳ７）。
【００８７】
以下、図１３を参照しつつ、第１の撮像素子５１が取得した蛍光信号を補正する方法について説明する。図１３は第２の撮像素子３５２とウェルＷとの対応関係を示す図である。図１３において、第１の撮像素子５１における画素５３のライン数をＮとする。また、図１３における基板Ｓの長さ方向に沿うウェルＷのウェル列ＷＬのライン番号をＸで表し、非常に強い蛍光を発したウェルＷを含むウェル列ＷＬのライン番号をＸ０とする。
【００８８】
この場合、Ｘ≦Ｘ０−Ｎとなるライン番号における蛍光信号量（第１の撮像素子５１における蓄積電荷信号）では、ＮＩ１の励起光量により得られているため、励起光量をＮＩ１とする。
【００８９】
また、Ｘ≧Ｘ０−Ｎとなるライン番号における蛍光信号量（第１の撮像素子５１における蓄積電荷信号）では、ＮＩ１の励起光量により得られているため、励起光量をＮＩ１とする。
【００９０】
Ｘ０−Ｎ＋１≦Ｘ≦Ｘ０＋Ｎ−１となるライン番号における領域（同図斜線で示される領域）は、蛍光信号量が個々のウェル列ＷＬごとにＩ１の励起光量で照明されていた時間と、Ｉ２の励起光量で照明されていた時間と、が異なる割合で含まれている。
【００９１】
そのため、励起光量は、（（Ｘ０−Ｘ）Ｉ１＋（Ｎ−（Ｘ０−Ｘ））Ｉ２）であるから、得られた蛍光信号量にＮＩ１／（（Ｘ０−Ｘ）Ｉ１＋（Ｎ−（Ｘ０−Ｘ））Ｉ２）をかけることでＮＩ１の励起光量で励起された場合に得られるはずの蛍光信号量を算出することができる。
【００９２】
よって、制御部ＣＯＮＴは、上記ウェル列ＷＬのライン番号に対応する第１の撮像素子５１の各画素列５３Ｌで撮像した信号電荷を補正することで、照明装置４の光強度をＩ１とした状態でウェルＷ内に蛍光を発生させていた場合と同様の撮像結果を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施形態においては、第３の撮像素子３５２の検出結果を用いて、照明装置４の光強度を調整する場合について説明したが、第３の撮像素子３５２がウェルＷの蛍光を検出した結果を用いて、第２の撮像素子３５２の撮像面上における基板Ｓの移動速度を算出し、信号電荷の転送と、撮像部５と基板Ｓとの相対移動とを同期させる同期部として機能させるようにしてもよい。
【００９４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【００９５】
また、上記実施形態では、測定対象としてウェルＷに配置した被検体（例えば、所定の反応を触媒する酵素と、その反応によって光応答性物質へ変化する基質)から蛍光を発生させてＴＤＩ方式の撮像を行う場合について説明したが、本発明の観察装置は顕微鏡装置に限定されることはなく、例えば高速で移動する物体の観察等といったＴＤＩ方式を用いた撮像にも適用することができる。すなわち、測定対象物に対して励起光を照射する必要が無い場合、観察装置は照明装置を構成要素として備えていなくても構わない。
【符号の説明】
【００９６】
ＣＯＮＴ…制御部（同期部）、ＰＡ，ＰＡａ，ＰＡｂ…パターンマーク、Ｓ…基板、Ｗ…ウェル、１…顕微鏡装置（観察装置）、２…基板ステージ（ステージ）、３…ステージ駆動部（移動機構）、５…撮像装置（撮像部）、５３…画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を保持するステージと、
タイム・ディレイ・インテグレーション方式により前記被検物を撮像する第１の撮像素子と、
前記ステージに保持される前記被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子と前記被検物とを相対移動させる移動機構と、
前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送と前記移動機構による相対移動とを同期させる同期部と、を備える観察装置。
【請求項２】
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子とは、同一の光学系を介して前記被検物を撮像する請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記同期部は、前記蓄積電荷信号の転送を開始若しくは停止するタイミング、転送速度、又は前記蓄積電荷信号の転送方向を制御する請求項１又は２に記載の観察装置。
【請求項４】
前記第２の撮像素子は、前記被検物を撮像して該被検物に設けられたパターンマークを検出する請求項１〜３のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項５】
前記第２の撮像素子は、前記第１の撮像素子の前記被検物に対する移動方向における前方に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項６】
前記第２の撮像素子は、複数の画素を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項７】
前記同期部は、前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記移動機構による前記ステージの移動速度を調整する請求項１〜６のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項８】
前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子が一体に保持される請求項１〜７のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項９】
被検物を保持するステージに対して相対移動する第１の撮像素子を用いて、前記被検物をタイム・ディレイ・インテグレーション方式による撮像を行う画像観察方法であって、
前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子が前記被検物に設けられたパターンマークを撮像して取得した情報に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送と前記相対移動とのタイミングを同期させる画像観察方法。
【請求項１０】
第２の撮像素子は、前記パターンマークに基づいて被検物の前記第１の撮像素子に対する移動速度又は位置に関する情報を取得する請求項９に記載の画像観察方法。
【請求項１１】
前記被検物は、複数の被検体が配置されるウェルが複数形成されたアレイ基板である請求項９又は１０に記載の画像観察方法。
【請求項１２】
撮像素子によるタイム・ディレイ・インテグレーション方式の撮像に用いられる被検体であって、
前記撮像素子により撮像される撮像対象物を収容する収容部が設けられた基板を備え、
前記基板には、前記撮像素子とは別の撮像素子により撮像されるパターンマークが形成される被検体。
【請求項１３】
複数の被検体が配置されるウェルが複数形成されたアレイ基板である請求項１２に記載の被検体。
【請求項１４】
前記アレイ基板は、複数の前記ウェルと前記パターンマークとが同一の製造工程で形成されている請求項１２又は１３に記載の被検体。
【請求項１５】
複数の前記ウェルの配列ピッチは、前記パターンマークのピッチの整数倍で規定される請求項１３又は１４に記載の被検体。
【請求項１６】
前記被検体は特定の波長の蛍光を発し、前記パターンマークは前記特定の波長とは異なる波長の蛍光を発する、請求項１２又は１３に記載の被検体。
【請求項１】
被検物を保持するステージと、
タイム・ディレイ・インテグレーション方式により前記被検物を撮像する第１の撮像素子と、
前記ステージに保持される前記被検物を撮像することで所定の情報を取得する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子と前記被検物とを相対移動させる移動機構と、
前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送と前記移動機構による相対移動とを同期させる同期部と、を備える観察装置。
【請求項２】
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子とは、同一の光学系を介して前記被検物を撮像する請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記同期部は、前記蓄積電荷信号の転送を開始若しくは停止するタイミング、転送速度、又は前記蓄積電荷信号の転送方向を制御する請求項１又は２に記載の観察装置。
【請求項４】
前記第２の撮像素子は、前記被検物を撮像して該被検物に設けられたパターンマークを検出する請求項１〜３のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項５】
前記第２の撮像素子は、前記第１の撮像素子の前記被検物に対する移動方向における前方に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項６】
前記第２の撮像素子は、複数の画素を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項７】
前記同期部は、前記第２の撮像素子の撮像結果に基づいて、前記移動機構による前記ステージの移動速度を調整する請求項１〜６のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項８】
前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子が一体に保持される請求項１〜７のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項９】
被検物を保持するステージに対して相対移動する第１の撮像素子を用いて、前記被検物をタイム・ディレイ・インテグレーション方式による撮像を行う画像観察方法であって、
前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子が前記被検物に設けられたパターンマークを撮像して取得した情報に基づいて、前記第１の撮像素子における蓄積電荷信号の転送と前記相対移動とのタイミングを同期させる画像観察方法。
【請求項１０】
第２の撮像素子は、前記パターンマークに基づいて被検物の前記第１の撮像素子に対する移動速度又は位置に関する情報を取得する請求項９に記載の画像観察方法。
【請求項１１】
前記被検物は、複数の被検体が配置されるウェルが複数形成されたアレイ基板である請求項９又は１０に記載の画像観察方法。
【請求項１２】
撮像素子によるタイム・ディレイ・インテグレーション方式の撮像に用いられる被検体であって、
前記撮像素子により撮像される撮像対象物を収容する収容部が設けられた基板を備え、
前記基板には、前記撮像素子とは別の撮像素子により撮像されるパターンマークが形成される被検体。
【請求項１３】
複数の被検体が配置されるウェルが複数形成されたアレイ基板である請求項１２に記載の被検体。
【請求項１４】
前記アレイ基板は、複数の前記ウェルと前記パターンマークとが同一の製造工程で形成されている請求項１２又は１３に記載の被検体。
【請求項１５】
複数の前記ウェルの配列ピッチは、前記パターンマークのピッチの整数倍で規定される請求項１３又は１４に記載の被検体。
【請求項１６】
前記被検体は特定の波長の蛍光を発し、前記パターンマークは前記特定の波長とは異なる波長の蛍光を発する、請求項１２又は１３に記載の被検体。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６３５３６（Ｐ２０１２−１６３５３６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２６２（Ｐ２０１１−２６２６２）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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