JP2003219251A - 撮像装置における被撮像体搭載用キャリッジ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被撮像体搭載用のキャリッジが撮像エリア内
の複数位置に移動可能な撮像装置であって、撮像部との
距離精度を極めて小さい焦点深度内に維持可能にし被撮
像体ブレを抑制した撮像装置を提供する。 【解決手段】 撮像エリア面に沿って被撮像体を平面移
動させて撮像する光学拡大系撮像装置における被撮像体
搭載用キャリッジであって、前記キャリッジを平行移動
可能に支持するために基台上に平行に配置された２本の
ガイドレールと、前記ガイドレールに嵌合するガイド穴
と、前記基台上に設けられ、前記２本のガイドレールの
相互の間隔を広げる方向又は狭める方向に付勢する付勢
手段を備えたガイドレール支持手段と、を有する。ここ
で、前記ガイドレール支持手段は、前記ガイドレールの
一方を前記基台上に固定状態に支持し、前記ガイドレー
ルの他方を遊動状態に支持し、前記付勢手段は、さら
に、前記ガイドレールの他方を前記基台側に付勢する構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば細菌バクテ
リアなどの検体を撮像対象とする撮像装置であって、特
に、被撮像個体を載置する載置台を移動させることによ
り撮像面を複数のエリアに分割して撮像する光学拡大系
の撮像装置及び当該装置に使用される被撮像体搭載用の
キャリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、食品等に存在するバクテリア
等の微生物を検出又は測定する為の撮像装置が広く利用
されている。これらの装置における微生物検出方法にお
いては、寒天やゼラチンなどで固形化させた平面培地上
に微生物細胞などを培養させ、生じたコロニー（菌の集
団）を生菌数として計数する培養法、蛍由来の発光タン
パク質とその基質の反応から発生する蛍光を検出するこ
とで微生物の有無を判定するＡＴＰ（アデノシン３リン
酸）検出法、或いは、波長の異なる蛍光試薬を使用し、
蛍光染色を利用して一度の処理で菌の異なる性質を検出
する蛍光染色法等々、細菌などの微生物を検出する環境
に応じて種々の方法が利用されている。

【０００３】このような微細サイズの被撮像体を対象と
した撮像装置においては、撮像面を複数の撮像単位に分
割し、この小さな撮像単位をレンズ等の光学拡大手段に
より拡大して撮像する。従って、光学拡大系の撮像手段
の焦点深度は極めて小さく、被撮像面と光学撮像手段と
の間隔を厳密に一定に保持されなければならない。

【０００４】またこのような撮像装置における撮像は、
被撮像体からの蛍光が微弱であるため長時間露光が不可
欠である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、撮像対象物を
移動させつつ撮像する場合は、被撮像面と光学撮像手段
との間隔を極めて小さな一定値以内に抑制し、長時間露
光の間に被撮像体のブレを一定量以下にして撮像するこ
とは特に困難である。

【０００６】これは、撮像対象物を移動させる移動機構
において機構部品をスムースに動作させるために必要不
可欠な機械的ガタや寸法公差が存在するために、例え
ば、外部から振動が加えられたり、装置内の移動機構の
振動又は装置の設置の傾き等によって、被撮像面と光学
撮像手段との間隔が変動したり、被撮像体の位置が変動
してしまうからである。

【０００７】本発明は、被撮像体搭載用のキャリッジが
撮像エリア内の複数位置に移動可能な撮像装置であっ
て、装置が理想的な水平状態に設置されなくとも、又
は、装置の外部又は内部から振動を加えられたとして
も、撮像部との距離精度を極めて小さい焦点深度内に維
持可能で、長時間露光の間に極めて小さい被撮像体ブレ
量の範囲内で撮像可能にする撮像装置及びそこに使用さ
れる被撮像体搭載用のキャリッジを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、撮
像エリア面に沿って被撮像体を平面移動させて撮像する
光学拡大系撮像装置における被撮像体搭載用キャリッジ
であって、前記キャリッジを平行移動可能に支持するた
めに基台上に平行に配置された２本のガイドレールと、
前記ガイドレールに嵌合するガイド穴と、前記基台上に
設けられ、前記２本のガイドレールの相互の間隔を広げ
る方向又は狭める方向に付勢する付勢手段を備えたガイ
ドレール支持手段と、を有することを特徴とする撮像装
置における被撮像体搭載用キャリッジを提供するもので
ある。

【０００９】これによって、本被撮像体搭載用キャリッ
ジにおいては、前記ガイドレールとこれに嵌合する（前
記ガイドレールの外形サイズよりも大きい）ガイド穴間
のガタが排除されることととなるので、撮像エリア面に
おける正確な撮像位置の設定と、撮像エリア面と撮像部
との距離精度を正確に設定するとともに長時間露光の間
の被撮像体ブレを抑制することを可能にするのである。

【００１０】ここで、前記ガイドレール支持手段は、前
記ガイドレールの一方を前記基台上に固定状態に支持
し、前記ガイドレールの他方を遊動状態に支持し、前記
付勢手段は、さらに、前記ガイドレールの他方を前記基
台側に付勢するように構成され、前記ガイド穴は、前記
２本のガイドレールに対して略均一の摩擦係数を有した
状態で摺動する。

【００１１】さらに、前記付勢手段は、前記ガイドレー
ルの他方を前記基台側に付勢する第１の付勢力と、前記
２本のガイドレールの相互の間隔を広げる方向又は狭め
る方向に付勢する第２の付勢力との２つの付勢力の合成
付勢力を、前記ガイドレールに与え、前記付勢手段によ
る前記第２の付勢力は、前記基台上における取付位置を
移動させることにより調整可能である。そして、前記付
勢手段は、板状弾性体で構成されている。

【００１２】本発明は、さらに、基台上に固設され、被
撮像体に対する距離を一定に維持しつつ前記被撮像体を
撮像する撮像手段と、前記被撮像体の撮像エリアにおけ
る縦軸方向及び横軸方向に沿って平面移動するキャリッ
ジと、前記キャリッジ上の前記被撮像体を載置するため
のステージと、を有する撮像装置であって、前記キャリ
ッジは、前記キャリッジを平行移動可能に支持するため
に基台上に平行に配置された２本のガイドレールと、前
記ガイドレールに嵌合するガイド穴と、前記基台上に設
けられ、前記２本のガイドレールの相互の間隔を広げる
方向又は狭める方向に付勢する付勢手段を備えたガイド
レール支持手段とを有する撮像装置を提供するものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の撮像装置の詳細を説明す
る前に、その技術的背景を説明する。

【００１４】本発明に係る検査装置は、食品や化粧品等
の一部を採取し、それに含まれる細菌や真菌を特殊な化
合物を添加することによって発光させ、拡大光学系を備
えて電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いた撮像装置によって
その発光した細菌や真菌の画像をとらえて、その量をそ
の個数をカウントするものである。

【００１５】発光した細菌や真菌（以下バクテリアと称
す）の光量は微小であり、幾つかの画像処理によってバ
クテリアの発光光量の増幅を行うものの撮像装置の長時
間露光は必須である。ＣＣＤを用いた撮像装置の長時間
露光のための時間は一般的に数秒程度が限界であるた
め、その数秒程度の時間中は被撮像体を静止状態にする
必要がある。

【００１６】ＣＣＤにおいて所定時間以上の長時間露光
を行うと、ＣＣＤの露光時間が長くなるにつれて熱によ
って発生する電荷がＣＣＤにノイズとして蓄積されてし
まいバクテリアの発光による電荷蓄積と区別がつかなく
なってしまう。しかし、この原因によるノイズは撮像部
を冷却することである程度防止が可能であり、その撮像
部を使用した場合は上記以上の静止状態を保つ必要があ
る。

【００１７】次に、本撮像撮像による撮像の対象となる
バクテリアのサイズは、小さいものでは１マイクロメー
トル程度である。従って、例えば、１画素が約１．６マ
イクロメートル程度のＣＣＤを使用した場合、一つのバ
クテリアはＣＣＤの１画素分の情報となる。前記の静止
状態が完全な静止状態であれば問題はないが、若干であ
ても動きが生じた場合は発光光量が複数の画素に分散し
てしまうので、バクテリアのカウント誤差となったり又
は発光による電荷蓄積が不足してカウントされなかった
りする。その為、このような場合、その動き量（ブレ
量）は１．６マイクロメートル以下であることが必要で
ある。つまり、ブレ量の最大許容範囲は、１．６マイク
ロメートルとなる。

【００１８】上記課題を達成するために、使用するＣＣ
Ｄをより高密度の画素数を有するものに変えることが考
えられる。しかし、画素数を少なくして１画素の面積を
大きくした場合は、１画素の範囲内でブレが生じても問
題ないが、バクテリアの個体が１画素中に複数個入るこ
ととなることから固体数のカウントができなくなる不具
合が生じてしまう。

【００１９】また、画素数を多くして１画素の面積を小
さくした場合は一つのバクテリアの発光量を複数の画素
で受けることになる為、ＣＣＤの１画素が受光する光量
が低下し、露光時間を長くしたり撮像光学系の開口径を
大きくしたりしなければならなくなり、装置が高価で大
きくなってしまう。また、この方式ではブレ量に応じて
発光光量が複数の画素に分散してしまうので、光量も低
下してしまい改善とはならない。

【００２０】次に、撮像光学系の焦点深度であるが、上
記で説明したようにバクテリアの固体をＣＣＤの１画素
程度に拡大する必要がある。拡大光学系の場合は一般的
に焦点深度は浅くなってしまう。本実施例での焦点深度
は６０マイクロメートル程度のものが要求される。

【００２１】さらに、本発明に係る検査装置においては
拡大光学系を持った撮像部によるバクテリア等の個体の
撮像においては、撮像エリアを複数に区切って複数回の
撮像をおこなている。これは所定の範囲以上を測定エリ
アにすることによってバクテリアの濃度分布の不均一か
らくる測定精度誤差要因を少なくするためである。

【００２２】この為に本検査装置では、撮像部を固定
し、被撮像体を搭載したキャリッジを複数箇所に移動可
能にする方式を採用している。

【００２３】以上のように、本発明に係る検査装置にお
いて、被撮像体搭載用のキャリッジは、検査対象物の複
数位置に移動可能で、撮像時には数秒間のあいだ静止近
似状態（移動量が数秒間で１．６マイクロメートル以
下）の動きに抑え、また撮像部との距離精度を焦点深度
内の６０マイクロメートル以下にする必要がある。

【００２４】しかし、撮像装置は必ずしも振動が無く水
平状態の理想的な設置状態において使用されるのではな
いために、キャリッジを支持して可動状態にするための
部品間の嵌合ガタ（通常、数マイクロメートル）が大き
く影響してくることになる。

【００２５】尚、上記した各寸法は、その要求精度の精
密度合いを解りやすく説明する為に一例として引用して
いるのみで、上記の寸法に限定されるものではない。

【００２６】以下、本発明に係る撮像装置の実施の形態
を図面に基づいて詳しく説明する。

【００２７】本撮像装置の主要な構成は、被撮像体を載
置するステージと称する載置台３、載置台（ステージ）
３に被撮像体を載置するなどの操作をするために開閉す
るフロントカバー２２、対象とする被撮像体を光照射す
る光源部２４、この光源部２４で照射されて試薬による
励起光を発した被写体からの２次元画像光を受光して電
気信号による画像データに変換するＣＣＤカメラ２０、
複数のフィルタを支持し発光の切り替えに応じてフィル
タを切り替える為に移動するフィルタ移動部２３と、さ
らには、先のステージ３に被撮像体を載置させるときの
操作位置にステージ３を移動させる為の第１のキャリッ
ジ移動機構部１３及び第２のキャリッジ移動機構部１２
と、から成る。そして、ステージ３は、第２のキャリッ
ジの上面とキットホルダー２７との間に形成され、ここ
に被撮像体を付着させたエンブレムキット又はフィルム
キットが装着される。

【００２８】第１のキャリッジ６の下部には、これを縦
軸方向（図１において示された矢印Ｙ方向）へ案内する
第１の案内部材（ガイドレール）９と摺動可能に嵌合す
る第１スリーブ３１と第２スリーブ３２が設けられてい
る。第２のキャリッジ７の下部には、これを横軸方向
（矢印Ｘ方向）へ案内する第２の案内部材（ガイドレー
ル）１０ａ、１０ｂと摺動可能に嵌合する第１スリーブ
３３と第２スリーブ３４とが備えられている。これによ
り、第１のキャリッジ６と第２のキャリッジ７は、第１
の移動機構部１３（Ｙ方向への駆動）、第２の移動機構
部１２（Ｘ方向への駆動）を構成するベルト３６によっ
て牽引されて移動する。

【００２９】電源スイッチにより装置に電源が投入され
ると、先ずイニシャル動作に入る。イニシャル動作にお
いて、ステージ３は基準位置に移動する。この基準位置
は、被撮像体である被撮像体を撮像する撮像位置であっ
て、ＣＣＤカメラ２０の真下に設定される。

【００３０】ステージ３は、第１の案内部材（ガイドレ
ール９ａ、９ｂ）並びに第２の案内部材（ガイドレール
１０ａ、１０ｂ）のそれぞれのシャフト方向に沿って、
Ｘ方向の基準位置に配置されたＸ−ＨＰセンサと、Ｙ方
向の基準位置に配置されたＹ−ＨＰセンサとが、共にＯ
Ｎとなる位置に移動する。

【００３１】イニシャル動作が完了すると、装置は待機
状態に入る。フロントカバー２２を開放すると、操作者
によってカバーが開放されたことを示す信号がカバーセ
ンサ（図示せず）から発せれる。この信号（カバー開放
信号）に従って、ステージ３はフロントカバー２２の開
放位置であるフロントに移動する。そして、フロントカ
バー２２の開放は、コイルバネによってその開放状態が
維持される。

【００３２】ステージ３上に被撮像体（被撮像体）が装
着されてフロントカバー２２が操作者によって閉じられ
ると、カバーセンサの信号がインターフェイスに接続さ
れたデータ処理装置に送られて、準備が完了したことを
ディスプレイ上に表示する。操作者は、データ処理装置
に指示して撮像を開始する。指示されたデータ処理装置
は、撮像開始コマンドを本撮像装置に送る。本撮像装置
の制御部は、第１のキャリッジ移動機構部１３を制御し
てステージ３を撮像用のホームポジション、すなわち撮
像位置の初期位置に移動させる。

【００３３】撮像は、ステージ３の位置を少しずつ変更
しながら繰り返し行われる。撮像対象の被撮像体を装着
するための装着キットは複数種類存在するので、エンブ
レムキットを測定する場合とフィルムキットを計測する
場合とで相違する。ここで、撮像を行う全エリアは、エ
ンブレムキットの場合で１２ｍｍ＊９ｍｍであり、１回
の撮像で取得できるエリアは１．２ｍｍ＊０．９ｍｍで
あることからから、１００回の撮像フレームが必要にな
る。撮像プロセスは、Ｙ方向に１０回位置移動しながら
撮像して、Ｘ方向に移動してこれを繰り返す。

【００３４】一つのフレームの撮像が終わる毎に、その
画像データはデータ処理装置へ送信される。データ処理
装置は、画像データの取得が完了したら、次のフレーム
の取得要求を撮像装置に対して要求し、これにより撮像
装置は位置移動と再撮像を行う。このようにして、必要
なフレームの撮像が繰り返えされる。必要な全フレーム
の撮像が完了した後に、ステージ３は上述したホームポ
ジションに戻る。

【００３５】図３は、光源部２４を上から見た平面図で
ある。ステージ３は光源部２４からの光が照射される
が、この光源部２４は４本のロッド光源２４ａ、２４
ｂ、２４ｃ、２４ｄからなる。各ロッド光源２４は端部
に基板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備え、この基
板上にロッド内方向に向いてそれぞれ発光ダイオードが
設置されている。ロッド光源２４ａとロッド光源２４ｂ
とは同じ波長（主波長３６０ｎｍ）による発光、ロッド
光源２４ｃとロッド光源２４ｄとは同じ波長（主波長５
３６ｎｍ）による発光である。それぞれの発光分布にお
いて妨げになる裾野部分をカットするカットフィルタで
ある、Ｕ３８０フィルタがロッド光源２４ａ、２４ｂ内
に、ＢＰ５３５フィルタがロッド光源２４ｃ、２４ｄ内
に備えられていて発光分布を必要な波長領域帯に狭めて
いる。

【００３６】図４は、撮像装置のキャリッジ２の斜視図
を示す。図５は、図４に示されたキャリッジ２を上方か
ら見た平面図を示す。

【００３７】本装置Ｈに適用される撮像装置は、ＣＣＤ
センサを有する所謂ＣＣＤカメラ２０として構成されて
いるが、基台１の垂直面に固定して配置され、下方に位
置付けられる被撮像体ＰＧである被撮像体（バクテリ
ア）を撮像するものである。そして、本装置のＣＣＤカ
メラ２０は自動焦点機能を不要とし、さらには、ＣＣＤ
センサについても高画素に対応した高価なＣＣＤを採用
することなく、より安価な構成となる。被撮像体ＰＧの
複数箇所を撮像エリアＡとして移動するキャリッジ２
は、ＣＣＤカメラ２０に対して縦軸方向（Ｙ方向）およ
び横軸方向（Ｘ方向）に沿って平面移動する構成を備え
ている。

【００３８】被撮像体ＰＧは、ステージ３上に固定され
ており、ステージ３はキャリッジ２の上に設けられてい
る。上記したように、ＣＣＤカメラ２０に自動焦点機能
を持たず、被撮像体ＰＧを載置したステージ３側を移動
させる構成である。ステージ３の移動によって、被撮像
体ＰＧに対する撮像時の焦点がズレることとなれば、精
緻で明確な画像を得ることができず、結果として正確に
バクテリアの数量をカウントすることができなくなって
しまう。そのため、ステージ３が移動しても常時焦点深
度（６０マイクロメートル）の範囲内に収まるように、
ステージ３の平行度を保持するように構成されている。

【００３９】本発明においては、ＣＣＤカメラ２０側と
ステージ３上の撮像エリアＡとの相対距離を一定に保つ
ために、ステージ３の傾き姿勢を規制するステージ姿勢
規制手段４をステージ３の縦軸方向（Ｙ方向）および横
軸方向（Ｘ方向）に沿った複数位置に配設した。ここ
で、後述するように、ステージ姿勢規制手段４は、固定
手段としての固定ネジ５および連結部材８から構成され
る。これによって、ステージ３のＣＣＤカメラに対する
面による位置決めが確実なものとなる。

【００４０】本装置構成においては、上記のステージ姿
勢規制手段４は、図６に示すように、ステージ３の側壁
面側に対向して２対（計４つ）配置されており、キャリ
ッジ２とステージ３との相対位置を固定手段（固定ネ
ジ）５で固定している。これにより、両者の固定位置関
係はより確実なものとなる。

【００４１】上述のキャリッジ２は、本装置においては
直交方向に移動可能な２つのキャリッジから構成されて
いる。一方は縦軸方向（Ｙ方向）に移動可能な第１のキ
ャリッジ６であり、他方が第１のキャリッジ６の上方に
設けられた横軸方向（Ｘ方向）に移動可能な第２のキャ
リッジ７である。

【００４２】両者は、夫々別々の駆動モータおよび駆動
伝達機構を備えて移動制御される。本実施形態において
は、最大消費電力を少なくするために両者を同時に移動
制御していないが、両者を同時に移動制御する構成であ
ってもよい。

【００４３】尚、第２のキャリッジ移動機構部１２は、
第１のキャリッジ６上に載置され、第２のキャリッジ７
を横軸方向（矢印Ｘ方向）に移動するための駆動源と駆
動伝達部とから構成される。

【００４４】ステージ３と第２のキャリッジ７との間に
は、ステージ３を第２のキャリッジ７に対して上方側に
付勢する弾性部材（バネ）１１が、ステージ３の四隅部
分に対応する夫々の位置に軸心に巻装されて配設されて
いる。更に、ステージ３を第２のキャリッジ７の上部に
連結する連結部材８を備えており、ステージ３が所定の
（水平）姿勢を保持するように、固定ネジ５でバネ１１
の上方側への付勢力に抗して連結部材８を固定してい
る。

【００４５】上記した連結部材８は、ステージ姿勢規制
手段４の一部として構成されているが、更に詳述する
と、一つの固定ネジ５で固定される箇所は複数の凹部を
有する２枚組みの構成からなり、連結部材８に対向する
ステージ３、および第２キャリッジ７の夫々の側面に設
けられた複数のピン状の凸部が、上記した連結部材の複
数の凹部に夫々係合して位置決めされる。所定の位置決
め（ステージ３の姿勢決め）のために、上記の複数のピ
ン状の凸部は、対応する夫々の連結部材８の凹部の中で
凹部の接触面に沿って移動できるようになっている。
尚、固定ネジ５によりネジ止めする連結部材８の接触面
にも長穴（長孔）が形成されており、上述した凹部およ
び凸部による相対移動に対応して、固定ネジ５に対して
連結部材８が相対移動できるようになっている。これら
複数の規制（固定）位置をステージ３の側壁面側に対向
して配置することで、ステージ３は所定範囲内において
自在な傾き姿勢を作ることができ、ステージ３の精度の
良い（水平）位置調整が可能となる。

【００４６】次に、ステージ３の水平位置調整について
説明する。図６は、第２のキャリッジの側面図を示す。

【００４７】基台１は、略垂直方向に延在する面を有
し、ＣＣＤカメラ（撮像手段）はこの面の所定位置に取
り付けられる。また、ステージ３はＣＣＤカメラの取付
面に対して略９０度の角度で略水平方向にその姿勢を保
持するように構成されるが、一態様として、本装置の製
造工程において、例えばＬ字状（直角状）の治具を用い
てステージ３の水平位置決めが行われる。つまり、ＣＣ
Ｄカメラを取り付けていない基台１の取付面に上記治具
の一方の端部を合わせ、他方の端部をステージ３上に合
わせる。この場合、ステージ３に対向する上記治具の他
方端部面は、少なくともステージ３上に載置される被撮
像体ＰＧの撮像エリアＡの領域以上の面（例えば、被撮
像体ＰＧに相当する領域面）を有するものとして形成さ
れていることが重要である。このように、両者間に治具
を設定した状態で上記固定ネジ５により固定すること
で、ステージ３の水平姿勢が形成される。尚、この面に
よる位置調整においては、上記したバネ１１をステージ
３と第２のキャリッジ７のテーブル２６（図２）との間
であって、ステージ３の四隅部分に対応した位置に配設
していることで、ステージ３の水平姿勢のための位置調
整に係わる作業性が向上するものである。

【００４８】本発明によれば、上記したように簡易な構
成でステージ３位置の水平、垂直、縦、横の位置調整が
可能であり、ＣＣＤカメラ２０とステージ３との間の距
離を常時一定に保つことが可能となっている。

【００４９】さらに、ステージ３の水平姿勢のための位
置調整は次に述べる変形例によっても達成できる。つま
り、ステージ姿勢規制手段４は、第１のキャリッジ６の
移動方向である縦軸方向（Ｙ方向）と同一方向のステー
ジ３の側壁面に、ステージ３の第１の方向の傾きであ
る、上記縦軸方向（Ｙ方向）でのステージ３の移動方向
上流側及び下流側端部において生じる上下方向の高さ位
置調整を行う。

【００５０】さらに、第２のキャリッジ７の移動方向で
ある横軸方向（Ｘ方向）と同一方向のステージ３の側壁
面に、ステージ３の第２の方向の傾きである、上記横軸
方向（Ｘ方向）でのステージ３の移動方向上流側及び下
流側端部において生じる上下方向の高さ位置調整を行う
ものである。本形態においては、夫々の高さ位置調整を
行うための第１の傾き調整手段と第２の傾き調整手段を
備える。

【００５１】第１の傾き調整手段として、例えば、図４
におけるステージ姿勢規制手段４の調整手段４ａ及び４
ｂを採用することができる。また、第２の傾き調整手段
として、例えば図４におけるステージ姿勢規制手段４の
調整手段４ａ、４ｂ、つまり、横軸方向（矢印Ｘ方向）
におけるステージ３の両側壁面側に配設された２つの４
ａまたは４ｂを採用することができる。ここでは、図４
のステージ３に対して手前側（図５に対しては向かって
左側）に配設された調整手段４ａ、４ｂを第１の傾き調
整手段として、また、図４における調整手段４ａ（図５
に対しては上側）を第２の傾き調整手段として説明する
こととする。

【００５２】第１の傾き調整手段は、第１のキャリッジ
６を移動可能に案内する第１の案内部材としてのガイド
レール９ａに対してステージ３が平行配置されるように
調整するものであり、撮像エリアＡにおける第１の高さ
調整位置ｐ１と第２の高さ調整位置ｐ２とが同一の高さ
位置となるような調整を行うものである。

【００５３】先ず、第１の高さ調整位置ｐ１を高さ調整
基準位置ｐ０に位置付ける。そして、上述したようなＬ
字状（直角状）の治具を同様に高さ調整基準位置ｐ０上
に設定して固定ネジ５ａにより対応する連結部材８をネ
ジ止めする。ここで、本形態例で用いられる治具は、広
範囲な面（被撮像体ＰＧに相当する領域面）を有するも
のではなく、高さ調整基準位置ｐ０を点で捉えるような
極小なものが望ましいが、剛性を備えたものであること
は言うまでもない。

【００５４】続いて、治具を一旦外した後、第１のキャ
リッジ６を移動させて第２の高さ調整位置ｐ２を高さ調
整基準位置ｐ０に位置付かせたら、再び治具を設定して
固定ネジ５ｂにより対応する連結部材８をネジ止めす
る。これにより、ステージ３は撮像エリア３においてガ
イドレール９ａに対する傾きが調整され、両者が平行配
置するように位置付けられたことになる。

【００５５】引き続いて第２の傾き調整手段による調整
を行うが、第２の傾き調整手段は、第２のキャリッジ７
を移動可能に案内する第２の案内部材としてのガイドレ
ール１０ａに対してステージ３が平行配置されるように
調整するものであり、撮像エリアＡにおける第３の高さ
調整位置ｐ３と第４の高さ調整位置ｐ４とが同一の高さ
位置となるような調整を行うものである。

【００５６】第３の高さ調整位置ｐ３を高さ調整基準位
置ｐ０に位置付けさせるが、ここでは上記治具による高
さ確認だけを行い、続いて治具を一旦外した後、第２の
キャリッジ７を移動させて第４の高さ調整位置ｐ４を高
さ調整基準位置ｐ０に位置付かせたら、再び治具を設定
して固定ネジ５ａ及び５ｂ（この場合は、図４でのステ
ージ３の奥側（図５に対しては向かって右側）により対
応する連結部材８を夫々ネジ止めする。これにより、ス
テージ３は撮像エリア３においてガイドレール１０ａに
対する傾きが調整され、両者が平行配置するように位置
付けられたことになる。

【００５７】以上のステージ３の傾き調整により、ステ
ージ３は撮像エリア３においてガイドレール９ａ及び１
０ａに対して夫々平行に位置付けられ、その結果とし
て、キャリッジ２の移動によってもステージ３の姿勢は
精度良く位置決めされ、撮像エリアＡに対するＣＣＤカ
メラの撮像精度を維持することが可能である。

【００５８】尚、本態様においては、ガイドレール９ａ
及び１０ａに対するステージ３の位置調整（傾き調整）
を説明したが、ガイドレール９ｂ及び１０ｂに対しても
同様な調整ができることは言うまでもない。この場合、
図４のステージ３の奥側（図５に対しては向かって右
側）に配設された調整手段４ａ、４ｂを第１の傾き調整
手段として、また、図４における調整手段４ｂ（図５に
対しては下側）を第２の傾き調整手段として用いること
ができる。

【００５９】更に、上記の説明においては、第１のキャ
リッジ６の移動方向である縦軸方向（矢印Ｙ方向）の調
整の後に第２のキャリッジ７の移動方向である横軸方向
（矢印Ｘ方向）の調整を行ったが、これに限定されるこ
となく、第２のキャリッジ７の移動方向である横軸方向
（矢印Ｘ方向）の調整の後に第１のキャリッジ６の移動
方向である縦軸方向（矢印Ｙ方向）の調整を行っても良
く、また、ステージ３の側壁側に位置する４箇所にてス
テージ３の傾き調整を行ったが、何れか一箇所を省略し
た３箇所を調整箇所として設けることでもよい。

【００６０】ここで、本発明の被撮像体搭載用キャリッ
ジの移動機構について説明する。上記したように、ＣＣ
Ｄカメラ２０に自動焦点機構を持たず、被撮像体ＰＧを
載置したステージ３側を移動させる構成である。被撮像
体搭載用キャリッジは、被撮像体の一部を拡大撮像する
ための被撮像体を搭載して移動することにより複数箇所
の撮像を可能にする。ステージ３の移動によって、被撮
像体ＰＧに対する撮像時の焦点がずれてしまってはきれ
いな画像を得ることができず、結果として正確にバクテ
リアの数量をカウントすることができなくなってしま
う。そのため、ステージ３が移動しても常時焦点深度
（６０μｍ）の範囲内に収まるように、ステージ３の平
行度を保持するように構成されている。さらに、ＣＣＤ
カメラの画素ピッチは、１．６μｍ以下であり被撮像体
ブレを抑制して約１画素分の大きさのバクテリアをカウ
ントするためには、露光時間中はキャリッジの移動量を
１．６μｍ以下の静止近似状態もしくは完全静止状態に
する必要がある。

【００６１】本装置のキャリッジの移動は、第１のキャ
リッジ６のテーブル２５がＹ方向に移動し、第二のキャ
リッジ７のテーブル２６（図２）がＸ方向に移動する構
成である。この構成により、Ｘ方向とＹ方向の複数の撮
像エリアに移動できる。

【００６２】このＸ方向、Ｙ方向への移動のための構成
は、第１のキャリッジ６と第２のキャリッジ７とは、共
に同じ構成である。従って、以下、説明の重複を避ける
ために、本発明の実施の形態例の説明では、第１のキャ
リッジ６における構成で説明する。

【００６３】図７は、キャリッジ６（以下、説明を簡単
にするため、キャリッジ６内のテーブル２５として説明
する。）とガイドレール９と基台１の取付け関係を示す
斜視図を示す。図８は、図７の側面図を示す。

【００６４】被撮像体搭載用テーブル２５の取付け構成
は、テーブル２５の下部の第１スリーブ３１と第２スリ
ーブ３２に設けられたガイド穴１５と、このガイド穴１
５と嵌合しテーブル２５を平行移動可能に支持するため
の平行に配置された２本のガイドレール９ａ、９ｂと、
このガイドレール９ａ、９ｂを支持するための基台１と
で構成されている。

【００６５】平行に配置された２本のガイドレール９の
内、一方のガイドレール９ｂは、基台１の固定位置にガ
イドレール固定部材１６ｂをネジ２８で止めて固定され
ている。固定部材１６ｂは、ガイドレール９ｂを押さえ
込むように傾斜が付けられており、固定部材１６ｂをネ
ジ止すると傾斜部がガイドレール９ｂを押さえ込んで固
定基準面に固定する。

【００６６】他方のガイドレール９ａは、基台１上の所
定位置で遊動状態になるように配設されている。固定部
材１６ａは、ガイドレール９ａに接触しないよう、また
所定位置からガイドレール９ａが外れないようにネジ１
６ａで基台１にネジ止めされている。さらに、他方のガ
イドレール９ａには、基台側に付勢する付勢手段（板バ
ネ）１４が設けられている。この板バネ１４は、ガイド
レール９ａを基台１側に付勢する第１の付勢力と、２本
のガイドレール９ａ、９ｂの相互の間隔を広げる方向、
又は狭める方向に付勢する第２の付勢力との２つの付勢
力の合成付勢力を、ガイドレール９ａに与える機能を有
している。他方のガイドレール９ａには、Ｙ軸方向への
移動防止手段が設けられているが、図の簡略化のため図
示していない。

【００６７】板バネ１４は、ガイドレール９ａをくわえ
込む形状の板バネ１４で形成されている。この板バネ１
４の基台１への取付け穴を長穴１８に形成して、左右方
向（Ｘ軸方向）に移動調整が可能であり、位置決めの
後、ネジ１９で基台に固定できる形状になっている。こ
の板バネ１４のくわえ込み力が基台側への付勢力（第１
の付勢力）となる。

【００６８】この板バネ１４の付勢力でガイドレール９
ａは、固定位置の基準面に係止される。このようにキャ
リッジ２５を移動支持するガイドレール９は、基台１の
基準面に圧接しているので被撮像体に対するＣＣＤカメ
ラ２０の焦点距離を一定に維持することが可能となる。

【００６９】さらに、板バネ１４の左右（Ｘ軸方向）へ
の位置調整で、２本のガイドレール９の間隔が変わる方
向の付勢力の調整となり、嵌合ガタ抑制力と嵌合部１７
の摩擦力が同時に強弱調整できる（第２の付勢力）。

【００７０】ガイド穴１５のガイドレール９との嵌合部
１７には、略均一の摩擦係数を持たせている。図７の
（ｂ）に示すように、ガイドレール９がガイド穴１５に
挿入された時、ガイド穴径はガイドレール径に対して２
〜３μｍのガタ（余裕）を持たせている。

【００７１】嵌合部１７に略均一の摩擦係数を持たせる
ことで、静止状態を保つための静摩擦力や前記で説明し
た静止近似状態を保つ為の動摩擦力がキャリッジ２の移
動箇所にかかわらず一定となる。

【００７２】このように、ガイドレール９の他方を基台
１側に付勢する第１の付勢力と、２本のガイドレール９
ａ、９ｂの相互の間隔を広げる方向又は狭める方向に付
勢する第２の付勢力との２つの付勢力の合成付勢力を、
ガイドレール９に与えることにより、キャリッジ２のＹ
方向への移動において撮像部との距離精度を極めて小さ
い焦点深度内に維持可能とすることができるとともに、
キャリッジ２の移動個所にかかわらず被撮像体ブレの抑
止効果が一定となる。

【００７３】以上詳しく説明したように、本発明に係る
撮像装置Ｈにおいて、撮像エリア面に沿って被撮像体を
平面移動させて撮像する光学拡大系撮像装置における被
撮像体搭載用キャリッジ２は、キャリッジ２を平行移動
可能に支持するために基台１上に平行に配置された２本
のガイドレール９ａ、９ｂと、ガイドレール９に嵌合す
るガイド穴１５と、基台１上に設けられ、２本のガイド
レール９ａ、９ｂの相互の間隔を広げる方向又は狭める
方向に付勢する付勢手段を備えたガイドレール支持手段
と、を有するように構成されたことにより、理想的な設
置状態で無い状況でも、嵌合部１７の嵌合ガタを無くす
とともに振動や傾きに対する抑止力を上げ、嵌合部の摩
擦係数とその部にかかる付勢力によって適切な静摩擦力
や動摩擦力を生じてテーブル２５を静止状態もしくは静
止近似状態に保つとともに振動や傾きに対する抑止力を
向上させることを可能にしたのである。

【００７４】さらに、本発明においては、基台１側にガ
イドレール９ａを付勢することによって撮像手段の焦点
深度方向の安定性を向上させると共に、被撮像体搭載用
キャリッジ２及びＣＣＤカメラ２０は、付勢手段を簡略
化することによりコスト削減を実現したのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る撮像装置の全体図を示す。

【図２】 本発明に係る撮像装置の正面図である。

【図３】 本撮像装置の光源部の平面図を示す。

【図４】 本撮像装置の第１のキャリッジの斜視図を示
す。

【図５】 図４のキャリッジを上方から見た平面図を示
す。

【図６】 第２のキャリッジの側面図を示す。

【図７】 キャリッジとガイドレールと基台の取り付け
状態を示す。

【図８】 図７の側面図を示す。

【符号の説明】

１ 基台 ２ キャリッジ ３ ステージ ４ ステージ姿勢規制手段 ５ 固定手段（ステージ姿勢規制手段の一部、固定ネ
ジ） ６ 第１のキャリッジ ７ 第２のキャリッジ ８ 連結部材（ステージ姿勢規制手段の一部） ９ 第１の案内部材（ガイドレール） １０ 第２の案内部材（ガイドレール） １２ 第２のキャリッジ移動機構部 １４ 板バネ １５ ガイド穴 １６ ガイドレール固定部材 １７ 嵌合部 １８ 長穴 ２０ ＣＣＤカメラ ２４ 光源部 ２５ テーブル Ｈ 撮像装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像エリア面に沿って被撮像体を平面移
   動させて撮像する光学拡大系撮像装置における被撮像体
   搭載用キャリッジであって、 前記キャリッジを平行移動可能に支持するために基台上
   に平行に配置された２本のガイドレールと、 前記ガイドレールに嵌合するガイド穴と、 前記基台上に設けられ、前記２本のガイドレールの相互
   の間隔を広げる方向又は狭める方向に付勢する付勢手段
   を備えたガイドレール支持手段と、を有することを特徴
   とする撮像装置における被撮像体搭載用キャリッジ。
2. 【請求項２】 前記ガイドレール支持手段は、前記ガイ
   ドレールの一方を前記基台上に固定状態に支持し、前記
   ガイドレールの他方を遊動状態に支持し、 前記付勢手段は、さらに、前記ガイドレールの他方を前
   記基台側に付勢する、ことを特徴とする請求項１に記載
   の被撮像体搭載用キャリッジ。
3. 【請求項３】 前記ガイド穴は、前記２本のガイドレー
   ルに対して略均一の摩擦係数を有した状態で摺動するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の被撮像体搭載用
   のキャリッジ。
4. 【請求項４】 前記付勢手段は、前記ガイドレールの他
   方を前記基台側に付勢する第１の付勢力と、前記２本の
   ガイドレールの相互の間隔を広げる方向又は狭める方向
   に付勢する第２の付勢力との２つの付勢力の合成付勢力
   を、前記ガイドレールに与えることを特徴とする請求項
   ２に記載の被撮像体搭載用のキャリッジ。
5. 【請求項５】 前記付勢手段は、板状弾性体で構成され
   ていることを特徴とする請求項４に記載の被撮像体搭載
   用のキャリッジ。
6. 【請求項６】 前記付勢手段による前記第２の付勢力
   は、前記基台上における取付位置を移動させることによ
   り調整可能であることを特徴とする請求項５に記載の被
   撮像体搭載用のキャリッジ。
7. 【請求項７】 基台上に固設され、被撮像体に対する距
   離を一定に維持しつつ前記被撮像体を撮像する撮像手段
   と、前記被撮像体の撮像エリアにおける縦軸方向及び横
   軸方向に沿って平面移動するキャリッジと、前記キャリ
   ッジ上の前記被撮像体を載置するためのステージと、を
   有する撮像装置であって、 前記キャリッジは、前記キャリッジを平行移動可能に支
   持するために基台上に平行に配置された２本のガイドレ
   ールと、前記ガイドレールに嵌合するガイド穴と、前記
   基台上に設けられ、前記２本のガイドレールの相互の間
   隔を広げる方向又は狭める方向に付勢する付勢手段を備
   えたガイドレール支持手段と、を有することを特徴とす
   る撮像装置。
8. 【請求項８】 前記ガイドレール支持手段は、前記ガイ
   ドレールの一方を前記基台上に固定状態に支持し、前記
   ガイドレールの他方を遊動状態に支持し、 前記付勢手段は、さらに、前記ガイドレールの他方を前
   記基台側に付勢する、ことを特徴とする請求項７に記載
   の撮像装置。