JP4931685B2 - Imaging device - Google Patents

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本発明は、マイクロプレートの如く、複数の凹部が形成された容器を対象として、該容器の凹部に収容された試料担体を撮影する撮影装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus for imaging a sample carrier accommodated in a concave portion of a container for a container in which a plurality of concave portions are formed, such as a microplate.

従来、生化学・分子生物学分野においては、蛍光色素を標識物質として使用した撮影装置が知られている。この様な撮影装置によれば、蛍光色素で標識された特定の生体由来物質が分布する試料に係る画像情報を読み取ることにより、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、実験用マウスにおける投与物質の代謝・吸収・排泄の経路・状態、タンパク質の分離・同定、あるいは分子量、特性の評価などを行なうことが出来る。   Conventionally, in the fields of biochemistry and molecular biology, imaging apparatuses using fluorescent dyes as labeling substances are known. According to such an imaging device, by reading image information relating to a sample in which a specific biological substance labeled with a fluorescent dye is distributed, the gene sequence, the expression level of the gene, Absorption / excretion pathways / states, protein separation / identification, molecular weight, characteristics evaluation, etc. can be performed.

図11は、複数のウェル(11)が形成されたマイクロプレート(1)を対象として、各ウェル(11)の細胞を撮影するための従来の撮影装置を示している(例えば特許文献1参照)。図示の如く光軸S上に、マイクロプレート(1)の表面に対向させて、撮影光学系を物体側テレセントリックとするためのフィールドレンズ(3)が設置されている。尚、フィールドレンズ(3)としてはフレネルレンズが採用され、これによってフィールドレンズ(3)の薄型化が図られている。   FIG. 11 shows a conventional imaging apparatus for imaging cells in each well (11) for a microplate (1) in which a plurality of wells (11) are formed (see, for example, Patent Document 1). . As shown in the figure, a field lens (3) is installed on the optical axis S so as to oppose the surface of the microplate (1) to make the photographing optical system an object side telecentric. As the field lens (3), a Fresnel lens is adopted, and thereby the field lens (3) is thinned.

図11中に一点鎖線で示すように、カメラ(2)の撮影レンズ(26)とフィールドレンズ(3)との間では、主光線が光軸Sに対して斜めの角度をもつことになるが、フィールドレンズ(3)とマイクロプレート(1)との間では、フィールドレンズ(3)の作用によって平行光線が形成されて、マイクロプレート(1)のウェル(11)の底部に至るまで壁面が写り込まない撮影が実現される。
特開2000−74837号公報
As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 11, the principal ray has an oblique angle with respect to the optical axis S between the photographing lens (26) of the camera (2) and the field lens (3). Between the field lens (3) and the microplate (1), parallel rays are formed by the action of the field lens (3), and the wall surface is projected to the bottom of the well (11) of the microplate (1). It is possible to shoot without being involved.
JP 2000-74837 A

しかしながら、従来の撮影装置においては、フィールドレンズ(3)として用いられているフレネルレンズが多数の溝を有しているため、この溝によって撮影画像の劣化が生じることとなり、この劣化した画像では、マイクロプレート(1)のウェル(11)内の細胞から発せられる光の強度を測定することは出来るが、細胞の発育状態などの形状的特徴までは正確に測定することが出来ない問題があった。   However, in the conventional photographing apparatus, since the Fresnel lens used as the field lens (3) has a large number of grooves, the groove causes deterioration of the photographed image. In this deteriorated image, Although it was possible to measure the intensity of light emitted from the cells in the well (11) of the microplate (1), there was a problem that it was not possible to accurately measure the shape characteristics such as the growth state of the cells. .

そこで本発明の目的は、従来よりも高い画質で撮影を行なうことが出来る物体側テレセントリック光学系を具えた撮影装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus including an object side telecentric optical system that can perform imaging with higher image quality than before.

本発明に係る撮影装置は、表面に複数の凹部が形成された容器を対象として、前記複数の凹部に収容された試料担体を撮影するものであって、前記容器の表面に対向して設置されるべきフィールドレンズを具え、該フィールドレンズは、撮影光学系を物体側テレセントリックとするものであって、その光軸と直交する平面上に複数のレンズ要素を配列して構成され、互いに隣接するレンズ要素間の境界が、前記容器の互いに隣接する凹部間を伸びる仕切り部と、前記光軸と平行な線上で対峙していることを特徴とする。
ここで、容器がマイクロプレートの場合、細胞を収容すべきウェルが前記凹部に相当する。又、凹部間の仕切り部とは、凹部間にある幅をもって形成されることとなる仕切り壁の表面領域を意味している。
An imaging device according to the present invention is intended to image a sample carrier accommodated in a plurality of recesses, targeting a container having a plurality of recesses formed on a surface thereof, and is installed facing the surface of the container. A field lens to be used, the field lens having an imaging optical system as an object side telecentric lens, which is configured by arranging a plurality of lens elements on a plane orthogonal to the optical axis, and adjacent to each other. A boundary between elements faces a partition portion extending between adjacent concave portions of the container on a line parallel to the optical axis.
Here, when the container is a microplate, a well in which cells are to be accommodated corresponds to the recess. Moreover, the partition part between recessed parts means the surface area | region of the partition wall formed with a certain width between recessed parts.

一般に撮影光学系を物体側テレセントリックとするためのフィールドレンズを具えた撮影装置においては、フィールドレンズを構成する複数のレンズ要素の要素間の境界、即ちフレネルレンズでは複数の溝のエッジ部を通過する光線が画質の劣化を引き起こすことになるが、本発明に係る撮影装置においては、画像の劣化を引き起こすレンズ要素間の境界が、撮影対象である容器の互いに隣接する凹部間の仕切り部と、前記光軸と平行な線上で対峙しており、画像の劣化は、容器の仕切り部の画像に生じる。そこで、容器の撮影画像の全体から仕切り部の画像を除去し、凹部の画像のみを切り出せば、該画像に基づいて凹部内の試料担体の画像の輝度のみならず、その形状的特徴をも正確に測定することが出来る。   In general, in an imaging apparatus having a field lens for making an imaging optical system object-side telecentric, a boundary between elements of a plurality of lens elements constituting a field lens, that is, a Fresnel lens passes through edge portions of a plurality of grooves. Although the light beam causes deterioration of the image quality, in the photographing apparatus according to the present invention, the boundary between the lens elements causing the deterioration of the image is a partition between the concave portions adjacent to each other of the container to be photographed, and Opposing on a line parallel to the optical axis, image degradation occurs in the image of the partition of the container. Therefore, if the image of the partition part is removed from the entire photographed image of the container and only the image of the concave part is cut out, not only the luminance of the image of the sample carrier in the concave part but also the shape feature thereof can be accurately determined based on the image. Can be measured.

具体的構成において、前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素からなる一体成形品である。
該具体的構成においては、樹脂の一体成型等によってフィールドレンズが作製される。
In a specific configuration, the field lens is an integrally molded product including the plurality of lens elements.
In this specific configuration, the field lens is manufactured by integral molding of resin or the like.

他の具体的構成において、前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素をそれぞれ独立の部品として、これらのレンズ要素を互いに合体させて構成される。ここで、例えば複数のレンズ要素は互いに接着され、或いは格子状のホルダーによって互いに一体に保持されている。
該具体的構成においては、複数のレンズ要素をそれぞれ樹脂や光学ガラス等で単独で作製した後、これらのレンズ要素を互いに合体させてフィールドレンズを構成することが出来るので、製造コストの低減を図ることが出来る。
In another specific configuration, the field lens is configured by combining the plurality of lens elements with each other as independent components. Here, for example, the plurality of lens elements are bonded to each other or are held together by a lattice-shaped holder.
In this specific configuration, a plurality of lens elements can be made of resin or optical glass, respectively, and then these lens elements can be combined with each other to form a field lens, thereby reducing the manufacturing cost. I can do it.

他の具体的な構成において、前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素の内、前記光軸と交差する1つのレンズ要素を欠落させて構成されている。
該具体的構成において、フィールドレンズの中央部はテレセントリック補正の不要な領域であるので、フィールドレンズの中央部のレンズ要素が欠落していることに問題はなく、これによって軽量化を図ることが出来る。
In another specific configuration, the field lens is configured by omitting one lens element intersecting the optical axis among the plurality of lens elements.
In the specific configuration, since the central portion of the field lens is an area that does not require telecentric correction, there is no problem that the lens element in the central portion of the field lens is missing, and thus the weight can be reduced. .

本発明に係る撮影装置によれば、撮影対象となる容器の仕切り部の位置に合わせてフィールドレンズを構成する複数のレンズ要素の大きさや形状を設計することにより、従来よりも高い画質で撮影を行なうことが出来、これによって容器内の試料担体の形状的特徴を正確に測定することが可能である。   According to the photographing apparatus according to the present invention, the size and shape of the plurality of lens elements constituting the field lens are designed in accordance with the position of the partition portion of the container to be photographed, so that photographing can be performed with higher image quality than before. It is possible to do this so that the geometrical characteristics of the sample carrier in the container can be measured accurately.

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る撮影装置は、図1に示す如く、表面に複数のウェル(11)が形成されたマイクロプレート(1)を対象として、複数のウェル(11)に収容された細胞を撮影するものであり、カメラ(2)からマイクロプレート(1)に至る光路上には、マイクロプレート(1)の表面に対向して、フレネルレンズ状のフィールドレンズ(4)が設置され、これによって物体側テレセントリック光学系が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus according to the present invention is intended to image cells contained in a plurality of wells (11) for a microplate (1) having a plurality of wells (11) formed on the surface. In the optical path from the camera (2) to the microplate (1), a field lens (4) in the form of a Fresnel lens is installed facing the surface of the microplate (1), thereby the object side telecentricity. An optical system is configured.

マイクロプレート(1)は例えばポリスチレン等の無色透明のプラスチック材料から形成されており、図2及び図3に示す如く、具体的には12のウェル(11)を4行3列に配列したものである。
一方、フィールドレンズ(4)は、9つのレンズ要素(41)〜(41)を3行3列に配列したものであって、これによってフレネルレンズと同様の機能が付与されており、焦点距離は例えば300mmに設定されている。
The microplate (1) is made of a colorless and transparent plastic material such as polystyrene, for example. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, 12 wells (11) are arranged in 4 rows and 3 columns. is there.
On the other hand, the field lens (4) is composed of nine lens elements (41) to (41) arranged in 3 rows and 3 columns, and this gives the same function as the Fresnel lens, and the focal length is For example, it is set to 300 mm.

該フィールドレンズ(4)においては、隣接するレンズ要素(41)(41)間の境界に形成されているエッジ(42)が、マイクロプレート(1)の互いに隣接するウェル(11)(11)間の仕切り壁(12)の表面領域と、光軸Sと平行な線上で対峙している。そして、フィールドレンズ(4)の中央部の1つのレンズ要素(41)が、マイクロプレート(1)の中央部の2つのウェル(11)(11)と全面で対向し、フィールドレンズ(4)の周囲の10個のレンズ要素(41)〜(41)が、マイクロプレート(1)の周囲の8つのウェル(11)〜(11)と全面で対向している。   In the field lens (4), an edge (42) formed at a boundary between adjacent lens elements (41) and (41) is formed between adjacent wells (11) and (11) of the microplate (1). The surface area of the partition wall (12) faces the line parallel to the optical axis S. Then, one lens element (41) at the center of the field lens (4) is opposed to the two wells (11) and (11) at the center of the microplate (1) over the entire surface, and the field lens (4) The surrounding ten lens elements (41) to (41) are opposed to the eight wells (11) to (11) around the microplate (1) on the entire surface.

ここでフィールドレンズ(4)は、9つのレンズ要素(41)〜(41)からなる一体成型品として構成することも可能であるが、図4に示す如く、9つのレンズ要素(41)〜(41)をそれぞれ独立の部品として作製し、これらのレンズ要素(41)〜(41)を互いに接着して、図5の如く合体させることも可能である。   Here, the field lens (4) can be configured as an integrally molded product including nine lens elements (41) to (41). However, as shown in FIG. 41) can be manufactured as independent parts, and these lens elements (41) to (41) can be bonded to each other and combined as shown in FIG.

上記撮影装置においては、図1の如くマイクロプレート(1)がフィールドレンズ(4)を介してカメラ(2)により撮影され、これによって物体側テレセントリック補正の施された画像が得られる。即ち、図中に一点鎖線で示す様に、マイクロプレート(1)の各ウェル(11)の画像は、フィールドレンズ(4)の各レンズ要素(41)を介して捉えられ、ウェル(11)の底部まで撮影されることになる。
但し、マイクロプレート(1)の仕切り壁(12)の画像は、フィールドレンズ(4)のエッジ(42)を含む領域を介在させて捉えられるため、エッジ(42)で生じる光の屈折や散乱により、不鮮明な画像となる。
In the photographing apparatus, as shown in FIG. 1, the microplate (1) is photographed by the camera (2) through the field lens (4), thereby obtaining an image subjected to object side telecentric correction. That is, as indicated by the alternate long and short dash line in the figure, the image of each well (11) of the microplate (1) is captured via each lens element (41) of the field lens (4), and the well (11) The picture will be taken to the bottom.
However, since the image of the partition wall (12) of the microplate (1) is captured through the region including the edge (42) of the field lens (4), it is caused by light refraction and scattering generated at the edge (42). , The image is unclear.

しかしながら、カメラ(2)によって撮影される画像の内、マイクロプレート(1)の仕切り壁(12)の画像は、マイクロプレート(1)上の細胞の観察にとって不要なものである。そこで、カメラ(2)によって撮影される画像から仕切り壁(12)の画像を除去し、ウェル(11)の画像のみを切り出して、観察の対象とするのである。
これによって、フィールドレンズ(4)のエッジ(42)による影響が排除された鮮明な画像が得られ、マイクロプレート(1)上の細胞の画像の輝度のみならず、細胞の形状的特徴をも正確に測定することが出来る。
However, among the images photographed by the camera (2), the image of the partition wall (12) of the microplate (1) is unnecessary for observation of the cells on the microplate (1). Therefore, the image of the partition wall (12) is removed from the image photographed by the camera (2), and only the image of the well (11) is cut out for observation.
As a result, a clear image is obtained in which the influence of the edge (42) of the field lens (4) is eliminated, and not only the brightness of the cell image on the microplate (1) but also the shape characteristics of the cell are accurately determined. Can be measured.

本発明に係る撮影装置においては、フィールドレンズ(4)を樹脂(例えばアクリル)の一体成型品として作製する場合、レンズ要素(41)(41)間のエッジ(42)は、上述の如く細胞の形状的特徴の測定に寄与しないので、エッジ(42)を必ずしも光軸と平行な壁面に形成する必要はなく、樹脂成型時のドラフト(抜き勾配)を考慮した斜面に形成することも可能である。   In the photographing apparatus according to the present invention, when the field lens (4) is manufactured as an integrally molded product of resin (for example, acrylic), the edge (42) between the lens elements (41) and (41) is the cell as described above. Since it does not contribute to the measurement of shape characteristics, it is not always necessary to form the edge (42) on the wall surface parallel to the optical axis, and it is also possible to form it on a slope considering the draft (draft angle) at the time of resin molding. .

又、フィールドレンズ(4)を独立の9つのレンズ要素(41)〜(41)から構成する場合、これらのレンズ要素(41)〜(41)を図6に示す如き格子状のホルダー(5)に取り付けて一体化し、更には中央の1つのレンズ要素(41)を欠落させることも可能である。
又、図6の様な格子状のホルダー(5)で各レンズ要素を保持した場合は、フィールドレンズ(4)の前記エッジ(42)で生じる屈折光や散乱光がホルダー(5)の枠の部分で遮光され、これらの不要な光が除去されるので、撮影画像のS/N比向上の効果も得られる。
この様にフィールドレンズ(4)を独立の複数のレンズ要素(41)〜(41)から構成すれば、各レンズ要素(41)は段差のない凸レンズ片から形成することが出来るので、製造コストの削減が可能である。
又、格子状ホルダー(5)にマイクロプレート(1)のウェル(11)と相似形状の開口を形成することによって、該開口が視野絞りの作用を発揮し、マイクロプレート(1)の他の箇所からの不要な光を積極的に遮断することが出来、これによってS/N比を向上させることが可能である。
When the field lens (4) is composed of nine independent lens elements (41) to (41), these lens elements (41) to (41) are arranged in a lattice-shaped holder (5) as shown in FIG. It is also possible to attach to and integrate, and to delete one central lens element (41).
In addition, when each lens element is held by a grid-like holder (5) as shown in FIG. 6, refracted light and scattered light generated at the edge (42) of the field lens (4) are reflected on the frame of the holder (5). Since the light is shielded at the portion and unnecessary light is removed, an effect of improving the S / N ratio of the captured image can be obtained.
If the field lens (4) is composed of a plurality of independent lens elements (41) to (41) in this way, each lens element (41) can be formed from a convex lens piece having no step, which reduces the manufacturing cost. Reduction is possible.
Further, by forming an opening having a shape similar to that of the well (11) of the microplate (1) in the lattice holder (5), the opening exerts the function of the field stop, and the other part of the microplate (1). Unnecessary light from the light source can be actively blocked, thereby improving the S / N ratio.

更に、フィールドレンズ(4)の中央の1つのレンズ要素(41)を欠落させた構成によれば、フィールドレンズ(4)の軽量化を図ることが出来る。この様に、中央の1つのレンズ要素(41)を欠落させたとしても、フィールドレンズ(4)の中央部はテレセントリック補正の必要がない領域であるので、測定精度が低下することはない。
更に又、図7に示す如く、複数のフィールドレンズ(4)(4)を重ね合わせて物体側テレセントリック光学系を構成することも可能である。これによって、レンズ収差の補正が容易となる。更に、凸面と凹面の組合せによってアクロマートレンズを構成し、これによって球面収差の補正に加えて色収差などの補正も可能となる。
Further, according to the configuration in which one lens element (41) at the center of the field lens (4) is omitted, the field lens (4) can be reduced in weight. In this way, even if one central lens element (41) is omitted, the central portion of the field lens (4) is an area that does not require telecentric correction, so that the measurement accuracy does not deteriorate.
Furthermore, as shown in FIG. 7, a plurality of field lenses (4) and (4) can be superposed to form an object side telecentric optical system. This facilitates correction of lens aberration. Further, an achromatic lens is constituted by a combination of a convex surface and a concave surface, which makes it possible to correct chromatic aberration in addition to correction of spherical aberration.

図8は、本発明に係る撮影装置の応用例を示しており、カメラ(2)は、マイクロプレート(1)の上方位置に、鉛直の光軸に沿って、光源(21)、照明レンズ(22)、励起光フィルター(23)、ダイクロイックミラー(24)及びフィールドレンズ(4)を配置すると共に、該光軸とは直交する水平の光軸上に、蛍光フィルター(25)と、撮影レンズ(26)及び撮像素子(27)からなる撮影ユニット(28)とを配置している。
光源(21)は光源コントロールユニット(7)と接続され、撮影ユニット(28)はカメラコントロールユニット(8)と接続され、光源コントロールユニット(7)及びカメラコントロールユニット(8)は情報処理装置(6)に接続されている。
FIG. 8 shows an application example of the photographing apparatus according to the present invention. The camera (2) is positioned above the microplate (1) along the vertical optical axis, along with the light source (21) and the illumination lens ( 22) an excitation light filter (23), a dichroic mirror (24), and a field lens (4) are disposed, and a fluorescent filter (25) and a photographing lens (on a horizontal optical axis orthogonal to the optical axis) 26) and a photographing unit (28) comprising an image sensor (27).
The light source (21) is connected to the light source control unit (7), the photographing unit (28) is connected to the camera control unit (8), and the light source control unit (7) and the camera control unit (8) are connected to the information processing device (6). )It is connected to the.

ここで、マイクロプレート(1)は深さ11mmのウェル(11)を有しており、フィールドレンズ(4)は焦点距離300mmに設定され、マイクロプレート(1)の上方0〜30mmの高さ位置に設置されている。
カメラ(2)の光源(21)は、マイクロプレート(1)の上方からマイクロプレート(1)に向けて、蛍光物質を励起して蛍光を発生させる中心波長470nmの励起光を照射するものである。
尚、マイクロプレート(1)の各ウェル(11)内に収容されている細胞は全てが同一のものである必要はなく、例えば所定の励起光を受けて蛍光を発する蛍光物質により標識されているものと標識されていないものを含んでいてもよい。
Here, the microplate (1) has a well (11) having a depth of 11 mm, the field lens (4) is set to a focal length of 300 mm, and a height position of 0 to 30 mm above the microplate (1). Is installed.
The light source (21) of the camera (2) irradiates excitation light having a central wavelength of 470 nm that excites a fluorescent substance to generate fluorescence from above the microplate (1) toward the microplate (1). .
The cells contained in each well (11) of the microplate (1) do not have to be the same, and are labeled with, for example, a fluorescent substance that emits fluorescence upon receiving predetermined excitation light. It may contain things that are not labeled.

上記撮影装置においては、マイクロプレート(1)に照射された励起光は、マイクロプレート(1)の各ウェル(11)に収容された細胞を照射するが、前処理によって蛍光物質で標識された細胞は、励起光の照射によって蛍光を発する一方、蛍光物質で標識されていない細胞は、励起光の照射を受けても蛍光を発することはない。
この様にしてマイクロプレート(1)の各ウェル(11)から発せられた蛍光は、フィールドレンズ(4)を通過した後、蛍光フィルター(25)を経て撮影レンズ(26)により更に屈折されて、撮像素子(27)に入射し、蛍光が光電変換されて、映像信号が作成される。
In the imaging apparatus, the excitation light applied to the microplate (1) irradiates the cells accommodated in each well (11) of the microplate (1). Fluoresces when irradiated with excitation light, while cells that are not labeled with a fluorescent substance do not fluoresce even when irradiated with excitation light.
The fluorescence emitted from each well (11) of the microplate (1) in this way passes through the field lens (4) and then is further refracted by the photographing lens (26) through the fluorescence filter (25). The light enters the image sensor (27), and the fluorescence is photoelectrically converted to create a video signal.

マイクロプレート(1)の各ウェル(11)からは、マイクロプレート(1)や細胞表面からの励起光の反射光も出射し、蛍光と同様に進行するが、蛍光フィルター(25)にて遮断されるので、撮像素子(27)に入射することはない。この結果、撮像素子(27)は、全ウェル(11)の内、蛍光が発せられたウェル(11)に対応するもののみが蛍光を検出する。   From each well (11) of the microplate (1), reflected light of excitation light from the microplate (1) and the cell surface is also emitted and proceeds in the same way as fluorescence, but is blocked by the fluorescence filter (25). Therefore, it does not enter the image sensor (27). As a result, in the imaging device (27), only the one corresponding to the well (11) that has emitted fluorescence among all the wells (11) detects fluorescence.

ここで、マイクロプレート(1)の各ウェル(11)は、フィールドレンズ(4)によって物体側テレセントリック補正の施された光学系により、その真上から撮影されることになるので、マイクロプレート(1)の端部に位置するウェル(11)であっても、該ウェル(11)から発せられる蛍光が他のウェル(11)からの蛍光と誤認される虞はない。   Here, each well (11) of the microplate (1) is photographed from directly above by the optical system that has been subjected to object side telecentric correction by the field lens (4). Even in the well (11) located at the end of), there is no possibility that the fluorescence emitted from the well (11) is mistaken for the fluorescence from the other well (11).

又、図9は、本発明に係る撮影装置の他の応用例を示しており、カメラ(2)は、水平の光軸上に、折り返しミラー(29)と、蛍光フィルター(25)と、撮影レンズ(26)及び撮像素子(27)からなる撮影ユニット(28)とを配置すると共に、マイクロプレート(1)の下方位置に、波長400〜700nmの白色を発する平板状の光源(20)を配置している。
光源(20)は光源コントロールユニット(7)と接続され、撮影ユニット(28)はカメラコントロールユニット(8)と接続され、光源コントロールユニット(7)及びカメラコントロールユニット(8)は情報処理装置(6)に接続されている。
FIG. 9 shows another application example of the photographing apparatus according to the present invention. The camera (2) has a folding mirror (29), a fluorescent filter (25), and photographing on the horizontal optical axis. A photographing unit (28) composed of a lens (26) and an image sensor (27) is arranged, and a flat light source (20) emitting white light having a wavelength of 400 to 700 nm is arranged below the microplate (1). is doing.
The light source (20) is connected to the light source control unit (7), the photographing unit (28) is connected to the camera control unit (8), and the light source control unit (7) and the camera control unit (8) are connected to the information processing device (6). )It is connected to the.

該撮影装置においても同様に、マイクロプレート(1)の各ウェル(11)から発せられた蛍光は、フィールドレンズ(4)を通過した後、蛍光フィルター(25)を経て撮影レンズ(26)により更に屈折されて、撮像素子(27)に入射し、蛍光が光電変換されて、映像信号が作成される。   Similarly, in the photographing apparatus, the fluorescence emitted from each well (11) of the microplate (1) passes through the field lens (4) and then passes through the fluorescent filter (25) and further by the photographing lens (26). The image is refracted and incident on the image sensor (27), and the fluorescence is photoelectrically converted to create a video signal.

何れの撮影装置の応用例においても、フィールドレンズ(4)による物体側テレセントリック光学系が配備されて、テレセントリック補正が施される。フィールドレンズ(4)は上述の如くフレネルレンズ状に形成されて薄型化が図られると共に、マイクロプレート(1)の仕切り壁の位置に合わせてフィールドレンズ(4)を構成する複数のレンズ要素の大きさや形状が設計されており、これによってフィールドレンズ(4)のエッジ(42)による画質の劣化が防止されている。   In any application example of the photographing apparatus, an object-side telecentric optical system using a field lens (4) is provided to perform telecentric correction. The field lens (4) is formed into a Fresnel lens shape as described above to reduce the thickness, and the size of a plurality of lens elements constituting the field lens (4) according to the position of the partition wall of the microplate (1). The sheath shape is designed to prevent the image quality from being deteriorated by the edge (42) of the field lens (4).

図10は、本発明に係る撮影装置の動作アルゴルズムを示しており、先ずステップS1でマイクロプレートの種類(ウェル数)を装置に入力すると、ステップS2では、光源による照明がONとなる。次にステップS3では、カメラによる撮影が実行される。その後、ステップS4では、光源による照明がOFFとなる。   FIG. 10 shows an operation algorithm of the photographing apparatus according to the present invention. First, when the type of microplate (number of wells) is input to the apparatus in step S1, illumination by the light source is turned on in step S2. Next, in step S3, shooting by the camera is executed. Thereafter, in step S4, the illumination by the light source is turned off.

続いてステップS5では、カメラによって撮影された画像から、マイクロプレートの種類に応じてウェルの場所を切り出し、ステップS6にて、各ウェル内の輝度と形状について画像処理測定を実行する。
最後にステップS7にて、測定結果をディスプレイに表示し、手続きを終了する。
Subsequently, in step S5, the location of the well is cut out from the image taken by the camera in accordance with the type of the microplate, and in step S6, image processing measurement is performed on the brightness and shape in each well.
Finally, in step S7, the measurement result is displayed on the display, and the procedure is terminated.

従来の撮影装置では、図10に示すステップS6にて、各ウェル内の輝度についての画像処理測定が可能であったに過ぎないが、本発明に係る撮影装置によれば、形状についての画像処理測定によって各ウェル内の細胞の蛍光分布の形状をも正確に測定することが出来る。
この結果、各ウェル内の細胞の蛍光輝度と蛍光分布の形状に基づいて、細胞の発育状態を判定することが可能となる。
In the conventional photographing apparatus, it was only possible to perform image processing measurement on the luminance in each well in step S6 shown in FIG. 10, but according to the photographing apparatus according to the present invention, the image processing on the shape is performed. The shape of the fluorescence distribution of the cells in each well can be accurately measured by the measurement.
As a result, it becomes possible to determine the growth state of the cells based on the fluorescence brightness of the cells in each well and the shape of the fluorescence distribution.

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。フィールドレンズ(4)の各レンズ要素(41)は、表面が曲面に形成されてレンズ作用を有するものに限らず、表面が傾斜を有する平面に形成された楔状の平面プリズム要素に形成して、該平面プリズム要素を組み合わせることによってフィールドレンズ(4)を構成することも可能である。この場合においても、各平面プリズム要素による撮影画像自体は鮮明なものであるから、縦横比の修正等、必要な歪補正処理を施せば、撮影対象の形状的特徴の明らかな画像を得ることが出来る。   In addition, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim. Each lens element (41) of the field lens (4) is not limited to a lens having a surface with a curved surface, but is formed into a wedge-shaped planar prism element having a surface formed on a plane having an inclination, It is also possible to constitute the field lens (4) by combining the planar prism elements. Even in this case, since the captured image itself by each planar prism element is clear, if necessary distortion correction processing such as correction of the aspect ratio is performed, it is possible to obtain an image having a clear shape characteristic of the imaging target. I can do it.

又、本発明に係る撮影装置は、励起光による励起なしに発光する化学発光や生物発光する被撮影対象物を撮影することも可能である。この場合、励起光を発生させるための光源や蛍光フィルターは不要となる。   In addition, the imaging apparatus according to the present invention can also capture an object to be imaged that emits chemiluminescence or bioluminescence that emits light without excitation by excitation light. In this case, a light source and a fluorescent filter for generating excitation light are not necessary.

本発明に係る撮影装置の物体側テレセントリック光学系を示す図である。It is a figure which shows the object side telecentric optical system of the imaging device which concerns on this invention. フィールドレンズ及びマイクロプレートの対応関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the correspondence of a field lens and a microplate. 図2の断面図とは直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to sectional drawing of FIG. フィールドレンズを分割構造とした例を示す図である。It is a figure which shows the example which used the field lens as the division | segmentation structure. フィールドレンズの斜視図である。It is a perspective view of a field lens. フィールドレンズの他の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other structure of a field lens. フィールドレンズの更に他の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other structure of a field lens. 本発明に係る撮影装置の応用例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the application example of the imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る撮影装置の他の応用例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other application example of the imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る撮影装置の動作アルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement algorithm of the imaging device which concerns on this invention. 従来の撮影装置の物体側テレセントリック光学系を示す図である。It is a figure which shows the object side telecentric optical system of the conventional imaging device.

符号の説明Explanation of symbols

(1) マイクロプレート
(11) ウェル
(12) 仕切り壁
(2) カメラ
(4) フィールドレンズ
(41) レンズ要素
(42) エッジ
(5) ホルダー
(6) 情報処理装置
(7) 光源コントロールユニット
(8) カメラコントロールユニット
(1) Microplate
(11) Well
(12) Partition wall
(2) Camera
(4) Field lens
(41) Lens element
(42) Edge
(5) Holder
(6) Information processing device
(7) Light source control unit
(8) Camera control unit

Claims (5)

表面に複数の凹部が形成された容器を対象として、前記複数の凹部に収容された試料担体を撮影する撮影装置において、前記容器の表面に対向して設置されて、撮影光学系を物体側テレセントリックとするフィールドレンズを具え、該フィールドレンズは、その光軸と直交する平面上に複数のレンズ要素を配列して構成され、互いに隣接するレンズ要素間の境界が、前記容器の互いに隣接する凹部間を伸びる仕切り部と、前記光軸と平行な線上で対峙していることを特徴とする撮影装置。   In an imaging apparatus for imaging a sample carrier accommodated in a plurality of recesses for a container having a plurality of recesses formed on a surface thereof, the imaging optical system is installed opposite to the surface of the container and an object side telecentric The field lens is configured by arranging a plurality of lens elements on a plane orthogonal to the optical axis, and a boundary between adjacent lens elements is between adjacent recesses of the container. An imaging apparatus, wherein the partitioning part extends opposite to a line parallel to the optical axis. 前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素からなる一体成形品である請求項1に記載の撮影装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the field lens is an integrally molded product including the plurality of lens elements. 前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素をそれぞれ独立の部品として、これらのレンズ要素を互いに合体させて構成される請求項1に記載の撮影装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the field lens includes the plurality of lens elements as independent parts, and the lens elements are combined with each other. 前記複数のレンズ要素はホルダーによって互いに一体に保持されている請求項3に記載の撮影装置   The imaging device according to claim 3, wherein the plurality of lens elements are integrally held by a holder. 前記フィールドレンズは、前記複数のレンズ要素の内、前記光軸と交差する1つのレンズ要素を欠落させて構成されている請求項2乃至請求項4の何れかに記載の撮影装置。   The imaging device according to any one of claims 2 to 4, wherein the field lens is configured by deleting one lens element that intersects the optical axis among the plurality of lens elements.
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