WO2025239286A1

WO2025239286A1 - 撮像装置の制御方法および撮像装置

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Publication number: WO2025239286A1
Application number: PCT/JP2025/017022
Authority: WO
Inventors: 紘一鈴木; 亮太大坪
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2024-05-15
Filing date: 2025-05-09
Publication date: 2025-11-20
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: JP2025173915A

Abstract

簡便な構成で、複数の波長間のフォーカス位置ずれを低減し、アレイプレート全面でピントの合った複数の波長の蛍光画像を取得することが可能な方法および装置を提供すること。　複数の第１の距離情報を用いて、長手方向における主走査位置に応じた第１の波長の一次光に対応する第１の走査条件を取得する、第１の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件および前記第１の距離情報の少なくともいずれかを用いて、前記主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光に対応する第２の走査条件を取得する、第２の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件で、短手方向に沿って対物光学系を走査する、第１の走査工程と、前記第２の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第２の走査工程と、前記主走査位置を前記長手方向に沿って変更する、副走査工程とを含む、撮像装置の制御方法である。

Description

撮像装置の制御方法および撮像装置

　本発明は、検体を測定する撮像装置の制御方法および撮像装置に関する。

　基板上にタンパク質やペプチドなどのペプチド結合を有した生体物質を多数固定したタンパク質アレイプレートあるいはペプチドアレイプレートが知られている。これを用いると基板上に固定された多数の生体物質に対する相互作用を一度に行うことができる。本アレイプレートは、生体由来の液状検体、例えば血液、細胞抽出液、唾液、組織間液などと多数のタンパク質あるいはペプチドとの相互作用を網羅的に解析するのに有効である。このような解析により、検体の特性を測定することができる。
　以下、基板上のタンパク質あるいはペプチドの固定部位をスポットと表記する。

　検体との相互作用を受けたスポットを観測する方法として、例えば、蛍光プローブによってスポットを標識することで、どのスポットが相互作用を受けたかを識別する方法が知られている。蛍光プローブによって標識されたアレイプレートを観察する装置として、マイクロアレイスキャナが知られている（特許文献１）。

　特許文献１では、照射光学系、蛍光対物光学系、２次元走査系を有している。照射光学系は、アレイプレートに複数の波長のレーザ光を集光して照射する機能を有する。蛍光対物光学系は、蛍光プローブによって標識されたスポットからの蛍光の光量を検出する機能を有する。

　２次元走査系は、アレイプレートあるいは光学系を２次元走査することで、アレイプレート上のスポットの蛍光光量を反映した撮像画像を取得する機能を有する。また、蛍光対物光学系としては共焦点光学系を用いている。アレイプレートにはガラスの厚みや傾きに個体差があるため、ピントが合う深さが浅い共焦点光学系においては、アレイプレート全面で蛍光画像を得るのが難しい。

　これに対して、特許文献１では、アレイプレート全面でピントの合った蛍光画像を得るために、２次元走査と同時に、フォーカスセンサを用いた自動焦点調整を行っている。

　一方、光学系を２次元走査する際に、往路と復路でレーザ光の波長を切り替えて、走査方向の違いによる画像上のずれを低減させる技術が特許文献２に開示されている。

米国特許第７９１１６７０号明細書特開２００７－１８３３１３号公報

　複数の波長の蛍光検出を行うマイクロアレイスキャナにおいて、各波長のレーザ光のフォーカス位置をアレイプレート全面にわたって完全に合わせこむのは難しく、波長間でフォーカス位置にずれが生じるおそれがある。その結果、波長によって蛍光画像の輝度が低下したり、アレイプレート内で輝度ばらつきが大きくなったりするおそれがある。アレイプレートには個体間のタンパク質量の違いがあり、それを補正するために蛍光輝度の値やその比で補正することが行われているが、その場合には測定データの信頼性の低下につながるおそれがある。

　特許文献１の技術では、アレイプレートあるいは光学系を高速に２次元走査しながら、精度よく自動焦点調整を行うためには、高性能なフォーカスセンサや低振動なアクチュエータなどからなる高速フィードバック制御が必要になり、装置構成が複雑で高コストになるという課題がある。

　特許文献２の技術では、複数のレーザ波長を往路と復路で切り替える点には記載があるが、複数の波長間のフォーカス位置ずれの対策については記載がない。

　そこで、本発明は、簡便な構成で、複数の波長間のフォーカス位置ずれを低減し、アレイプレート全面でピントの合った複数の波長の蛍光画像を取得することが可能な方法および装置を提供することを目的とする。

　本発明は、長手方向と短手方向を有し一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートに対して、一次光を照射し二次光を検出する対物光学系を走査し、蛍光像を取得する、撮像装置の制御方法であって、第１の波長の一次光を出射する前記対物光学系を用いて前記一方の面を測距し、前記長手方向における複数の位置に対応する前記第１の波長の一次光における複数の第１の距離情報を取得する、第１の測距工程と、前記複数の第１の距離情報を用いて、前記長手方向における主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光に対応する第１の走査条件を取得する、第１の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件および前記第１の距離情報の少なくともいずれかを用いて、前記主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光に対応する第２の走査条件を取得する、第２の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第１の走査工程と、前記第２の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第２の走査工程と、前記主走査位置を前記長手方向に沿って変更する、副走査工程とを含む、撮像装置の制御方法である。
　また、本発明は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、前記アレイプレートが載置される、載置部と、異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、前記載置部と前記対物光学系との前記一次光の光軸方向における作動距離を規定する、距離規定部と、前記載置部と前記対物光学系との、前記光軸方向と交差する面内における相対位置を変更する、走査部と、前記一次光の波長毎の前記面内の複数位置における前記作動距離を走査条件として取得する走査条件取得部と、前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する画像化部と、を有する撮像装置である。
　また、本発明は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、前記アレイプレートが載置される、載置部と、異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、前記載置部と前記対物光学系との前記光軸方向と交差する面内における相対位置を変更するために、前記短手方向と前記長手方向に沿って、前記相対位置を変更し、主走査を行う主走査部と、副走査を行う副走査部とをそれぞれ含む、走査部と、前記短手方向における副走査位置と、前記長手方向における主走査方向と、主走査回数とに応じて、前記光射出部から射出される光の波長を変更するように、前記光源と前記走査部とを制御する、射出波長制御部と、前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する、画像化部とを有する、撮像装置である。

　本発明に係る検体測定装置によれば、高速なフィードバック制御によらず、複数の波長間のフォーカス位置ずれをアレイプレート全面にわたって補正することができる。これにより、簡便な構成で、複数の波長間のフォーカス位置ずれを低減し、アレイプレート全面でピントの合った複数の波長の蛍光画像を取得することが可能となる。その結果、アレイプレート個体間のタンパク質量の違いを蛍光輝度の比で補正したりする場合に、より信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明に係る撮像装置を示す図である。図２Ａは、本発明に係る検体を示す図の一例である。図２Ｂは、本発明に係る検体を示す図の他の一例である。図２Ｃは、本発明に係る検体を示す図の他の一例である。図３は、実施例１に係るコントローラの内部構成を示す図である。図４は、実施例１に係る撮像処理の動作フローを示す図である。図５Ａは、実施例１に係る撮像処理の副走査の位置関係を示す図の一例である。図５Ｂは、実施例１に係る撮像処理の副走査の位置関係を示す図の他の一例である。図６Ａは、実施例１に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図の一例である。図６Ｂは、実施例１に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図の一例である。図７は、実施例１に係る測定系の内部構成を示す図である。図８は、実施例１に係る撮像処理の動作タイミングを示す図である。図９Ａは、実施例１に係る高さ情報取得処理の高さ走査の位置関係を示す図の一例である。図９Ｂは、実施例１に係る高さ情報取得処理の高さ走査の位置関係を示す図の他の一例である。図９Ｃは、実施例１に係る高さ情報取得処理の高さ走査の位置関係を示す図の他の一例である。図１０は、実施例１に係る高さ情報取得処理の動作フローを示す図である。図１１は、実施例２に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図である。図１２は、実施例３に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図である。図１３は、実施例３の変形例に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図である。図１４は、実施例４に係る撮像処理の高さ走査の位置関係を示す図である。図１５は、実施例４の変形例に係る撮像処理の動作タイミングを示す図である。図１６は、本発明に係るピストンクランク機構の動作を説明する図である。

＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態は、撮像装置の制御方法についてである。
　本発明の撮像装置の制御方法は、長手方向と短手方向を有し一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートに対して、一次光を照射し二次光を検出する対物光学系を走査し、蛍光像を取得する、撮像装置の制御方法であって、第１の波長の一次光を出射する前記対物光学系を用いて前記一方の面を測距し、前記長手方向における複数の位置に対応する前記第１の波長の一次光における複数の第１の距離情報を取得する、第１の測距工程と、前記複数の第１の距離情報を用いて、前記長手方向における主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光に対応する第１の走査条件を取得する、第１の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件および前記第１の距離情報の少なくともいずれかを用いて、前記主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光に対応する第２の走査条件を取得する、第２の走査条件取得工程と、前記第１の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第１の走査工程と、前記第２の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第２の走査工程と、前記主走査位置を前記長手方向に沿って変更する、副走査工程とを含む。

　本発明の撮像装置の制御方法は、長手方向と短手方向を有し一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートに対して、一次光を照射し二次光を検出する対物光学系を走査し、蛍光像を取得する、撮像装置の制御方法である。スポットアレイに検体を配置し、これに対し、１次抗体と２次抗体を結合させる。対物光学系が、アレイプレート上を走査しながら、例えば、２次抗体にある蛍光標識に対して、一次光を照射することで得られる、二次光を検出することで、検体測定や検査に用いることができる蛍光像を取得することができる。以下に、各工程について、説明する。一部の用語については、第２の実施形態で説明されているので、参照されたい。

［第１の測距工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、第１の波長の一次光を出射する前記対物光学系を用いて前記一方の面を測距し、前記長手方向における複数の位置に対応する前記第１の波長の一次光における複数の第１の距離情報を取得する、第１の測距工程を含む。

　第１の波長の一次光は、例えば、スポットアレイの蛍光標識を有する分子用の照射光である。この第１の波長の一次光を、検体測定などの正確な測定に用いるためには、第１の波長の一次光をアレイプレートの一方の面にあるスポットアレイ上で合焦させることが必要である。そこで、測距を行い、第１の波長の一次光が合焦するときの、対物光学系の光軸の方向に沿っての対物光学系からスポットアレイまでの距離の情報（第１の距離情報）を取得しておく。

　ところで、アレイプレートは、観察用の試料台に固定され、対物光学系が走査する二次元方向と、なるべく平行になるように配置されるが、スポットアレイの並びと対物光学系が走査する二次元方向との位置関係は、完全な平行とはならず、僅かな傾きができることがある。そのため、特に、長手方向では、対物光学系の光軸に沿っての、アレイプレートと対物光学系との距離が、変わることがある。そこで、アレイプレートの長手方向に異なる１つ以上の位置で、第１の波長の一次光が合焦するときの、対物光学系の光軸の方向に沿っての対物光学系からスポットアレイまでの距離の情報（第１の距離情報）を取得しておく。

［第１の走査条件取得工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記複数の第１の距離情報を用いて、前記長手方向における主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光に対応する第１の走査条件を取得する、第１の走査条件取得工程を含む。

　第１の測距工程で得られた第１の距離情報とは、アレイプレートの長手方向に異なる少なくとも１つ以上の位置で、第１の波長の一次光が合焦するときの、対物光学系の光軸の方向に沿っての対物光学系からスポットアレイまでの距離の情報であった。実際の走査は長手方向の多地点で行うから、少なくとも１つ以上の位置に対する第１の距離情報から、データの内挿または外挿を行って、それぞれの主走査位置に対する対物光学系の位置の情報（多地点での情報）を得る。ここで、主走査位置とは、例えば、短手方向に走査を開始するときの始点であって、長手方向の多地点のどこかである。

　データの内挿または外挿の方法としては、例えば、２つの位置間で、直線の傾きを仮定することである。アレイプレート自体の反りなどを考慮して、３点以上の位置情報に対して、フィッティング関数を当てはめて、データ内挿または外挿を行ってもよい。この場合、フィッティング関数とは、例えば、２次以上の高次関数であることが好ましい。このようにすることで、本発明の撮像装置の制御方法を、より簡単な方法で、正確な検体測定を行うことができる。

［第２の走査条件取得工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の走査条件および前記第１の距離情報の少なくともいずれかを用いて、前記主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光に対応する第２の走査条件を取得する、第２の走査条件取得工程を含む。

　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の距離情報に基づいて、前記第２の波長の一次光における第２の距離情報を出力する、距離補正工程をさらに含み、前記第２の走査条件取得工程は、前記複数の第１の距離情報を用いて前記距離補正部より取得した前記第２の距離情報と、前記第１の走査条件とを用いて、前記第２の走査条件を取得してもよい。

　この場合、例えば、第２の距離情報は、第１の距離情報に定数を加減して求めることができる。このようにすることで、より簡便な方法で、測定結果が信頼できる蛍光像が得られる。これは、第１の波長の一次光の焦点距離と第２の波長の一次光の焦点距離との差が一定である仮定の下において成立しうる。得られた第２の距離情報と第１の走査条件を基に、第２の走査条件を求めることができるが、第２の距離情報の求め方は、定数の加減に限られない。

　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の走査条件に対応する前記第２の波長の一次光における第２の走査条件を出力する、走査条件補正工程をさらに含み、前記第２の走査条件取得工程は、前記第１の走査条件に基づいて前記走査条件補正部から前記第２の走査条件を取得してもよい。

　この場合、例えば、第２の走査条件を第１の走査条件と同じにすることなどが考えられる。このようにすることで、より簡便な方法で、測定結果が信頼できる蛍光像が得られる。第２の走査条件の求め方は、第１の走査条件の求め方と同じにすることに限られない。

［第１の走査工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第１の走査工程を含む。

　第１の走査工程では、第１の走査条件取得工程で得た、それぞれの主走査位置に対する対物光学系の位置の情報を基に、対物光学系を配置し、第１の波長の一次光をスポットアレイに向かって照射しながら、対物光学系をアレイプレートの短手方向に走査をする。

　本発明の撮像装置の制御方法は、第１の走査工程において、前記対物光学系が検出した蛍光強度情報と走査位置情報とに基づいて、前記第１の波長の一次光を前記スポットアレイに照射することで得られる第１の蛍光像を取得する工程を含むことが好ましい。このようにすることで、高速なフィードバック制御によらず、複数の波長間のフォーカス位置ずれをアレイプレート全面にわたって補正することができる。

［第２の走査工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第２の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第２の走査工程を含む。

　第２の走査工程では、第１の走査工程と同様に、第２の走査条件取得工程で得た、それぞれの主走査位置に対する対物光学系の位置の情報を基に、対物光学系を配置し、第２の波長の光をスポットアレイに向かって照射しながら、対物光学系をアレイプレートの短手方向に走査をする。

　前記第２の走査工程において、前記対物光学系が検出した蛍光強度情報と走査位置情報とに基づいて、前記第２の波長の一次光を前記スポットアレイに照射することで得られる第２の蛍光像を取得する工程を含むことが好ましい。このようにすることで、高速なフィードバック制御によらず、複数の波長間のフォーカス位置ずれをアレイプレート全面にわたって補正することができる。

［副走査工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記主走査位置を前記長手方向に沿って変更する、副走査工程を含む。

　第１の走査工程と第２の走査工程とが一旦終わったら、アレイプレートの長手方向の位置を変更し、再び、第１の走査工程と第２の走査工程とを行う。前記第１の走査条件取得工程は、前記副走査工程毎に、前記第１走査条件を取得し、前記第２の走査条件取得工程は、前記副走査工程毎に、前記第２走査条件を取得することが好ましい。このようにすることで、より簡単な方法で、正確な検体測定を行うことができる。

　本発明の撮像装置の制御方法において、前記第１の走査工程と前記第２の走査工程は、前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光とのそれぞれが、前記長手方向において共通の主走査位置に対応する共通の走査経路を走査されるように行われることが好ましい。このようにすることで、第１の波長の一次光と第２の波長の一次光とで、同じ条件で、二次光を検出することができる。

　本発明の撮像装置の制御方法において、前記第１の走査工程と前記第２の走査工程は、前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光とが、前記共通の走査経路を逆方向に走査するように行われることが好ましい。特に、第１の波長の一次光による走査と第２の波長の一次光による走査とが、１ラインごとに交互に行われる場合、熱ドリフトによる位置ずれを最小限に抑えることができ、得られる蛍光像についてより信頼性を向上させることができる。

　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とをそれぞれ１回以上行う毎に、前記副走査工程を１回行うことが好ましく、前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とをそれぞれ１回行う毎に、前記副走査工程を１回行うことがより好ましい。このようにすることで、熱ドリフトによる位置ずれを低減することができる。

［第２の測距工程］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記対物光学系を用いて前記一方の面を前記第２の波長の一次光で測距し、前記第２の波長の一次光における第２の距離情報を取得する、第２の測距工程をさらに含むことが好ましい。

　第２の波長の一次光は、第１の波長の一次光とは異なる光の波長を有する照射光である。それ故に、たとえ合焦のために同じレンズを使ったとしても、第２の波長の一次光と第１の波長の一次光とでは、焦点距離が異なることがある。すなわち、第２の波長の一次光と第１の波長の一次光とでは、アレイプレート上で合焦させるためには、対物光学系の光軸に沿っての、アレイプレートと対物光学系との距離が、異なってよい。

　そこで、第２の測距工程は、第１の測距工程とは別に、第１の測距工程と同様のことを行う。第２の測距工程では、第１の測距工程と同様の理由で、アレイプレートの長手方向に異なる少なくとも１つ以上の位置で、第２の波長の一次光が合焦するときの、対物光学系の光軸の方向に沿っての対物光学系からスポットアレイまでの距離の情報を取得しておく。本発明の撮像装置の制御方法は、第２の測距工程が、前記長手方向における複数の位置で行われてもよい。この情報を第２の距離情報としてもよい。

　第２の測距工程を行う場合の、第２の走査条件取得工程では、例えば、第１の走査条件取得工程と同様に、第２の波長の一次光に対して、走査条件を取得する。第１の走査条件取得工程と同様に、データの内挿または外挿の方法としては、例えば、２つの位置間で、直線の傾きを仮定することである。３点以上の位置情報に対して、フィッティング関数を当てはめて、データ内挿または外挿を行ってもよい。この場合、フィッティング関数とは、例えば、２次以上の多次関数であることが好ましい。このようにすることで、本発明の撮像の制御方法を、より簡単な方法で、正確な検体測定を行うことができる。

　本発明の撮像装置の制御方法は、前記第２の走査条件取得工程が、前記第２の測距工程で取得した前記第２の距離情報と、前記第１の走査条件とを用いて、前記第２の走査条件を取得してもよい。このようにすることで、アレイプレート全面でピントの合った複数の波長の蛍光画像を取得することができる。第２の走査条件の取得方法は１つに限られず、このように様々な方法がある。

［その他］
　本発明の撮像装置の制御方法は、前記スポットアレイの蛍光像を撮像するための一次光は、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光のいずれか一方を含み、前記スポットアレイ上の反応生成物を標識する二次抗体の蛍光像を撮像するための一次光は、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光のいずれか他方を含むことが好ましい。

　配列された複数のスポットが設けられたアレイプレートに対して、第１の波長の一次光を照射することで撮像された第１の蛍光像と、前記スポットの機能情報を取得するために前記第１の波長の一次光と光の波長が異なる第２の波長の一次光を照射することで撮像された第２の蛍光像を取得することができる。そして、第１の蛍光像と第２の蛍光像は、画像解析ＰＣを用いて取得することができる。

　アレイプレートは、複数種類のタンパク質がアレイ状にスポッティングされている。一つのスポットは直径が１００μｍ程度で、スポットの間隔は約４０μｍである。スポットは９×９のブロックを単位として構成されており、ブロックは３×６のマトリクス状に配列されている。

　本実施形態のアレイプレートのスポットは、例えば、Ａｌｅｘａ　Ｆｌｏｕｒ　６８０で蛍光標識することができる。一部のタンパク質スポットはリン酸化しており、リン酸化したタンパク質スポットのみ、例えば、Ａｌｅｘａ　Ｆｌｏｕｒ　７９０で蛍光標識することができる。各スポットがタンパク質ＢＣＡＲ１を含んでいる場合は、タンパク質ＢＣＡＲ１にＧＳＴ（グルタチオンＳ－トランスフェラーゼ）をタグ付けしておき、そのＧＳＴタグを波長６７０ｎｍの光に対して蛍光を発する蛍光プローブで標識することもできる。

　Ａｌｅｘａ　Ｆｌｏｕｒ　６８０またはＧＳＴタグで蛍光標識されたタンパク質スポットを励起するために、第１の波長の一次光の波長が、６７０ｎｍであることが好ましい。また、Ａｌｅｘａ　Ｆｌｏｕｒ　７９０で蛍光標識されたタンパク質スポットを励起するために、第２の波長の一次光の波長が、７８０ｎｍであることが好ましい。このようにするとき、アレイプレートを波長６７０ｎｍの光で励起して取得した蛍光画像が第１の蛍光像であり、アレイプレートを波長７８０ｎｍの光で励起して取得した蛍光画像が第２の蛍光像である。

＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態は、撮像装置についてである。
　本発明の撮像装置は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、前記アレイプレートが載置される、載置部と、異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、前記載置部と前記対物光学系との前記一次光の光軸方向における作動距離を規定する、距離規定部と、前記載置部と前記対物光学系との、前記光軸方向と交差する面内における相対位置を変更する、走査部と、前記一次光の波長毎の前記面内の複数位置における前記作動距離を走査条件として取得する走査条件取得部と、前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する画像化部と、を有する。

（撮像装置）
　第２の実施形態に係る撮像装置１００について、図１～図３および図７を用いて説明する。
　撮像装置１００は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポット２０２を有するアレイプレート１０１を、光学的に二次元に撮像する撮像装置であるため、スキャナ１００、蛍光スキャナ１００と換言される場合がある。

（載置部）
　載置部１０９は、Ｙ方向リニアステージ１０９上に設けられた被載置部（不図示）を備えている。

（対物光学系）
　撮像装置１００は、アレイプレート１０１が載置される載置部１０９と、異なる波長λ１、λ２の一次光Ｉｐ（Ｉｐ１、Ｉｐ２）を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、アレイプレート１０１に一次光Ｉｐを出射する光射出部１０４ｉと、アレイプレート１０１からの二次光Ｉｓを採光する光採光部１０４ｃとを含む、対物光学系１０４と、を含む。
　対物光学系１０４は、共焦点光学系１０３と光学的に結合され、対象物であるアレイプレート１０１に対して、一次光Ｉｐを照射し、アレイプレート１０１からの二次光Ｉｓを採光する。

（距離規定部）
　また、撮像装置１００は、さらに、載置部１０９と対物光学系１０４との一次光ｌｐの光軸方向における作動距離ＷＤを規定する距離規定部３１６を備える。距離規定部３１６は、高さ走査モータ１１３、モータドライバ１１４、モータ制御回路３０９、を介して、載置部１０９と対物光学系１０４との一次光Ｉｐの光軸方向における作動距離ＷＤを規定する。距離規定部３１６は、高さ走査モータ１１３、モータドライバ１１４、モータ制御回路３０９、を介して、載置部１０９と対物光学系１０４との一次光Ｉｐの光軸方向における作動距離ＷＤを制御すると換言される。

（走査部）
　また、撮像装置１００は、載置部１０９と対物光学系１０４との光軸方向と交差する面内における相対位置を変更する走査部１７０（主走査部１９０、副走査部１８０）、とを備える。副走査部１８０は、対物光学系１０４を、不図示のベースに対して、相対的にＹ軸方向に走査するように構成され、Ｙ方向リニアステージ１０９、副走査モータ１１０と、備える。主走査部１９０は、対物光学系１０４を、不図示のベースに対して、相対的にＸ軸方向に走査するように構成され、モータドライバ１１５、主走査モータ１０７、ピストンクランク機構１２０、エンコーダ１０８、で構成される。ピストンクランク機構１２０は、クランク１１８、コネクティングロッド１１９で構成される。

（走査条件取得部）
　また、撮像装置１００は、さらに、一次光Ｉｐ（Ｉｐ１、Ｉｐ２）の波長λ１、λ２毎の面内の複数位置における作動距離ＷＤを走査条件として取得する走査条件取得部３１５、を備える。

（画像化部）
　また、撮像装置１００は、さらに、一次光の波長λ１に関する情報Ｉｗｐと、採光部７２４、７２５からの二次光ｌｓの受光強度に関する情報Ｉｉｓと、相対位置に関する情報Ｉｒｐとに基づいて、画像再構成を行う画像化部３１７を備える。画像化部３１７は、一次光ｌｐ（ｌｐ１またはｌｐ２）に対応する蛍光像を形成し取得する。画像化部３１７は、一次光の波長λ１に関する情報Ｉｗｐを光源制御回路３０５より取得し、データ取得制御回路３１２より二次光ｌｓの受光強度に関する情報Ｉｉｓを取得し、相対位置に関する情報Ｉｒｐを座標算出回路３１０より取得する。走査条件取得部３１５、距離規定部３１６、画像化部３１７は、いずれも、ＣＰＵ３０１、メモリ３０３、不図示の記憶部、通信回路３１３、メモリ制御回路３０４、等によりその構成の一部または全部を置換することが可能である。

　このとき、本発明の撮像装置は、光源をさらに有し、距離補正部をさらに有し、走査条件補正部をさらに有することが好ましい。ここで、光源は、下記の光源１０２に適用でき、距離補正部は、下記のモータドライバ１１４と高さ走査モータ１１３とに適用でき、走査条件補正部は、下記のモータドライバ１１５と主走査モータ１０７とモータドライバ１１１と副走査モータ１１０とに適用できる。

　また、本発明は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、前記アレイプレートが載置される、載置部と、異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、前記載置部と前記対物光学系との前記光軸方向と交差する面内における相対位置を変更するために、前記短手方向と前記長手方向に沿って、前記相対位置を変更し、主走査を行う主走査部と、副走査を行う副走査部とをそれぞれ含む、走査部と、前記短手方向における副走査位置と、前記長手方向における主走査方向と、主走査回数とに応じて、前記光射出部から射出される光の波長を変更するように、前記光源と前記走査部とを制御する、射出波長制御部と、前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する、画像化部とを有する。

　撮像装置１００は、第１の波長λ１の一次光Ｉｐ１と、第１の波長の一次光とは波長が異なる第２の波長λ２の一次光Ｉｐ２と、を切り替えるように光射出部１０４ｉから射出される光の波長λを変更するように、光源１０２と走査部１７０（主走査部１９０、副走査部１８０）、とを備える。

（射出波長制御部）
　撮像装置１００は、アレイプレート１０１の長手方向における副走査位置Ｐｓと、短手方向における主走査方向（＋Ｘ方向か、―Ｘ方向か）と、主走査回数次、とに応じて、光射出部１０４ｉから射出される光の波長λｐ（λｐ１かλｐ２）を変更するように、光源１０２と走査部１７０（主走査部１９０、副走査部１８０）とを制御する射出波長制御部３１８を備える。射出波長制御部３１８は、走査条件取得部３１５、距離規定部３１６、画像化部３１７と同様に、ＣＰＵ３０１、メモリ３０３、不図示の記憶部、通信回路３１３、メモリ制御回路３０４、等によりその構成の一部または全部を置換することが可能である。

　このとき、本発明の撮像装置は、光源をさらに有することが好ましい。本発明の撮像装置は、前記載置部と前記対物光学系との前記一次光の光軸方向における作動距離を規定する、距離規定部をさらに有し、前記射出波長制御部は、前記距離規定部が規定する前記作動距離を前記一次光の波長に応じて制御することが好ましい。本発明の撮像装置は、前記一次光の波長毎の前記面内の複数位置における前記作動距離を走査条件として取得する走査条件取得部をさらに有することが好ましい。

　ここで、距離規定部は、下記のＣＰＵ３０１と座標算出回路３１０とに適用でき、走査条件取得部は、下記のＣＰＵ３０１と座標算出回路３１０とに適用できる。以下に説明をする。なお、第１の実施形態と重複する部分は、説明を省略することがある。

　本発明の撮像装置は、長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する。
　図１を用いて本発明に係る撮像装置について説明する。

　アレイプレート１０１は、測定対象である。アレイプレート上はアレイプレート１０１上に多数の生体物質のスポットが固定化され、蛍光標識されたものである。
　光源１０２は、波長６７０ｎｍおよび波長７８０ｎｍ付近の光を発する半導体レーザである。それぞれの波長の発光および停止は独立して制御可能なものとする。

　共焦点光学系１０３は、光源１０２からの一次光をアレイプレートまで導くとともに、アレイプレート１０１上のスポットからの蛍光およびスライドガラス表面からの反射光を光センサまで導く共焦点光学系である。共焦点光学系１０３は、ピンホール、フィルタ、ダイクロイックミラー、１／４波長板、偏光ビームスプリッタ、レンズから構成される。共焦点光学系を用いることにより、スライドガラスからの自家蛍光成分の影響を低減し、スポット由来の蛍光成分測定の信号対雑音比を高めることができる。

　対物光学系１０４は、一次光をアレイプレート１０１上のスポットに照射させるための対物光学系であり、一次光をアレイプレート１０１の方向に向けるためのミラーおよび、一次光をアレイプレート１０１上のスポットに集光させるためのレンズから構成される。

　光センサ１０５は、光を電気信号に変換するための光センサであり、蛍光を取得するための光電子増倍管と反射光を取得するためのフォトダイオードなどで構成される。光センサ１０５はアレイプレート上のスポットからの蛍光とアレイプレート表面からの反射光を取得できるものとする。また、光センサ１０５は光源１０２の複数の波長に対応する複数の光電子増倍管、フォトダイオードなどで構成されているものとする。

　受信回路１０６は、光センサ１０５からの電気信号を増幅し、デジタル値に変換するための受信回路であり、増幅回路、フィルタ回路、ＡＤコンバータなどから構成される。

　ピストンクランク機構１２０は、対物光学系１０４をアレイプレート１０１の短手方向に往復運動させるためのピストンクランク機構である。対物光学系１０４の往復運動により、光源１０２からの一次光はアレイプレート短手方向に走査される。なお、本発明において、アレイプレートの短手方向を主走査方向といい、ピストンクランク機構１２０による往復走査を主走査という。主走査のストロークは３０ｍｍとする。対物光学系１０４は主走査方向のガイド上で、主走査方向に動作方向が限定されている。

　主走査モータ１０７は、ピストンクランク機構１２０を高速回転させるためのパルスモータである。主走査モータ１０７の回転速度は１２００ｒｐｍとする。

　エンコーダ１０８は、ピストンクランク機構１２０に設置されたリニアエンコーダであり、対物光学系１０４の主走査方向の位置を測定することができる。エンコーダ１０８は主走査方向の位置に応じてＡ相、Ｂ相、Ｚ相からなる位相差パルス電圧を出力する。

　Ｙ方向リニアステージ１０９は、アレイプレート１０１を水平面内で主走査と直交する方向に移動させるためのリニアステージであり、ボールねじ、原点センサなどから構成される。水平面内で主走査と直交する方向の走査を副走査という。リニアステージ上にはアレイプレートを載置するための載置台があり、使用者は事前に測定対象のアレイプレートを載置台の上に乗せる。

　副走査モータ１１０は、Ｙ方向リニアステージ１０９に接続されるパルスモータである。パルスモータの回転運動は、Ｙ方向リニアステージ１０９のボールねじにより直線運動に変換される。
　モータドライバ１１１は、副走査モータ１１０を回転させるためのモータドライバ回路である。モータドライバ１１１に信号を１パルス入力すると、パルスモータが０．７２°回転し、アレイプレート１０１は副走査方向に２μｍ移動する。

　Ｚ方向リニアステージ１１２は、アレイプレート１０１を垂直方向に移動させるためのリニアステージであり、ボールねじ、原点センサなどから構成される距離規定部３１６を構成する。したがって、Ｚ方向リニアステージ１１２は、アレイプレート１０１と対物光学系１０４との間の距離を規定する距離規定部３１６により制御可能に構成されている。垂直方向の走査を高さ走査とよぶ。
　高さ走査モータ１１３は、Ｚ方向リニアステージ１１２に接続されるパルスモータである。高さ走査モータ１１３の回転運動は、Ｚ方向リニアステージ１１２のボールねじにより直線運動に変換される。

　モータドライバ１１４は、高さ走査モータ１１３を回転させるためのモータドライバ回路である。モータドライバ１１４に信号を１パルス入力すると、パルスモータが０．７２°回転し、アレイプレート１０１は垂直方向上方に１μｍ移動する。

　モータドライバ１１５は、主走査モータ１０７を回転させるためのモータドライバ回路である。モータドライバ１１５に信号を１パルス入力すると、主走査モータ１０７が０．７２°回転し、対物光学系１０４が主走査方向に沿って移動する。

　コントローラ１１６は、全体を制御するコントローラ回路であり、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、メモリ、組込ソフトウェアなどで構成される。光源１０２、モータドライバ１１１、モータドライバ１１４、モータドライバ１１５を制御して、アレイプレート１０１上で一次光を主走査、副走査、高さ方向に走査する。これと同時に、エンコーダ１０８で測定される対物光学系１０４の位置情報と、光センサ１０５からの光信号データを取得して内部のメモリに保存する。

　コントローラ１１６は、内部にアレイプレートの高さ情報、傾き情報の取得手段、主走査、副走査および高さ走査のパルス列生成手段、ＡＤコンバータ制御手段、同期制御手段、データ取得制御手段、メモリを備える。ＡＤコンバータ制御手段は、受信回路１０６のＡＤコンバータへ変換指示を行い、光センサ１０５の光量に対応した電気信号をＡＤ変換し、デジタル値である光信号データを取得する。
　同期制御手段は、対物光学系１０４の位置情報に同期して副走査、高さ走査、データ取得のタイミングを制御する。

　これにより、対物光学系１０４がアレイプレート上の撮像範囲外にいる時にアレイプレートの厚みおよび傾きを補正し、アレイプレート１０１の全体でスポットが固定化されている面に光が合焦するように高さ走査を行う。

　さらに同期制御手段は、光源１０２の発光、波長の切り替えタイミングを制御する。また、対物光学系１０４がアレイプレート端部に近い所定の位置に到達したところで、副走査、高さ走査の開始および光源１０２の各波長の半導体レーザの発光および停止を制御する。

　具体的には、往路では７８０ｎｍの波長のレーザを発光させ、６７０ｎｍの波長のレーザの発光を停止する。復路では往路では６７０ｎｍの波長のレーザを発光させ、７８０ｎｍの波長のレーザの発光を停止する。高さ走査においては、往路では７８０ｎｍのフォーカス位置に合うように高さを調整し、復路では６７０ｎｍのフォーカス位置に合うように高さを調整する。それぞれの波長のフォーカス位置はアレイプレートごとの事前の測定で求め、アレイプレート全面での目標高さを算出しておく。

　ユーザインタフェース１１７は、使用者からの指示を受け付けたり、結果を表示したりするためのユーザインタフェースであり、キーボードやマウス、ディスプレイで構成される。

　コントローラ１１６は、ユーザインタフェース１１７を介して、アレイプレート撮像指示を受け付けたり、光信号データに基づく画像データを使用者に提示したりすることができる。また、使用者はアレイプレート撮像時に、ユーザインタフェース１１７上のＧＵＩを介して撮像範囲、主走査方向および副走査方向の画素ピッチを指定することができる。

　クランク１１８は、ピストンクランク機構を構成するクランクであり、主走査モータ１０７の回転軸およびコネクティングロッド１１９とそれぞれジョイントを介して接続されている。クランクの長さはｒとする。

　コネクティングロッド１１９は、ピストンクランク機構を構成するコネクティングロッドであり、クランク１１８および対物光学系１０４とそれぞれジョイントを介して接続されている。コネクティングロッドの長さをｌとする。図１６に、ピストンクランク機構１２０のクランク１１８、コネクティングロッド１１９、対物光学系１０４の位置関係を示す。

　続いて、図２Ａ～図２Ｃを用いて本発明に係る検体について説明する。
　図２Ａは、アレイプレート１０１を上から見た図であり、図２Ｂは、アレイプレート１０１を側面からみた図である。図２Ｃは、アレイプレートに枠を取り付けて観察液で満たした状態である。

　スライドガラス２０１上のスポット２０２の各々にはペプチド結合を含む生体物質が固定化されている。スライドガラス２０１と多数のスポット２０２でアレイプレート１０１が構成される。一つのスポットは１種類の生体物質が固定化されている。スポットの直径は約１００μｍ、スポット間隔は２００μｍとする。また、アレイプレートの短手方向の長さは２５ｍｍ、長手方向の長さは７５ｍｍである。

　アレイプレートの左上の点２０３を原点、短手方向右向きをＸ軸の正方向、長手方向下向きをＹ軸方向とする。ＸおよびＹ座標の単位をμｍとするとアレイプレートの４隅の座標は（０，０）、（２５０００，０）、（０，７５０００）、（２５０００，７５０００）となる。

　ピストンクランク機構１２０のストロークは３０ｍｍであり、アレイプレート１０１の長さよりも５ｍｍ長い。すなわち、主走査では、アレイプレート左右に２．５ｍｍ長い範囲を走査され、走査範囲のＸ座標は－２５００から２７５００の間である。

　一方、液体２０４は、アレイプレート１０１の一方の面アレイ状に配置されたスポット２０２と接するようにスライドガラス２０１と枠２０３とで規定される貯留部に貯留される。アレイプレート１０１上には、スポット作成上の都合や、使用者が把持する都合により、スポットが存在する領域と存在しない領域がある。液体２０４のある領域の４隅の座標は、本実施例では（２０００，２０００）、（２３０００，２０００）、（２０００，６５０００）、（２３０００，６５０００）とする。副走査のＹ座標の範囲は使用者が指定可能とする。

　枠２０３は、アレイプレートに取り付けられた枠であり、４辺を囲むことで内部に液体を保持することができる。液体２０４は枠２０３内部の保持された液体であり、スポット２０２を乾燥させずに保持する役割および蛍光測定時のバックグラウンドノイズを削減する役割を持つ。液体２０４を観察液という。観察液としては、アレイプレートと屈折率が近くアレイプレート上の物質を保護し、蛍光を発しないものが望ましい。

［実施例１］
　図３は本発明の実施例１のコントローラ１１６の内部構成を示すブロック図である。ＣＰＵ３０１は、全体を制御する制御ソフトウェアを動作させるためのＣＰＵであり、マイクロプロセッサ、キャッシュメモリなどで構成される。

　バスインタフェース３０２は、ＣＰＵ３０１と各種周辺回路をつなぐためのバスインタフェースである。
　メモリ３０３は、使用者から入力される撮像条件や検体検査装置のパラメータ、光信号データを保存するためのメモリであり、ＤＤＲ４－ＳＤＲＡＭやＳＳＤなどで構成される。

　メモリ制御回路３０４は、バスインタフェース３０２を介したメモリへのアクセスコマンドに基づいてメモリ３０３を制御するためのメモリ制御回路である。
　光源制御回路３０５は、ＣＰＵ３０１が光源１０２を制御するための光源制御回路であり、インタフェース変換回路やＤＡコンバータなどから構成される。ＣＰＵ３０１は光源制御回路３０５を介して光源１０２のレーザ照射のオンオフおよび光量を制御することが可能である。

　ＡＤコンバータ制御回路（ＡＤＣ制御回路）３０６は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、受信回路１０６のＡＤコンバータを制御し、光信号データを取得するＡＤコンバータ制御回路である。ＡＤコンバータ制御回路３０６は同期回路３１１からのデータ取得トリガ信号を受信すると、受信回路１０６のＡＤコンバータに対し、変換開始信号を出力する。ＡＤコンバータは変換開始信号が入力されたタイミングで受信回路内のアナログ信号のサンプリングを行い、光信号データに変換してＡＤコンバータ制御回路３０６に出力する。ＡＤコンバータ制御回路３０６はＡＤコンバータから入力された光信号データをデータ取得制御回路３１２に転送する。

　モータ制御回路３０７は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、主走査モータ用のモータドライバ１１５への制御信号を生成する回路である。ＣＰＵ３０１から主走査モータ１０７の回転速度、加速度、移動量、回転方向、回転開始タイミングを指示すると、それに応じた駆動パルス電圧を生成する。

　モータ制御回路３０８はＣＰＵ３０１からの指示に基づき、副走査モータ用のモータドライバ１１１への制御信号を生成する回路である。ＣＰＵ３０１から副走査モータ１１０の回転速度、加速度、移動量、回転方向、回転開始タイミングを指示すると、それに応じた駆動パルス電圧を生成する。

　モータ制御回路３０９は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、高さ走査モータ用のモータドライバ１１４への制御信号を生成する回路である。ＣＰＵ３０１から高さ走査モータ１１３の回転速度、加速度、移動量、回転方向、回転開始タイミングを指示すると、それに応じた駆動パルス電圧を生成する。

　座標算出回路３１０は、エンコーダ１０８からのＡ相とＢ相の２つの位相差パルス信号を計数し、対物光学系１０４の位置を算出する座標算出回路である。エンコーダ１０８の分解能を１μｍとする。Ａ相信号またはＢ相信号のレベルが変化し、かつＡ相信号のほうがＢ相信号よりも位相が進んでいる時に対物光学系１０４の座標を１μｍ増加させる。Ａ相信号またはＢ相信号のレベルが変化し、かつＢ相信号の方がＡ相信号よりも位相が進んでいる時に対物光学系１０４の座標を１μｍ減少させる。

　同期回路３１１は、座標算出回路３１０から得られた座標情報をもとにデータ取得制御回路３１２、モータ制御回路３０８、モータ制御回路３０９、光源制御回路３０５へトリガ信号を生成する同期回路である。本発明において、ＡＤコンバータ制御回路３０６へのトリガ信号をデータ取得トリガ信号という。モータ制御回路３０８へのトリガ信号を副走査トリガ信号という。モータ制御回路３０９へのトリガ信号を高さ走査トリガ信号という。光源制御回路３０５へのトリガ信号を波長切り替えトリガ信号という。

　モータ制御回路３０８は、副走査トリガ信号を受信すると、副走査方向の画素ピッチ分の移動量にあたる駆動パルス列をモータドライバ１１１へ出力する。副走査方向の画素ピッチは使用者により撮像開始時に指定され、メモリ３０３に保存されている。
　モータ制御回路３０９は高さ走査トリガ信号を受信すると、高さ走査方向の移動量にあたる駆動パルス列をモータドライバ１１４へ出力する。高さ走査方向の移動量はＣＰＵ３０１で算出される。算出方法は後述する。

　データ取得制御回路３１２は、ＡＤコンバータ制御回路３０６から出力された光信号データを、メモリ制御回路３０４を介してメモリ３０３に転送する回路である。バッファメモリ、ＤＭＡコントローラなどから構成される。

　通信回路３１３は、撮像装置を外部のネットワークに接続するための通信回路である。通信方法はＥｔｈｅｒｎｅｔの規格に沿った通信プロトコルを用いる。撮像装置を外部のＰＣやサーバに接続し、遠隔で検体撮像を制御したり、外部の大容量ストレージにデータを保存したりすることができる。

　ＵＩ回路３１４は、撮像装置をユーザインタフェース１１７と接続するためのＵＩ回路である。キーボードやマウスからの入力回路およびディスプレイを制御するための画像表示回路から構成される。

　コントローラ１１６を構成する周辺回路はＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの半導体チップ上に実装され、クロックに同期して動作する。クロック周波数は１００ＭＨｚとする。

　続いて図４、図５Ａ～図５Ｃ、図６Ａおよび図６Ｂを用いて本実施例のアレイプレートの撮像動作について説明する。
　図４は本実施例の撮像装置でアレイプレートの撮像を行う際の動作フローである。

　図５Ａ～図５Ｃは撮像動作におけるアレイプレート上の副走査の位置関係を説明する図である。図５Ａおよび図５Ｂは、アレイプレート１０１を上面からみた図である。

　図６Ａおよび図６Ｂは撮像動作におけるアレイプレートの高さ走査の位置関係を説明する図である。図６Ａおよび図６Ｂは、アレイプレート１０１を側面からみた例を示す図である。図６Ａと図６Ｂとでは、各波長のフォーカス位置が異なる。

　本発明の撮像装置において、前記射出波長制御部は、第１の波長の一次光と、前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光と、を切り替えるように前記光射出部から射出される光の波長を変更するように、前記光源と前記走査部とを制御することが好ましい。

　本発明の撮像装置において、前記射出波長制御部は、共通の走査経路上を前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光が主走査するように、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光の一方を主走査した後で、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光の他方に切り替えるように、前記光源と前記走査部とを制御することが好ましい。

　本発明の撮像装置において、前記射出波長制御部は、共通の走査経路上を前記第１の光で走査する第１の走査ステップと前記第２の光で走査する第２の走査ステップとをそれぞれ１回以上行う毎に、前記副走査するステップを１回行うように、前記光源と前記走査部とを制御することが好ましく、共通の走査経路上を前記第１の光で走査する第１の走査ステップと前記第２の光で走査する第２の走査ステップとをそれぞれ１回行う毎に、前記副走査するステップを１回行うように、前記光源と前記走査部とを制御することがより好ましい。

　これらのようにすることで、簡便な構成で、複数の波長間のフォーカス位置ずれを低減し、アレイプレート全面でピントの合った複数の波長の蛍光画像を取得することが可能となる。以下に、これらの好適な例について、図４のフローチャートを用いて説明する。

　ステップＳ４０１にて、使用者により撮像開始指示が行われると、ＣＰＵ３０１は使用者がユーザインタフェース１１７を介して指定した撮像条件を読み込み、メモリ３０３に保存する。また、ＣＰＵ３０１はコントローラ１１６内の各種回路に撮像条件に基づく情報を設定する。撮像条件として、アレイプレート１０１上の撮像範囲を示す点５０１（Ｘ１，Ｙ１）、点５０２（Ｘ２，Ｙ２）および主走査方向の画素ピッチＸｐ、副走査方向の画素ピッチＹｐ、主走査方向の回転速度Ｘｓが入力される。

　本実施例ではＸ１＝５００、Ｘ２＝２２５００、Ｙ１＝５００、Ｙ２＝６４５００、Ｘｐ＝１０μｍ、Ｙｐ＝１０μｍ、Ｘｓ＝１２００ｒｐｍとする。本発明において、アレイプレート１０１上の点５０１、点５０２を対角とする矩形の領域を撮像領域５０３という。

　また、一点鎖線で示した枠内領域５０８は枠２０３の内壁を示す。本発明において、枠内領域５０８の内側は測定時に観察液で満たされている領域である。観察液としてはグリセロール溶液を用いる。枠内領域５０８ではアレイプレートと観察液との界面での反射光が少なく、蛍光測定におけるバックグラウンドノイズを少なくすることができる。

　また、主走査方向の画素数Ｎｘ＝（Ｘ２－Ｘ１）／Ｘｐ、副走査方向の画素数Ｎｙ＝（Ｙ２－Ｙ１）／Ｙｐを算出しておく。なお、本実施例ではＮｘ＝２２００、Ｎｙ＝６４００となる。

　ステップＳ４０２にて、ＣＰＵ３０１はアレイプレート１０１の高さ情報および傾き情報を波長ごとに取得する。本発明において、アレイプレート１０１を構成する、スライドガラス２０１の上面、すなわちスポット２０２がある側の面に一次光を合焦させるための、Ｚ方向リニアステージ１１２の移動量を高さ情報という。アレイプレートの副走査方向の傾きを傾き情報という。

　ステップＳ４０２にて、２つのＹ座標Ｙ３、Ｙ４に対する各波長の高さ情報Ｚ３＿６７０、Ｚ３＿７８０、Ｚ４＿６７０、Ｚ４＿７８０が測定により取得される。Ｚ３＿６７０はＹ３の位置で６８０ｎｍの光を合焦させるための高さ情報、Ｚ３＿７８０はＹ３の位置で７８０ｎｍの光を合焦させるための高さ情報である。同様にＺ４＿６７０はＹ４の位置で６８０ｎｍの光を合焦させるための高さ情報、Ｚ４＿７８０はＹ４の位置で７８０ｎｍの光を合焦させるための高さ情報である。

　本実施例ではＹ３＝７５０、Ｙ４＝６５０００とする。仮に図６Ａのような傾きの場合にはＺ４＿６７０＞Ｚ３＿６７０、Ｚ４＿７８０＞Ｚ３＿７８０となり、図６Ｂのような傾きの場合にはＺ３＿６７０＜Ｚ４＿６７０、Ｚ３＿７８０＜Ｚ４＿７８０となる。

　図５Ａで示すように、Ｙ３とＹ４は枠内領域５０８の外にあり、アレイプレート上には観察液でなく空気が存在する。そのため、Ｙ３とＹ４では、アレイプレートと空気の界面の反射光からアレイプレートの高さを測定することができる。
　高さ情報の取得方法は後述する。

　また波長ごとの傾き情報Ｋ＿６７０およびＫ＿７８０は以下の式で算出される。Ｋ＿６７０は６７０ｎｍの一次光に対する傾き情報、Ｋ＿７８０は７８０ｎｍの一次光に対する傾き情報である。
　Ｋ＿６７０＝（Ｚ４＿６７０－Ｚ３＿６７０）／（Ｙ４－Ｙ３）　（式１）
　Ｋ＿７８０＝（Ｚ４＿７８０－Ｚ３＿７８０）／（Ｙ４－Ｙ３）　（式２）

　ステップＳ４０３にて、ＣＰＵ３０１は、撮像条件および各波長の高さ情報、傾き情報Ｋ＿６７０ｍ、Ｋ＿７８０に応じて各行の目標高さを波長ごとに算出する。任意の副走査位置座標Ｙにおける波長６７０ｎｍの目標高さＺ＿６７０（Ｙ）は以下の式で与えられる。波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１は、図６Ａおよび図６Ｂでアレイプレート１０１の表面に波長の６７０ｎｍの一次光を合焦させるためのＺ座標に相当する。
　Ｚ＿６７０（Ｙ）＝Ｋ＿６７０×（Ｙ－Ｙ３）＋Ｚ３＿６７０　（式３）

　同様に、任意の副走査位置座標Ｙにおける波長７８０ｎｍの目標高さＺ＿７８０（Ｙ）は以下の式で与えられる。波長７８０ｎｍの目標高さ６０２は図６Ａおよび図６Ｂでアレイプレート１０１の表面に波長の７８０ｎｍの一次光を合焦させるためのＺ座標に相当する。
　Ｚ＿７８０（Ｙ）＝Ｋ＿７８０×（Ｙ－Ｙ３）＋Ｚ３＿７８０　（式４）

　ステップＳ４０４にて、ＣＰＵ３０１は、モータ制御回路３０７、３０８、３０９に指示を出し、アレイプレート１０１および対物光学系１０４を撮像開始位置に移動させる。

　撮像開始位置のＸ座標はピストンクランク機構１２０の走査範囲の端部であり、Ｘ座標値は－２５００とする。撮像開始位置のＹ座標は撮像条件で指定されたＹ１とする。また、撮像開始位置の波長６７０ｎｍの一次光に対するＺ座標Ｚ１＿６７０は式３においてＺ＿６７０（Ｙ１）であらわされる。同様に撮像開始位置の波長７８０ｎｍの一次光に対するＺ座標Ｚ１＿７８０は式４においてＺ＿７８０（Ｙ１）であらわされる。

　ステップＳ４０５にて、ＣＰＵ３０１は、モータ制御回路３０７に指示を出し、主走査モータ１０７を回転速度Ｘｓで回転させる。これにより、対物光学系１０４がＸ方向に往復運動を開始する。エンコーダ１０８および座標算出回路３１０により対物光学系１０４のＸ座標はクロックごとに算出され、同期回路３１１に出力される。

　ステップＳ４０６にて、ＣＰＵ３０１は光源制御回路３０５に指示を出し、光源１０２の発光を開始させる。これにより、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１へ光照射が開始される。この際に、同期回路３１１を用いて６７０ｎｍの光と７８０ｎｍの２種類の波長の光を主走査の往路と復路で交互に切り替えながらアレイプレート１０１に照射する。これにより波長間のクロストークを低減し、光信号データの測定精度を向上させる。

　ステップＳ４０７にて、同期回路３１１は対物光学系１０４が波長切り替え位置に到達したか否かを判定する。座標算出回路３１０から出力される対物光学系１０４のＸ座標が撮像領域外の所定の位置Ｘ３およびＸ４に移行した時に波長切り替え位置に到達したと判断する。

　Ｘ３およびＸ４の座標はあらかじめ設定され同期回路３１１に保存されている。Ｘ３、Ｘ４とも波長切り替え位置は改行位置Ｘ１、Ｘ２よりも対物光学系１０４のストローク端に近い位置に設定される。これは、波長を切り替えるのにもある程度の時間が必要であり、対物光学系が撮像範囲外にいる間に波長の切り替えを完了させるためである。本実施例ではＸ３＝２００、Ｘ４＝２２８００とする。

　波長切り替え位置に到達した場合には、同期回路３１１は光源制御回路３０５に対し波長切り替えトリガ信号を出力するとともに、モータ制御回路３０９に対し高さ走査信号を出力しステップＳ４２１とステップＳ４１８を並行して動作させる。波長切り替え位置に到達していない場合には同期回路３１１は波長切り替えトリガ信号を出力せずにステップＳ４０８に進む。

　ステップＳ４０８にて、同期回路３１１は対物光学系１０４が改行位置に到達したか否かを判定する。座標算出回路３１０から出力される対物光学系１０４のＸ座標が撮像領域内から撮像領域外に移行した時に改行位置に到達したと判断する。本実施例では現在の主走査方向が復路方向（Ｘ座標が減少する方向）の場合に、対物光学系１０４のＸ座標がＸ１よりも小さくなったところで改行位置に到達したと判断する。本実施例では対物光学系１０４のＸ座標がＸ２よりも大きくなったところでは改行位置に到達したと判断しない。

　往路方向の走査は、図５Ｂの軌跡５０４であらわされる。復路方向の走査は、図５Ｂの軌跡５０６であらわされ往路方向の軌跡と同じ軌跡をたどり改行位置に戻る。主走査方向の初期値は往路方向であり、その後ストローク端に到達するたびに復路方向、往路方向を交互に繰り返す。

　改行位置に到達した場合には、同期回路３１１は副走査トリガ信号を出力し、ステップＳ４１７に進む。改行位置に到達していない場合には同期回路３１１は副走査トリガ信号を出力せずにステップＳ４０９に進む。

　ステップＳ４０９にて同期回路３１１は対物光学系１０４が目標位置に到達したか否かを判定する。図５Ｂの点５０７はアレイプレート１０１上で画像化される画素の位置を示す。

　目標位置とは、画素を生成するためにアレイプレート上で光信号データを取得する点であり、Ｎ番目の目標位置のＸ座標Ｐ（Ｎ）は、以下の式であらわされる。
　Ｐ（Ｎ）＝Ｘ１＋Ｘｐ×Ｎ　（Ｎ＝０，１，…Ｎｘ－１）　（式５）

　目標位置は軌跡上の複数の点であり、Ｘ方向のピッチがＸｐ、Ｙ方向のピッチはＹｐであり、本実施例では画素の位置５０７と一致している。また、目標位置の初期値はＰ（０）であり、同期回路３１１内部に保存されている。最初の目標位置の判定においては、座標算出回路３１０から出力される対物光学系１０４のＸ座標が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）でＰ（０）を通過した場合に目標位置に到達したと判断する。

　２回目以降の目標位置の判定においては、座標算出回路３１０から出力される対物光学系１０４のＸ座標が、後述するステップＳ４１１で更新された目標位置を通過した時に目標位置に到達したと判断する。目標位置に到達した場合には、同期回路３１１はデータ取得トリガ信号を出力し、ステップＳ４１０に進む。まだ目標位置に到達していない場合には、同期回路３１１はデータ取得トリガ信号を出力せずにステップＳ４１２に進む。

　ステップＳ４１０にてＡＤコンバータ制御回路３０６はデータ取得トリガ信号を受信すると、変換開始信号を出力し、光センサ１０５からの出力電圧を受信回路１０６で増幅、フィルタリングしたのちにＡＤ変換する。ＡＤ変換された光信号データはデータ取得制御回路３１２に転送される。本実施例ではそれぞれの光源の波長に対応するＡＤコンバータを備え、それぞれの光源の波長で励起された蛍光光量を反映した光信号データを保存する。

　データ取得制御回路３１２はＡＤコンバータ制御回路３０６からの光信号データを内部のＤＭＡコントローラおよびバスインタフェース３０２を介してメモリ制御回路３０４へ出力する。メモリ制御回路３０４はメモリ３０３内の指定されたアドレスに光信号データを保存する。メモリ３０３のアドレスはデータを出力するたびにインクリメントされる。

　データ取得制御回路３１２は、それぞれの光源の波長に対応するＮｘ×Ｎｙ個のデータをメモリ３０３に保存した後には内部のデータ取得完了レジスタを１にする。データ取得制御回路３１２はそれぞれの光源の波長に対応するＮｘ×Ｎｙ個の光信号データをメモリ３０３に保存していない時には内部のデータ取得完了レジスタを０にする。

　続いてステップＳ４１１にて同期回路３１１は内部に保持する目標位置を更新する。現在の主走査方向が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）の場合には、目標位置Ｐ（Ｎ）をＰ（Ｎ＋１）に更新する。現在の主走査方向が復路方向（Ｘ座標が減少する方向）に場合には目標位置Ｐ（Ｎ）をＰ（Ｎ―１）に更新する。

　ステップＳ４１２にて、ＣＰＵ３０１は光信号データ取得が終了しているか否かを判定する。ＣＰＵ３０１はデータ取得制御回路３１２のデータ取得完了レジスタを読み出し、値が１の場合には光信号データ取得が終了したと判断しステップＳ４１３に進む。値が０の場合には光信号データ取得が終了していないと判断し、ステップＳ４０７に進む。
　ステップＳ４１３にて、ＣＰＵ３０１は光源制御回路３０５に指示を出し、光源１０２の発光を停止させる。これにより、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１へ光照射が停止される。

　ステップＳ４１４にて、ＣＰＵ３０１は、モータ制御回路３０７に指示を出し、主走査モータ１０７の回転を停止させる。これにより、対物光学系１０４のＸ方向の往復運動が停止する。ステップＳ４１５にて、ＣＰＵ３０１は、モータ制御回路３０７、３０８、３０９に指示を出し、アレイプレート１０１および対物光学系１０４を停止位置に移動させる。停止位置のＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標は０である。停止位置への移動は、エンコーダ１０８のＺ相パルス信号および、Ｙ方向リニアステージ１０９内の原点センサ信号、Ｚ方向リニアステージ１１２の原点センサ信号を用いて各軸を原点復帰させることで実施する。Ｙ方向リニアステージ１０９は、アレイプレート１０１が載置される載置部を構成するため、載置部１０９を換言される場合がある。

　ステップＳ４１６にて、ＣＰＵ３０１はそれぞれの光源の波長に対応するＮｘ×Ｎｙ個の光信号データをメモリ３０３から読み出し、データ圧縮、フォーマット変換処理を行い、ＴＩＦＦ形式の撮像画像ファイルを作成する。撮像画像ファイルはメモリ３０３に保存され、ＵＩ回路３１４およびユーザインタフェース１１７を介して使用者に提示される。また、使用者からの指示により、通信回路３１３を介して外部のデータサーバに転送する。

　ステップＳ４１７では、ＣＰＵ３０１はモータ制御回路３０８に指示を出し、アレイプレート１０１を副走査方向にＹｐだけ移動させる。モータドライバ１１１へ電圧パルス信号を１パルス送った際のアレイプレート１０１の移動量をＭｙとすると、モータ制御回路３０８がモータドライバ１１１へ出力するパルス数はＹｐ／Ｍｙとなる。本実施例ではＭｙ＝２μｍとする。副走査は図５Ｂの５０５であらわされ、Ｙ方向の移動距離はＹｐである。

　モータ制御回路３０８は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、対物光学系１０４が主走査方向の撮像領域外にいる間に、副走査が完了するような速度でモータドライバ１１１にパルス信号を出力する。副走査が完了したらステップＳ４２０に進む。

　ステップＳ４１８では、ＣＰＵ３０１はメモリ３０３から副走査前後の目標高さを読み出す。その際に波長切り替え後の波長に対応した目標高さを読み出す。本実施例では往路で７８０ｎｍ、復路で６７０ｎｍのレーザ光を照射する場合の例を用いて説明する。すなわち、波長が６７０ｎｍから７８０ｎｍに切り替えられる際には、Ｚ＿７８０（Ｙ＋Ｙｐ）と、Ｚ＿６７０（Ｙ）を読み出し、高さ走査の移動量を算出する。

　波長が７８０ｎｍから６７０ｎｍに切り替えられる際には、Ｚ＿６７０（Ｙ）と、Ｚ＿７８０（Ｙ）を読み出し、高さ走査の移動量を算出する。

　高さ走査の移動量は現在のＹ座標によって異なるが、移動後のＺ方向の高さが、ステップＳ４１６の副走査およびステップＳ４２１の波長切り替え後のＹ座標における目標高さに最も近くなるように、出力パルス数およびモータの回転方向を算出する。

　すなわち、往路から復路に切り替える際には、７８０ｎｍから６７０ｎｍへの波長切り替えが行われるが副走査は行われないのでＺ＿６７０（Ｙ）に近くなるようにする。
　すなわち、復路から往路に切り替える際には、６７０ｎｍから７８０ｎｍへの波長切り替えと副走査が行われるのでＺ＿７８０（Ｙ＋Ｙｐ）に近くなるようにする。

　算出方向を以下に述べる。モータドライバ１１４へ電圧パルス信号を１パルス送った際のアレイプレート１０１の移動量をＭｚとする。本実施例ではＭｚ＝１μｍとする。

　ある数ｘに最も近いＭｚの倍数をＲｏｕｎｄＭｚ（ｘ）とし、ある数の絶対値をＡＢＳ（ｘ）、ある数の符号をＳｉｇｎ（ｘ）とする。

　本発明において、目標高さに最も近いＭｚの倍数を目標パルス数という。目標パルス数は離散的な値を取り、図６Ａおよび図６Ｂの矩形６０３、矩形６０４に相当する。ハッチングされた矩形６０３の高さは波長６７０ｎｍの一次光に対する目標パルス数、白で示す矩形６０４の高さは波長７８０ｎｍの一次光に対する目標パルス数をあらわす。

　往路から復路に切り替える際にモータ制御回路３０９がモータドライバ１１４に出力するパルス数は以下の式であらわされる。
　Ｚｐ＝ＡＢＳ（ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿６７０（Ｙ））　―　ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿７８０（Ｙ）））　　　（式６）

　同様に、復路から往路に切り替える際にモータ制御回路３０９がモータドライバ１１４に出力するパルス数は以下の式であらわされる。
　Ｚｐ＝ＡＢＳ（ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿７８０（Ｙ＋Ｙｐ））　―　ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿６７０（Ｙ）））　　　（式７）

　ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿６７０（Ｙ））、ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿７８０（Ｙ））は、それぞれ図６Ａおよび図６Ｂの矩形６０３、矩形６０４で示されるように離散的な値になる。

　また、往路から復路に切り替える際にモータ制御回路３０９がモータドライバ１１４に出力する移動方向Ｄｉｒは以下の式であらわされる。
　Ｄｉｒ＝Ｓｉｇｎ（ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿６７０（Ｙ））　―　ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿７８０（Ｙ）））　　　（式８）

　同様に、復路から往路に切り替える際にモータ制御回路３０９がモータドライバ１１４に出力する移動方向Ｄｉｒは以下の式であらわされる。
　Ｄｉｒ＝Ｓｉｇｎ（ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿７８０（Ｙ＋Ｙｐ））　―　ＲｏｕｎｄＭｚ（Ｚ＿６７０（Ｙ）））　　　（式９）

　Ｄｉｒが正の方向を垂直上方とし、対物光学系１０４とアレイプレート１０１の距離が離れる方向とする。

　アレイプレートの傾き方が図６Ａのような時はＤｉｒの値は往路から復路に切り替える際に１、復路から往路に切り替える時に－１となる。図６Ｂのような時はＤｉｒの値は往路から復路に切り替える際に－１、復路から往路に切り替える時に１となる。

　なお、図６Ａでは、全部のＹ座標の範囲にわたってＺ＿７８０（Ｙ）＜Ｚ＿６７０（Ｙ）の例を、図６Ｂでは、全部のＹ座標の範囲にわたってＺ＿６７０（Ｙ）＜Ｚ＿７８０（Ｙ）の例を示したが、Ｚ＿６７０（Ｙ）とＺ＿７８０（Ｙ）の大小関係はこれに限定されず、入れ替わっていてもよい。

　ステップＳ４１９において、ＣＰＵ３０１はモータ制御回路３０９に指示を出し、アレイプレート１０１をＺｐ分だけ、傾き方向Ｄｉｒを打ち消す方向に移動させる。Ｄｉｒの値が正の時はアレイプレートを下方に移動させ、Ｄｉｒの値が負の時はアレイプレートを上方に移動させる。

　モータ制御回路３０９がモータドライバ１１１へ出力するパルス数はＺｐ／Ｍｚとなる。モータ制御回路３０９は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、対物光学系１０４が主走査方向の撮像領域外にいる間に、高さ走査が完了するような速度でモータドライバ１１４にパルス信号を出力する。

　ステップＳ４２０において、同期回路３１１は現在のＹ座標をそれまでのＹ座標からＹｐだけインクリメントして、ステップＳ４１２に進む。

　ステップＳ４２１において、光源制御回路３０５は、同期回路３１１からの波長切り替えトリガ信号の情報に基づいて、６７０ｎｍおよび７８０ｎｍの半導体レーザの発光、停止を切り替える。ステップＳ４１９の高さ走査とステップＳ４２１の光源制御への指示が完了したらステップＳ４１２に進む。

　現在の主走査方向が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）の場合には、対物光学系１０４のＸ座標がＸ３を超えたところで７８０ｎｍのレーザを発光させ、Ｘ４を超えたところで７８０ｎｍのレーザを停止させる。主走査方向が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）の場合には、６７０ｎｍのレーザは発光を停止させる。

　現在の主走査方向が復路方向（Ｘ座標が減少する方向）の場合には、対物光学系１０４のＸ座標がＸ４よりも小さくなったところで６７０ｎｍのレーザを発光させ、Ｘ３よりも小さくなったところで６７０ｎｍのレーザを停止させる。主走査方向が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）の場合には、７８０ｎｍのレーザは発光を停止させる。

　図７は本実施例の撮像装置の光源１０２、共焦点光学系１０３、対物光学系１０４、光センサ１０５および受信回路１０６の詳細を示す図である。
　光源１０２について説明する。

　光源１０２は波長６７０ｎｍと波長７８０ｎｍの光を独立したタイミングで出力可能な光源であり、レーザダイオード７０１およびレーザダイオード７１４から構成される。

　レーザダイオード７０１は、波長７８０ｎｍの光を発生させるレーザダイオードであり、外部からの電気信号により発光、停止、変調、光量制御が可能である。
　レーザダイオード７１４は、波長６７０ｎｍの光を発生させるレーザダイオードであり、外部からの電気信号により発光、停止、変調、光量制御が可能である。

　続いて共焦点光学系１０３について説明する。共焦点光学系１０３は出射光、反射光および蛍光を分離して取得可能であり、波長７８０ｎｍ用の共焦点光学系、波長６７０ｎｍ用共焦点光学系、合波部の３つから構成されている。
　波長７８０ｎｍ用の共焦点光学系について以下に説明する。

　コリメートレンズ７０２は、レーザダイオード７０１から出射された７８０ｎｍの光を平行光にするコリメートレンズである。
　バンドパスフィルタ７０３は、波長７８０ｎｍ付近の光を通過させるバンドパスフィルタである。

　偏光ビームスプリッタ７０４は、出射光と反射光を分離するための偏光ビームスプリッタである。
　１／４λ波長板７０５は、偏光ビームスプリッタ７０４の偏光方向に対して遅軸が４５°傾いた１／４λ波長板である。

　レーザダイオード７０１からの出射光は偏光ビームスプリッタ７０４を透過し、１／４λ波長板７０５にて直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラー７０６に至る。

　一方、アレイプレート１０１からの反射光は、１／４λ波長板７０５にて円偏光から出射光と９０°直交する直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ７０４で反射され、集光レンズ７０７に至る。

　ダイクロイックミラー７０６は、蛍光と反射光を分離するためのダイクロイックミラーである。
　レーザダイオード７０１からの出射光はダイクロイックミラー７０６で反射され、ダイクロイックミラー７１９へ至る。

　アレイプレート１０１からの反射光はダイクロイックミラー７０６で反射され、１／４λ波長板７０５へ至る。
　アレイプレート１０１にて、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光は反射光よりも波長が長く、ダイクロイックミラー７０６を透過し、蛍光フィルタ７０８へ至る。

　集光レンズ７０７は、波長７８０ｎｍの反射光に対する集光レンズであり、反射光は集光されピンホール７１０に至る。
　蛍光フィルタ７０８は、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光を透過させるバンドパスフィルタである。

　集光レンズ７０９は、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光に対する集光レンズであり、蛍光は集光されピンホール７１１に至る。
　ピンホール７１０は、アレイプレート１０１の表面近傍からの反射光を通過させる。通過した光は光センサ１０５のフォトダイオード７１２に至る。

　ピンホール７１１は、アレイプレート１０１の表面近傍からの蛍光を通過させる。通過した光は光センサ１０５の光電子増倍管７１３に至る。
続いて波長６７０ｎｍの共焦点光学系１０３について以下に説明する。

　レーザダイオード７１４は、波長６７０ｎｍの光を発生させるレーザダイオードである。
　コリメートレンズ７１５は、６７０ｎｍの光を平行光にするコリメートレンズである。
　バンドパスフィルタ７１６は、波長６７０ｎｍ付近の光を通過させるバンドパスフィルタである。

　偏光ビームスプリッタ７１７は、出射光と反射光を分離するための偏光ビームスプリッタである。
　１／４λ波長板７１８は、偏光ビームスプリッタ７１７の偏光方向に対して遅軸が４５°傾いた１／４λ波長板である。

　レーザダイオード７１４からの出射光は偏光ビームスプリッタ７１７を透過し、１／４λ波長板７１８にて直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラー７１９に至る。

　一方、アレイプレート１０１からの反射光は、１／４λ波長板７１８にて円偏光から出射光と９０°直交する直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ７１７で反射され、集光レンズ７２０に至る。

　ダイクロイックミラー７１９は、蛍光と反射光を分離するためのダイクロイックミラーである。
　レーザダイオード７１４からの出射光はダイクロイックミラー７１９で反射され、ダイクロイックミラー７２７へ至る。

　アレイプレート１０１からの反射光はダイクロイックミラー７１９で反射され、１／４λ波長板７１８へ至る。

　アレイプレート１０１にて、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光は反射光よりも波長が長く、ダイクロイックミラー７１９を透過し、蛍光フィルタ７２１へ至る。
　集光レンズ７２０は、波長７８０ｎｍの反射光に対する集光レンズであり、反射光は集光されピンホール７２３に至る。

　蛍光フィルタ７２１は、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光を透過させるバンドパスフィルタである。
　集光レンズ７２２は、波長７８０ｎｍの光に励起された蛍光に対する集光レンズであり、蛍光は集光されピンホール７２４に至る。

　ピンホール７２３は、アレイプレート１０１の表面近傍からの反射光を通過させる。通過した光は光センサ１０５のフォトダイオード７２５に至る。
　ピンホール７２４は、アレイプレート１０１の表面近傍からの蛍光を通過させる。
　通過した光は光センサ１０５の光電子増倍管７２６に至る。

　続いて合波部について説明する。合波部は波長６７０ｎｍの出射光と波長７８０ｎｍの出射光を合波するとともに、波長６７０ｎｍ由来の反射光、蛍光と、波長７８０ｎｍ由来の反射光、蛍光と波長６７０ｎｍ由来の反射光、蛍光とを分離する役割を担う。

　ダイクロイックミラー７２７は、波長６７０ｎｍ由来の光と、波長７８０ｎｍ由来の光を分離するためのダイクロイックミラーである。波長６７０ｎｍの出射光、反射光および波長６７０ｎｍの出射光によって発生した蛍光は、波長が短いためダイクロイックミラー７２７で反射される。

　一方、波長７８０ｎｍの出射光、反射光および波長７８０ｎｍの出射光によって発生した蛍光は、波長が長いためダイクロイックミラー７２７を透過する。

　ダイクロイックミラー７２７にて反射された波長６７０ｎｍの出射光と、ダイクロイックミラー７２７にて透過された波長７８０ｎｍの出射光は同一光路を進み、ミラー７２８に至る。

　アレイプレート１０１からの波長６７０ｎｍの反射光および波長６７０ｎｍの出射光によって発生した蛍光はダイクロイックミラーにより反射されダイクロイックミラー７１９に至る。

　アレイプレート１０１からの波長７８０ｎｍの反射光および波長７８０ｎｍの出射光によって発生した蛍光はダイクロイックミラーを透過しダイクロイックミラー７０６に至る。

　続いて対物光学系１０４について説明する。
　ミラー７２８は、水平方向の光を垂直方向に跳ね上げるミラーである。
　対物レンズ７２９は、波長６７０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光をアレイプレート１０１上に集光させる。

　主走査機構７３０は、クランク１１８、コネクティングロッド１１９、ピストンクランク機構１２０、主走査モータ１０７により構成される。

　主走査機構７３０により、ミラー７２８および対物レンズ７２９を主走査方向に往復走査され、集光された波長６７０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光がアレイプレート１０１上を走査される。

　続いて光センサ１０５について詳細を説明する。
　光センサ１０５は波長６７０ｎｍの反射光、波長６７０ｎｍの光によって発生した蛍光、波長７８０ｎｍの反射光、波長７８０ｎｍの光によって発生した蛍光それぞれの光量を検出可能な光センサであり、フォトダイオード７１２、７２５および光電子増倍管７１３、７２６から構成される。

　フォトダイオード７１２は、波長７８０ｎｍの反射光を検知し、その光量に応じた電流を出力する。
　光電子増倍管７１３は、波長７８０ｎｍの光によって発生した蛍光を検知し、その光量に応じた電流を出力する。

　フォトダイオード７２５は、波長６７０ｎｍの反射光を検知し、その光量に応じた電流を出力する。
　光電子増倍管７２６は、波長６７０ｎｍの光によって発生した蛍光を検知し、その光量に応じた電流を出力する。

　続いて受信回路１０６について詳細を説明する。受信回路１０６は光センサ１０５から出力された電気信号から光量に応じたデジタル値を得るための回路である。波長６７０ｎｍの反射光、波長６７０ｎｍの光によって発生した蛍光、波長７８０ｎｍの反射光、波長７８０ｎｍの光によって発生した蛍光それぞれの光量に応じたデジタル値を取得可能であり、電流電圧変換アンプ７３１、７３２、７３３、７３４およびＡＤコンバータ７３５、７３６、７３７、７３８から構成される。

　電流電圧変換アンプ７３１は、光電子増倍管７１３からの電流を電圧に変換し適切な電圧まで増幅する電子回路である。
　電流電圧変換アンプ７３２は、フォトダイオード７１２からの電流を電圧に変換し適切な電圧まで増幅する電子回路である。

　電流電圧変換アンプ７３３は、光電子増倍管７２６からの電流を電圧に変換し適切な電圧まで増幅する電子回路である。
　電流電圧変換アンプ７３４は、フォトダイオード７２５からの電流を電圧に変換し適切な電圧まで増幅する電子回路である。

　ＡＤコンバータ７３５は、電流電圧変換アンプ７３１からの出力電圧をデジタル値に変換する電子回路である。ＡＤコンバータ７３５により波長７８０ｎｍの光によって発生された蛍光の光量に応じたデジタル値を得ることができる。

　ＡＤコンバータ７３６は、電流電圧変換アンプ７３２からの出力電圧をデジタル値に変換する電子回路である。ＡＤコンバータ７３６により波長７８０ｎｍの反射光の光量に応じたデジタル値を得ることができる。

　ＡＤコンバータ７３７は、電流電圧変換アンプ７３３からの出力電圧をデジタル値に変換する電子回路である。ＡＤコンバータ７３７により波長６７０ｎｍの光によって発生された蛍光の光量に応じたデジタル値を得ることができる。

　ＡＤコンバータ７３８は、電流電圧変換アンプ７３４からの出力電圧をデジタル値に変換する電子回路である。ＡＤコンバータ７３８により波長６７０ｎｍの反射光の光量に応じたデジタル値を得ることができる。

　ＡＤコンバータ７３５、７３６、７３７、７３８は外部からの信号により独立したタイミングで入力信号をサンプリングしデジタル値に変換することができる。

　図８は本実施例の撮像装置での主走査、副走査、高さ走査、光照射、光信号データ取得の動作タイミングを示すタイミングチャートである。これらのタイミングチャートの横軸は時間である。タイミングチャート８０１は、主走査の動作タイミングを示すタイミングチャートであり、６角形で示した時刻でピストンクランク機構１２０が回転し、主走査が行われていることを示す。タイミングチャート８０２は、縦軸が対物光学系１０４のＸ軸方向の位置、横軸は時刻である。ピストンクランク機構１２０により対物光学系１０４は往復動作をするが、その速度はＸ軸位置のストローク中央付近で速く、ストローク端付近では遅くなることが示されている。タイミングチャート８０３は、副走査の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で副走査モータ１１０が動作し、副走査が行われていることを示す。

　タイミングチャート８０４およびタイミングチャート８０５は、高さ走査の動作タイミングを示すタイミングチャートである。タイミングチャート８０４は、波長７８０ｎｍの目標高さへの高さ走査のタイミングを示し、タイミングチャート８０５は、波長６７０ｎｍの目標高さへの高さ走査のタイミングを示す。６角形で示した時刻で高さ走査モータ１１３が動作し、高さ走査が行われていることを示す。タイミングチャート８０６は、７８０ｎｍの光信号データ取得の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で光電子増倍管７１３および受信回路１０６が動作し、７８０ｎｍの一次光に由来する光信号データ取得が行われていることを示す。

　タイミングチャート８０７は、６７０ｎｍの光信号データ取得の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で光電子増倍管７２６および受信回路１０６が動作し、６７０ｎｍの一次光に由来する光信号データ取得が行われていることを示す。８０８は光源１０２の中の７８０ｎｍのレーザダイオード７０１の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で７８０ｎｍの一次光が発光し、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１に照射されることを示す。

　タイミングチャート８０９は、光源１０２の中の６７０ｎｍのレーザダイオード７１４の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で６７０ｎｍの一次光が発光し、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１に照射されることを示す。

　このように、本実施例では対物光学系１０４のＸ座標が往路方向に移動している時には７８０ｎｍの一次光をアレイプレート１０１に照射し、７８０ｎｍの一次光によって発生した光信号データを取得する。一方、対物光学系１０４のＸ座標が復路方向に移動している時には６７０ｎｍの一次光をアレイプレート１０１に照射し、６７０ｎｍの一次光によって発生した光信号データを取得する。このように、往路方向と復路方向で励起波長が異なる光信号データを取得することにより、ピストンクランク機構１２０の機械的誤差や受信回路１０６の遅延時間などにより発生する往路と復路の画像の位置ずれの影響を低減することができる。

　往路方向の移動中にエンコーダ１０８によって取得される主走査のＸ座標がＸ１に到達すると、７８０ｎｍの光信号データの取得が開始される。
　復路方向の移動中にエンコーダ１０８によって取得される主走査のＸ座標がＸ２に到達すると６７０ｎｍの光信号データの取得が開始される。復路方向の移動中に主走査のＸ座標がＸ１に到達すると、復路方向の光信号データ取得が完了したと判断し、副走査トリガが出力され、次の行に移動するための副走査が行われる。

　往路方向の移動中にエンコーダ１０８によって取得される主走査のＸ座標がＸ３に到達すると、波長切り替えトリガ信号により７８０ｎｍの一次光の照射が開始される。また、高さ走査トリガ信号により現在のＹ座標に対する波長７８０ｎｍの目標高さへの高さ走査が行われる。往路方向の移動中に主走査のＸ座標がＸ４に到達すると、７８０ｎｍの光信号データ取得が完了したと判断し、波長切り替えトリガ信号により７８０ｎｍの一次光の照射が停止される。

　復路方向の移動中にエンコーダ１０８によって取得される主走査のＸ座標がＸ４に到達すると、波長切り替えトリガ信号により６７０ｎｍの一次光の照射が開始される。また、高さ走査トリガ信号により現在のＹ座標に対する波長６７０ｎｍの目標高さへの高さ走査が行われる。復路方向の移動中に主走査のＸ座標がＸ３に到達すると、６７０ｎｍの光信号データ取得が完了したと判断し、波長切り替えトリガ信号により６７０ｎｍの一次光の照射が停止される。

　図９Ａ～図９Ｃは高さ情報取得動作におけるアレイプレートの高さ走査の位置関係を説明する図である。図９Ａおよび図９Ｂは、アレイプレート１０１を側面からみた図である。図９Ｃは、高さ走査中に光センサ１０５で取得した反射光の光量を、高さごとにプロットしたものである。横軸が光量の大きさ、縦軸が取得した高さを示す。

　図１０は本実施例の撮像装置でアレイプレートの高さ情報取得を行う際の動作フローである。高さ情報取得動作の、撮像動作と異なる点は、高さ情報取得時には副走査を行わず、等ピッチで高さ走査を行いながら反射光信号データを取得し、解析し、アレイプレート表面の高さを算出する点である。高さ情報取得においては光センサ１０５内のフォトダイオード７１２およびフォトダイオード７２５を用いる。

　本発明の撮像装置において、前記射出波長制御部は、前記副走査ステップを介さずに、前記第１の走査ステップおよび前記第２の走査ステップの一方から、前記第１の走査ステップおよび前記第２の走査ステップの他方に波長を切り替える期間を含むように、前記光源と前記走査部とを制御することが好ましい。以下に、この場合の説明をする。

　ステップＳ１００１にて、ＣＰＵ３０１は高さ情報取得用のパラメータを同期回路３１１に設定する。パラメータとして、高さ情報取得を行う位置のＹ座標Ｙｈ、主走査方向の画素ピッチＸｐ、高さ走査方向の画素ピッチＺｐ、ＸＺ平面上の高さ走査範囲を示す点９０１（Ｘ５，Ｚ５）、点９０２（Ｘ６，Ｚ６）、主走査方向の回転速度Ｘｓを設定する。本発明において、ＸＺ平面上の点９０１、点９０２を対角とする矩形の領域９０３を高さ走査領域という。主走査方向の画素数Ｎｘ＝（Ｘ６－Ｘ５）／Ｘｐ、高さ走査方向の画素数Ｎｚ＝（Ｚ２－Ｚ１）／Ｚｐを算出しておく。

　本実施例ではＸ５＝５００、Ｘ６＝２２５００、Ｚ５＝２０００、Ｚ６＝６０００、Ｘｐ＝１０［μｍ］、Ｚｐ＝１０［μｍ］、Ｘｓ＝１２００［ｒｐｍ］とする。この場合には、Ｎｘ＝２２００、Ｎｚ＝４００となる。
　高さ情報取得処理においては撮像処理と異なり、光信号データの取得間隔は大きくてよい。そのため、高さ情報取得にかかる時間短縮およびデータ容量削減を行うことができる。

　ステップＳ１００２にて、ＣＰＵ３０１は、モータ制御回路３０７、３０８、３０９に指示を出し、アレイプレート１０１および対物光学系１０４を高さ情報取得開始位置に移動させる。

　高さ情報取得開始位置のＸ座標はピストンクランク機構１２０の走査範囲の端部であり、Ｘ座標値は－２５００とする。高さ情報取得開始位置のＹ座標はパラメータで指定されたＹｈとする。また、高さ情報取得開始位置のＺ座標はパラメータで指定されたＺ５とする。ステップＳ１００３にて、ＣＰＵ３０１は、撮像処理のステップＳ４０５と同様にして主走査を開始させ、ステップＳ１００４に進む。

　ステップＳ１００４にて、ＣＰＵ３０１は、７８０ｎｍおよび６７０ｎｍの光照射を開始させ、ステップＳ１００５に進む。

　ステップＳ１００５にて、同期回路３１１は対物光学系１０４が改行位置に到達したか否かを判定する。座標算出回路３１０から出力される対物光学系１０４のＸ座標が撮像領域内から撮像領域外に移行した時に改行位置に到達したと判断する。現在の主走査方向が往路方向（Ｘ座標が増加する方向）の場合には、対物光学系１０４のＸ座標がＸ６を超えたところで改行位置に到達したと判断する。

　往路方向の走査は、図９Ｂの軌跡９０４であらわされる。現在の主走査方向が復路方向（Ｘ座標が減少する方向）の場合には、対物光学系１０４のＸ座標がＸ５よりも小さくなったところで改行位置に到達したと判断する。復路方向の走査は、図９Ｂの軌跡９０６であらわされる。主走査方向の初期値は往路方向であり、その後ストローク端に到達するたびに復路方向、往路方向を交互に繰り返す。

　高さ情報取得処理においては撮像処理と異なり、往路と復路両方で両方の波長のデータを取得する。そのため、往路と復路の両方で改行を行うことができ、高さ情報取得にかかる時間を短縮することができる。

　改行位置に到達した場合には、同期回路３１１は高さ走査トリガ信号を出力し、ステップＳ１０１４に進む。改行位置に到達していない場合には同期回路３１１は高さ走査トリガ信号を出力せずにステップＳ１００６に進む。

　ステップＳ１００６にて、同期回路３１１は撮像処理のステップＳ４０９と同様にして対物光学系１０４が目標位置に到達したか否かを判定する。目標位置は図９Ｂの９０８のような、軌跡上の複数の点であり、Ｘ方向のピッチがＸｐ、Ｚ方向のピッチはＺｐである。

　目標位置に到達した場合には、同期回路３１１はデータ取得トリガ信号を出力し、ステップＳ１００７に進む。まだ目標位置に到達していない場合には、同期回路３１１はデータ取得トリガ信号を出力せずにステップＳ１００９に進む。

　ステップＳ１００７にてデータ取得制御回路３１２は撮像処理のステップＳ４１０と同様にして光信号データの取得を行い、ステップＳ１００８に進む。

　ただし、データ取得回路はＡＤコンバータ７３６およびＡＤコンバータ７３８で取得した各波長の反射光量に対応するＮｘ×Ｎｚ個の光信号データをメモリ３０３に保存した後には内部のデータ取得完了レジスタを１にする。データ取得回路は各波長の反射光量に対応するＮｘ×Ｎｚ個の光信号データをメモリ３０３に保存していない時には内部のデータ取得完了レジスタを０にする。

　ステップＳ１００８にて同期回路３１１は、撮像処理のステップＳ４１１と同様にして内部に保持する目標位置を更新し、ステップＳ１００９に進む。

　ステップＳ１００９にてＣＰＵ３０１は、撮像処理のステップＳ４１２と同様にして光信号データ取得が終了しているか否かを判定する。光信号データ取得が終了したと判断した場合には、ステップＳ１０１０に進む。光信号データ取得が終了していないと判断した場合には、ステップＳ１００５に進む。

　ステップＳ１０１０にて、ＣＰＵ３０１は、撮像処理のステップＳ４１３と同様にして光照射を停止させ、ステップＳ１０１１に進む。

　ステップＳ１０１１にて、ＣＰＵ３０１は、撮像処理のステップＳ４１４と同様にして主走査を停止させ、ステップＳ１０１２に進む。

　ステップＳ１０１２にて、ＣＰＵ３０１は、撮像処理のステップＳ４１５と同様にしてアレイプレート１０１および対物光学系１０４を停止位置に移動させ、ステップＳ１０１３に進む。

　ステップＳ１０１３にて、ＣＰＵ３０１はメモリ３０３に保存されたＡＤコンバータ７３６およびＡＤコンバータ７３８で取得した各波長の反射光量に対応するＮｘ×Ｎｚ個の光信号データを読み出して、解析し、アレイプレートの高さ情報を波長ごとに算出する。具体的には、同じ高さで取得したＮｘ個の光信号データを加算平均し、高さごとの平均光量を求める。平均光量をＺ座標ごとに並べるとアレイプレート１０１の表面と裏面にあたる２つのピークが存在する。図９Ｃにおいて、ピーク９０９がアレイプレート１０１の表面からの反射光によるピーク、ピーク９１０が、アレイプレート１０１の裏面からの反射光によるピークを示す。そのうち、よりＺ座標が大きいピーク９０９、すなわち表面に相当するピークを示すＺ座標９１１を位置Ｙｈにあたる高さ情報とする。

　なお、反射光量に対応する光信号データを用いて求めた高さ情報は、反射光にたいしてフォーカスが合う高さである。蛍光と反射光でフォーカス位置にずれがある場合には、その分を補正してもよい。例えば、反射光量に対応する光信号データを用いて求めた高さ情報に対し既知のフォーカス位置ずれ量を加算して、蛍光検出で用いる高さ情報としてもよい。

　本実施例では波長６７０ｎｍと波長７８０ｎｍを光源、光学系、光センサ、受信回路をそれぞれ備えていることにより、各波長の光信号データを同時に取得することができ、それぞれの波長に対する高さ情報を短時間で取得することができる。

　ステップＳ１０１４では、ＣＰＵ３０１はモータ制御回路３０９に指示を出し、アレイプレート１０１を高さ走査方向にＺｐだけ移動させる。モータドライバ１１４へ電圧パルス信号を１パルス送った際のアレイプレート１０１の移動量をＭｚとすると、モータ制御回路３０９がモータドライバ１１４へ出力するパルス数はＺｐ／Ｍｚとなる。高さ走査は図９Ｂの高さ走査９０５および高さ走査９０７であらわされ、Ｚ方向の移動距離はＺｐである。

　モータ制御回路３０９は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づき、対物光学系１０４が主走査方向の撮像領域外にいる間に、高さ走査が完了するような速度でモータドライバ１１４にパルス信号を出力する。

　ステップＳ１０１５において、同期回路３１１は現在のＺ座標をそれまでのＺ座標からＺｐだけインクリメントして、ステップＳ１００９に進む。
　撮像処理におけるステップＳ４０２の傾き情報取得の際には、図１０で示した高さ情報取得処理を位置Ｙ３および位置Ｙ４の２回実施し、Ｚ３＿６７０、Ｚ３＿７８０、Ｚ４＿６７０、Ｚ４＿７８０を求める。

　ＡＤコンバータ７３６で取得した光信号データから求めたＹ３に対する高さ情報がＺ３＿７８０であり、ＡＤコンバータ７３８で取得した光信号データから求めたＹ３に対する高さ情報がＺ３＿６７０である。

　同様に、ＡＤコンバータ７３６で取得した光信号データから求めたＹ４に対する高さ情報がＺ４＿７８０であり、ＡＤコンバータ７３８で取得した光信号データから求めたＹ４に対する高さ情報がＺ４＿６７０である。

　続いて、各高さ情報から式１および式２を用いて傾き情報Ｋ＿６７０およびＫ＿７８０を求める。

　以上説明してきたように、本実施例の撮像装置では、同期回路を用いることにより、対物光学系の位置と同期して、副走査、波長切り替え、高さ走査を行う。波長ごとに求めた高さ情報および傾き情報をもとに、波長ごとに高さを補正しながら二次元走査を行う。これにより、波長間で光学系のずれなどによりフォーカス位置に差がある場合にも、アレイプレート全面でピントの合う、複数の波長の蛍光画像を取得することが可能になる。
　これにより、２つの波長それぞれでのフォーカス位置を最適化できるので、例えばアレイプレート個体間のタンパク質量の違いを蛍光輝度の日で補正したりする場合に、より信頼性が向上する、といった利点がある。

　対物光学系が撮像範囲外にいる間に副走査と高さ走査を行うことにより、撮像範囲内ではアレイプレートを動かす必要がない。そのため、アレイプレート駆動に伴う振動の影響が少なくすることができる。さらに高性能なフォーカスセンサや低振動なアクチュエータなどからなる高速サーボ制御系をもたないため、簡便な構成で、アレイプレート全面でピントの合う蛍光画像を取得することが可能になる。

　また、本実施例での高さ情報取得方法では、高さ走査だけでなく、主走査も行いＮｘ個のデータを平均化することにより、アレイプレート上に部分的に汚れや液体がついていた場合でも安定してピークを検出することができる。そのため、アレイプレート上の１点に対して高さ方法を行うよりも、高さ情報取得の安定性を向上させることができる。

　なお、本実施例では、スライドガラス表面からの反射光のピーク位置を用いて高さ情報を取得する例を用いて説明したが、高さ情報の取得方法はこれに限定されない。例えば、アレイプレート上の一部のスポットからの蛍光信号の輝度のピーク位置を用いて高さ情報を取得してもよい。この場合には、高さ情報取得のために一部のスポットに光を当てる必要があるが、光センサで反射光を取得しなくてよいため、光学系の部品点数を削減することができる。

　なお、本実施例ではアレイプレートの短手方向を主走査方向、長手方向を副走査方向としているが、走査方向はこれに限らない。例えば長手方向に主走査を行い、短手方向に副走査を行ってもよい。その場合、ピストンクランク機構１２０のストロークを長くする必要があるが、副走査の回数は少なくなるので撮像時間を短縮できる可能性がある。

［実施例１の変形例］
　なお、本実施例では、Ｙ３とＹ４の２点で測定した高さ情報で線形補間して求まる直線を目標高さとしたが、本発明における目標高さは直線には限らない。枠内領域５０８の外により多くの測定点を設け、目標高さを高次関数などであらわすこともできる。それにより、より複雑なフォーカス位置ずれも精度よく補正することができる。また、枠内領域５０８の右側と左側で個別の目標高さを用い、副走査方向だけでなく、主走査方向の傾きを補正してもよい。

［実施例２］
　以下に本発明の実施例２を説明する。
　本発明の実施例２が、実施例１と異なる点は、波長間のフォーカス位置ずれが大きく、副走査期間内に高さ調整できる範囲を超えている場合への対応の点である。

　本発明の実施例１では、副走査期間内にフォーカス位置の高さの差を補正するための高さ走査を行うが、高さ走査用の高さ走査モータ１１３およびＺ方向リニアステージ１１２にも速度や加速度の制約があるため、副走査期間Ｔｙ内に高さ走査可能な距離Ｚｄに制約がある。本発明の実施例２では高さ走査可能範囲を加味して各波長の目標位置を調整する。

　本実施例での装置構成、アレイプレート、コントローラの内部構成、装置の詳細構成については、それぞれ実施例１と同じであるため説明を省略する。

　本実施例の動作フローの多くは実施例１と同じであるが、図４のステップＳ４０３で実施している各行の目標高さ算出処理が異なる。図１１を用いて本実施例の目標高さの算出について説明する。

　なお、図１１において図６Ａおよび図６Ｂと同じ符号は同じ意味を示すため説明を省略する。直線１１０１は波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２基準での、副走査期間での移動可能な高さの最大値である。副走査期間を８ｍｓ、ステージの最大移動速度を１０ｍｍ／ｓとすると、移動可能な距離Ｚｄは８０μｍとなる。直線１１０１は波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２に８０μｍを加算したものであり、Ｚ＿７８０（Ｙ）＋Ｚｄであらわされる。

　直線１１０２は波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２基準での、副走査期間での移動可能な高さの最小値である。
　直線１１０２は波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２から８０μｍを減算したものであり、Ｚ＿７８０（Ｙ）―Ｚｄであらわされる。
　直線１１０１と直線１１０２の間の範囲が、７８０ｎｍから６７０ｎｍへ波長切り替えする際に、副走査期間内に移動可能な範囲となる。

　本実施例では図４のステップＳ４０３にて、各波長の目標高さを求める際に、移動可能な範囲内になるように調整を行う。

　すなわち、Ｚ＿７８０（Ｙ）は式４に従って求めるがＺ＿６７０（Ｙ）は、直線１１０１と直線１１０２の間の範囲に収まるように、以下の式のように調整を行う。
　Ｚ＿６７０（Ｙ）＝ＭＡＸ（ＭＩＮ（Ｋ＿６７０×（Ｙ－Ｙ３）＋Ｚ３＿６７０、Ｚ＿７８０（Ｙ）＋Ｚｄ）、Ｚ＿７８０（Ｙ）―Ｚｄ））　　　（式１０）

　ＭＩＮは各引数の最小値を返す関数、ＭＡＸは各引数の最大値を返す関数である。
　図１１の例では直線１１０１と波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１の交点１１０３よりもＹ座標が小さい範囲では波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１がＺ＿６７０（Ｙ）となり、交点１１０３よりもＹ座標が大きい範囲では直線１１０１がＺ＿６７０（Ｙ）となる。

　このように移動可能距離を加味して目標高さを調整することで、フォーカス位置ずれが大きい場合にも、確実に副走査期間内に高さ走査を完了させつつ、ある程度までフォーカスを合わせることができる。撮像範囲中では撮像範囲内ではアレイプレートを動かさないため、振動による影響を低減することができる。

　なお、本実施例では波長７８０ｎｍの目標高さＺ＿７８０（Ｙ）を基準とし、それに移動可能距離を加減算して移動可能範囲を求めたが、基準の取り方はこれに限らない。逆に波長６７０ｎｍの目標高さＺ＿６７０（Ｙ）を基準としてもよい。また、Ｚ＿７８０（Ｙ）とＺ＿６７０（Ｙ）の中間の値を基準としてもよい。

［実施例２の変形例］
　本発明の実施例２では波長間のフォーカス位置ずれが大きく、副走査期間内に高さ調整できる範囲を超えている場合に、目標高さを調整していたが、主走査速度を調整してもよい。例えば、主走査速度を遅くして副走査期間Ｔｙを２倍にすれば、高さ走査可能な距離Ｚｄを２倍にすることができる。このようにして波長６７０ｎｍの目標高さ６０１が直線１１０１と直線１１０２の間におさまるようにする。

　この方法では主走査速度を遅くすることにより撮像時間がかかるが、波長間のフォーカス位置ずれが大きい場合にも両方の波長で最適な値にフォーカスを合わせることができる。

［実施例３］
　以下に本発明の実施例３を説明する。
　本発明の実施例３が、実施例１と異なる点は、目標高さの算出をよりシンプルにしたことである。

　実施例１では波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２と波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１をそれぞれフォトダイオードで個別の波長の反射光を測定して、別々に求めたが、本実施例では、一方の波長の目標高さに一定値を加えたものを他方の波長の目標高さとする。これにより、実施例１より簡便な方法で波長間フォーカスずれを補正する。本実施例での装置構成、アレイプレート、コントローラの内部構成、装置の詳細構成については、それぞれ実施例１と同じであるため説明を省略する。

　本実施例の動作フローの多くは実施例１と同じであるが、図４のステップＳ４０３で実施している各行の目標高さ算出処理が異なる。

　本実施例では図４のステップＳ４０３にて、７８０ｎｍの目標高さに一定値Ｚｏを加えたものを６８０ｎｍの目標高さとする。本実施例ではアレイプレート全体にわたって波長間のフォーカスずれのばらつきが小さく一定値Ｚｏであらわされる。

　すなわち、Ｚ＿７８０（Ｙ）は式４に従って求めるがＺ＿６７０（Ｙ）は以下の式に従う。
　Ｚ＿６７０（Ｙ）＝Ｚ＿７８０（Ｙ）＋Ｚｏ　　　（式１１）

　Ｚｏの値は高さ情報取得時に、各波長の高さ情報から測定される。以下の式であらわされる。なお、以下の式では位置Ｙ３での高さ情報を用いているが、位置Ｙ３以外の位置での高さ情報の差分を用いてＺｏを算出してもよい。Ｚｏの値は正負の値を取りうる。
　Ｚｏ＝Ｚ３＿６７０―Ｚ３＿７８０　　　（式１２）

　この方法によれば、図１２のように波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１と波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２の差分値はアレイプレート全体にわたって一定値になるため、ステップＳ４１８での高さ走査時の移動量の算出を簡略化することができる。

　なお、本実施例ではＺｏの値は高さ情報取得時に測定によって求めていたが、Ｚｏを求める方法はこれに限らない。例えば、校正時に撮像装置外部の治具を用いて測定してもよい。あるいは、既知の複数のＺｏの値を用いて校正用のアレイプレートを測定し、６７０ｎｍの輝度が最も高くなるＺｏの値を採用してもよい。これらの方法によって６７０ｎｍの反射光測定を省略すれば、光センサ、受信回路、共焦点光学系の部品点数を削減することができる。

　なお、本実施例では波長７８０ｎｍの目標高さＺ＿７８０（Ｙ）を基準とし、それに一定値を加算してＺ＿６７０（Ｙ）を求めたが、基準の取り方はこれに限らない。逆に波長６７０ｎｍの目標高さＺ＿６７０（Ｙ）を基準とし、それに一定値を加算してＺ＿７８０（Ｙ）を求めてもよい。

　以上説明してきたように、本発明の実施例３では、より簡便な方法で波長間のフォーカス位置ずれを補正することができる。アレイプレートの厚みや傾きの位置によるばらつきが少ない場合にはアレイプレート全面でピントの合う、複数の波長の蛍光画像を取得することが可能になる。

［実施例３の変形例］
　本発明の実施例３では、Ｚ＿７８０（Ｙ）に一定値を加えてＺ＿６７０（Ｙ）を求めたが、さらに簡略化し、波長７８０ｎｍと波長６７０ｎｍそれぞれアレイプレート全面にわたって１つの値を目標高さとしてもよい。例えば、位置Ｙ３での高さ情報取得処理を行い、以下の式に従ってＺ＿７８０（Ｙ）およびＺ＿６７０（Ｙ）を求める。
　Ｚ＿７８０（Ｙ）＝Ｚ３＿７８０　　　（式１３）
　Ｚ＿６７０（Ｙ）＝Ｚ３＿６７０　　　（式１４）
　位置Ｙ４での高さ情報取得処理は省略する。

　この方法によれば、図１３のように波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１と波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２はアレイプレート全体にわたって一定値になるため、ステップＳ４１８での高さ走査時の移動量の算出を簡略化することができる。

　この方法では、さらに簡便な方法で波長間のフォーカス位置ずれを補正することができる。アレイプレート傾きが少ない場合にはアレイプレート全面で、ある程度ピントの合う複数の波長の蛍光画像を取得することが可能になる。

［実施例４］
　以下に本発明の実施例４を説明する。
　本発明の実施例４が、実施例１と異なる点は、複数の波長の目標高さの中間の高さを両波長共通の目標高さとして用いる点である。

　実施例１では波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２と波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１を求め、波長切り替え後に各波長の目標高さに合わせるように高さ走査を行ったが、本実施例では、波長７８０ｎｍに対する目標高さ６０２と波長６７０ｎｍに対する目標高さ６０１を平均した高さを求め、波長７８０ｎｍおよび波長６７０ｎｍの両方で同じ高さになるように高さ走査を行う。

　本実施例では図４のステップＳ４０３にて、以下の式によって各波長の目標高さを求める。
　Ｚ＿６７０（Ｙ）＝（（Ｋ＿６７０＋Ｋ＿７８０）／２）×（Ｙ－Ｙ３）＋（（Ｚ３＿６７０＋Ｚ４＿７８０）／２）　　　（式１５）
　Ｚ＿７８０（Ｙ）＝　Ｚ＿６７０（Ｙ）　　　　（式１６）

　これらはいずれも実施例１の式３、式４で求めた波長６７０ｎｍ、波長７８０ｎｍの目標高さの平均の高さになり、図１４の直線１４０１であらわされる。

　本発明の実施例４の方法では、Ｚ＿６７０（Ｙ）とＺ＿７８０（Ｙ）は同じであるため、波長切り替え時の高さ走査は省略することができ、副走査が行われる時に高さ走査を行えばよい。

　図８で示すように往路で波長７８０ｎｍのデータを取得し、復路で波長６７０ｎｍのデータを取得したのちに副走査が行われる場合には、往路から復路の間のタイミングチャート８０５を省略することができる。

　以上説明してきたように本発明の実施例４では、各波長に合わせた最適な高さには調整できないが、両方の波長で、ある程度ピントが合った蛍光画像を取得することができる。この方法では、波長間のフォーカスずれ量によらず高さ走査の移動量が少なくなり、ステージの移動距離の制約が大きい場合にも適用できる。

［実施例４の変形例］
　本変形例では、両方の波長で同じ高さを用いるため、波長切り替えをせずに同時に２つの波長の光を照射する場合にも適用可能である。本発明の実施例１では２つの波長の発光を時分割で行っていたが、レーザダイオード７０１とレーザダイオード７１４を同時に発光させ、アレイプレート１０１からの蛍光をダイクロイックミラー７２７で分離して光電子増倍管７１３および光電子増倍管７２６で取得することにより、２つの波長による蛍光データを同時に取得することができる。

　往路と復路で両方の波長によるデータを取得し、往路と復路両方で副走査を行うことで、撮像時間を短縮することができる。

　図１５は本変形例での主走査、副走査、高さ走査、光照射、光信号データ取得の動作タイミングを示すタイミングチャートである。これらのタイミングチャートの横軸は時間である。タイミングチャート８０１、８０２、８０６、８０７は、本発明の実施例１の図８で示した内容と同じであるため説明を省略する。

　１５０１は副走査の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で副走査モータ１１０が動作し、副走査が行われていることを示す。
　１５０２は高さ走査の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

　６角形で示した時刻で高さ走査モータ１１３が動作し、高さ走査が行われていることを示す。
　復路方向の移動中に主走査のＸ座標がＸ１に到達すると、往路方向の光信号データ取得が完了したと判断し、副走査トリガが出力され、次の行に移動するための副走査が行われる。

　往路方向の移動中に主走査のＸ座標がＸ２に到達すると、復路方向の光信号データ取得が完了したと判断し、副走査トリガが出力され、次の行に移動するための副走査が行われる。

　１５０３は光源１０２の中の７８０ｎｍのレーザダイオード７０１の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で７８０ｎｍの一次光が発光し、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１に照射されることを示す。

　１５０４は光源１０２の中の６７０ｎｍのレーザダイオード７１４の動作タイミングを示すタイミングチャートである。６角形で示した時刻で６７０ｎｍの一次光が発光し、対物光学系１０４を介してアレイプレート１０１に照射されることを示す。
　波長切り替えトリガ信号は用いず、７８０ｎｍの一次光および６７０ｎｍの一次光は撮像中、常時照射される。

　このように、本変形例では、７８０ｎｍと７８０ｎｍの一次光を同時にアレイプレート１０１に照射し、往路と復路両方で両方の波長によって発生した光信号データを取得する。これにより、往路方向と復路方向で励起波長が異なる光信号データを取得する場合に比べ、効率よくデータを取得することが可能になり撮像時間を短縮することができる。

　その際に、各波長の目標高さの平均の位置に合わせて高さ走査を行うことで、ある程度ピントの合う、複数の波長の蛍光画像を取得することが可能になる。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

　本願は、２０２４年５月１５日提出の日本国特許出願特願２０２４－７９７８６を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

１００：撮像装置
１０１：アレイプレート
１０２：光源
１０３：共焦点光学系
１０４：対物光学系
１０５：光センサ
１０６：受信回路
１０７：主走査モータ
１０８：エンコーダ
１０９：リニアステージ（載置部）
１１０：副走査モータ
１１１：モータドライバ
１１２：リニアステージ
１１３：高さ走査モータ
１１４：モータドライバ
１１５：モータドライバ
１１６：コントローラ
１１７：ユーザインタフェース
１１８：クランク
１１９：コネクティングロッド
１２０：ピストンクランク機構
１７０：走査部
１８０：副走査部
１９０：主走査部
２０１：スライドガラス
２０２：スポット
３０１：ＣＰＵ
３０２：バスインタフェース
３０３：メモリ
３０４：メモリ制御回路
３０５：光源制御回路
３０６：ＡＤＣ制御回路
３０７：モータ制御回路
３０８：モータ制御回路
３０９：モータ制御回路
３１０：座標算出回路
３１１：同期回路
３１２：データ取得制御回路
３１３：通信回路
３１４：ＵＩ回路
３１５：走査条件取得部
３１６：距離規定部
３１７：画像化部
３１８：射出波長制御部
５０３：撮像領域
６０１：波長６７０ｎｍに対する目標高さ
６０２：波長７８０ｎｍに対する目標高さ
６０３：矩形
６０４：矩形
７０１：レーザダイオード
７０２：コリメートレンズ
７０３：バンドパスフィルタ
７０４：偏光ビームスプリッタ
７０５：１／４λ波長板
７０６：ダイクロイックミラー
７０７：集光レンズ
７０８：蛍光フィルタ
７０９：集光レンズ
７１０：ピンホール
７１１：ピンホール
７１２：フォトダイオード
７１３：光電子増倍管
７１４：レーザダイオード
７１５：コリメートレンズ
７１６：バンドパスフィルタ
７１７：偏光ビームスプリッタ
７１８：１／４λ波長板
７１９：ダイクロイックミラー
７２０：集光レンズ
７２１：蛍光フィルタ
７２２：集光レンズ
７２３：ピンホール
７２４：ピンホール
７２５：フォトダイオード
７２６：光電子増倍管
７２７：ダイクロイックミラー
７２８：ミラー
７２９：対物レンズ
７３０：主走査機構
７３１：電流電圧変換アンプ
７３２：電流電圧変換アンプ
７３３：電流電圧変換アンプ
７３４：電流電圧変換アンプ
７３５：ＡＤコンバータ
７３６：ＡＤコンバータ
７３７：ＡＤコンバータ
７３８：ＡＤコンバータ

Claims

　長手方向と短手方向を有し一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートに対して、一次光を照射し二次光を検出する対物光学系を走査し、蛍光像を取得する、撮像装置の制御方法であって、
　第１の波長の一次光を出射する前記対物光学系を用いて前記一方の面を測距し、前記長手方向における複数の位置に対応する前記第１の波長の一次光における複数の第１の距離情報を取得する、第１の測距工程と、
　前記複数の第１の距離情報を用いて、前記長手方向における主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光に対応する第１の走査条件を取得する、第１の走査条件取得工程と、
　前記第１の走査条件および前記第１の距離情報の少なくともいずれかを用いて、前記主走査位置に応じた前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光に対応する第２の走査条件を取得する、第２の走査条件取得工程と、
　前記第１の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第１の走査工程と、
　前記第２の走査条件で、前記短手方向に沿って前記対物光学系を走査する、第２の走査工程と、
　前記主走査位置を前記長手方向に沿って変更する、副走査工程と
を含む、撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査工程において、前記対物光学系が検出した蛍光強度情報と走査位置情報とに基づいて、前記第１の波長の一次光を前記スポットアレイに照射することで得られる第１の蛍光像を取得する工程と、
　前記第２の走査工程において、前記対物光学系が検出した蛍光強度情報と走査位置情報とに基づいて、前記第２の波長の一次光を前記スポットアレイに照射することで得られる第２の蛍光像を取得する工程と
を含む、請求項１に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査工程と前記第２の走査工程は、前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光とのそれぞれが、前記長手方向において共通の主走査位置に対応する共通の走査経路を走査されるように行われる、請求項１または２に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査工程と前記第２の走査工程は、前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光とが、前記共通の走査経路を逆方向に走査するように行われる、請求項３に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とをそれぞれ１回以上行う毎に、前記副走査工程を１回行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とをそれぞれ１回行う毎に、前記副走査工程を１回行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の距離情報に基づいて、前記第２の波長の一次光における第２の距離情報を出力する、距離補正工程をさらに含み、
　前記第２の走査条件取得工程は、前記複数の第１の距離情報を用いて前記距離補正工程において得られた前記第２の距離情報と、前記第１の走査条件とを用いて、前記第２の走査条件を取得する、請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第１の走査条件に対応する前記第２の波長の一次光における第２の走査条件を出力する、走査条件補正工程をさらに含み、
　前記第２の走査条件取得工程は、前記第１の走査条件に基づいて前記走査条件補正工程から前記第２の走査条件を取得する、請求項１～７のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　前記対物光学系を用いて前記一方の面を前記第２の波長の一次光で測距し、前記第２の波長の一次光における第２の距離情報を取得する、第２の測距工程をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第２の測距工程が、前記長手方向における複数の位置で行われる、請求項９に記載の撮像装置の制御方法。
　前記第２の走査条件取得工程が、前記第２の測距工程で取得した前記第２の距離情報と、前記第１の走査条件とを用いて、前記第２の走査条件を取得する、請求項９または１０に記載の撮像装置の制御方法。
　前記スポットアレイの蛍光像を撮像するための一次光は、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光のいずれか一方を含み、
　前記スポットアレイ上の反応生成物を標識する二次抗体蛍光像を撮像するための一次光は、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光のいずれか他方を含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
　長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、
　前記アレイプレートが載置される、載置部と、
　異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、
　前記載置部と前記対物光学系との前記一次光の光軸方向における作動距離を規定する、距離規定部と、
　前記載置部と前記対物光学系との、前記光軸方向と交差する面内における相対位置を変更する、走査部と、
　前記一次光の波長毎の前記面内の複数位置における前記作動距離を走査条件として取得する走査条件取得部と、
　前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する画像化部と、
を有する撮像装置。
　光源をさらに有する、請求項１３に記載の撮像装置。
　距離補正部をさらに有する、請求項１３または１４に記載の撮像装置。
　走査条件補正部をさらに有する、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
　長手方向と短手方向を有し、一方の面にスポットアレイを有するアレイプレートを、光学的に二次元に撮像する、撮像装置であって、
　前記アレイプレートが載置される、載置部と、
　異なる波長の一次光を切り替えて射出する光源と光学的に結合し、前記アレイプレートに一次光を出射する光射出部と、前記アレイプレートからの二次光を検出する採光部とを含む、対物光学系と、
　前記載置部と前記対物光学系との光軸方向と交差する面内における相対位置を変更するために、前記短手方向と前記長手方向に沿って、前記相対位置を変更し、主走査を行う主走査部と、副走査を行う副走査部とをそれぞれ含む、走査部と、
　前記短手方向における副走査位置と、前記長手方向における主走査方向と、主走査回数とに応じて、前記光射出部から射出される光の波長を変更するように、前記光源と前記走査部とを制御する、射出波長制御部と、
　前記一次光の波長に関する情報と、前記採光部からの受光強度に関する情報と、前記相対位置に関する情報とに基づいて、前記一次光に対応する蛍光像を取得する、画像化部と
を有する、撮像装置。
　前記射出波長制御部は、第１の波長の一次光と、前記第１の波長の一次光とは光の波長が異なる第２の波長の一次光と、を切り替えるように前記光射出部から射出される光の波長を変更するように、前記光源と前記走査部とを制御する、請求項１７に記載の撮像装置。
　前記射出波長制御部は、共通の走査経路上を前記第１の波長の一次光と前記第２の波長の一次光が主走査するように、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光の一方を主走査した後で、前記第１の波長の一次光および前記第２の波長の一次光の他方に切り替えるように、前記光源と前記走査部とを制御する、請求項１８に記載の撮像装置。
　前記射出波長制御部は、共通の走査経路上を前記第１の波長の一次光で走査する第１の走査ステップと前記第２の波長の一次光で走査する第２の走査ステップとをそれぞれ１回以上行う毎に、副走査するステップを１回行うように、前記光源と前記走査部とを制御する、請求項１８または１９に記載の撮像装置。
　前記射出波長制御部は、共通の走査経路上を前記第１の波長の一次光で走査する第１の走査ステップと前記第２の波長の一次光で走査する第２の走査ステップとをそれぞれ１回行う毎に、前記副走査するステップを１回行うように、前記光源と前記走査部とを制御する、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の撮像装置。
　前記射出波長制御部は、前記副走査するステップを介さずに、前記第１の走査ステップおよび前記第２の走査ステップの一方から、前記第１の走査ステップおよび前記第２の走査ステップの他方に波長を切り替える期間を含むように、前記光源と前記走査部とを制御する、請求項２０に記載の撮像装置。
　光源をさらに有する、請求項１７～２２のいずれか１項に記載の撮像装置。
　前記載置部と前記対物光学系との前記一次光の光軸方向における作動距離を規定する、距離規定部をさらに有し、
　前記射出波長制御部は、前記距離規定部が規定する前記作動距離を前記一次光の波長に応じて制御する、請求項１７～２３のいずれか１項に記載の撮像装置。
　前記一次光の波長毎の前記面内の複数位置における前記作動距離を走査条件として取得する走査条件取得部をさらに有する、請求項２４に記載の撮像装置。