JP2018514798A - デジタル病理スキャニングのための照明ユニット - Google Patents

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Abstract

本発明は、デジタル病理学に関し、より特定的には、デジタル病理スキャニングの照明ユニットおよびデジタル病理スキャナに関する。改善された照明を用いたデジタル病理スキャニングを提供するために、デジタル病理スキャナ照明ユニットは、光源と、光混合チャンバと、光拡散器とを含んで提供される。光源は、直線的な延長方向に沿って長手方向に配置されている複数の光素子を含む。混合チャンバは、複数の光素子と光拡散器との間に、混合距離（DM）を提供している透明ボリュームを含み、混合チャンバの下流端において均一な強度を伴う光が提供される。そして、混合チャンバは、光の伝搬に関して、複数の光素子と光拡散器との間に配置されている。さらに、光拡散器は、光が、異なる角度、特に低い角度において、均一性を有する光へと変換されるように、拡散材料を含んでいる。

Description

本発明は、デジタル病理に関する。そして、より特定的には、デジタル病理スキャニングの照明ユニットおよびデジタル病理スキャナに関する。
デジタル病理（digital pathology）は、例えば、病院の臨床意思決定支援システムにおける病理画像（pathology image）の統合に特に関連する分野である。このことは、デジタル形式において利用可能な病理スライドを作成することによって達成される。時には、バーチャルスライドと呼ばれるものである。病理スライドは、デジタル形式における検査のために利用可能な画像を作成するために、専用のデジタル病理スキャナによって走査される。デジタル病理は、また、しばしば、いわゆるホールスライドイメージングの概念（concept of Whole Slide Imaging）にも関連している。画像取得プロシージャのためには、病理スライドが照明されることを要する。しかしながら、画像コンテンツに関して照明の品質が中心的な見地であることが示されてきている。
デジタル病理スキャニングについて改善された照明を提供する必要性が、従って、存在し得る。
本発明の目的は、独立請求項の技術的事項によって解決され、ここで、さらなる実施例は、従属請求項の中に組み込まれている。以下に説明される本発明の態様は、また、デジタル病理スキャナ照明ユニットについて、デジタル病理スキャナにも同様に適用されることに留意すべきである。
本発明の第１の態様に従って、光源、光混合チャンバ、および光拡散器を含む、デジタル病理スキャナ照明ユニットが提供される。光源は、直線的な延長方向に沿って長手方向に配置されている複数の光素子を含んでいる。混合チャンバは、複数の光素子と光拡散器との間に混合距離を提供している透明ボリュームを含み、混合チャンバの下流端において均一な強度を伴う光が提供される。混合チャンバは、光の伝搬に関して、複数の光素子と光拡散器との間に配置されている。さらに、光拡散器は、光が、異なる角度、特に低い角度において、均一性を有する光へと変換されるように、拡散材料を含んでいる。
一つの例において、光拡散器の拡散材料は、光を、光軸に近い、小さな角度範囲においてさえも均一性を有する光へと変換する。小さな角度範囲は、拡散面に対して直角に進む光に関するものである。
このことは、病理スライドを走査するための照明の改善された品質を結果として生じる。異なる角度において、特に低い角度において均一性を有する（小さな角度範囲にわたり平均化しても均一である）光が発せられることを確保することによって、照明ユニットは、いわゆる低NA（開口数）画像のために特に適している。例えば、概ね10から100ミクロン／ピクセルの解像度を有する低NA画像であり、例えば、概ね0.1以下、典型的には概ね0.05以下のNA値に対応している。一つの例として、照明ユニットは、デジタル病理スキャナにおいて、低解像度またはプレビュー目的のために使用され得る。一つの例において、デジタル病理スキャナは、高解像度画像化の目的のためにも適した画像化装置を備えている。一つの例として、照明ユニットは、低解像度及び高解像度撮像のためのユニットに使用され得る。別の例において、デジタル病理スキャナは、２つの別個の画像化装置を備えている。一つの例として、照明ユニットは、デジタル病理スキャナにおけるプレビュー目的のための低解像度ユニットに使用することができる。実際のスライドスキャンは、照明ユニットの一つの例を含み得る、高解像度ユニットによって実施することができる。上述の照明ユニットを低解像度ユニットとして提供することによって、関心領域が十分に識別されるように、病理スライドをプレビューすることが可能である。良好な品質のプレビュースライドは、スライドのスキャン全体において重要な節約をもたらすことができる。例えば、関心領域だけが、後で、高解像度モジュールを使用して走査されることを要する。さらに、プレビュースライドは、また、他の目的のために使用することもできる。例えば、一連の連続する病理スライドまたはクープ（coups）を通じて関心のあるサブ領域を追跡するためである。
用語「デジタル病理（"digital pathology"）」は、上記に示されるように、デジタルスライドの形式においてプローブから情報を提供することに関する。用語「プローブ（"probes"）」は、画像化されるために提供されるサンプルに関する。例えば、プローブは、スライドの形式において提供される染色された組織である。組織または体液（fluid）のスライス、もしくは、プローブとしての他のサンプルから画像が採取され、次いで、デジタル形式において画像管理システムに対して提供される。取得された画像は、顕微鏡検査によって提供され得るものと同様な病理画像（または病理スライド）として、提供される。それゆえ、デジタル顕微鏡法または仮想顕微鏡法という用語も、また、使用され得る。デジタルスライドにより、コンピュータ環境においてデータを表示、分析、かつ、管理することができる。
用語「デジタル病理スキャナ（"digital pathology scanner"）」は、デジタルスライドとして画像データを生成するようにプローブを走査するために提供される装置に関する。デジタル形式において画像データを取得するように照明され、かつ、走査されるために、例えば準備され又は前処理されたプローブとして、プローブが提供され得る。スキャナは、多数のスライドの促進された取得について適するように提供されてよい。
用語「低角度（"low angles"）」は、出力光と出力表面の法線との間の角度に関し、その角度が小さいものである。
一つの例において、スキャナは、走査方向におけるスライドの走査を提供する。光源の延長方向は、デジタル病理スキャナの走査方向と直交している。それゆえ、デジタル病理スキャナのための照明ユニットが提供される。デジタル病理スキャナは、走査方向を有しており、それに沿って、組織サンプルまたはスライド上の他のサンプルが走査される。
用語「照明ユニット（"illumination unit"）」は、実際の走査プロセス、例えばプリスキャンプロシージャ、のために光を提供するスキャナの一部分に関する。「照明ユニット」は、カメラユニットとも呼ばれる、画像化装置によってそれぞれの画像情報を検出できるように、プローブを照射するために提供されているものである。
一つの例において、複数の光素子に係る光素子が、別個の光素子として提供される。用語「別個の（"distinct"）」は、個々の光源として配置され、それぞれが光サブビームを提供する光源に関する。複数の光サブビームは、照明放射または照明ビームを形成するように総計されるが、しかしながら、光源の近傍における複数の別個の光素子を依然として反射する強度を伴うものである。近傍は、光源としてのLED（発光ダイオード）の場合には、概ね0.5mm（ミリメートル）から20mmの距離範囲の仮想平面に関するものである。
用語「照明ユニット（"illumination unit"）」は、さらなる目的のために光を生成するためのユニットまたは構成要素に関する。
用語「直線的な延長方向（"linear extension direction"）」は、線（line）、例えば直線または曲線、に沿った光源のパターンの配置に関する。例えば、LEDの単一の列が、光源の直線的な配置として提供される。別の例においては、線に沿って複数のLEDペア（すなわち、２つのLED、もしくは、３つ又は４つのLEDも）が提供される。LEDは、LEDアレイとして提供される。
用語「下流端（"downstream edge"）」用語は、光が混合チャンバを出るところの混合チャンバの部分または側面に関する。下流端は、光出射側（light leaving side）としても参照され得る。混合チャンバの反対側は、「上流端（"upstream edge"）」または、光入射側としても参照され得る。
混合チャンバは、複数の（別個の）光素子の上部に配置されており、そして、光拡散器は、混合チャンバの上部に配置されている。「上に（"on top"）」は、光が上向き方向に放射される場合の配置に関する。上部の配置は、（光の伝播方向における）下流、例えば光素子の下流、または、混合チャンバの下流の配置に関するものである。
用語「均一な強度（"uniform intensity"）」は、光ビームの延長に沿った、すなわち光放射方向にわたる、強度変動が最大+/-5％の強度の変調に関する。例えば、最大+/-2％以下の変動が提供される。
「光の伝播に関して（"in terms of light propagation"）」という表現は、一方の側において光が混合チャンバに入り、そして、他方の側、例えば反対側において、光が出て行く、配置に関する。
一つの例において、混合チャンバは、立方体型または形状を有しており、かつ、光源（複数の光素子）が一方の側に配置され、かつ、光拡散器が他方、すなわち反対側、に配置されるように、混合チャンバが構成されている。
別の例において、混合チャンバは、U、C、またはL型（もしくは、U字形、C字形、またはL字形）を有しており、そして、光源（複数の素子）が一方の側に配置され、かつ、型または形状によって与えられるボリュームの中の光の伝搬に関して、光拡散器が他方の側に配置されるように、混合チャンバが構成されており、それにより、例えばUまたはC型の混合チャンバにおいて、光源と光拡散器は、幾何学的に互いに隣接して配置されている。例えば、光は、U字の一端においてU字に入り、そして、U字の他端においてU字を出ていく。このように、光源と光拡散器は、U字のそれぞれの端において、いわば互いに隣り合うように配置されるだろう。
一つの例において、光拡散器は、全ての角度にわたり平均化された均一な強度から、特に放射面に対する法線に近い角度について、全ての個々の角度に対して均一な強度へと、光を変換する。例えば、法線に非常に近い照明角度を用いて、低い開口数（NA）の画像化が提供される。すなわち、光は、ほぼ平行であり、かつ、ほとんど発散しない。
混合チャンバの後で、出射光（exiting light）は、全ての可能な角度にわたり平均化される場合に強度が均一である。（ボリューム）拡散器の役割は、小さな角度範囲にわたり平均化される場合においてさえ光強度プロファイルが均一になるように、全ての光モードに係るその後の混合を提供することである。
「すべての角度にわたり平均化された均一な強度（"uniform intensity averaged over all angles"）」は、可能な角度のフィールドにおいて考慮される場合に均一である強度に関連する。しかしながら、個々の角度について、強度は、変動を示すことがある。
「すべての個々の角度に対する均一な強度（"uniform intensity for all individual angles"）」は、小さな角度範囲または別個の角度について考慮される場合でさえも均一である強度に関する。一つの例において、光は、光拡散器の下流端において備えられた、小さな角度範囲においてさえも均一な強度を伴う光へと変換される。
用語「角度均一強度（"angular uniform intensity"）」は、光ビーム（または光照明放射）の延長に沿った角度強度変動に係る最大+/-5％の角度強度の変調に関する。例えば、最大+/-2％以下の変動が提供される。用語「角度（"angular"）」強度は、拡散器の下流端または光出射側における特定の基準点から見た際の、異なる放射方向の光の強度に関する。
概ね（approximately）という用語は、最大+/-15％の範囲における偏差を参照する。例えば、+/-10％、好ましくは、それぞれの所与の値の+/-1％である。
光混合ボックス、光混合ボックスとして参照されるものも、放射の空間的な均一性を提供する。光拡散器は、加えて、角度混合（angular mixing）、すなわち放射の角度均一性、を提供する。
光拡散器から発する光の均一性は、分布グラフの形態において混合チャンバの概ね20mm上の平面における直線的な延長方向に沿った光分布として提供される。グラフは、概ね5％の平均値の偏差内の値の範囲を有している。
一つの例に従って、光拡散器は、ボリューム光拡散器として提供される。
用語「ボリューム光拡散器（"volume light diffuser"）」は、入射光が異なる方向に広がることを提供する光散乱材料から作られた拡散器に関するものであり、ここで、拡散または散乱は、光拡散器の断面に沿った多重散乱（multiple scattering）として提供される。このことは、単語「ボリューム（"volume"）」使用して表現される。ボリューム光拡散器は、また、厚いボリューム光拡散器としても参照され得る。
一つの例に従って、ボリューム光拡散器は、少なくとも3mmの厚さを有する光散乱半透明板として提供される。
一つの例に従って、光素子はLEDとして提供される。例えば、LEDは、LEDバー（bar）として提供される。LEDは、プリント回路基板（PCB）上に配置されてよい。
一つの例に従って、混合チャンバは、最小20mmの混合チャンバの高さ、例えば40mm、および、最小40mmの混合チャンバの長さ、例えば70mmまたは80mm、を備えている。
混合チャンバの高さは、長手方向の延長に対して垂直な光放射方向における混合チャンバの延長を参照する。混合チャンバの長さは、長手方向または直線的な延長方向における混合チャンバの延長を参照する。混合チャンバの長さを横切る方向は、混合チャンバの幅として参照される。光素子は、光素子が一つのピッチを用いて配置される反復的な方法で提供され得るものである。
一つの例において、混合チャンバは、高さ40mmと長さ70mmを備えている。例えば、光素子は、相互に概ね3mmの距離を用いて配置されており、例えば、光素子が、3mmのピッチで配置されている。
一つの例に従って、混合チャンバは、光放射方向におけるチャネル深さを伴う光ガイドチャネルとして提供される。光ガイドチャネルは、光ガイドを提供する反射性側壁によって、側面において囲まれている。光ガイドチャネルは、連続媒体として提供され、直線方向の光が、影響を受けない方法で、すなわち、少なくとも理論的にはチャネルの内側における回折または偏向なしに、伝達されることを可能にする。別の言葉で言えば、光ガイドチャネルは、異なる方向における光素子によって提供される光放射について全内部反射（TIR）を確保するために、反射構造として提供される側壁を除いて、内部のもの、もしくは、一体の光反射表面または素子が無く、提供される。従って、一つの例において、混合チャンバは、光学的に有効な他の構造が無い空間であり、ここで、空間は空（empty）であり、または、透明材料で満たされている。
一つの例に従って、混合チャンバは、屈折率が１より大きい透明材料からなるソリッドブロックとして提供される。例えば、ソリッドブロックは、ガラスまたは透明プラスチック材料から作られている。
一つの例において、ソリッドブロックは、内部構造を伴わない、連続的なワンピース材料として提供される。それゆえ、光は、側壁における反射の形式においてだけ影響を受けるものである。
一つの例に従って、混合チャンバは、反射性コーティングを用いてカバーされた側壁によって囲まれた、空気（を含んでいる）混合キャビティとして提供される。それゆえ、光は、側壁における反射の形式においてだけ影響を受ける。
一つの例に従って、カバーは、光拡散器から発せられている光のための開口を含む光拡散器の上に備えられる。
一つの例において、光拡散器の上部出口サイズと少なくとも同じ大きさのサイズをもったカバーの開口が設けられている。
一つの例において、カバーの開口には、概ね65mmの開口の長さと3-5mmの開口の幅が備えられている。80mmの長さを有している混合チャンバに係る一つの例において、概ね75mmの開口の開口の長さが提供される。動作長さ（operating length）は、直線的な延長方向に沿った方向に関し、開口の幅は、横断するに方向に関する。一つの例において、カバーは、混合チャンバの断面よりも小さい、すなわち混合チャンバの光出口領域または表面よりも小さい、開口を備えている。
一つの例に従って、デジタル病理スキャナ照明ユニットは、直線的な延長方向において、少なくとも一つの更なる照明サブモジュールと組み合わせられるように構成されている、照明サブモジュールとして提供される。光素子は、直線的な延長方向に沿って一つのピッチを用いて備えられており、かつ、各サブモジュールの最初と最後の光素子は、ピッチの半分の距離を用いて混合チャンバの側端に配置されている。
直線的な延長方向を横切る方向においては、別個の光素子が、中心的な方法で、すなわち混合チャンバの中央に、備えられている。一つの例において、低NA画像化のための均一なライン照明が達成される。例えば、NA<0.1の範囲が提供される。例えば、NA<0.05の値または範囲である。一つの例において、低NAは、画像化装置に取り付けられた画像化光学系によるものである。例えば、カメラに設置されたレンズである。
一つの例においては、混合チャンバのLEDピッチ／高さについて低い比率が提供されている。
例えば、混合チャンバの出口において全ての角度にわたり均一な光エネルギープロファイルを低い視野角において均一なエネルギープロファイルに変換する、低NA画像化において使用されるべき、混合チャンバとボリューム拡散器との組み合わせが提供される。
一つの例においては、以下の寸法が提供される。混合チャンバは、概ね10mm（幅）×40mm（高さ）×70mm（長さ）のサイズを有するように提供される。一つの例において、拡散器は、概ね3mmの厚さを有するように提供される。一つの例において、拡散器は、混合チャンバの出口と同じサイズ、例えば、概ね10mm（幅）×70mm（長さ）および高さ3mm、のサイズを有するように提供される。別の例においては、拡散器が混合チャンバより大きく、すなわち混合チャンバの出口より大きくなるように、概ね14mm（幅）×74mm（長さ）×3mm（高さ）のサイズを有するように提供される。
一つの例において、混合チャンバの材料は、透明な媒体、例えば、ガラス、プラスチックまたは同様な材料である。別の例において、混合チャンバは、空のケース混合チャンバとして提供されるが、側面において反射材料を伴うものである。
オプションとして、カバーにおける開口は、拡散器のサイズよりも小さいスリットとして提供される。一つの例において、スリットは、また、混合チャンバの断面よりも小さい。一つの例において、混合チャンバのLEDピッチ／高さの比率は、概ね1/5から1/20までの範囲において提供される。一つの例においては、概ね1/10の比率が提供される。比率が大きすぎる場合には、混合の程度が低減される。比率が低すぎる場合には、非実用的に高い混合チャンバを結果として生じる。
本発明の第２の態様に従って、デジタル病理スキャナが提供される。デジタル病理スキャナは、オブジェクト受取り装置、デジタル照明装置、画像化装置、および、画像データプロセッサを含んでいる。オブジェクト受取り装置は、分析されるべきプローブを含む少なくとも一つの病理スライドを受取るように構成されている。デジタル照明装置は、病理スライドを照明するように構成された、上記の例のうち一つによるデジタル病理スキャナ照明ユニットを含んでいる。画像化装置は、照明された病理スライドの画像を取得するように構成されている。さらに、画像データプロセッサは、それぞれの画像の画像データを生成し、かつ、さらなる目的のために画像データを提供するように構成されている。
一つの例において、デジタル照明装置は、走査方式において病理スライドを照射するように構成されている上記の例のうち一つによるデジタル病理スキャナ照明ユニットを含んでいる。さらに、画像化装置は、相対的な走査移動において、照明された病理スライドの画像を取得するように構成され得る。
走査方式（scanning manner）という用語は、また、「透過的方法（"transmission way"）」における照明も参照してよい。組織スライドを透過させ、かつ、次いで、例えば走査移動の最中に、画像センサに対して投影される照明光に関するものである。
画像取得のために、画像化装置とスライドは、互いに関して移動される。例えば、スライドを（少なくとも一時的に固定された）画像化装置に沿って移動することにより、または、画像化装置を一時的に固定されたスライドに沿って移動することにより、もしくは、両方を互いに沿って移動することによるものである。走査移動は、走査方向に沿って提供される。走査の最中に、照明ユニットも、また、スライドに関して、例えば画像化装置と一緒に、移動させることができる。例えば、相対的な移動と整列され、または、同期されたものである。
一つの例に従って、画像取得のために、病理スライドと、デジタル照明装置と同様に画像化装置との、互いに関する相対的な走査移動が、走査方向に沿って提供される。光源の直線的な延長方向は、走査方向に対して横方向に配置されている。
一つの例において、光源の直線的な延長方向は、走査方向に対して直交（概ね90°）して配置されている。一つの例において、概ね+/-10°の範囲における90°からの偏差が提供される。例えば、+/- 5°である。
一つの例に従って、少なくとも一つのレンズを含む画像化光学系が提供される。画像化光学系は、オブジェクト受入れ装置、すなわちサンプルと、画像化装置との間に配置されている。画像化光学系は、0.1より小さいNAの範囲を用いる低NA画像化のために構成されている。
画像化光学系は、また、レンズ系（lens system）を含む光学系構成としても参照され得る。例えば、0.05より小さいといった、0.1より小さいようにNAが提供される。
一つの例に従って、デジタル病理スキャナ照明ユニットは、低解像度画像化のために提供される。照明装置は、さらに、高解像度撮像のために提供される高解像度照明ユニットを含んでいる。
用語「低解像度（"low resolution"）」は、プレビュー目的のために提供され、高解像度画像化が後に続く。そのために高解像度照明装置が提供されている。それぞれの画像化、または画像データ検出のために、さらなる例に従って、低解像度と高解像度の両方の画像化のために、撮像装置と同じ画像化ユニットを設けることができる。別の例において、画像化装置は、低解像度撮像装置と高解像度撮像装置とを含んでいる。
用語「低解像度」は、概ね10-50ミクロン／ピクセルの解像度に関する。
用語「高解像度（"high resolution"）」は、概ね0.25-0.5ミクロン／ピクセルの解像度に関する。
一つの例に従って、オブジェクト受取り装置は、混合チャンバまで概ね20mmの距離を伴う受取り平面を提供している。
一つの例において、受取り平面は、拡散器まで概ね20mmの距離に配置されている。
デジタル病理スキャナ照明ユニットは、病理スライドを画像化するために使用されるユニットに関する。すなわち、サンプル組織または組織プローブもしくは流体プローブを伴うスライドである。
一つの態様に従って、混合チャンバは、構成の長さにわたり不均一な光分布を自身でもたらす多数の個々の光素子を含んでいる長手方向の光源の間に配置されている。別の言葉で言えば、そうした構成は、光放射を提供し、その中で光ビームの不均一性のせいで個々の光源を識別することができる。しかしながら、光混合チャンバを備えることにより、光が光拡散器に入る以前に光が均一な強度を有するように、光源を整列させるための第１の試みが提供される。光拡散器は、光ビームの均一性を提供するための第２の試みを提供する。すなわち、異なる角度における均一性に関しても、また、均一性を提供するためである。その結果として、改善された品質を伴う病理スライドの走査を生成できるように、改善された照明特性を有している均一な光ビームが提供される。例えば、プリスキャンまたはプレビュースライドとして、または、高解像度を有する実際のスライドスキャンのためである。
本発明に係るこれらおよび他の態様は、これ以降に説明される実施例を参照して明らかになり、かつ、解明されるだろう。
本発明の典型的な実施例が、以下の図面を参照して以降に説明される。
図１は、デジタル病理スキャナ照明ユニットの一つの例に係る斜視図を概略的に示している。 図２Ａは、デジタル病理スキャナ照明ユニットの一つの例について概略断面図を示している。 図２Ｂは、図２Ａの照明ユニットの概略図における長手方向の断面図を示している。 図３は、デジタル病理スキャナ照明ユニットについて断面図のさらなる例を示している。 図４は、デジタル病理スキャナの一つの例を模式的に示している。
図１は、光源12、混合チャンバ14、および光拡散器16を伴うデジタル病理スキャナ照明ユニット10の概略斜視図を示している。光源12は、複数の光素子（light elements）18を備えている。例えば、プリント回路基板20の上にマウントされたLEDであり。光素子18は、矢印19で示される、直線的な延長方向に沿って長手方向に配置されている。
混合チャンバ14は、複数の光素子18と光拡散器16との間に、第１の両方向矢印24で示される、混合距離DMを提供する透明ボリューム22を備えており、混合チャンバ14の下流端26において均一な強度を伴う光が提供される。混合チャンバ14、または光混合チャンバは、光の伝搬（propagation）に関して、複数の光素子18と光拡散器16との間に配置されている。光拡散器16は、光が、異なる角度、特に低い角度において、均一性を有する光へと変換されるように、拡散材料（diffusing material）を含んでいる。混合チャンバ14は、混合チャンバの幅MCWを有し、そして、混合距離DMは、また、混合チャンバの高さ、MCHとしても参照されるだろう。さらに、混合チャンバ14は、混合チャンバの長さMCLを有している。
混合チャンバの幅MCWは、両方向矢印27を用いて示されており、そして、混合チャンバの長さMCLは、さらなる両方向矢印28を用いて示されている。
例えば、光拡散器16は、例えばボリューム光拡散器として、例えば、光散乱半透明板（light scattering translucent plate）30として提供される（図２Ａ、図２Ｂ、および、図３も参照のこと）。半透明板30は、少なくとも3mmの厚みを有し得る。
混合チャンバは、最小20mmの混合チャンバの高さ、もしくは混合距離DMを有し、かつ、最小40mm、例えば80mmの混合チャンバの長さMCLを有してよい。
図１においては、光素子18の延長部をカバーするように混合チャンバが配置されるような長さを混合チャンバ14が備えていることに留意する。しかしながら、オプションで（以下も参照のこと）、混合チャンバ14は、最後の光素子18、例えば最後のLEDから、混合チャンバ14の壁までの距離が、他の光素子18との間の距離の０．５（すなわち半分）であるような長さを備えている。この部分は、図２ｂにおいて示されている。ここで、混合チャンバは、例えば、延長方向に沿っていくつかのそうした混合チャンバの組み合わせ（図示なし）ができるように、LEDまでの距離がLED間の距離の半分であるように配置され、延長方向に沿って同様な方法で組み合わされたいくつかの光拡散器を含む光拡散構成によってカバーされている、側壁（side wall）（すなわち、側方端における壁）を有している。別の例において、光拡散構成は、いくつかの混合チャンバを横切って延びる連続的な光拡散器（プレート）を含んでいる。
混合チャンバ14は、２つの異なる実施例の断面を示している図２Ａと図３において示されるように、光ガイドチャネル（light guide channel）32として提供される。光ガイドチャネル32は、両方向矢印34を用いて図２Ａに示される、チャネル深さDCを有している。混合距離DMと同様なものである。光ガイドチャネルは、光ガイド（light guidance）を提供する反射性側壁36によって、側面において囲まれている。図２Ａにおいて、光源12は、光素子18の一つと伴に概略的に示されている。例えば、細線矢印38を用いて示されるように、光を発するものである。光は、反射性側壁の内側において反射される。
図２Ｂにおいて、光源12は、複数の光素子18を多数伴って示されている。しかし、それらのうち３つについてだけ、それぞれの発光放射が、それぞれの矢印40によって示されている。
図２Ａと図２Ｂは、混合チャンバ14が、屈折率が１より大きい透明材料からなるソリッドブロック42として提供される、一つの例を示している。従って、光源12、すなわち光素子18、からの発光は、混合チャンバ14の下流端（downstream edge）26において均一な強度が提供されるように、混合チャンバの中で混合される。光拡散器16は、そして、光が、異なる角度において均一性を有する光に変換されること、を提供する。このことは、一つ例においては、上述のように、光散乱半透明板30を用いて提供される。
ソリッドブロック42は、ガラスまたは透明なプラスチック材料として提供され得る。別の例においては、図３に示されるように、混合チャンバ12は、反射性コーティング48を用いてカバーされた側壁46によって囲まれている空気混合キャビティ44として提供される。
オプションとして、図１において示されるように、カバー50が提供される。カバー50は、光拡散器16の上に設けられており、そして、カバーは、光拡散器16からの発光に対する開口52を含んでいる。開口は、両方向矢印54を用いて示される、開口の幅OW、および、両方向矢印56を用いて示される、開口の長さOLを有するスリットとして提供されてよい。スリットは、拡散器の情報端よりも小さく、そいて、また、混合チャンバの断面より小さくてもよい。
カバーは、固体材料の混合チャンバの例について、そして、また、空気ガイド混合チャンバについても備えられる。さらなるオプションとして、デジタル病理スキャナ照明ユニット10が、照明サブモジュールとして提供され、照明サブモジュールは、直線的な延長方向において、少なくとも一つの更なる照明サブモジュールと組み合わせられるように構成されている。
光素子18は、直線的な延長方向に沿って一つのピッチを用いて備えられており、そして、各サブモジュールの最初と最後の光素子は、ピッチの半分の距離を用いて混合チャンバの側端に配置されている。これにより、サブモジュールを組み合わせることができるが、隣接するサブモジュールに係る境を接している端面（abutting end faces）にわたり光素子の外観を保つことができる。
図４は、オブジェクト受取り装置102、画像化装置104、および、画像データプロセッサ106を含むデジタル病理スキャナ100の一つの例を示している。画像化装置104は、オブジェクト受取り装置102の上に配置されている。さらに、デジタル病理スキャナ照明ユニット10に係る上記の例のうち一つに従った照明装置108が備えられている。照明装置108は、下方、すなわちオブジェクト受取り装置102の反対側に配置されている。これにより、プローブの透過照明が可能になる。反射モードのために、画像化装置104は、照明装置108と同じ側に配置される必要があるだろう。オブジェクト受取り装置102は、分析されるべきプローブを含む少なくとも一つの病理スライド110を受取るように構成されている。デジタル照明装置108、すなわちデジタル病理スキャナ照明ユニット10は、照明された病理スライド110の画像を取得するように構成されている、画像化装置104が、画像データを生成し、かつ、同様に画像データをプロセッサ106へ転送することができるように、病理スライド110に向かって照明を提供する。画像データプロセッサ106は、矢印112で示されるように、それぞれの画像の画像データを生成し、かつ、さらなる目的のために画像データを提供するように構成されている。
画像取得のために、病理スライドと、デジタル照明装置と同様に画像化装置との、互いに関する相対的な走査移動（両方向矢印114を用いて示されている）が、走査方向に沿って提供される。
オプションとして、少なくとも一つのレンズを含む画像化光学系（imaging optics）（図示なし）が備えられ得る。画像化光学系は、スライド110とカメラ、すなわち画像化装置104、との間に配置されてよい。画像化光学系は、0.1より小さいNAの範囲を用いる低NA画像化のために構成され得るものである。例えば、0.05より小さいNAが提供される。
デジタル病理スキャナ照明ユニット10は、低解像度画像化のために備えられ得るものである。オプションとして、図４にも示されているように、照明装置108は、さらに、高解像度画像化のための高解像度照明ユニット115を含んでいる。
さらなるオプションとして、オブジェクト受取り装置102は、混合チャンバ14まで概ね20mmの距離を伴う受取り平面116を提供している。
詳細にさらには示されていない、一つの態様に従って、興味の表面に係る均一な照明を達成するために、光混合と光拡散との組み合わせが提供される。例えば、低NA画像化における病理スライドである。上述のように、最初のステップにおいて、個々の光源の光は、空間の均一性を達成するために、混合ボックス、例えば混合チャンバ、の助けを借りて混合される。そして、続いて、角度位置の混合を生成するために、拡散器、例えばボリューム拡散器、が使用される。従って、混合チャンバの役割は、混合チャンバの上部出口において均一な照明を達成することである。しかしながら、この時点で、個々のモジュール／LEDは、低NAにおいて観察されるときに、依然として見えることがある。従って、続いて、拡散器、好ましくはボリューム拡散器が、低NAにおいて検討される場合でさえも均一な照明を確保するために使用される。
効果として、混合チャンバの出口における光は、全ての角度が観察される場合に均一である。しかしながら、より低い角度においては、個々のLEDモジュールが、依然として見えることがある。従って、これを解決するためにボリューム拡散器が使用される。
一つの例においては、最適な混合条件を確保するために、混合チャンバの幾何形状を個々のモジュールのピッチと一致させている。最後のLEDと画像化チャンバのエッジとの間の距離は、個々のLEDのピッチの半分であるように提供されている。
その結果として、改善された発光品質を伴う照明ユニットが、画像品質を説明するために提供される。例えば、改善された照明により、組織領域の識別、および、わずかな欠陥の識別も、また、促進することができる。
本発明の実施例は、異なる技術的事項を参照して説明されていることが留意される必要がある。しかしながら、当業者であれば、上記の説明および以降の説明から、そうでないものと通知されていなければ、一つのタイプの技術的事項に属する特徴のあらゆるの組み合わせに加えて、異なる技術的事項に関する特徴の間でのあらゆる組み合わせも、また、この出願と共に開示されているものと考えられる。しかしながら、全ての機能を組み合わせることで、機能の単純な合計より大きな相乗効果を提供することができる。
本発明は、図面および上記の説明において、詳細に図示され、かつ、説明されてきたが、そうした図示および説明は、説明的または例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきである。本発明は開示された実施例に限定されるものではない。開示された実施例に対する他の変更は、図面、明細書、および、従属請求項の研究から、請求される発明の実施において当業者によって理解され、かつ、なされ得るものである。
請求項において、単語「含む（"comprising"）」は、他の要素または構成要素を排除するものではなく、そして、不定冠詞「一つの（"a"または"an"）」は、複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項において引用されているという事実だけでは、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項における参照符号は、その範囲を限定するものとして理解されるべきではない。

Claims (15)

  1. 光源と、
    光混合チャンバと、
    光拡散器と、
    を含み、
    前記光源は、直線的な延長方向に沿って長手方向に配置されている複数の光素子を含み、
    前記混合チャンバは、前記複数の光素子と前記光拡散器との間に、混合距離（DM）を提供している透明ボリュームを含み、前記混合チャンバの下流端において均一な強度を伴う光が提供され、かつ、前記混合チャンバは、光の伝搬に関して、前記複数の光素子と光拡散器との間に配置されており、
    前記光拡散器は、光が、異なる角度、特に低い角度において、均一性を有する光へと変換されるように、拡散材料を含んでいる、
    デジタル病理スキャナ照明ユニット。
  2. 前記光拡散器は、ボリューム光拡散器として提供される、
    請求項１に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  3. 前記光素子は、LEDとして提供される、
    請求項１または２に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  4. 前記混合チャンバは、最小20mmの混合チャンバの高さ（MCB）、および、最小40mmの混合チャンバの長さ（MCL）を備える、
    請求項１乃至３いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  5. 前記混合チャンバは、光放射方向におけるチャネル深さ（DC）を伴う光ガイドチャネルとして提供され、かつ、
    前記光ガイドチャネルは、光ガイドを提供する反射性側壁によって、側面において囲まれている、
    請求項１乃至４いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  6. 前記混合チャンバは、屈折率が１より大きい透明材料からなるソリッドブロックとして提供される、
    請求項１乃至５いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  7. 前記混合チャンバは、反射性コーティングを用いてカバーされた側壁によって囲まれている空気混合キャビティとして提供される、
    請求項１乃至６いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  8. 前記ボリューム光拡散器は、少なくとも3mmの厚みを有する光散乱半透明板として提供される、
    請求項２乃至７いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  9. カバーが、前記光拡散器の上に設けられており、前記カバーは、前記光拡散器からの発光に対する開口を含んでいる、
    請求項１乃至８いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  10. 前記デジタル病理スキャナ照明ユニットが、照明サブモジュールとして提供され、直線的な延長方向において、少なくとも一つの更なる照明サブモジュールと組み合わせられるように構成されており、
    前記光素子は、直線的な延長方向に沿って一つのピッチを用いて備えられており、かつ、
    各サブモジュールの最初と最後の光素子は、前記ピッチの半分の距離を用いて混合チャンバの側端に配置されている、
    請求項１乃至９いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニット。
  11. オブジェクト受取り装置と、
    デジタル照明装置と、
    画像化装置と、
    画像データプロセッサと、
    を含み、
    前記オブジェクト受取り装置は、分析されるべきプローブを含む少なくとも一つの病理スライドを受取るように構成されており、
    前記デジタル照明装置は、前記病理スライドを照明するように構成された、請求項１乃至１０いずれか一項に記載のデジタル病理スキャナ照明ユニットを含み、
    前記画像化装置は、照明された前記病理スライドの画像を取得するように構成されており、かつ、
    前記画像データプロセッサは、それぞれの画像の画像データを生成し、かつ、さらなる目的のために前記画像データを提供するように構成されている、
    デジタル病理スキャナ。
  12. 画像取得のために、前記病理スライドと、前記デジタル照明装置と同様に前記画像化装置との、互いに関する相対的な走査移動が、走査方向に沿って提供され、
    前記光源の直線的な延長方向は、前記走査方向を横断して配置されている、
    請求項１１に記載のデジタル病理スキャナ。
  13. 少なくとも一つのレンズを含む画像化光学系が備えられ、
    前記画像化光学系は、前記オブジェクト受取り装置と前記画像化装置との間に配置されており、かつ、
    前記画像化光学系は、0.1より小さいNAの範囲を用いる低NA画像化のために構成されている、
    請求項１１または１２に記載のデジタル病理スキャナ。
  14. 前記デジタル病理スキャナ照明ユニットは、低解像度画像化のために備えられ、かつ、
    前記デジタル照明装置は、さらに、高解像度画像化のための高解像度照明ユニットを含んでいる、
    請求項１１乃至１３いずれか一項に記載のデジタル病理。
  15. 前記オブジェクト受取り装置は、前記混合チャンバまで約20mmの距離を伴う受取り平面を提供している、
    請求項１１乃至１４いずれか一項に記載のデジタル病理。
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