JP2024090256A - Optical identification device and method - Google Patents
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Abstract
【課題】光学識別の精度および効率を向上できる技術を提供する。
【解決手段】光学識別装置は、対象物に含まれる蛍光物質または燐光物質である1以上の物質からの蛍光または燐光の発光を検出することによって対象物の光学的な識別を行うための光学識別装置であって、1以上の物質の各物質の発光特性に合わせて、当該物質に対する光源装置からの励起光の照射がオフになったタイミング(時点t2)から、当該発光特性に応じて定められた第1の時間を経過後に、撮像素子の受光を開始し、当該発光特性に応じて定められた第2の時間(TA1,TB1,TC1)で受光して、検出された電気信号を得る。
【選択図】図7
A technology capable of improving the accuracy and efficiency of optical identification is provided.
[Solution] The optical identification device is an optical identification device for optically identifying an object by detecting fluorescence or phosphorescence from one or more fluorescent or phosphorescent substances contained in the object, and in accordance with the light-emitting characteristics of each of the one or more substances, light reception by the imaging element begins after a first time period determined in accordance with the light-emitting characteristics has elapsed from the time (time t2) when the irradiation of excitation light from the light source device to the substance is turned off, and light is received at second times (TA1, TB1, TC1) determined in accordance with the light-emitting characteristics, to obtain a detected electrical signal.
[Selected figure] Figure 7
Description
本開示は、光学識別技術に関する。 This disclosure relates to optical identification technology.
紙幣などの媒体、あるいは生体試料などを対象物として、燐光または蛍光を検出することで、光学識別・鑑別などを行う技術がある。 There is a technology that detects phosphorescence or fluorescence from media such as banknotes or biological samples, allowing for optical identification and discrimination.
先行技術例として、特開平5-180751号公報(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、粒子画像分析装置として、「蛍光染色した粒子を含む試料をフローセル中に流し、フローセル中の粒子に特定の波長の光を照射することによって、粒子から発せられる蛍光を測定して対象とする粒子か否かを判定した後、対象とする粒子の白色画像又は蛍光画像を撮像するように構成する」旨が記載されている。
An example of the prior art is JP 5-180751 A (Patent Document 1).
特許文献1(請求項1)では、「第1の光源から出射された光のうち、所定波長の蛍光励起光を得る光学フィルタ」(図1での光学フィルタ18)等を備える旨が記載されている。 Patent document 1 (claim 1) describes the inclusion of an "optical filter that obtains fluorescent excitation light of a predetermined wavelength from the light emitted from the first light source" (optical filter 18 in Figure 1).
このような光学フィルタ(言い換えるとバンドパスフィルタ等)を用いる構成の光学識別装置の場合には、以下のような課題がある。 In the case of an optical identification device that uses such an optical filter (in other words, a bandpass filter, etc.), the following problems arise:
光源の励起光スペクトルと対象物の蛍光スペクトルとが近い場合や同じ場合、励起光を避けて蛍光を検出するためには、バンドパスフィルタの波長帯域を狭くする必要がある。この場合、バンドパスフィルタを介して、蛍光スペクトルの成分以外に、励起光スペクトル成分が混在して検出されやすくなる。 When the excitation light spectrum of the light source and the fluorescence spectrum of the target object are close or the same, it is necessary to narrow the wavelength band of the bandpass filter in order to detect the fluorescence while avoiding the excitation light. In this case, the excitation light spectrum components are likely to be mixed and detected in addition to the fluorescence spectrum components through the bandpass filter.
そこで、光源励起光と対象物の蛍光/燐光との特性がそのような関係を有する場合でも、好適に対象物の蛍光/燐光を検出可能とするために、対策としては、以下が考えられる。すなわち、光学フィルタを用いない構成、あるいは、光学フィルタを用いる構成で、励起光と蛍光/燐光とを区別して十分な光量で蛍光/燐光を検出できる構成、が考えられる。 Therefore, even when the characteristics of the light source excitation light and the fluorescence/phosphorescence of the object have such a relationship, the following measures can be considered to be able to suitably detect the fluorescence/phosphorescence of the object. That is, a configuration that does not use an optical filter, or a configuration that uses an optical filter and is able to distinguish between the excitation light and the fluorescence/phosphorescence and detect the fluorescence/phosphorescence with a sufficient amount of light can be considered.
また、対象物に含まれる複数の種類の物質として、蛍光/燐光の発光の特性(例えば波長帯域、光量、ディレイ時間など)が異なる複数の物質が含まれる場合がある。この場合に、それらの複数の物質のそれぞれの物質の蛍光/燐光の発光を好適に検出可能とするためには、1つのバンドパスフィルタでは対応ができない。 In addition, the target object may contain multiple types of substances with different fluorescent/phosphorescent emission characteristics (e.g., wavelength band, light amount, delay time, etc.). In this case, a single bandpass filter is not sufficient to enable optimal detection of the fluorescent/phosphorescent emission of each of the multiple substances.
また、従来、例えば生体試料を対象物として光学識別を行う場合において、生体試料から発する蛍光が弱い場合には、その弱い蛍光を検出する際の光量が少ないことから、高コントラストの画像を検出・生成しにくく、光学識別が困難な場合や時間が長くかかる場合があった。 In addition, in the past, when optical identification was performed on a biological sample, for example, if the fluorescence emitted from the biological sample was weak, the amount of light required to detect the weak fluorescence was small, making it difficult to detect and generate a high-contrast image, and optical identification could be difficult or take a long time.
本開示の目的は、上記光学識別の技術に関して、光学識別の精度および効率を向上できる技術を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a technology that can improve the accuracy and efficiency of optical identification with respect to the above optical identification technology.
本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。一実施の形態は、対象物に含まれる蛍光物質または燐光物質である1以上の物質からの蛍光または燐光の発光を検出することによって前記対象物の光学的な識別を行うための光学識別装置であって、前記1以上の物質の各物質の発光特性に合わせて、当該物質に対する光源装置からの励起光の照射がオフになったタイミングから、当該発光特性に応じて定められた第1の時間を経過後に、撮像素子の受光を開始し、当該発光特性に応じて定められた第2の時間で受光して、検出された電気信号を得る。 A representative embodiment of the present disclosure has the configuration shown below. One embodiment is an optical identification device for optically identifying an object by detecting fluorescence or phosphorescence emitted from one or more fluorescent or phosphorescent substances contained in the object, and in accordance with the emission characteristics of each of the one or more substances, the device starts receiving light with an image sensor after a first time determined according to the emission characteristics has elapsed from the time when irradiation of the substance from a light source device is turned off, and receives light for a second time determined according to the emission characteristics to obtain a detected electrical signal.
本開示のうち代表的な実施の形態によれば、上記光学識別の技術に関して、光学識別の精度および効率を向上できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。 According to a representative embodiment of the present disclosure, the accuracy and efficiency of optical identification can be improved with respect to the optical identification technology described above. Problems, configurations, effects, etc. other than those described above are described in the description of the embodiment of the invention.
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are generally given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted. In the drawings, the representation of components may not represent the actual position, size, shape, range, etc., in order to facilitate understanding of the invention.
説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばCPU/MPUやGPU等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、FPGA、ASIC、CPLD等が適用可能である。 For the purpose of explanation, when describing processing by a program, the program, functions, processing units, etc. may be described as the main components, but the main hardware components of these are the processor, or a controller, device, computer, system, etc. that is composed of the processor. The computer executes processing according to the program read into the memory by the processor, appropriately using resources such as memory and communication interfaces. This realizes the specified functions, processing units, etc. The processor is composed of semiconductor devices such as a CPU/MPU or GPU, for example. Processing is not limited to software program processing, and can also be implemented by dedicated circuits. Dedicated circuits such as FPGAs, ASICs, and CPLDs can be used.
プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、IoTシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ID、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。 The program may be pre-installed as data on the target computer, or may be distributed as data from a program source to the target computer. The program source may be a program distribution server on a communication network, or a non-transient computer-readable storage medium, such as a memory card or a disk. The program may be composed of multiple modules. The computer system may be composed of multiple devices. The computer system may be composed of a client-server system, a cloud computing system, an IoT system, etc. The various data and information are composed of structures such as, for example, tables and lists, but are not limited to these. Expressions such as identification information, identifiers, IDs, names, and numbers are mutually interchangeable.
[課題等]
図13は、前述の課題についての補足説明図として、光源の励起光スペクトル1301と、対象物の蛍光スペクトル1302と、光学フィルタであるバンドパスフィルタ1303との構成例を示す。図13のグラフは、横軸が波長([nm])、縦軸が光強度([A.U.])である。図13の例では、光源の励起光スペクトル1301と対象物の蛍光スペクトル1302との波長帯域が近い場合を示している。光学識別装置は、蛍光のみを効率的に検出することが望ましい。そのために、図示のように、このバンドパスフィルタ1303は、検出したい蛍光スペクトル1302にあわせて、波長帯域を狭く、例えば通過させる波長帯域を約540nm~600nmとしている。しかしながら、励起光スペクトル1301と蛍光スペクトル1302との波長帯域が近いため、このバンドパスフィルタ1303を介して、蛍光スペクトル1301の成分以外に、励起光スペクトル1302の成分も混在して検出されやすい。
[Issues, etc.]
FIG. 13 is a supplementary explanatory diagram for the above-mentioned problem, and shows an example of the configuration of an
また、光源の特性および対象物の特性に応じて、光源からの励起光の発光と、対象物からの蛍光/燐光の発光との間には、時間差(言い換えると、ずれ)が生じる場合がある。光源の特性に応じて、光源励起光の発光をオフしてから実際に光源励起光が消えるまでに、タイムラグが生じる場合がある。例えば、LED(Light Emitting Diode)光源の場合には、タイムラグが比較的小さいが、ハロゲンランプ光源の場合には、タイムラグが比較的大きい。それらのタイムラグに応じて、光源励起光が検出光である蛍光/燐光に混じる場合がある。 Depending on the characteristics of the light source and the characteristics of the object, a time difference (in other words, a shift) may occur between the emission of excitation light from the light source and the emission of fluorescence/phosphorescence from the object. Depending on the characteristics of the light source, a time lag may occur from when the emission of the light source excitation light is turned off until the light source excitation light actually disappears. For example, in the case of an LED (Light Emitting Diode) light source, the time lag is relatively small, but in the case of a halogen lamp light source, the time lag is relatively large. Depending on these time lags, the light source excitation light may be mixed with the fluorescence/phosphorescence, which is the detection light.
図14は、上記励起光のタイムラグについての補足説明図である。(a)は光源の励起光の発光のオン/オフの制御を示す。(b)の光源Aは例えばLED光源の場合であり、光源がオフに制御された時点から、励起光が消えるまでに、比較的短いタイムラグ(時間)1401がある。(c)の光源Bは例えばハロゲンランプ光源の場合であり、光源がオフに制御された時点から、励起光が消えるまでに、(b)よりも長いタイムラグ(時間)1402がある。 Figure 14 is a supplementary explanatory diagram regarding the time lag of the excitation light. (a) shows the on/off control of the emission of excitation light from a light source. Light source A in (b) is, for example, an LED light source, and there is a relatively short time lag (time) 1401 from the point at which the light source is controlled to be turned off until the excitation light disappears. Light source B in (c) is, for example, a halogen lamp light source, and there is a longer time lag (time) 1402 than in (b) from the point at which the light source is controlled to be turned off until the excitation light disappears.
上記のようなタイムラグによる励起光が、対象物に照射され、蛍光/燐光の発光に影響し、また、その励起光が、蛍光/燐光の検出素子にも入射する可能性がある。このようなタイムラグの励起光は、検出画像の精度を低下させるので、望ましくない。(d)の蛍光Aは、光源Aの励起光による対象物からの蛍光の発光を示し、(e)の蛍光Bは、光源Bの励起光による対象物からの蛍光の発光を示す。光源Bの方が光源Aよりも励起光の照射が多くなるので、(e)の蛍光Bの方が、(d)の蛍光Aよりも長く、多く発光している。 The excitation light with the time lag described above is irradiated onto the object, affecting the fluorescence/phosphorescence emission, and there is also a possibility that the excitation light may be incident on the fluorescence/phosphorescence detection element. Such time-lag excitation light is undesirable as it reduces the accuracy of the detection image. Fluorescence A in (d) shows the emission of fluorescence from the object due to the excitation light from light source A, and fluorescence B in (e) shows the emission of fluorescence from the object due to the excitation light from light source B. Light source B irradiates more excitation light than light source A, so fluorescence B in (e) emits more light for a longer period of time than fluorescence A in (d).
また、後述するが、対象物(例えば生体試料)における複数の物質の各物質の特性に応じて、同じ励起光に対しても、蛍光/燐光の発光の光量やディレイが異なる。このような特性を、説明上、蛍光パターン等と記載する場合がある。 As will be described later, the amount of light and delay of fluorescent/phosphorescent emission will differ even for the same excitation light depending on the characteristics of each of the multiple substances in the target object (e.g., a biological sample). For the sake of explanation, such characteristics may be referred to as a fluorescent pattern, etc.
本実施の形態の光学識別装置および方法は、上記課題を考慮して構成されており、光源の励起光の発光のオフ時点から対象物の蛍光/燐光の検出までの時間差を考慮し、かつ、物質ごとの発光の特性(光量やディレイなど)を考慮し、光源励起光の発光および対象光(蛍光/燐光)の検出・露光のタイミング等を制御するものである。 The optical identification device and method of this embodiment are configured to take into account the above-mentioned problems, and control the timing of the emission of the light source excitation light and the detection and exposure of the target light (fluorescence/phosphorescence) taking into account the time difference between when the emission of the light source excitation light is turned off and when the fluorescence/phosphorescence of the target is detected, and also taking into account the emission characteristics of each substance (light amount, delay, etc.).
また、本実施の形態の光学識別装置および方法は、対象の物質ごとの特性の違いを考慮し、検出・露光の信号について、積算(言い換えると複数回の検出信号の加算などの演算や処理)を行うことで、必要な光量を取得するものである。 The optical identification device and method of this embodiment also take into account the differences in the characteristics of each target material and obtain the required amount of light by integrating the detection and exposure signals (in other words, calculations and processing such as adding up multiple detection signals).
本実施の形態の光学識別装置および方法は、対象物において、蛍光/燐光などの発光の特性が異なる複数の種類の物質が含まれている場合にも、それらの物質ごとに適した検出・露光等のタイミングの制御、および積算の処理を行う。これによって、物質ごとに適した検出画像を取得するものである。 Even when the target object contains multiple types of substances with different light emission characteristics such as fluorescence/phosphorescence, the optical identification device and method of this embodiment controls the timing of detection, exposure, etc., and performs accumulation processing appropriate for each of those substances. In this way, a detection image appropriate for each substance is obtained.
<実施の形態>
図1~図14を用いて、本開示の実施の形態の光学識別装置および方法について説明する。
<Embodiment>
An optical identification device and method according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 14. FIG.
本実施の形態では、対象物として生体試料(言い換えると検体)を扱い、生体試料から発光する蛍光を検出して光学識別を行う場合を説明する。生体試料の一例は、人の粘液や唾液が挙げられる。本実施の形態では、蛍光を扱う場合を説明するが、これに限定されず、燐光を扱う場合にも、同様に適用可能である。また、本実施の形態では、生体試料に複数の種類の反応試薬を予め塗布して反応させたプレパラートを用意し、そのプレパラートを対象に、それらの反応を光学識別する場合(後述の図3A)を説明する。 In this embodiment, a biological sample (in other words, a specimen) is treated as the object, and optical identification is performed by detecting fluorescence emitted from the biological sample. Examples of biological samples include human mucus and saliva. In this embodiment, a case where fluorescence is treated is described, but the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to a case where phosphorescence is treated. In addition, in this embodiment, a slide is prepared in which multiple types of reaction reagents are applied to the biological sample in advance to cause a reaction, and the reaction is optically identified using the slide (Figure 3A described below).
また、本実施の形態のうち、特に実施の形態1では、光源に関する開閉シャッター(図2での開閉シャッター70)を用いずに、光源のオン/オフの制御に基づいて、撮像(露光等)のタイミング制御を行う場合を説明する。図14の(b)の光源A(例えばLED光源)のように、光源がオフされた後の励起光の漏れ・ずれの時間1401が比較的短い場合に、実施の形態1の構成を適用する。
In the present embodiment, particularly in
また、本実施の形態のうち、特に実施の形態2では、光源に関する開閉シャッター(図2での開閉シャッター70)を用いて、光源のオン/オフの制御とともに開閉シャッターの開閉(言い換えると励起光の遮蔽のオフ/オン)の制御によって、撮像(露光等)のタイミング制御を行う場合を説明する。図14の(c)の光源B(例えばハロゲンランプ光源)のように、光源がオフされた後の励起光の漏れ・ずれの時間1402が比較的長い場合に、実施の形態2の構成を適用する。
In addition, among the present embodiments, particularly in
[光学識別装置(1)]
図1は、実施の形態の光学識別装置である光学識別装置1の外観の斜視図を示す。光学識別装置1は、筐体20において、開口部3、表示装置5、制御装置10、撮像素子8、レンズ9、図1では示していない光源装置7(図2)などの構成要素が搭載されている。筐体20は、本例では直方体形状を有するがこれに限定されない。
[Optical identification device (1)]
Fig. 1 shows a perspective view of the exterior of an
図1では、図示する空間座標系(X,Y,Z)での水平面であるX-Y面上に、筐体20が置かれている。筐体20のZ方向での底面部には、開口部3が設けられている。開口部3は、光源励起光および蛍光/燐光の光に関する光透過性を有する部分であり、言い換えると窓部である。開口部3は、何も無い部分としてもよいし、光透過性を有する部材(例えばガラス板)が配置された部分としてもよい。また、図1では、X-Y面上で、開口部3の下側に、対象物2としてプレパラート30(後述の図3A)が配置されている状態を示している。
In FIG. 1, the
筐体20において、Z方向で上側から下側へ順に、表示装置5、制御装置10、撮像素子8、レンズ9、図2の光源装置7等、および開口部3が配置されている。
In the
制御装置10は、光学識別装置1の全体および各部を制御するコントローラに相当する。制御装置10は、光源装置7(図2)や撮像素子8等を制御して、撮像素子8によって撮像した画像信号を取得し、画像信号から画像を生成する。制御装置10は、撮像した画像に基づいて、所定の光学識別の処理を行い、撮像した画像や処理結果などを、表示装置5の画面に表示する。
The
表示装置5は、例えばカラーLCDモニタ(LCD:液晶表示装置)である。筐体20には、その他、図示しないが、ユーザが操作入力するための操作ボタンなどの操作デバイスなどを備えてもよい。また、光学識別装置1の制御装置10(後述の図4)に、通信インタフェースや入出力インタフェースを備えてもよく、通信インタフェースを介して外部装置との間でデータを入出力してもよい。図1では、表示装置5が筐体20に一体的に組み込まれているが、これに限定されず、表示装置5が筐体20とは別体で分離して接続されてもよい。
The
光源装置7は、特定の波長成分の励起光を発生させる光源であり、実施の形態1ではLED光源、実施の形態2ではハロゲンランプ光源である。
The
撮像素子8は、対象物2からの蛍光/燐光の発光の波長領域に受光感度を有する、例えばCCDやCMOSセンサ等の撮像素子、言い換えると受光回路、カメラである。撮像素子8は、制御装置10からの制御に基づいて、画素に対応した受光素子ごとに、受光する光の強度に対応した電荷を蓄積し、蓄積した電荷を読み出しのタイミングで電気信号として出力し、蓄積した電荷を排出のタイミングで排出する。本例では、撮像素子8は、フルカラー撮影が可能な素子である。レンズ9は、光学調整素子であり、例えば結像レンズである。本実施の形態では、対象物2とレンズ9との間には、光学フィルタを設けていない。
The imaging element 8 is an imaging element such as a CCD or CMOS sensor that has light receiving sensitivity in the wavelength region of the fluorescence/phosphorescence emitted from the
光学識別の作業を行うユーザは、作業台上で、検体に試薬を塗布したプレパラート30(図3A)を用意し、プレパラート30を置いた状態で、光学識別装置1の筐体20の開口部3をプレパラート30の上側に配置する。その後、ユーザは、光学識別装置1の図示しないメインスイッチを押下して、光学識別の処理を実行させる。これにより、検出画像(特に後述の積算画像や合成画像)が生成され、表示装置5の画面に表示される。
A user performing optical identification work prepares a preparation 30 (FIG. 3A) on a workbench with a reagent applied to the specimen, and with the
[光学識別装置(2)]
図2は、図1の光学識別装置1の側面から見た断面図を示し、図1でのA-A線でのY-Z断面を示している。図2では、開閉シャッター70を備える実施の形態2の構成の場合を示しているが、実施の形態1の場合には、開閉シャッター70が無い構成となる。例えば筐体20のY軸方向での中央に、一点鎖線で光軸c0を示すように、撮像素子8およびレンズ9が下向きで配置されている。Z方向で所定の高さ位置には、例えばY軸方向で左右の両側に、光源装置7が配置されている。本例では、2つの光源装置7は、それぞれ、一点鎖線で光軸c1を示すように、光軸c0に向いた斜め下向きで配置されている。撮像素子8および光源装置7は、制御装置10と図示しない信号線で電気的に接続されている。
[Optical identification device (2)]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
制御装置10は、それぞれの光源装置7の発光のオン/オフのタイミングを制御する。制御装置10は、撮像素子8による蛍光(例えば蛍光c2)の検出・露光のタイミングを制御する。
The
また、実施の形態2では、光源装置7の近くに、開閉シャッター70が配置されている。本例では、2つの光源装置7に対し、それぞれ、光軸c1上で、開口部3よりも上側での所定の高さ位置に、Y軸方向で左右の両側での開閉シャッター70が配置されている。開閉シャッター70は、光源装置7からの励起光を遮蔽する閉状態と、当該励起光を通過させる開状態とが、切り替え可能な機構である。開閉シャッター70は、図示しない信号線を通じて、制御装置10(図4)と電気的に接続されている。制御装置10は、開閉シャッター70の開閉のタイミングを制御する。
In addition, in the second embodiment, an opening/
開閉シャッター70の開閉の機構は、例えば機械的な開閉の機構とするが、これに限定しない。
The mechanism for opening and closing the opening/
光源装置7からの励起光が開口部3を通じて対象物2に照射される。すると、対象物2に含まれている所定の物質からは、例えば蛍光が発生する。その蛍光は、例えば蛍光c2として、Z方向で上方に出射し、レンズ9に入射する。その蛍光c2は、レンズ9を通じて集光などがされた後、撮像素子8に入射する。撮像素子8は、その蛍光c2を露光して、検出信号(言い換えると画像信号)として検出する。検出信号は制御装置10に送られ、制御装置10は検出信号から画像を生成する。
Excitation light from the
なお、実施の形態1で開閉シャッター70を備えない構成とする場合、装置構成としては、図2のように筐体20に開閉シャッター70を搭載した構成とした上で、その開閉シャッター70を常時に開状態にしておく構成としてもよい。
When the first embodiment is configured without the opening/
[対象物(生体試料)]
図3Aは、対象物2として、生体試料(検体)が格納されたプレパラート30の例を示す。このプレパラート30は、スライドガラス上に検体31(例えば人の粘液)が載せられ、その検体に例えばA~Cで示す3種類の試薬(反応試薬)が塗布されて、カバーガラス下に封入されたものである。すなわち、この対象物2は、複数の種類の物質として、試薬A~Cとのそれぞれの反応物質A~Cを含んでいる。所定の検査では、このような検体と試薬との反応の結果が確認される。本実施の形態の光学識別装置1および光学識別方法では、各反応物質に対応して発生する蛍光を用いて、このような検体と試薬との反応の結果を光学識別するものである。
[Subject (biological sample)]
3A shows an example of a
図3Aでは、対象物2である検体31を含むプレパラート30において、A,B,Cで示す3種類の試薬による3種類の反応物質が、ある程度分離された各位置に設けられている。
In FIG. 3A, three types of reactants, indicated as A, B, and C, are provided at positions separated to some extent on a
図3B,図3C,図3Dは、図3Aのプレパラート30に基づいて、本実施の形態の光学識別装置1によって撮像等した画像である検出画像を示す。この検出画像は、反応物質ごとに蛍光を検出した画像であり、制御装置10での検出時点での画像であり、表示する前の画像である。図3Bは、反応物質Aについての検出画像300Aを示す。図3Cは、反応物質Bについての検出画像300Bを示す。図3Dは、反応物質Cについての検出画像300Cを示す。後述するが、本実施の形態の光学識別装置1は、それぞれの反応物質ごとに分けて検出画像(特に後述の積算画像)を得ることができ、また、各反応物質の検出画像を1つに合成した検出画像(合成画像と記載する場合がある)を得ることもできる。
Figures 3B, 3C, and 3D show detection images that are images captured by the
図3Bの検出画像300Aでは、主に反応物質Aからの蛍光が像301Aとして検出されている。検出画像300Aでは、この反応物質Aの蛍光は、検出信号に応じた輝度値(例えば反応物質B,Cの蛍光に比べて相対的に高輝度)を有している。図3Cの検出画像300Bでは、主に反応物質Bからの蛍光が像301Bとして検出されている。検出画像300Bでは、この反応物質Bの蛍光は、検出信号に応じた輝度値(例えば反応物質A,Cの蛍光に比べて相対的に高輝度)を有している。図3Dの検出画像300Cでは、主に反応物質Cからの蛍光が像301Cとして検出されている。検出画像300Cでは、この反応物質Cの蛍光は、検出信号に応じた輝度値(例えば反応物質A,Bの蛍光に比べて相対的に高輝度)を有している。
In the
これらの検出画像300A,300B,300Cは、個別の検出画像または後述の合成画像として表示される際には、反応物質(A~C)の蛍光の像ごとに、所定の色で表示される。例えば、検出画像300Aの反応物質Aの蛍光の像は緑色で表示され、検出画像300Bの反応物質Bの蛍光の像は赤色で表示され、検出画像300Cの反応物質Cの蛍光の像は青色で表示される。制御装置10は、これらの3枚の検出画像を、表示装置5の画面に表示する際に、緑画像、赤画像、青画像として扱い、これらをカラー画像として合成した合成画像を生成して表示する。上記それぞれの蛍光の像に関する所定の色は、ユーザが各反応物質の蛍光を識別しやすいように、異なる所定の色として設けられている。
When these
本実施の形態の光学識別装置1および方法では、利用の仕方として、このような複数の種類の物質(反応物質A~C)をまとめて光学識別できるようにする。本実施の形態の光学識別装置1および方法では、対象物2(プレパラート30)を撮像することで、図3B~図3Dのような例えば3種類の検出画像をまとめて取得する。
The
これに限らず、対象物2の他の例では、プレパラート30に、1つの試薬による反応物質のみが設けられてもよい。また、対象物2の他の例では、開口部3の範囲内に、複数の検体が各位置を分けて設置されてもよい。
In another example of the
[機能ブロック]
図4は、光学識別装置1の機能ブロック構成例を示す。図4では、実施の形態2の場合での開閉シャッター70の制御を有する場合を示しているが、実施の形態1の場合には、シャッター開閉制御部107による開閉シャッター70の制御が無い構成となる。
[Function block]
Fig. 4 shows an example of a functional block configuration of the
制御装置10は、機能ブロックとして、表示制御部101、画像信号変換部102、タイミング制御部103、および設定部108を有する。タイミング制御部103は、より詳しくは、撮像読み出し制御部104、排出制御部105、光源発光制御部106、およびシャッター開閉制御部107を有する。各機能ブロックは、光学識別装置1に備えるプロセッサおよびメモリ等によって実現される。具体的には、プロセッサは、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行することで、タイミング制御部103等を実現する。各機能ブロックの実装は、プログラム処理に限定されず、専用回路などでもよい。
The
表示制御部101は、画像信号変換部102によって得た画像などのデータに基づいて、表示装置5の画面での画像表示を制御する。
The
画像信号変換部102は、撮像素子8からの検出信号に基づいて、変換や処理によって、検出画像を生成する。ここでの検出画像は、積算画像や合成画像の概念も含む。なお、撮像素子8の一部に、または、撮像素子8と制御装置10との間に、または、画像信号変換部102の一部として、アナログ/デジタル変換回路や増幅回路などの回路を有してもよい。
The image
タイミング制御部103は、撮像素子8による露光(言い換えると受光)のタイミングや排出のタイミング、光源装置7による発光のタイミング、開閉シャッター70による開閉のタイミングなどを制御する。
The
設定部108は、光学識別装置1のシステム、またはユーザによる設定を行う部分である。設定部108による設定(後述)は、タイミング制御部103や画像信号変換部102などの動作に反映される。
The
撮像読み出し制御部104は、撮像素子8に信号(読み出し制御信号)を供給することで、撮像素子8からの検出信号(言い換えると撮像信号、画像信号)の読み出しを制御する。検出信号は、撮像素子8で画素ごとに露光(受光)の際に蓄積された電荷による電気信号である。
The imaging
排出制御部105は、撮像素子8に信号(排出制御信号)を供給することで、撮像素子8での蓄積された電荷の排出を制御する。排出により、各画素の電荷蓄積がリセットされる。
The
光源発光制御部106は、光源装置7に信号(発光制御信号)を供給することで、それぞれの光源装置7による励起光の発光のオン/オフを制御する。
The light source
シャッター開閉制御部107は、実施の形態2の場合に、開閉シャッター70に信号を供給することで、それぞれの開閉シャッター70による開/閉を制御する。
In the case of
上記タイミング制御部103のタイミング制御のパラメータ値は、変更可能なように構成されている。具体例では、制御装置10内の不揮発性メモリに、タイミング制御の各パラメータ値が保持されており、このパラメータ値が設定で書き換え可能となっている。
The parameter values of the timing control of the
[実装例(複数の種類の物質への対応)]
本実施の形態の光学識別装置1の1つの実装例は、特定の対象物2における特定の複数の種類の物質(例えば図3のA~Cで示す反応物質)が予め固定的に決まっている場合に、それらの特定の複数の種類の物質に対応できるように、ハードウェアおよびソフトウェアが実装されている構成である。
[Implementation example (supporting multiple types of substances)]
One implementation example of the
本実施の形態の光学識別装置1の他の1つの実装例は、対象物2における複数の種類の物質が様々にある場合に、それらの様々な物質に可変的に対応できるように、設定機能が実装されている構成である。本実施の形態では、後者の実装に対応できるように、図4のように制御装置10に設定部108を備えている。表示装置5の画面には、設定用の情報も表示される。ユーザは、表示装置5の画面で、設定用の情報を確認し、ユーザ設定を行う場合には、設定値などを入力する。設定部108は、ユーザ設定による情報を保存し、タイミング制御部103などに制御用のパラメータ値を設定する。設定可能である制御用のパラメータ値の例は後述する。
Another implementation example of the
なお、この設定部108は、外部のPC等の機器を利用して実装されてもよい。その場合、図4での設定部108は、外部に接続されるPC等の機器からの設定情報を入力・受信して、制御装置10の回路などに制御用のパラメータ値を設定するインタフェースを有する。
The
[基本的なタイミング制御]
図5は、実施の形態の光学識別装置1および方法における、基本的なタイミング制御のタイムチャートを示す。図5では、実施の形態2での開閉シャッター70の制御を有する場合を示しているが、実施の形態1の場合には、(b)の開閉シャッター70の制御が無い構成となる。図4の制御装置10(特にタイミング制御部103)は、本チャートに示すようなタイミング制御を行う。図5では、横軸を時間として、縦軸に各構成要素を示す。
[Basic timing control]
Fig. 5 shows a time chart of basic timing control in the
(a)の光源は、光源装置7の励起光の発光のオン/オフを示す。(b)の開閉シャッターは、開閉シャッター70の開閉を示す。(c)の励起光は、光源装置7から発生して対象物2に照射される励起光、言い換えると開閉シャッター70を通過後の励起光を示す。(d)の蛍光は、励起光の照射に基づいて対象物2から発生する蛍光を示す。(e)の排出は、撮像素子8の電荷の排出を示す。(e)では排出は信号のオン状態で示され、非排出(電荷蓄積)は信号のオフ状態で示される。(f)の受光・撮影・出力は、撮像素子8による(d)の蛍光の受光、撮像、および検出信号の出力(言い換えると制御装置10による読み出し)を示す。
The light source in (a) indicates the on/off state of the emission of excitation light from the
まず、制御装置10は、時点t1で、(a)の光源装置7の発光をオン(ON)にする。なお、時点t1までに、(b)の開閉シャッター70は開状態であり、(e)の撮像素子8の排出は排出状態である。制御装置10は、時点t1から時点t2までの所定の時間T1の間では、(a)の光源装置7の発光をオン状態に維持する。制御装置10は、時点t2で、(a)の光源装置7の発光をオフ(OFF)にする。
First, the
制御装置10は、(a)の光源のオン/オフにあわせて、(b)の開閉シャッター70の開閉を制御する。具体的に、制御装置10は、(a)の光源の発光の時間T1では開閉シャッター70を開状態にし、時点t2での発光のオフと同時に開閉シャッター70を閉じて閉状態にする。
The
(a)の光源装置7および(b)の開閉シャッター70の制御により、(c)の励起光は、時点t1から時点t2までの時間T1で、対象物2に照射される。時点t2のオフ後に、図14のように励起光がまだ生じている場合でも、開閉シャッター70が閉状態となるので、対象物2には余分な励起光が照射されない。
By controlling the light source device 7 (a) and the opening/closing shutter 70 (b), the excitation light (c) is irradiated onto the
(c)の励起光の照射に基づいて、(d)のように、対象物2から蛍光が発生する。この蛍光は、励起光が照射されている時間T1に発生するとともに、励起光が照射されなくなった時点t2以後も減衰しながらある程度発生し続ける。時点t1以降および時点t2以降の励起光の発生の特性(例えば光量やディレイ)は、対象物2の物質に応じたものとなる。本例では、時点t2から時点t3までの時間T2に、励起光が減衰しながらディレイとして発生している。
Based on the irradiation of the excitation light (c), fluorescence is generated from the
(e)の排出の制御では、時点t1よりも前から撮像素子8が排出状態とされており、制御装置10は、時間T1で光源がオン状態にされ、時点t2で光源をオフ(OFF)にすると同時に、撮像素子8からの電荷の排出をオフにする。すなわち、時点t2以後では、撮像素子8の画素に電荷が蓄積される受光の時間となる。
In the discharge control of (e), the image sensor 8 is in a discharge state before time t1, and the
(f)の受光・撮影・出力の制御では、(e)の排出がオフとなった時点t2から、(d)の蛍光の時間T2を対象として、蛍光の受光(言い換えると電荷蓄積)が開始され、時点t3でその受光を終了するように制御装置10から制御される。時点t3で受光が終了した後は、制御装置10が撮像素子8からその受光による検出信号を読み出す。
In the control of light reception, photography, and output (f), the
上記のように、本実施の形態では、制御装置10は、光源装置7からの励起光の照射と、対象物2からの蛍光の発光および撮像素子8での受光とが、時間的に分割されるように、各構成要素のオン/オフ等のタイミングを制御する。本実施の形態では、制御装置10は、対象物2の物質における蛍光の特性(後述の蛍光パターン)、例えば(d)のような蛍光の発生の時間T2に合わせるように、撮像素子8の受光の時間を設定・制御する。本実施の形態では、制御装置10は、撮像素子8の受光の開始(時点t2)までは電荷の排出をし続けるように制御する。
As described above, in this embodiment, the
制御装置10は、図5のようなタイミング制御を、対象の物質の特性に合わせたそれぞれ異なるタイミング制御として同様に行う。
The
[物質の蛍光の特性(蛍光パターン)]
図6は、複数の種類の物質(例えば図3のA~Cで示す反応物質)における蛍光の特性(言い換えると蛍光パターン)の例を示す。図6では、(c)の励起光は、図5の(c)の励起光と同様のものであり、時点t1から時点t2まで発生しているとする。(A)の物質Aの蛍光パターンは、第1の種類の物質(例えば図3のAで示す反応物質)の蛍光の特性を示す。(B)の物質Bの蛍光パターンは、第2の種類の物質(例えば図3のBで示す反応物質)の蛍光の特性を示す。(C)の物質Cの蛍光パターンは、第3の種類の物質(例えば図3のCで示す反応物質)の蛍光の特性を示す。(g)の物質ごとに適した受光期間は、(A)~(C)の物質ごとに適した、撮像素子8の受光の期間を示す。
[Fluorescence characteristics of substances (fluorescence patterns)]
FIG. 6 shows an example of the fluorescence characteristics (in other words, the fluorescence patterns) of a plurality of types of substances (for example, the reaction substances shown in A to C in FIG. 3). In FIG. 6, the excitation light in (c) is the same as the excitation light in (c) in FIG. 5, and is generated from time t1 to time t2. The fluorescence pattern of substance A in (A) shows the fluorescence characteristics of a first type of substance (for example, the reaction substance shown in A in FIG. 3). The fluorescence pattern of substance B in (B) shows the fluorescence characteristics of a second type of substance (for example, the reaction substance shown in B in FIG. 3). The fluorescence pattern of substance C in (C) shows the fluorescence characteristics of a third type of substance (for example, the reaction substance shown in C in FIG. 3). The light reception period suitable for each substance in (g) shows the light reception period of the image sensor 8 suitable for each of the substances (A) to (C).
(A)の物質Aの蛍光パターンでは、時点t2から時点t3(なお図5での時点t3とは異なる)までの時間TAで、蛍光が減衰しながら発生している。また、(B)の物質Bの蛍光パターンでは、時点t2から時点t4までの時間TBで、蛍光が減衰しながら発生している。時点t4は時点t3よりも後であり、TB>TAである。また、(C)の物質Cの蛍光パターンでは、時点t2から時点t5までの時間TCで、蛍光が減衰しながら発生している。時点t5は時点t4よりもさらに後であり、TC>TBである。 In the fluorescence pattern of substance A in (A), the fluorescence is generated while attenuating during time TA from time t2 to time t3 (note that this is different from time t3 in Figure 5). In the fluorescence pattern of substance B in (B), the fluorescence is generated while attenuating during time TB from time t2 to time t4. Time t4 is after time t3, so TB > TA. In the fluorescence pattern of substance C in (C), the fluorescence is generated while attenuating during time TC from time t2 to time t5. Time t5 is even later than time t4, so TC > TB.
(A)(B)(C)のそれぞれの物質の蛍光パターンでは、蛍光の発光量に関しては、例えば、物質Aが大きく、物質Bが中程度であり、物質Cが小さい。また、(A)(B)(C)のそれぞれの物質の蛍光パターンでは、蛍光の発光時間、言い換えるとディレイに関しては、例えば、物質Aが短く、物質Bが中程度であり、物質Cが長い。 In the fluorescence patterns of each of the substances (A), (B), and (C), for example, the amount of fluorescence emission is large for substance A, medium for substance B, and small for substance C. Also, in the fluorescence patterns of each of the substances (A), (B), and (C), for example, the fluorescence emission time, or in other words the delay, is short for substance A, medium for substance B, and long for substance C.
制御装置10は、上記のような複数の種類の物質の各物質の蛍光に対し、撮像素子8の受光の期間を設定して、各物質の蛍光を撮像・検出する。その際、制御装置10は、上記のような複数の種類の物質の各物質の蛍光の特性の違いを考慮して、当該物質間で各蛍光の受光がなるべく時間的に重ならないように、物質ごとに分けた受光期間を設定する。その例を(g)の受光期間で示している。物質Aについては、時間TAを対象に、受光期間TA1が設定されている。物質Bについては、時間TBのうち時間TAと重ならない時間を対象に、受光期間TB1が設定されている。物質Cについては、時間TCのうち時間TAおよび時間TBと重ならない時間を対象に、受光期間TC1が設定されている。
The
このように、制御装置10は、対象の物質に応じて、各物質に適した受光期間を選択・設定する。制御装置10は、各物質の蛍光の光量や発光時間を考慮し、また、各蛍光の時間的な分離を考慮して、それらの受光期間を選択・設定する。これにより、A~Cの各物質の蛍光が、適した光量で、時間分離された受光期間TA1,TB1,TC1で受光できる。各物質の受光期間では、他の種類の物質の蛍光が混じりにくいので、対象の物質の蛍光を検出しやすくなる。
In this way, the
また、制御装置10は、(g)のような受光期間の設定とした場合に、1回の受光では各物質の受光光量が十分に得られない場合には、物質ごとに適した総受光光量が得られるように、複数回の受光による積算を制御する。制御装置10は、物質ごとに蛍光の各発光時間および発光量と、複数回の受光とを考慮して、(g)のような物質ごとに適した受光期間を設定する。図6の例では、物質Cの受光期間TC1での1回の受光光量は比較的小さいため、複数回の受光による積算が行われる。制御装置10は、各物質について、総受光光量を考慮して、積算のための受光の繰り返しの回数も選択・設定する。
Furthermore, when the light receiving period is set as in (g), if a single light receiving does not provide a sufficient amount of light received by each substance, the
なお、図6の例では、A~Cの各物質の受光期間を分離する場合を示したが、これに限定されず、例えば(f)に変形例として示すように、各物質の受光期間において、一部が時間的に重なるように設定してもよい。(f)の例では、各物質の受光期間TA1,TB1,TC1は、受光開始を同じ時点t2として、各物質の蛍光のディレイの時間TA,TB,TCに合わせた受光終了時点までとしている。この場合、各物質の受光期間は、他の種類の物質の蛍光が混じるが、受光光量は多くなる。 In the example of Figure 6, the light reception periods of each substance A to C are separated, but this is not limiting. For example, as shown as a modified example in (f), the light reception periods of each substance may be set so that they partially overlap in time. In the example of (f), the light reception periods TA1, TB1, and TC1 of each substance start at the same time t2 and end at a time that matches the fluorescence delay times TA, TB, and TC of each substance. In this case, the light reception period of each substance will be mixed with fluorescence from other types of substances, but the amount of received light will be greater.
[物質の蛍光の特性に基づいたタイミング制御]
図7は、図6の複数の種類の物質における蛍光の特性に基づいた、タイミング制御の具体例を示す。(a)の光源、(b)の開閉シャッター、(c)の励起光は、図5と同様である。(A1)は物質Aの蛍光であり図6と同様である。(A2)は物質Aについて、撮像素子8での排出を示し、光源OFFに対応した時点t2までが排出であり、物質Aの受光期間TA1の開始に合わせて電荷蓄積開始である。(A3)は、物質Aについて、撮像素子8での受光(撮像等)を示し、図6の受光期間TA1に対応し、光源OFFの時点t2から即時(第1の時間=0秒)に開始し、受光期間TA1(第2の時間=TA1)経過後の時点t3で受光終了である。
[Timing control based on the fluorescent properties of substances]
FIG. 7 shows a specific example of timing control based on the characteristics of fluorescence in the multiple types of materials in FIG. 6. The light source in (a), the opening and closing shutter in (b), and the excitation light in (c) are the same as in FIG. 5. (A1) is the fluorescence of material A, and is the same as in FIG. 6. (A2) shows the discharge of material A at the imaging element 8, which is discharged until time t2 corresponding to the light source OFF, and the start of charge accumulation coincides with the start of the light reception period TA1 of material A. (A3) shows the reception of light (image capture, etc.) at the imaging element 8 for material A, which corresponds to the light reception period TA1 in FIG. 6, starts immediately (first time = 0 seconds) from time t2 when the light source is OFF, and ends at time t3 after the light reception period TA1 (second time = TA1) has elapsed.
(B1)は物質Bの蛍光であり図6と同様である。(B2)は物質Bについて、撮像素子8での排出を示し、物質Aの受光期間TA1が終了する時点t3まで排出であり、物質Bの受光期間TB1の開始に合わせて電荷蓄積開始である。(B3)は、物質Bについて、撮像素子8での受光(撮像等)を示し、図6の受光期間TB1に対応し、光源OFFの時点t2から物質Aの受光期間TA1経過後(第1の時間=TA1)の時点t3に開始し、物質Bの受光期間TB1(第2の時間=TB1)経過後の時点t4で受光終了である。 (B1) shows the fluorescence of substance B, and is the same as in Figure 6. (B2) shows the emission of substance B at the imaging element 8, which continues until time t3 when the light reception period TA1 of substance A ends, and charge accumulation begins at the start of the light reception period TB1 of substance B. (B3) shows the reception of light (image capture, etc.) at the imaging element 8 for substance B, which corresponds to the light reception period TB1 in Figure 6, and begins at time t3 after the light reception period TA1 of substance A has elapsed (first time = TA1) from time t2 when the light source is OFF, and ends at time t4 after the light reception period TB1 of substance B has elapsed (second time = TB1).
(C1)は物質Cの蛍光であり図6と同様である。(C2)は物質Cについて、撮像素子8での排出を示し、物質Aの受光期間TA1および物質Bの受光期間TB1が終了する時点t4まで排出であり、物質Cの受光期間TC1の開始に合わせて電荷蓄積開始である。(C3)は、物質Cについて、撮像素子8での受光(撮像等)を示し、図6の受光期間TC1に対応し、光源OFFの時点t2から物質Aの受光期間TA1および物質Bの受光期間TB1が経過後(第1の時間=TA1+TB1)の時点t4に開始し、物質Cの受光期間TC1(第2の時間=TC1)経過後の時点t5で受光終了である。 (C1) is the fluorescence of material C, and is the same as in Figure 6. (C2) shows emission at the imaging element 8 for material C, which continues until time t4 when the light reception period TA1 of material A and the light reception period TB1 of material B end, and charge accumulation begins at the start of the light reception period TC1 of material C. (C3) shows light reception (imaging, etc.) at the imaging element 8 for material C, which corresponds to the light reception period TC1 in Figure 6, and begins at time t4 after the light reception period TA1 of material A and the light reception period TB1 of material B have elapsed (first time = TA1 + TB1) from time t2 when the light source is turned off, and light reception ends at time t5 after the light reception period TC1 of material C (second time = TC1) has elapsed.
図7のタイミング制御は、上記のように、物質ごとに、蛍光の特性に応じて、光源OFFから受光開始までの第1の時間と、受光期間である第2の時間とが、異なる値に設定されている。図7のようなタイミング制御によって、物質ごとに適した期間で区別して蛍光を受光し、検出画像として検出でき、各検出画像では各物質の蛍光を区別して光学識別がしやすくなる。 As described above, in the timing control of FIG. 7, the first time from when the light source is turned off to when light reception begins, and the second time, which is the light reception period, are set to different values for each substance according to the characteristics of the fluorescence. With timing control as shown in FIG. 7, the fluorescence can be received at periods appropriate for each substance and detected as a detection image, and the fluorescence of each substance can be distinguished in each detection image, making it easier to optically identify it.
[積算の制御]
図8は、図7のような1回分のタイミング制御に基づいて、さらに、複数回の撮像による積算を行う場合のタイミング制御の例を示す。予め、図4の設定部108を用いて、対象物2における複数の種類の物質(例えば図3のA~Cで示す反応物質)に応じた、積算に関する設定がされている。その設定の例として、各物質の積算のための撮影の回数は、物質Aが1回、物質Bが3回、物質Cが10回、といったように設定されている。これらの回数は、前述のように、各物質の蛍光の特性(光量やディレイなど)を考慮して設定されており、可変である。
[Integration control]
Fig. 8 shows an example of timing control in the case where integration is performed by capturing images multiple times based on the timing control for one time as shown in Fig. 7. The
図8で、縦軸には、(a)の光源、(b)の開閉シャッター、(c)の励起光、(d)の蛍光、(e)の排出、(f)の受光・撮像、(g)の積算データの出力タイミングを示し、(a)~(f)は基本的には前述の図5等と同様である。(d)では、各物質(A~C)の蛍光が時間軸上で積算のための撮影の回ごとに分けて設けられている。(f)では各物質(A~C)の受光・撮像が時間軸上で積算のための撮影の回ごとに分けて設けられている。(g)では、(f)の物質(A~C)ごとの回数での撮像が終了した直後にそれらの撮像信号を積算データとして出力するタイミングを示している。(g)の積算データの出力タイミングは、撮像素子8からの検出信号(言い換えると撮像信号、画像信号)に基づいた制御装置10による積算画像の生成などのタイミングを表す信号である。これに限らず、撮像素子8に積算の機能を備える場合には、撮像素子8が検出信号から積算を行って、積算後の信号を制御装置10に出力するようにしてもよい。
In FIG. 8, the vertical axis shows the timing of the light source (a), the opening and closing shutter (b), the excitation light (c), the fluorescence (d), the emission (e), the light reception and imaging (f), and the output of the integrated data (g), and (a) to (f) are basically the same as FIG. 5 and the like. In (d), the fluorescence of each substance (A to C) is divided on the time axis for each imaging for integration. In (f), the light reception and imaging of each substance (A to C) is divided on the time axis for each imaging for integration. In (g), the timing of outputting the imaging signals as integrated data immediately after the imaging for each substance (A to C) in (f) is completed. The output timing of the integrated data in (g) is a signal that indicates the timing of the generation of an integrated image by the
本例では、撮像素子8による撮像の際に、積算の全体で14フレーム期間(F1~F14とする)を用いる。第1フレーム期間F1では、物質Aを対象に1回の撮像を行う。第2フレーム期間F2~第4フレーム期間F4では、物質Bを対象に3回の撮像を行う。第5フレーム期間F5~第14フレーム期間F14では、物質Cを対象に10回の撮像を行う。 In this example, when capturing images using the image sensor 8, a total of 14 frame periods (F1 to F14) are used for accumulation. In the first frame period F1, one image is captured of material A. In the second frame period F2 to the fourth frame period F4, three images are captured of material B. In the fifth frame period F5 to the fourteenth frame period F14, ten images are captured of material C.
第1フレーム期間F1では、受光期間TA1(時点t2~t3)で、1回の撮像が行われる。第2フレーム期間F2では、受光期間TB1(時点t6~t7)で、1回目の撮像が行われ、第3フレーム期間F3では、受光期間TB2(時点t10~t11)で、2回目の撮像が行われ、第4フレーム期間F4では、受光期間TB3(時点t14~t15)で、3回目の撮像が行われる。第5フレーム期間F5では、受光期間TC1(時点t19~t20)で、1回目の撮像が行われ、途中省略するが各フレーム期間の受光期間で各回目の撮像が同様に行われ、最後に第14フレーム期間F14では、受光期間TC10(時点t25~t26)で、10回目の撮像が行われる。 In the first frame period F1, one image is captured during the light-receiving period TA1 (times t2 to t3). In the second frame period F2, the first image is captured during the light-receiving period TB1 (times t6 to t7). In the third frame period F3, the second image is captured during the light-receiving period TB2 (times t10 to t11). In the fourth frame period F4, the third image is captured during the light-receiving period TB3 (times t14 to t15). In the fifth frame period F5, the first image is captured during the light-receiving period TC1 (times t19 to t20). Although omitted, each image is captured in the same way during the light-receiving period of each frame period. Finally, in the fourteenth frame period F14, the tenth image is captured during the light-receiving period TC10 (times t25 to t26).
(f)の物質ごとの受光期間については、変形例として、以下のようにしてもよい。(f)の物質ごとの受光期間については、一定間隔で受光期間を設定して、積算の回数で最適な検出画像を決定してもよい。特に、対象の物質の蛍光の特性が不明な場合や、不特定な物質を対象として検査する場合に、このように制御することで、見逃しを無くすことができる。図6の(h)には、この変形例のタイミング制御を示している。制御装置10は、例えば、時点t2から、一定間隔(言い換えると一定のディレイ時間)で、同じ長さの単位受光期間(TA1=TB1=TC1)を、複数回の受光期間として繰り返して設けている。例えば、物質Aについては、時点t2から1回目の単位受光期間を受光期間TA1として、撮像した画像(言い換えるとディレイ画像)から、最適な検出画像が得られる。物質Bについては、時点t2から2回目の単位受光期間を受光期間TB1として、撮像した画像(言い換えるとディレイ画像)から、最適な検出画像が得られる。物質Cについては、時点t2から3回目,4回目,5回目の単位受光期間を受光期間TC1として、撮像した画像(言い換えるとディレイ画像)およびそれらを積算した画像から、最適な検出画像が得られる。
As a modified example, the light receiving period for each substance in (f) may be as follows. As for the light receiving period for each substance in (f), the light receiving period may be set at a fixed interval, and the optimal detection image may be determined by the number of times of accumulation. In particular, when the characteristics of the fluorescence of the target substance are unknown or when inspecting an unspecified substance, such control can eliminate oversights. (h) of FIG. 6 shows the timing control of this modified example. The
(g)で、第1フレーム期間F1では、1回の受光期間TA1が終了した時点t3で、積算データの出力タイミングを示すオン信号に基づいて、1回の受光期間TA1分の撮像信号が、積算データ(物質A検出画像データ)として出力される。第4フレーム期間F4では、3回目の受光期間TB3が終了した時点t15で、オン信号に基づいて、3回の受光期間TB1,TB2,TB3分の撮像信号が、積算データ(物質B検出画像データ)として出力される。第14フレーム期間F14では、10回目の受光期間TC10が終了した時点t26で、オン信号に基づいて、10回の受光期間TC1~TC10分の撮像信号が、積算データ(物質C検出画像データ)として出力される。 In (g), in the first frame period F1, at time t3 when one light receiving period TA1 ends, imaging signals for one light receiving period TA1 are output as integrated data (substance A detection image data) based on an ON signal indicating the output timing of the integrated data. In the fourth frame period F4, at time t15 when the third light receiving period TB3 ends, imaging signals for three light receiving periods TB1, TB2, and TB3 are output as integrated data (substance B detection image data) based on an ON signal. In the fourteenth frame period F14, at time t26 when the tenth light receiving period TC10 ends, imaging signals for ten light receiving periods TC1 to TC10 are output as integrated data (substance C detection image data) based on an ON signal.
上記撮像素子8からの検出信号に基づいて、制御装置10(図4)は、画像信号変換部102で、積算の処理を行うことで、物質ごとの検出画像として積算画像(例えば図3B,図3C,図3D)を得る。例えば、物質Bについては、図8での3回のフレーム期間(F2~F4)での撮像の検出信号に基づいて、積算(例えば輝度値の加算)をした結果、図3Cでの検出画像300Bが積算画像として得られる。
Based on the detection signals from the imaging element 8, the control device 10 (Fig. 4) performs an accumulation process in the image
図8のような積算の制御によって、物質ごとに十分な好適な光量で検出画像(特に積算画像)が得られ、各検出画像(積算画像)では各物質の蛍光を区別して光学識別がしやすくなる。さらに、各検出画像(積算画像)を1つに合成した合成画像(後述の図9A)が得られ、その合成画像でも各物質の蛍光を区別して光学識別がしやすくなる。 By controlling the accumulation as shown in Figure 8, a detection image (particularly an accumulated image) can be obtained with a sufficient and suitable amount of light for each substance, and the fluorescence of each substance can be distinguished in each detection image (accumulated image) to facilitate optical identification. Furthermore, a composite image (Figure 9A described below) can be obtained by combining each detection image (accumulated image) into one, and the fluorescence of each substance can also be distinguished in this composite image to facilitate optical identification.
[検出画像の出力]
図9Aは、上記タイミング制御に基づいて得られた検出画像の出力の例を示す。制御装置10(図4)は、上記タイミング制御に基づいて得られた検出画像(特に積算画像や合成画像)を、表示制御部101によって、表示装置5の画面に表示する。まず、前述の図3B,図3C,図3Dは、対象物2における反応物質A~Cごとに、別々の検出画像として分けて得られる場合の例を示した。制御装置10は、設定部108での設定に基づいて、物質ごとに検出画像(特に合成画像)でどのような色で表示するかを対応付けて決める。前述の例では、物質Aの検出画像300Aでは蛍光画像が合成の際に例えば緑色で表示されるように設定される。物質Bの検出画像300Bでは蛍光画像が合成の際に例えば赤色で表示されるように設定される。物質Cの検出画像300Cでは蛍光画像が合成の際に例えば青色で表示されるように設定される。この蛍光画像の表示色は、複数の種類の物質A~Cの蛍光についての光学識別をしやすくするための対応付けであり、緑色などに限らず、任意に設定可能である。制御装置10は、上記物質ごとの3種類の検出画像300A,300B,300Cを、R(赤),G(緑),B(青)の画像とし、それらをフルカラーとして合成した合成画像(図9A)として、表示させる。このような検出画像の表示により、検体の検査等の際の光学識別の際にユーザの視認性を高めることができ、光学識別の精度を高めることができる。
[Detection image output]
FIG. 9A shows an example of the output of the detection image obtained based on the above timing control. The control device 10 (FIG. 4) displays the detection image (particularly the integrated image and the composite image) obtained based on the above timing control on the screen of the
図9Aの例では、まず検出画像900は、図7および図8のタイミング制御に基づいて得られた検出信号に基づいて、制御装置10がそれらの検出信号を積算および合成することで、1つの検出画像900を得て、表示装置5の画面50内に表示する場合を示している。この検出画像900は、言い換えると複数の物質の蛍光の合成画像である。この検出画像900では、物質Aの蛍光の像901Aが緑色、物質Bの蛍光の像901Bが赤色、物質Cの蛍光の像901Cが青紫色で表示されている。なお、ここで、物質Cの蛍光の像901Cが青紫色で表示される理由は、図3Cの検出画像300Bに基づいた赤画像と図3Dの検出画像300Cに基づいた青画像との合成による、光の三原色定理に基づいた合成画像の結果から得られるものである。このような検出画像900の場合にも、各物質の蛍光が異なる表示色で表示されているため、光学識別の視認性や精度を高めることができる。
9A shows a case where the
図9Bは、検出画像の出力に関する変形例を示している。この変形例では、制御装置10は、表示装置5の画面50に、図3B~図3Dのような物質ごとの検出画像に基づいた積算画像(各色の画像)を、順次に切り替えながら表示する。最初、物質Aの蛍光の検出画像911として緑画像が表示される。ユーザの入力操作、あるいは、所定の時間の経過後、次に、物質Bの蛍光の検出画像912として赤画像が表示される。ユーザの入力操作、あるいは、所定の時間の経過後、次に、物質Cの蛍光の検出画像913として青画像が表示される。ユーザの入力操作、あるいは、所定の時間の経過後、同様に、物質Aの蛍光の検出画像911の表示に戻る。
Figure 9B shows a modified example regarding the output of detection images. In this modified example, the
図9Cは、検出画像の出力に関する他の変形例を示している。この変形例では、制御装置10は、画面50内に、図3B~図3Dの検出画像に基づいた、図9Bのような物質ごとの積算画像である検出画像911,912,913を、検出画像921,922,923として、並列に表示する。また、制御装置10は、画面50内に、検出画像ごとの情報(例えば画像A,物質A等の説明や、発光の輝度値など)を併せて表示してもよい。
Figure 9C shows another modified example regarding the output of detection images. In this modified example, the
[設定]
図10は、図4の設定部108を用いた設定に関するGUI画面表示例を示す(GUI:Graphical User Interface)。制御装置10は、設定の際に、表示装置5の画面に、図10のような設定画面を表示する。図10の設定画面では、設定項目として、対象物質項目1001、受光期間項目1002、積算の回数項目1003、検出画像の表示色項目1004を有する。対象物質項目1001では、対象物質の情報が表示される。受光期間項目1002では、対象物質ごと(言い換えるとそれに対応する画像ごと)の受光期間(例えば前述の図7のような受光期間TA1,TB1,TC1)、言い換えると前述の第1の時間および第2の時間を設定できる。積算の回数項目1003では、対象物質ごとの積算の回数(例えば前述の図8のような1回、3回、10回)を設定できる。表示色項目1004では、対象物質ごとの検出画像の表示色(例えば前述の図9Bのような緑色、赤色、青色)を設定できる。各項目では、リストボックス等のGUIを用いて選択肢から選択入力可能としてもよい。
[setting]
FIG. 10 shows an example of a GUI screen display related to the setting using the
[様々な物質の特性に対応可能な機能]
上記実施の形態の光学識別装置1は、1つの実装例として、特定の蛍光/燐光の特性を有する特定の対象物の特定の物質(例えば前述のA~Cの反応物質)に対応できるように、所定のタイミング制御(例えば図7や図8)を行う機能が固定的に実装されたものとしてもよい。これに限らず、実施の形態の光学識別装置1は、蛍光/燐光の特性が異なる様々な対象物の物質に対応できるように、設定が可能である構成としてもよい。後者の実装の場合は、図4の設定部108を用いる。ユーザ(事業者の人あるいは利用者)は、例えば図10のような設定画面で、対象の物質に応じた設定値を設定できる。後者の実装の例の詳細について、以下に説明する。
[Functions that can accommodate the characteristics of various materials]
As one implementation example, the
対象物2(検査媒体や生体試料)中の蛍光成分または燐光成分である物質(例えば前述の反応試薬による反応物質など)の蛍光/燐光の特性が不明な場合がある。この場合にも対応ができるように、実施の形態の光学識別装置1は、以下のような事前モニタリングなどの機能を提供する。
There are cases where the fluorescence/phosphorescence characteristics of a substance that is a fluorescent or phosphorescent component (such as a reactant with the reaction reagent described above) in the object 2 (test medium or biological sample) are unknown. To be able to handle such cases, the
光学識別装置1は、まず、特性が不明な対象物について、事前モニタリングを行う。制御装置10は、その事前モニタリングの際、以下の手順で、予め、所定のデータ・情報(モニタリングデータとも記載)を採取して、ライブラリ(言い換えるとデータベース)に登録する。ライブラリは、制御装置10内のメモリまたは外部装置のメモリに設けられる。制御装置10は、そのライブラリのモニタリングデータ中から、物質ごとの特徴量を判定し、その特徴量を、当該モニタリングデータに関連付けて記憶する。そして、制御装置10は、その特徴量に応じて、タイミング制御での蛍光/燐光の受光・撮影の期間や、積算のための回数などの、制御用パラメータ値を決定する。制御装置10は、決定した制御用パラメータ値を、制御装置10内の各部(特にタイミング制御部103)に設定する。
The
事前モニタリングの手順の例は以下である。図11は、事前モニタリングの際のタイミングチャートを示す。図11に示すように、制御装置10は、蛍光/燐光の特性が不明な対象物2(例えば物質X,Y,Zを含む)に対し、予め規定された様々な撮影条件(ここでは例えば撮影条件1~Nとする)で撮像素子8による撮影を行って、各撮影条件での画像信号(言い換えると撮影データ)を取得する。図11での(a)は光源、(b)は開閉シャッター、(c)は励起光、(d)は蛍光/燐光、(e)は排出、(f)は受光・撮影であり、前述と同様である。図11の例では、時間軸上で、各撮影条件1~Nで順次に、撮影条件ごとに積算のための回数(nとする)で繰り返して撮影が行われている。これにより、対応する各撮影条件の各回の撮影データ1100が取得されている。
An example of the procedure for pre-monitoring is as follows. FIG. 11 shows a timing chart for pre-monitoring. As shown in FIG. 11, the
様々な撮影条件の例は、図示のように、光源OFFから排出オフおよび受光開始までの時間(第1の時間)が様々に異なるものや、受光期間(第2の時間)の長さが様々に異なるものが挙げられる。 Examples of various shooting conditions include, as shown in the figure, various different times (first time) from when the light source is turned off to when emission is turned off and when light reception begins, and various different lengths of the light reception period (second time).
制御装置10は、各撮影データ1100に基づいて、各回の積算での画像(検出画像、積算画像)1110を生成する。例えば、撮影条件1での撮影データ1100からは、1回目の撮影の検出信号による画像、2回目の撮影までの検出信号の積算による画像、……、n回目の撮影までの検出信号の積算による画像、といったように、n個の画像1110が得られる。また、同じ撮影条件での何回かの検出信号に基づいて積算した場合に、得られた積算画像の内容は、図示の画像1130のように、すべての物質で蛍光/燐光の輝度値が飽和する場合がある。画像1130は、物質A,B,Cで異なる回数での積算画像による飽和画像である。このように飽和する場合には、それ以上の積算は必要無い。
The
制御装置10は、各画像1110の内容を判断し、適した撮影条件を選択または生成し、その撮影条件に対応した制御用パラメータ値を決定する。適した撮影条件は、例えば、画像1110において、対象物質からの蛍光/燐光を表す輝度値がなるべく高コントラストに出ている画像1120に対応させた撮影条件である。画像1120は、物質A,B,Cで異なる回数での積算画像であり、適した撮影条件に対応した最適な画像であり、このような最適な画像が抽出される。この適した撮影条件の選択・判断は、専門家によるものとしてもよいし、機械学習によるものとしてもよい。図示の例では、画像1110のうち、破線枠で囲った画像1120は、物質X,Y,Zの蛍光/燐光が十分に高コントラストに検出されている画像である。
The
制御装置10は、上記のような事前モニタリングに基づいて、対象物質に適した撮影条件(言い換えるとタイミング制御の好適な制御パラメータ値)を決めることができる。
Based on the above-described advance monitoring, the
また、実施の形態の光学識別装置1は、上記事前モニタリングの機能を持つ場合には、上記のように様々な撮影条件で撮影を制御する機能を有している。そのため、ユーザが指定した撮影条件で対象物の撮影を行わせることも可能である。
In addition, when the
図12は、撮影条件を設定できるGUI画面表示例を示す。制御装置10は、表示装置5の画面に、図12のような撮影条件の設定画面を表示する。この設定画面では、例えば「撮影条件1」、「撮影条件2」といった撮影条件ごとの項目で、ユーザが撮影条件のパラメータ値、例えば受光期間(光源OFF後の第1時刻から第2時刻までの時間)、積算の際の回数などを確認・設定できる。ここで設定された撮影条件は、ユーザが任意に指定・選択して使用可能となる。
Figure 12 shows an example of a GUI screen display that allows the shooting conditions to be set. The
[効果等]
以上説明したように、実施の形態の光学識別装置および方法によれば、蛍光/燐光の発光の特性が異なる複数の種類の物質を含んだ対象物の場合でも、光学識別用に高コントラストの画像を生成・検出でき、光学識別に要する時間を短縮することができる。実施の形態によれば、特性が異なる物質ごとに色分けして、光学識別がしやすい高コントラスト画像を生成・出力できる。また、実施の形態1や実施の形態2によれば、光源(例えばLEDまたはハロゲンランプ)の特性に応じて、開閉シャッター70の使用有無に応じた、適したタイミング制御が可能である。本実施の形態によれば、図6、図7のように、複数の種類の物質で受光期間を分離して撮影するので、比較例のような光学フィルタ(バンドパスフィルタ)の具備は不要となる。
[Effects, etc.]
As described above, according to the optical identification device and method of the embodiment, even in the case of an object containing a plurality of types of substances with different fluorescent/phosphorescent emission characteristics, a high-contrast image for optical identification can be generated and detected, and the time required for optical identification can be shortened. According to the embodiment, a high-contrast image that is easy to optically identify can be generated and output by color-coding each substance with different characteristics. Furthermore, according to the first and second embodiments, appropriate timing control is possible depending on the characteristics of the light source (e.g., LED or halogen lamp) and whether or not the opening/
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態や変形例を組み合わせた形態も可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been specifically described above, they are not limited to the above-mentioned embodiments and can be modified in various ways without departing from the gist of the disclosure. In each embodiment, components can be added, deleted, or replaced, except for essential components. Unless otherwise specified, each component can be singular or plural. Forms that combine each embodiment and its modified examples are also possible.
1…光学識別装置、2…対象物、3…開口部(底面部、窓部)、5…表示装置(カラーLCDモニタ)、7…光源装置、8…撮像素子(受光回路)、9…レンズ、10…制御装置(コントローラ)、20…筐体、30…プレパラート、70…開閉シャッター。 1...Optical identification device, 2...Object, 3...Opening (bottom surface, window), 5...Display device (color LCD monitor), 7...Light source device, 8...Imaging element (light receiving circuit), 9...Lens, 10...Control device (controller), 20...Housing, 30...Preparation, 70...Opening/closing shutter.
Claims (11)
前記1以上の物質の各物質の発光特性に合わせて、当該物質に対する光源装置からの励起光の照射がオフになったタイミングから、当該発光特性に応じて定められた第1の時間を経過後に、撮像素子の受光を開始し、当該発光特性に応じて定められた第2の時間で受光して、検出された電気信号を得る、
光学識別装置。 1. An optical identification device for optically identifying an object by detecting fluorescence or phosphorescence emission from one or more substances, the one or more substances being fluorescent or phosphorescent substances, contained in the object, comprising:
According to the light emission characteristics of each of the one or more substances, after a first time period determined according to the light emission characteristics has elapsed from a timing when the irradiation of the excitation light from the light source device onto the substance is turned off, light reception by the image pickup element is started for a second time period determined according to the light emission characteristics, and a detected electrical signal is obtained.
Optical identification device.
前記1以上の物質の物質ごとに、前記物質の発光特性に合わせて、定められた回数で、前記撮像素子の受光を繰り返して行い、
前記回数で検出された電気信号を積算することで、前記物質ごとに積算画像を得る、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
Repeating light reception by the imaging element a predetermined number of times according to the light emission characteristics of each of the one or more substances;
By integrating the electrical signals detected at the number of times, an integrated image is obtained for each of the substances.
Optical identification device.
前記物質ごとに、検出された前記電気信号に基づいて、前記蛍光または燐光の発光を、所定の表示色で表現した検出画像を生成し、
前記検出画像を表示装置の画面に表示する、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
generating a detection image for each of the substances, the detection image representing the fluorescence or phosphorescence emission in a predetermined display color based on the detected electrical signal;
displaying the detected image on a screen of a display device;
Optical identification device.
前記物質ごとに、検出された前記電気信号に基づいて、前記蛍光または燐光の発光を、所定の表示色で表現した前記積算画像を生成し、
前記積算画像を表示装置の画面に表示する、
光学識別装置。 3. The optical identification device according to claim 2,
generating an integrated image in which the fluorescent or phosphorescent light is expressed in a predetermined display color based on the detected electrical signal for each of the substances;
displaying the integrated image on a screen of a display device;
Optical identification device.
前記物質ごとの前記第1の時間は、異なる値に設定されている、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
The first time for each of the substances is set to a different value.
Optical identification device.
前記物質ごとの前記第2の時間は、少なくとも一部の時間が重ならないように設定されている、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
The second time for each of the substances is set so that at least a part of the time does not overlap.
Optical identification device.
予め設定された複数の撮影条件のうちの指定された撮影条件で、前記撮像素子の受光を含む撮影を行い、
前記撮影条件は、前記第1の時間および前記第2の時間の設定値を含む、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
Taking an image including receiving light by the image sensor under a specified photographing condition among a plurality of photographing conditions set in advance;
The photographing conditions include set values of the first time and the second time.
Optical identification device.
発光特性が未知である1以上の物質を含む対象物に対し、前記複数の撮影条件で前記撮影を行って、各撮影条件での撮影データを取得し、
前記撮影データに基づいて、前記物質ごとに、前記第1の時間および前記第2の時間の設定値を含む好適な撮影条件を選択する、
光学識別装置。 8. The optical identification device according to claim 7,
performing the imaging under the plurality of imaging conditions on an object including one or more substances whose luminescence characteristics are unknown, and acquiring imaging data under each imaging condition;
selecting suitable imaging conditions including set values of the first time and the second time for each of the substances based on the imaging data;
Optical identification device.
前記光源装置から前記対象物までの空間内に、前記励起光を遮蔽するための開閉シャッターを備え、
前記光源装置の励起光の発光のオフのタイミングに合わせて、前記開閉シャッターを閉じるように制御する、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
a shutter for blocking the excitation light is provided in a space between the light source device and the object;
controlling the opening/closing shutter to close in accordance with a timing at which the light source device turns off the emission of the excitation light;
Optical identification device.
前記撮像素子の受光の開始の時点まで、前記撮像素子の電荷の排出を続けるように制御する、
光学識別装置。 2. The optical identification device according to claim 1,
Controlling the image sensor so as to continue discharging electric charges until the image sensor starts receiving light.
Optical identification device.
前記光学識別装置が、前記1以上の物質の各物質の発光特性に合わせて、当該物質に対する光源装置からの励起光の照射がオフになったタイミングから、当該発光特性に応じて定められた第1の時間を経過後に、撮像素子の受光を開始し、当該発光特性に応じて定められた第2の時間で受光して、検出された電気信号を得るステップ、
を有する、光学識別方法。 1. An optical identification method in an optical identification device for optically identifying an object by detecting fluorescence or phosphorescence emitted from one or more substances that are fluorescent or phosphorescent substances contained in the object, comprising:
a step in which the optical identification device starts receiving light with an image sensor after a first time period determined according to the light emission characteristics of each of the one or more substances has elapsed from a timing when irradiation of the substance with excitation light from a light source device is turned off, and receives light for a second time period determined according to the light emission characteristics, thereby obtaining a detected electrical signal;
The optical identification method according to claim 1,
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024090256A true JP2024090256A (en) | 2024-07-04 |
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