JP5272823B2 - 焦点情報生成装置及び焦点情報生成方法 - Google Patents

Description

本発明は焦点情報生成装置及び焦点情報生成方法に関し、例えば生体組織を撮像する生体組織撮像システムに適用して好適なものである。

従来、生体組織を基に病理診断を行う場合には、生体組織をスライドガラス上に固定した病理スライドガラスを作成し、医師が顕微鏡等を用いて当該病理スライドガラスを観察していた。

近年では、利便性等の観点から、スライドガラス上の生体組織を予め撮像する生体組織撮像システムを用いて生体組織画像を生成しておき、当該画像を表示して医師に病理診断をさせる手法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる生体組織撮像システムでは、一般に、ディジタルカメラと同様の撮像原理により画像データを生成する。また生体組織撮像システムでは、撮像素子の画素数やレンズの画角等の制約により、複数の撮像点を設定して撮像範囲を少しずつ移動しながら生体組織の一部を順次撮像し、撮像した画像をつなぎ合わせるといった手法が用いられている。

特開２００６−２９２９９９公報（第１図）

ところで病理スライドガラスは、ガラスプレート上に薄くスライスした生体組織が載せられ、所定の包埋材が塗布された上でカバーガラスが被されるようになされている。ここでカバーガラスの厚さや包埋材の厚さは一様であることが望ましいが、実際にはばらつきがある。

このため生体組織撮像システムでは、撮像点ごとにレンズを病理スライドガラスに対し近接又は離隔させて当該レンズの焦点を生体組織に合わせる、いわゆるフォーカス調整が必要となる。

生体組織撮像システムでは、１カ所の撮像点におけるフォーカス調整にそれぞれ時間を要する場合、生体組織全体の画像データを得るまでに多大な時間を要してしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、生体組織の画像データを短時間で生成し得る焦点情報生成装置及び焦点情報生成方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の焦点情報生成装置においては、光ビームを焦点に集光する対物レンズと、光ビームの光軸方向に関し、スライスされた生体組織がスライドガラスの置載面上に搭載され当該生体組織が包埋材及びカバーガラスにより被覆されてなる病理スライドガラスに対して焦点を移動させる焦点移動部と、光ビームが病理スライドガラスにより反射されてなる反射光ビームを第１反射光ビーム及び第２反射光ビームに分離する分離部と、第１反射光ビームを受光し第１受光信号を生成する第１受光部と、第２反射光ビームに含まれる乱反射成分を除去する乱反射成分除去部と、乱反射成分除去部を通過した第２反射光ビームを受光し第２受光信号を生成する第２受光部と、焦点移動部により焦点を移動させたときの第１受光信号及び第２受光信号を基に、病理スライドガラスに設定された所定の基準点から生体組織までのカバー距離を算出し、当該カバー距離を基に病理スライドガラスの焦点情報を生成する焦点情報生成部とを設けるようにした。

本発明の焦点情報生成装置は、生体組織において光ビームの一部が乱反射されることを利用して、乱反射成分を含む第１受光信号と乱反射成分が除去された第２受光信号とから生体組織の位置を特定でき、カバー距離を精度良く算出して焦点情報を生成できる。これに伴い撮像装置は、この焦点情報を利用することにより、カバー距離を自ら測定する必要がなく、短時間で撮像処理を完了できる。

また本発明の焦点情報生成方法においては、スライスされた生体組織がスライドガラスの置載面上に搭載され当該生体組織が包埋材及びカバーガラスにより被覆されてなる病理スライドガラスに対し、光ビームを集光する対物レンズの焦点を、光ビームの光軸方向に関して移動させる移動ステップと、光ビームが病理スライドガラスにより反射されてなる反射光ビームを、第１反射光ビーム及び第２反射光ビームに分離する分離ステップと、第１反射光ビームを受光し第１受光信号を生成する第１受光ステップと、第２反射光ビームから乱反射成分を除去した上で受光し第２受光信号を生成する第２受光ステップと、焦点を移動させたときの第１受光信号及び第２受光信号を基に、病理スライドガラスに設定された所定の基準点から生体組織までのカバー距離を算出するカバー距離算出ステップと、カバー距離を基に病理スライドガラスの焦点情報を生成する焦点情報生成ステップとを設けるようにした。

これにより本発明の焦点情報生成方法では、生体組織において光ビームの一部が乱反射されることを利用して、乱反射成分を含む第１受光信号と乱反射成分が除去された第２受光信号とから生体組織の位置を特定でき、カバー距離を精度良く算出して焦点情報を生成できる。これに伴い撮像装置は、この焦点情報を利用することにより、カバー距離を自ら測定する必要がなく、短時間で撮像処理を完了できる。

本発明によれば、生体組織において光ビームの一部が乱反射されることを利用して、乱反射成分を含む第１受光信号と乱反射成分が除去された第２受光信号とから生体組織の位置を特定でき、カバー距離を精度良く算出して焦点情報を生成できる。これに伴い撮像装置は、この焦点情報を利用することにより、カバー距離を自ら測定する必要がなく、短時間で撮像処理を完了できる。かくして本発明は、生体組織の画像データを短時間で生成し得る焦点情報生成装置及び焦点情報生成方法を実現できる。

病理スライドガラスの構成を示す略線図である。 病理スライドガラスの構成を示す略線図である。 病理スライドガラスの構成を示す略線図である。 撮像システムの構成を示す略線的ブロック図である。 測定点及び撮像点の設定の説明に供する略線図である。 焦点情報生成装置の構成を示す略線図である。 第１受光器の構成を示す略線図である。 対物レンズをＺ方向へ移動させたときの信号波形を示す略線図である。 対物レンズをＺ方向へ移動させたときの信号波形を示す略線図である。 対物レンズをＺ方向へ移動させたときの信号波形を示す略線図である。 カバー距離算出処理手順を示すフローチャートである。 気泡判定処理手順を示すフローチャートである。 気泡情報により表される測定点ごとの気泡の有無を示す略線図である。 他の実施の形態による焦点情報生成装置の構成を示す略線図である。

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（焦点情報生成装置）
２．他の実施の形態

＜１．実施の形態＞
［１−１．病理スライドガラスの構成］
本発明にかかる撮像システムについて説明する前に、撮像対象となる生体組織を保持する病理スライドガラス１００の構成について、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す断面図を用いその作成過程に沿って説明する。

実際上病理スライドガラス１００は、まず略薄板状のガラス材料でなるスライドガラス１０１の置載面１０１Ａ上に、薄くスライスされた生体組織１０２が広げられた状態でほぼ中央に置かれる（図１（Ａ））。

スライドガラス１０１は、図における横方向の長さが約７５［ｍｍ］、奥行き方向の長さが約２５［ｍｍ］となっており、厚さ（すなわち図における上下方向の長さ）が約２［ｍｍ］となっている。

生体組織１０２は、図における横方向及び奥行き方向の長さがいずれも約１５［ｍｍ］であり、厚さが約３〜５［μｍ］程度となっている。また生体組織１０２は、所定の染色処理がなされており、光の屈折率が約１．３〜１．５となることが知られている。以下では、生体組織１０２の上面を撮像面１０２Ａと呼ぶ。

続いて病理スライドガラス１００は、スライドガラス１０１の置載面１０１Ａにおいて、生体組織１０２を覆うように包埋材１０３が塗布され（図１（Ｂ））、さらに生体組織１０２を上方から覆うようにカバーガラス１０４が被される（図１（Ｃ））。

その後包埋材１０３は、固まることにより、スライドガラス１０１に対し生体組織１０２及びカバーガラス１０４を固定する。かくして病理スライドガラス１００が完成する。

カバーガラス１０４は、図における横方向の長さが約４０［ｍｍ］、奥行き方向の長さが約２４［ｍｍ］となっており、厚さが約０．１２〜０．１７［ｍｍ］となっている。

包埋材１０３は、カバーガラス１０４が被された状態における厚さが約１０［μｍ］程度となっている。また包埋材１０３及びカバーガラス１０４における光の屈折率は、いずれも約１．５となるようになされている。

ところで病理スライドガラス１００は、理想的には、図１（Ｃ）の一部を拡大した図２（Ａ）に示すように、生体組織１０２とカバーガラス１０４との間が包埋材１０３により満たされた状態となる。

この病理スライドガラス１００は、図２（Ａ）と対応する図２（Ｂ）に上面図を示すように、カバーガラス１０４及び包埋材１０３（いずれも図示せず）を介して、生体組織１０２を観察し得る状態となっている。

しかしながら実際の病理スライドガラス１００は、図２（Ａ）と対応する図３（Ａ）に断面図を示すように、包埋材１０３中に気泡ＢＢが入ってしまう場合がある。

このとき病理スライドガラス１００は、気泡ＢＢが入っている部分において、生体組織１０２とカバーガラス１０４との間を、包埋材１０３に代わる空気等の気体が占めている。

ここで、包埋材１０３の屈折率は約１．５であり、気泡ＢＢの屈折率は約１である。このため、包埋材１０３と気泡ＢＢとの境界面では、光が屈折されると考えられる。この結果、病理スライドガラス１００を上面から見た場合、図２（Ｂ）と対応する図３（Ｂ）に示すように、気泡ＢＢが存在する箇所は当該気泡ＢＢが存在しない箇所と見え方が相違することになる。

このように病理スライドガラス１００は、スライドガラス１０１の置載面１０１Ａ上において、生体組織１０２が包埋材１０３を介してカバーガラス１０４により覆われた構成となっている。また包埋材１０３には、気泡ＢＢが含まれる可能性がある。

［１−２．撮像システムの構成］
次に、病理スライドガラス１００を撮像して撮像データを生成する撮像システム１について説明する。

撮像システム１は、図４に示すように、焦点情報生成装置２及び撮像装置３の組み合わせにより構成されている。

撮像装置３は、生体組織１０２に焦点を合わせて撮像するものの、撮像素子の制約等により、１回の撮像処理により撮像可能な範囲が当該生体組織１０２の撮像範囲１０２ＡＲ（図２（Ｂ））よりも狭い。

このため撮像システム１では、図５に示すように、病理スライドガラス１００に対して互いにほぼ等間隔となる複数の撮像点ＱＣ（図中黒い四角印で示す）が設定されている。この撮像点ＱＣは、撮像装置３における１回の撮像範囲ＡＣを基に、互いに隣接する撮像範囲ＡＣ同士を僅かに重ねるように定められている。

また撮像システム１では、病理スライドガラス１００に対し、撮像点ＱＣよりも細かい間隔で測定点ＱＭ（図中黒い丸印で示す）が設定されている。

因みに病理スライドガラス１００では、例えば撮像範囲ＡＣが約１［ｍｍ］四方とされ、これに応じて撮像点ＱＣも約１［ｍｍ］間隔で配置され、また測定点ＱＭが約２５０［μｍ］間隔で配置されるようになされている。

焦点情報生成装置２は、生体組織１０２の撮像に先立ち、測定点ＱＭごとに、カバーガラス１０４の上面１０４Ａから生体組織１０２までの距離（以下これをカバー距離ＤＭと呼ぶ）をそれぞれ検出するようになされている。このとき焦点情報生成装置２は、カバー距離ＤＭと測定点ＱＭを表す情報とを対応付けて焦点情報ＩＦを生成し、これを撮像装置３へ供給する。

このカバー距離ＤＭは、カバーガラス１０４の上側における表面である上面１０４Ａを基準点とした、生体組織１０２までの距離を表している。

これに応じて撮像装置３は、各測定点ＱＭについての焦点情報ＩＦを基に、各撮像点ＱＣについての焦点情報を生成した上で、当該撮像点ＱＣごとに生体組織１０２に焦点を合わせ、撮像画像ＰＣを生成する。

その後撮像装置３は、複数の撮像画像ＰＣを繋ぎ合わせるように合成することにより、生体組織１０２全体を表す生体組織画像ＰＲを生成するようになされている。

このように撮像システム１は、焦点情報生成装置２により各測定点ＱＭにおけるカバー距離ＤＭを表す焦点情報ＩＦを生成し、撮像装置３により当該焦点情報ＩＦを基に各撮像点ＱＣにおいて生体組織１０２に焦点を合わせて撮像するようになされている。

［１−３．焦点情報生成装置の構成］
焦点情報生成装置２は、図６に示すように、統括制御部１１により全体を統括制御するようになされている。

統括制御部１１は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとして用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。

焦点情報ＩＦを生成する場合、統括制御部１１は、レーザダイオード等でなる光源２１から所定波長の発散光でなる光ビームＬＭを出射させ、これをコリメータレンズ２２により平行光に変換させて偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３へ入射させる。

偏光ビームスプリッタ２３は、光の偏光方向に応じて透過率が相違する反射透過面２３Ｓにおいて、Ｐ偏光の光ビームをほぼ全て透過すると共に、Ｓ偏光の光ビームをほぼ全て反射するようになされている。

実際上偏光ビームスプリッタ２３は、反射透過面２３Ｓにより光ビームＬＭをほぼ全て透過させ、１／４波長板２４へ入射させる。

１／４波長板２４は、光を直線偏光と円偏光との間で相互変換し得るようになされており、例えばＰ偏光でなる光ビームＬＭを左円偏光に変換し、対物レンズ２５へ入射させる。

対物レンズ２５は、光ビームＬＭを集光して病理スライドガラス１００へ照射する。また対物レンズ２５は、統括制御部１１及び駆動制御部１２の制御の下で、アクチュエータ２６により光ビームＬＭの光軸に沿った方向（以下これをＺ方向と呼ぶ）に移動され、これに伴い光ビームＬＭの焦点ＦＭをＺ方向に移動し得るようになされている。

ＸＹステージ２０は、病理スライドガラス１００を所定の可動ステージ２０Ａに固定した状態で、当該可動ステージを図の左右方向（以下Ｘ方向と呼ぶ）及び手前又は奥へ向かう方向（以下Ｙ方向と呼ぶ）へ移動し得るようになされている。

実際上統括制御部１１は、測定点ＱＭの位置に応じた測定点位置情報を有しており、これを駆動制御部１２へ供給する。これに応じて駆動制御部１２は、測定点位置情報を基に位置制御信号を生成してＸＹステージ２０へ供給することにより、病理スライドガラス１００が固定された可動ステージ２０ＡをＸ方向及びＹ方向へ移動させる。

この結果ＸＹステージ２０は、光ビームＬＭの光軸（図中一点鎖線で示す）を、病理スライドガラス１００における測定点ＱＭに合わせることができる。

光ビームＬＭは、病理スライドガラス１００において反射され、反射光ビームＬｒとなる。このとき反射光ビームＬｒは、円偏光における回転方向が反転されるため、右円偏光となる。反射光ビームＬｒは、光ビームＬＭと反対方向へ進行し、対物レンズ２５により平行光に変換され、１／４波長板２４へ入射される。

１／４波長板２４は、右円偏光でなる反射光ビームＬｒをＳ偏光（すなわち直線偏光）に変換し、偏光ビームスプリッタ２３へ入射させる。

偏光ビームスプリッタ２３は、反射透過面２３ＳにおいてＳ偏光でなる反射光ビームＬｒをほぼ全て反射し、ビームスプリッタ（ＢＳ）３１へ入射させる。

ビームスプリッタ３１は、反射透過面３１Ｓにより光ビームを約半分の割合で透過すると共に残りの約半分を反射するようになされている。実際上ビームスプリッタ３１は、反射光ビームＬｒを約半分の割合で透過することにより第１反射光ビームＬｒ１とし、これをマルチレンズ３２へ入射させる。

マルチレンズ３２は、第１反射光ビームＬｒ１を集光すると共に非点収差を持たせ、第１受光器３３へ照射する。

第１受光器３３は、図７に示すように、格子状に配置された４つの受光領域３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄを有しており、その中心点３３Ｑに第１反射光ビームＬｒ１の光軸が位置するよう取付位置等が調整されている。

第１受光器３３は、各受光領域３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄにより第１反射光ビームＬｒ１の一部をそれぞれ受光し、その受光量に応じた第１受光信号Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃ及びＳ１Ｄをそれぞれ生成して信号処理部１３へ供給するようになされている。

またビームスプリッタ３１は、反射光ビームＬｒを約半分の割合で反射することにより第２反射光ビームＬｒ２とし、これを乱反射成分除去部３４へ入射させる。

乱反射成分除去部３４は、集光レンズ３５、ピンホール板３６及びコリメータレンズ３７により構成されている。

集光レンズ３５は、第２反射光ビームＬｒ２を集光し、ピンホール板３６へ照射する。ピンホール板３６は、第２反射光ビームＬｒ２の焦点近傍に、当該第２反射光ビームＬｒ２の光軸を中心とした微小な通過孔３６Ｈが設けられている。

第２反射光ビームＬｒ２は、集光レンズ３５により集光され、ピンホール板３６の通過孔３６Ｈを通過した後、発散光となりコリメータレンズ３７へ入射される。このとき第２反射光ビームＬｒ２のうち集光レンズ３５により集光された焦点近傍以外の部分は、ピンホール板３６により遮断されることになる。

コリメータレンズ３７は、第２反射光ビームＬｒ２を平行光に変換し、集光レンズ３８へ入射させる。集光レンズ３８は、第２反射光ビームＬｒ２を集光し、第２受光器３９へ入射させる。

第２受光器３９は、第２反射光ビームＬｒ２の光量に応じた第２受光信号Ｓ２を生成し、これを信号処理部１３へ供給するようになされている。

信号処理部１３は、後述する焦点情報生成処理を行うことにより、測定点ＱＭにおける焦点情報ＩＦを生成するようになされている。

このように焦点情報生成装置２では、光ビームＬＭの光軸を測定点ＱＭに合わせて病理スライドガラス１００に照射し、このとき生じる反射光ビームＬｒを第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２に分離する。その後焦点情報生成装置２は、第１反射光ビームＬｒ１については非点収差を持たせて受光し、第２反射光ビームＬｒ２についてはピンホール板３６の通過孔３６Ｈを通過させた上で受光するようになされている。

［１−４．焦点情報の生成］
次に、各測定点ＱＭにおける焦点情報ＩＦの生成について説明する。

［１−４−１．各信号の波形と光ビームの焦点との関係］
統括制御部１１は、第１受光器３３及び第２受光器３９によりそれぞれ第１受光信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄ及びＳ２を生成させながら、アクチュエータ２６により対物レンズ２５を病理スライドガラス１００の遠方から近づけるようにＺ方向へ一定速度で移動させていく。

このとき信号処理部１３は、第１受光器３３により生成された第１受光信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄを基に、次に示す（１）式に従い和信号ＳＳを生成し、これを統括制御部１１へ供給する。この和信号ＳＳは、第１反射光ビームＬｒ１の全光量を表している。

ここで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていない場合を想定する。このとき和信号ＳＳは、図８（Ａ）に示すように、対物レンズ２５のＺ方向に関する位置に応じて値が変動する。

ここでアクチュエータ２６は、一定速度で対物レンズ２５を移動させている。このため図８における横軸は、時間軸を表すと共に、Ｚ方向における対物レンズ２５の相対的な位置、すなわちＺ方向における焦点ＦＭの相対的な位置をも表している。

図８（Ａ）から分かるように、和信号ＳＳは、位置Ｚ１を中心に比較的大きな信号レベルのピーク波形を形成しており、また位置Ｚ３を中心に中程度の信号レベルでなるピーク波形を形成している。

この和信号ＳＳにおけるピークは、光ビームＬＭが比較的高い反射率で反射されていること、すなわち当該光ビームＬＭの焦点ＦＭが、互いに屈折率が相違する２種類の物質同士の境界面に位置していることを表している。

病理スライドガラス１００において、カバーガラス１０４の屈折率（約１．５）は、上面１０４Ａにおいて、周囲に存在する空気の屈折率（約１）と大きく相違している。このことから、和信号ＳＳにおける位置Ｚ１を中心としたピークは、このとき光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａに位置していることを表している。

また位置Ｚ３を中心としたピークは、光ビームＬＭが比較的低い反射率で反射されていることを表している。すなわちこのピークは、このとき光ビームＬＭの焦点ＦＭが、光の透過率が比較的低くその一部を反射させるような物質内、すなわち生体組織１０２内に位置していることを表している。

因みにカバーガラス１０４と包埋材１０３との屈折率は、いずれも約１．５でほぼ同等となっている。このため光ビームＬＭは、カバーガラス１０４と包埋材１０３との境界面では殆ど反射されない。

このように和信号ＳＳでは、対物レンズ２５が位置Ｚ１にあり光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａに位置するときに大きなピークが表れる。また和信号ＳＳでは、対物レンズ２５が位置Ｚ３にあり焦点ＦＭが生体組織１０２内にあるときに中程度のピークが表れる。

また信号処理部１３は、第１受光器３３において対角状に配置された受光領域による受光信号同士をそれぞれ加算した値同士の対角差分値として、次に示す（２）式により差信号ＳＤを生成し、これを統括制御部１１へ供給する。

差信号ＳＤは、（２）式において、光ディスク装置における非点収差法に基づいたフォーカスエラー信号と同様の算出原理により算出されている。

この差信号ＳＤは、図８（Ａ）と対応する図８（Ｂ）に示すように、和信号ＳＳと同様、対物レンズ２５のＺ方向に関する位置に応じて値が変動する。

図８（Ｂ）から分かるように、差信号ＳＤは、位置Ｚ１を中心に比較的大きな信号レベルでなる正及び負のピークが連続して表れる、いわゆるＳ字曲線を形成している。

差信号ＳＤのＳ字曲線は、位置Ｚ１を挟むように負のピーク及び正のピークが表れており、当該位置Ｚ１において値「０」となっている。これは、対物レンズ２５が位置Ｚ１にあるとき、光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａに位置していることを表している。

また差信号ＳＤは、位置Ｚ３近傍における値が変動している。これは、光ビームＬＭが比較的低い反射率でランダムに反射されていることを表している。このとき光ビームＬＭの焦点ＦＭは、光の透過率が比較的低くその一部を反射させるような物質内、すなわち生体組織１０２内に位置していると考えられる。

従って、差信号ＳＤにおける位置Ｚ１は、焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａにある状態であり、位置Ｚ３は、焦点ＦＭが生体組織１０２内にある状態であるといえる。

このように包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていない場合、統括制御部１１は、和信号ＳＳにおけるピーク波形又は差信号ＳＤにおけるＳ字曲線から、位置Ｚ１、すなわちカバーガラス１０４の上面１０４Ａの位置を判別できる。

具体的に統括制御部１１は、例えば和信号ＳＳが所定の閾値ＴＨ１（図８（Ａ））よりも大きくなるとき、或いは差信号ＳＤにおいて最初にＳ字曲線が形成されたときを位置Ｚ１とすることができる。

また統括制御部１１は、和信号ＳＳにおける中程度のピーク波形又は差信号ＳＤにおける値の変動から、位置Ｚ３、すなわち生体組織１０２の位置も判別できる。

この結果、統括制御部１１は、気泡ＢＢが存在しなければ、対物レンズ２５の位置Ｚ１及びＺ３の間隔から、病理スライドガラス１００におけるカバーガラス１０４の上面１０４Ａから生体組織１０２までのカバー距離ＤＭを算出できることになる。

［１−４−２．気泡が含まれる場合の各信号の波形］
一方、包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合（図３（Ａ）及び（Ｂ））、和信号ＳＳ及び差信号ＳＤの波形は、図８（Ａ）及び（Ｂ）とそれぞれ対応する図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、気泡ＢＢが含まれていない場合とは異なる形状となる。

図９（Ａ）における和信号ＳＳは、位置Ｚ１近傍において図８（Ａ）の場合と同様の波形となっている。しかしながら和信号ＳＳは、図８（Ａ）と異なり、位置Ｚ２近傍において位置Ｚ１近傍と同様のピーク波形を形成し、また位置Ｚ３近傍において位置Ｚ１近傍におけるピークよりもやや小さいピーク波形を形成している。

位置Ｚ２の近傍に形成されたピークは、カバーガラス１０４の下面１０４Ｂと気泡ＢＢとの境界面に起因したものと考えられる（図３（Ａ））。また位置Ｚ３の近傍に形成されたピークは、気泡ＢＢと生体組織１０２との境界面に起因したものと考えられる。

すなわち包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合、和信号ＳＳには、位置Ｚ２及びＺ３において、当該気泡ＢＢが含まれていない場合には発生しないピークがそれぞれ表れる。

また図９（Ｂ）における差信号ＳＤの波形は、位置Ｚ１近傍において図８（Ｂ）の場合と同様である。しかしながら差信号ＳＤの波形は、図８（Ｂ）と異なり、位置Ｚ２近傍及び位置Ｚ３近傍において、それぞれ位置Ｚ１近傍と同様のＳ字曲線を形成している。

すなわち包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合、差信号ＳＤには、位置Ｚ２及びＺ３において、当該気泡ＢＢが含まれていない場合には発生しないＳ字曲線がそれぞれ表れる。

このように包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合、統括制御部１１は、気泡が含まれなかった場合と同様の手法では、和信号ＳＳ及び差信号ＳＤから位置Ｚ３、すなわち生体組織１０２の位置を判別することができない。従って統括制御部１１は、カバー距離ＤＭを算出することができない。

［１−４−３．第２受光信号を用いた判別処理］
ところで、焦点情報生成装置２において、光ビームＬＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａや下面１０４Ｂのように一様な面により反射された場合、当該光ビームＬＭはほぼ一様に反射される。このため反射光ビームＬｒは、乱反射成分が殆ど含まれない。

また焦点情報生成装置２では、ビームスプリッタ３１において、反射光ビームＬｒの光量をほぼ２等分するように第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２に分離している。このため、ビームスプリッタ３１から出射された直後の第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２の光量は、ほぼ等しい。

第２反射光ビームＬｒ２は、集光レンズ３５により集光された際、乱反射成分が殆ど含まれないことから、そのほぼ全ての成分が焦点に集光される。このため当該第２反射光ビームＬｒ２は、ピンホール板３６の通過孔により殆ど遮断されることなく通過する。

この結果、第２受光器３９に到達する第２反射光ビームＬｒ２の光量は、第１受光器３３に到達する第１反射光ビームＬｒ１の光量とほぼ等しくなる。

一方、生体組織１０２は、当該生体組織１０２に含まれる細胞等の構造が一様でないため、光ビームＬＭの一部を乱反射することになる。

従って、生体組織１０２により反射された反射光ビームＬｒには、乱反射成分が含まれる。ビームスプリッタ３１は、この乱反射成分含んだ反射光ビームＬｒを第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２に分離する。すなわち第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２にも乱反射成分が含まれる。

第１受光器３３は、乱反射成分が含まれる第１反射光ビームＬｒ１を途中で減衰若しくは遮断されることなく受光する。

一方、第２反射光ビームＬｒ２に含まれる乱反射成分は、集光レンズ３５により集光された際に、ある程度は集光されるものの、その焦点近傍にはかならずしも集光されない。このため第２反射光ビームＬｒ２は、乱反射成分除去部３４のピンホール板３６により乱反射成分が遮断される。

この結果、第２受光器３９に到達する第２反射光ビームＬｒ２は、乱反射成分が除去されたものとなる。これに伴い第２受光器３９に到達する第２反射光ビームＬｒ２の光量は、第１受光器３３に到達する第１反射光ビームＬｒ１の光量よりも少なくなる。

このため、包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていない病理スライドガラス１００に近づけるよう対物レンズ２５をＺ方向へ移動させた場合、第２受光器３９により生成される第２受光信号Ｓ２は、図８（Ａ）と対応する図１０（Ａ）のような信号波形となる。

この図１０（Ａ）において、第２受光信号Ｓ２は、位置Ｚ１を中心に図８（Ａ）と同程度の信号レベルでなるピーク波形を形成しているものの、位置Ｚ３を中心に、図８（Ａ）よりも低い信号レベルでなる小規模なピーク波形を形成する。

すなわち対物レンズ２５が位置Ｚ１にあるとき、光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａに位置しており、反射光ビームＬｒには乱反射成分が殆ど含まれない。このため第２受光信号Ｓ２は、和信号ＳＳとほぼ同等の信号レベルとなっている。

一方対物レンズ２５が位置Ｚ３にあるとき、光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内に位置しており、反射光ビームＬｒには乱反射成分がある程度含まれる。このため第２受光信号Ｓ２は、和信号ＳＳよりも低い信号レベルとなっている。

これに対し、包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合、対物レンズ２５が位置Ｚ１、Ｚ２及びＺ３いずれにあるときも、光ビームＬＭの焦点ＦＭは、２種類の物質の境界面に位置する。このため反射光ビームＬｒには、乱反射成分が殆ど含まれない。

従って第２受光信号Ｓ２は、図９（Ａ）に示した和信号ＳＳとほぼ同等の波形を示す。

ここで、第２受光信号Ｓ２を和信号ＳＳで除算した値は、反射光ビームＬｒにおける乱反射以外の成分（以下これを一様反射成分と呼ぶ）の比率を表すことになる。以下この比率を一様反射率ＲＥと呼ぶ。

実際上、信号処理部１３は、次に示す（３）式により一様反射率ＲＥを算出し、これを統括制御部１１へ供給する。

この一様反射率ＲＥは、図１０（Ｂ）に示すように、光ビームＬＭが一様な境界面で反射された場合には比較的高い値となり、光ビームＬＭの一部が乱反射された場合、すなわち光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内にあるときに比較的低い値となる。

以上を踏まえ、統括制御部１１は、和信号ＳＳが所定の閾値ＴＨ２（図８（Ａ））よりも大きく、且つ一様反射率ＲＥが所定の閾値ＴＨ３（図１０（Ｂ））よりも小さいときに、光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内にあると判断するようになされている。因みに閾値ＴＨ２及びＴＨ３は、実験結果等を基にそれぞれ適宜定められた値である。

これにより統括制御部１１は、包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていたとしても、当該気泡の境界面による和信号ＳＳ等の変動に影響されることなく、光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内にあるような位置Ｚ３を判別することができる。

また統括制御部１１は、上述したように、和信号ＳＳ又は第２受光信号Ｓ２におけるピーク波形又は差信号ＳＤにおけるＳ字曲線から、位置Ｚ１、すなわちカバーガラス１０４の上面１０４Ａの位置を判別できる。

この結果統括制御部１１は、包埋材１０３における気泡ＢＢの有無に拘わらず、対物レンズ２５の位置Ｚ１及びＺ３の間隔を基に、病理スライドガラス１００におけるカバーガラス１０４の上面１０４Ａから生体組織１０２までのカバー距離ＤＭを算出できる。

具体的に統括制御部１１は、図１１に示すフローチャートに従ってカバー距離算出処理を行うようになされている。

すなわち統括制御部１１は、図示しない操作部からの操作指示等に基づいてカバー距離算出処理手順ＲＴ１を開始し、ステップＳＰ１へ移る。

ステップＳＰ１において統括制御部１１は、駆動制御部１２を介してＸＹステージ２０の移動ステージを移動させ、光ビームＬＭの光軸を病理スライドガラス１００の測定点ＱＭに合わせて、次のステップＳＰ２へ移る。

ステップＳＰ２において統括制御部１１は、駆動制御部１２を介してアクチュエータ２６により対物レンズ２５をＺ方向に移動させながら、信号処理部１３により和信号ＳＳ及び差信号ＳＤをそれぞれ算出させ、次のステップＳＰ３へ移る。

ステップＳＰ３において統括制御部１１は、最初に和信号ＳＳの値が閾値ＴＨ１よりも大きくなるとき又は差信号ＳＤがＳ字曲線を形成するときの対物レンズ２５の位置を位置Ｚ１とし、次のステップＳＰ４へ移る。

このとき位置Ｚ１は、光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａに合うような位置となる。

ステップＳＰ４において統括制御部１１は、和信号ＳＳが閾値ＴＨ２以上となり、且つ一様反射率ＲＥが閾値ＴＨ３未満となるときの対物レンズ２５の位置を位置Ｚ３とし、次のステップＳＰ５へ移る。

ステップＳＰ５において統括制御部１１は、位置Ｚ１から位置Ｚ３までの距離をカバー距離ＤＭとし、次のステップＳＰ６へ移ってカバー距離算出処理手順ＲＴ１を終了する。

その後統括制御部１１は、複数の測定点ＱＭについてカバー距離算出処理手順ＲＴ１を実行し、カバー距離ＤＭとそのときの測定点ＱＭを表す情報と対応付けることにより焦点情報ＩＦを生成するようになされている。

［１−５．気泡の有無の検出］
ところで和信号ＳＳ及び差信号ＳＤは、病理スライドガラス１００の包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれる場合、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、気泡ＢＢが含まれない場合（図８（Ａ）及び（Ｂ））と異なる波形を形成する。

すなわち和信号ＳＳは、気泡ＢＢが有る場合に限り、カバーガラス１０４の下面１０４Ｂと当該気泡ＢＢとの境界面（位置Ｚ２）及び当該気泡ＢＢと生体組織１０２との境界面（位置Ｚ３）において、それぞれピークを形成する（図８（Ａ）及び図９（Ａ））。

また差信号ＳＤは、気泡ＢＢが有る場合に限り、位置Ｚ２及び位置Ｚ３において、それぞれＳ字曲線を形成する（図８（Ｂ）及び図９（Ｂ））。

そこで統括制御部１１は、次の［条件１］〜［条件３］を全て満たす場合に、測定点ＱＭに気泡ＢＢが有ると判定するようになされている。

［条件１］位置Ｚ１以外の位置ＺＢにおいて和信号ＳＳがある程度のピークを形成している
［条件２］位置ＺＢが位置Ｚ１からカバーガラス１０４の厚さ程度以上に離れている
［条件３］位置ＺＢにおいて差信号ＳＤがＳ字曲線を形成する

具体的に統括制御部１１は、図１２に示すフローチャートに従って気泡判定処理を行うようになされている。

すなわち統括制御部１１は、図示しない操作部からの操作指示等に基づいて気泡判定処理手順ＲＴ２を開始し、ステップＳＰ１１へ移る。

ステップＳＰ１１において統括制御部１１は、駆動制御部１２を介してＸＹステージ２０の移動ステージを移動させ、光ビームＬＭの光軸を病理スライドガラス１００の測定点ＱＭに合わせて、次のステップＳＰ１２へ移る。

ステップＳＰ１２において統括制御部１１は、駆動制御部１２を介してアクチュエータ２６により対物レンズ２５をＺ方向に移動させながら、信号処理部１３により和信号ＳＳ及び差信号ＳＤをそれぞれ算出させ、次のステップＳＰ１３へ移る。

ステップＳＰ１３において統括制御部１１は、最初に和信号ＳＳの値が閾値ＴＨ１よりも大きくなり、又は差信号ＳＤがＳ字曲線を形成するときの対物レンズ２５の位置を位置Ｚ１とする。また統括制御部１１は、このときの和信号ＳＳの値を和信号値ＳＳ１として、次のステップＳＰ１４へ移る。

ステップＳＰ１４において統括制御部１１は、位置Ｚ１以外に和信号ＳＳの値が所定の閾値ＴＨ４（ただし閾値ＴＨ４は和信号値ＳＳ１の１／４の値）以上となるような位置Ｚ（以下これを位置ＺＢとする）が有るか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは上述した［条件１］を満たすことを表しており、このとき統括制御部１１は次のステップＳＰ１５へ移る。

ステップＳＰ１５において統括制御部１１は、位置Ｚ１から位置ＺＢまでの距離が閾値ＴＨ５（ただし閾値ＴＨ５はカバーガラス１０４の厚さと同等の約０．１２［ｍｍ］）以上離れているか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは上述した［条件２］を満たすことを表しており、このとき統括制御部１１は次のステップＳＰ１６へ移る。

ステップＳＰ１６において統括制御部１１は、位置ＺＢの近傍に正及び負のピーク、すなわちＳ字曲線を形成しているか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは上述した［条件３］を満たすことを表しており、このとき統括制御部１１は次のステップＳＰ１７へ移る。

ステップＳＰ１７において統括制御部１１は、このときの測定点ＱＭに気泡ＢＢが存在すると判定し、次のステップＳＰ１９へ移って気泡判定処理手順ＲＴ２を終了する。

一方、ステップＳＰ１４、ＳＰ１５又はＳＰ１６において否定結果が得られると、このことは上述した条件１〜条件３の少なくとも一つを満たさないことから、位置ＺＢが気泡ＢＢとカバーガラス１０４又は生体組織１０２との境界面ではないことを表している。このとき統括制御部１１は、次のステップＳＰ１８へ移る。

ステップＳＰ１８において統括制御部１１は、このときの測定点ＱＭに気泡ＢＢは存在しないと判定し、次のステップＳＰ１９へ移って気泡判定処理手順ＲＴ２を終了する。

統括制御部１１は、複数の測定点ＱＭについて気泡判定処理手順ＲＴ２を実行し、気泡ＢＢの有無を表す情報をそのときの測定点ＱＭを表す情報と対応付けることにより気泡情報ＩＢを生成する。

この気泡情報ＩＢは、例えば図１３に示すように、病理スライドガラス１００において気泡ＢＢがある箇所を特定し得る情報となる。因みに図１３では、気泡ＢＢがない箇所を黒い丸印で表し、気泡ＢＢがある箇所を白い丸印で表している。

このように統括制御部１１は、和信号ＳＳ及び差信号ＳＤを基に、各測定点ＱＭにおける気泡ＢＢの有無を判定し、その判定結果を基に気泡情報ＩＢを生成するようになされている。

［１−６．動作及び効果］
以上の構成において、焦点情報生成装置２は、任意の測定点ＱＭについて、対物レンズ２５をＺ方向に移動させながら、反射光ビームＬｒの一部を分離した第１反射光ビームＬｒ１を第１受光器３３により受光して第１受光信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄを生成する。

これと共に焦点情報生成装置２は、反射光ビームＬｒの一部を分離した第２反射光ビームＬｒ２を収束させてピンホール板３６の通過孔３６Ｈを通過させた上で、第２受光器３９により受光して第２受光信号Ｓ２を生成する。

さらに焦点情報生成装置２は、信号処理部１３において、第１受光信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄを基に（１）式及び（２）式に従い和信号ＳＳ及び差信号ＳＤを算出し、さらに第２受光信号Ｓ２をも用いて（３）式により一様反射率ＲＥを算出する。

統括制御部１１は、最初に和信号ＳＳが閾値ＴＨ１よりも大きな値となるとき、又は差信号ＳＤがＳ字曲線を形成するときに、光ビームＬＭの焦点ＦＭがカバーガラス１０４の上面１０４Ａにあると判断し、このときの対物レンズ２５の位置を位置Ｚ１とする。

また統括制御部１１は、和信号ＳＳが所定の閾値ＴＨ２よりも大きく、且つ一様反射率ＲＥが所定の閾値ＴＨ３よりも小さくなるときに、光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内にあると判断し、このときの対物レンズ２５の位置を位置Ｚ３とする。

従って統括制御部１１は、位置Ｚ１及びＺ３を基に、病理スライドガラス１００におけるカバーガラス１０４の上面１０４Ａから生体組織１０２までのカバー距離ＤＭを算出することができる。

ここで包埋材１０３に気泡ＢＢが含まれていた場合、当該気泡ＢＢとカバーガラス１０４又は生体組織１０２との境界面における反射率が比較的高くなる。これに伴い和信号ＳＳ及び差信号ＳＤの値は、気泡ＢＢが含まれていなかった場合に存在しなかったピークやＳ字曲線を形成する（図９（Ａ）及び（Ｂ））。

一方、病理スライドガラス１００において、光ビームＬＭは、生体組織１０２内でのみその一部が乱反射され、他の境界面等では殆ど乱反射されることが無い。このため焦点情報生成装置２では、光ビームＬＭの焦点が生体組織１０２内にあるときのみ、乱反射成分除去部３４により乱反射成分が除去された第２反射光ビームＬｒ２の光量が、第１反射光ビームＬｒ１の光量よりも低下する。

そこで統括制御部１１は、和信号ＳＳに対する第２信号の比率を表す一様反射率ＲＥを判断指標として用いることにより、光ビームＬＭの焦点ＦＭが生体組織１０２内にあること、すなわち対物レンズ２５が位置Ｚ３に有ることを確実に検出することができる。

焦点情報生成装置２は、カバー距離ＤＭと測定点ＱＭを表す情報とを対応付けて焦点情報ＩＦを生成し、これを撮像装置３へ供給する。これにより撮像装置３は、各測定点ＱＭについて、別途焦点検出処理等を行うことなく、焦点情報ＩＦを利用して対物レンズの焦点を生体組織１０２に合わせることができる。

特に撮像装置３は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の撮像素子を用いる場合、各画素からの画像データの読出速度が比較的低いため、当該画像データを用いた焦点調整処理を行うと、合焦処理に多大な時間を要する恐れがある。

また撮像装置３は、例えばＮＡが０．８の対物レンズを用いて撮像する場合、焦点深度は約１［μｍ］と極めて短くなる。このため撮像装置３は、当該対物レンズの焦点が生体組織１０２に合った画像を生成するべく、実際の病理スライドガラス１００を用いてカバー距離ＤＭを測定することが望ましい。

これに対し撮像システム１では、焦点情報生成装置２により、実際の病理スライドガラス１００を用いて予め焦点情報ＩＦを生成する。これにより撮像システム１では、撮像装置３において、画像データの読出速度等に左右されることなく、対物レンズの焦点を病理スライドガラス１００における生体組織１０２に確実に合わせることが可能となる。

このとき撮像装置３は、予め各測定点ＱＭについてカバー距離ＤＭが分かっているので、当該カバー距離ＤＭを基に撮像点ＱＣについてのカバー距離ＤＭを生成した上で、対物レンズの焦点を短時間で生体組織１０２に合わせることができる。これにより撮像装置３は、１枚の病理スライドガラス１００における全ての撮像点ＱＣについて撮像処理を完了するまでの所要時間を大幅に短縮することができる。

また統括制御部１１は、気泡判定処理手順ＲＴ２（図１２）に従った一連の処理を行うことにより、測定点ＱＭに気泡ＢＢが有るか否かを判定する。

統括制御部１１は、位置Ｚ１からカバーガラス１０４の厚さ程度以上に離れた位置ＺＢにおいて、和信号ＳＳがある程度のピークを形成し、差信号ＳＤがＳ字曲線を形成する場合に限り、気泡ＢＢが有るものと判定する。さらに統括制御部１１は、気泡ＢＢの有無を表す情報をそのときの測定点ＱＭを表す情報と対応付けることにより気泡情報ＩＢを生成し、撮像装置３へ供給する。

このとき統括制御部１１は、３種類の［条件１］〜［条件３］を組み合わせて用いることにより、気泡ＢＢの有無について誤判定する危険性を大幅に低減することができる。

また統括制御部１１は、焦点情報ＩＦの生成に用いた和信号ＳＳ及び差信号ＳＤを気泡情報ＩＢの生成にも利用することができるので、別途信号を生成する必要が無い。

これにより撮像装置３は、気泡情報ＩＢを基に、いずれの測定点ＱＭに気泡ＢＢが存在しているかを撮像前に把握することができる。

ところで、気泡ＢＢ内の空気と包埋材１０３とでは、一般に屈折率が相違する。このため気泡ＢＢが有る場合、カバーガラス１０４の下面１０４Ｂと気泡ＢＢとの境界面では、光が屈折する。

すなわち撮像装置３は、気泡ＢＢが有る場合、カバー距離ＤＭを基に、気泡ＢＢがない場合と同様に対物レンズの位置を合わせたとしても、撮像した画像がデフォーカスした状態、いわゆるボケた状態となってしまう。

そこで撮像装置３は、気泡情報ＩＢを基に、撮像範囲ＡＣに気泡ＢＢが含まれている撮像点ＱＣにおいては、当該気泡ＢＢに応じて対物レンズの位置を補正するなど、適切な処置をとることが可能となる。

また撮像装置３は、気泡情報ＩＢを基に、例えば気泡ＢＢが存在する測定点ＱＭが多すぎる場合には、病理スライドガラス１００自体を不良品と判断し、他の病理スライドガラス１００に切り換えて撮像することも可能となる。

このように撮像装置３は、気泡情報ＩＢを基に、気泡ＢＢに対する適切な処置を行うことができる。

以上の構成によれば、焦点情報生成装置２は、反射光ビームＬｒを分離した第１反射光ビームＬｒ１及びピンホール板３６の通過孔３６Ｈを通過した第２反射光ビームＬｒ２をそれぞれ受光する。信号処理部１３は、和信号ＳＳ及び差信号ＳＤと共に、第１反射光ビームＬｒ１に対する第２反射光ビームＬｒ２の光量比を表す一様反射率ＲＥを算出する。統括制御部１１は、和信号ＳＳ又は差信号ＳＤを基にカバーガラス１０４の上面１０４Ａに相当する位置Ｚ１を検出すると共に、和信号ＳＳ及び一様反射率ＲＥを基に生体組織１０２を表す位置Ｚ３を検出する。この結果統括制御部１１は、位置Ｚ１及びＺ３を基に、病理スライドガラス１００におけるカバーガラス１０４の上面１０４Ａから生体組織１０２までのカバー距離ＤＭを算出することができる。

＜２．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、焦点情報生成装置２により、カバー距離ＤＭを表す焦点情報ＩＦ及び気泡ＢＢの有無を表す気泡情報ＩＢの双方を生成するようにした場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えば撮像装置３において気泡情報ＩＢが不要な場合に、焦点情報生成装置２が焦点情報ＩＦのみを生成するようにしても良い。

また上述した実施の形態においては、乱反射成分除去部３４を集光レンズ３５、ピンホール板３６及びコリメータレンズ３７により構成し、第２反射光ビームＬｒ２に含まれる乱反射成分を除去する場合について述べた。

本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子又はその組み合わせにより乱反射成分除去部を構成し、第２反射光ビームＬｒ２に含まれる乱反射成分を除去するようにしても良い。

例えば図６との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、焦点情報生成装置４２は、焦点情報生成装置２と比較して、乱反射成分除去部３４に代わる乱反射成分除去部４４が設けられ、集光レンズ３８が省略されている。また乱反射成分除去部４４は、乱反射成分除去部３４からコリメータレンズ３７が省略されており、ピンホール板３６の直近に第２受光器３９が配置されている。

かかる構成の乱反射成分除去部４４は、乱反射成分除去部３４と同様、第２反射光ビームＬｒ２に含まれる乱反射成分を除去することができ、さらに集光レンズ３５に集光レンズ３８と同様の機能を持たせることができる。これにより焦点情報生成装置４２は、焦点情報生成装置２よりも構成を簡素化することが可能となる。

さらに上述した実施の形態においては、カバー距離ＤＭを算出する際、和信号ＳＳに対する第２受光信号Ｓ２の比率を表す一様反射率ＲＥが閾値ＴＨ３未満となるときを位置Ｚ３として判別するようにした場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えば和信号ＳＳ及び第２受光信号Ｓ２の差分値が所定の閾値以上となるとき等、和信号ＳＳ及び第２受光信号Ｓ２における様々な相違の度合いを基に位置Ｚ３を判別するようにしても良い。この場合、ピンホール板３６により散乱光が遮断され第２受光信号Ｓ２の値が和信号ＳＳの値よりも小さいことを用いて位置Ｚ３を判別できれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、ビームスプリッタ３１により反射光ビームＬｒを互いにほぼ同等の光量でなる第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２に分離するようにした場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えばビームスプリッタ３１により反射光ビームＬｒを互いに相違する光量でなる第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２に分離するようにしても良い。

この場合、第１反射光ビームＬｒ１及び第２反射光ビームＬｒ２の分離比率に応じて一様反射率ＲＥに係数を乗じ、或いは閾値ＴＨ３の値を調整すれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、カバー距離算出処理手順ＲＴ１のステップＳＰ３及び気泡判定処理手順ＲＴ２のステップＳＰ１３において、和信号ＳＳが閾値ＴＨ２以上となるとき又は差信号ＳＤがＳ字曲線を形成するときを位置Ｚ１とする場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えば和信号ＳＳが閾値ＴＨ２以上となり且つ差信号ＳＤがＳ字曲線を形成するときのように、他の条件や複数の条件を基に位置Ｚ１を検出するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、カバーガラス１０４の上面１０４Ａを基準点としてカバー距離ＤＭを算出するようにした場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えばスライドガラス１０１における下面等、病理スライドガラス１００における種々の箇所を基準点としてカバー距離ＤＭを算出するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、対物レンズ２５をアクチュエータ２６によりＺ方向に移動させ、ＸＹステージ２０はＺ方向に関し移動させない場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えば対物レンズ２５を固定し、ＸＹステージ２０の可動ステージ２０ＡをＺ方向にも移動させる（すなわちＸＹＺステージとする）ようにしても良い。要は、光ビームＬＭの焦点ＦＭの病理スライドガラス１００に対する相対的な位置を、Ｚ方向に変化させ得れば良い。

さらに上述した実施の形態においては、気泡判定処理手順ＲＴ２（図１２）において、［条件１］〜［条件３］の全てを満たす場合に、気泡ＢＢが存在すると判定するようにした場合について述べた。

本発明はこれに限らず、例えば［条件３］（位置ＺＢにおいて差信号ＳＤがＳ字曲線を形成すること）を省略して［条件１］及び［条件２］のみとする等、［条件１］〜［条件３］のうち少なくとも１つを満たす場合に気泡ＢＢが存在すると判定するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、病理スライドガラス１００において複数の撮像点ＱＣを設定する場合について述べた（図１３）。本発明はこれに限らず、例えば撮像装置３において１回の撮像処理により生体組織１０２の全撮像範囲を撮像できる場合には、撮像点ＱＣを１箇所のみ設定しても良い。測定点ＱＭについては、撮像点ＱＣと同等以下の間隔で配置されていれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、生体組織１０２を撮像対象とする場合について述べた。本発明はこれに限らず、他の種々の物を撮像対象としても良い。この場合、当該撮像対象は、光ビームＬＭの一部を乱反射する性質を有していれば良い。これにより焦点情報生成装置２は、一様反射率ＲＥを基に位置Ｚ３を検出することができる。

さらに上述した実施の形態においては、対物レンズとしての対物レンズ２５と、置載台としてのＸＹステージ２０と、距離調整部としてのアクチュエータ２６及び駆動制御部１２と、分離部としてのビームスプリッタ３１と、第１受光部としての第１受光器３３と、乱反射成分除去部としての乱反射成分除去部３４と、第２受光部としての第２受光器３９と、焦点情報生成部としての信号処理部１３及び統括制御部１１とによって焦点情報生成装置としての焦点情報生成装置２を構成する場合について述べた。

本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる対物レンズと、置載台と、距離調整部と、分離部と、第１受光部と、乱反射成分除去部と、第２受光部と、焦点情報生成部とによって焦点情報生成装置を構成するようにしても良い。

本発明は、光を乱反射する性質を有する種々の撮像対象を撮像する撮像システムでも利用できる。

１……撮像システム、２……焦点情報生成装置、３……撮像装置、１１……統括制御部、１２……駆動制御部、１３……信号処理部、２０……ＸＹステージ、２１……光源、２５……対物レンズ、２６……アクチュエータ、３１……ビームスプリッタ、３３……第１受光器、３４……乱反射成分除去部、３５……集光レンズ、３６……ピンホール板、３９……第２受光器、１００……病理スライドガラス、１０１……スライドガラス、１０２……生体組織、１０３……包埋材、１０４……カバーガラス、ＱＭ……測定点、ＱＣ……撮像点、ＢＢ……気泡、ＬＭ……光ビーム、Ｌｒ……反射光ビーム、Ｌｒ１……第１反射光ビーム、Ｌｒ２……第２反射光ビーム、ＦＭ……焦点、Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄ……第１受光信号、ＳＳ……和信号、ＳＤ……差信号、Ｓ２……第２受光信号、ＲＥ……一様反射率。

Claims (14)

1. 光ビームを焦点に集光する対物レンズと、
   上記光ビームの光軸方向に関し、スライスされた生体組織がスライドガラスの置載面上に搭載され当該生体組織が包埋材及びカバーガラスにより被覆されてなる病理スライドガラスに対して上記焦点を移動させる焦点移動部と、
   上記光ビームが上記病理スライドガラスにより反射されてなる反射光ビームを第１反射光ビーム及び第２反射光ビームに分離する分離部と、
   上記第１反射光ビームを受光し第１受光信号を生成する第１受光部と、
   上記第２反射光ビームに含まれる乱反射成分を除去する乱反射成分除去部と、
   上記乱反射成分除去部を通過した上記第２反射光ビームを受光し第２受光信号を生成する第２受光部と、
   上記焦点移動部により上記焦点を移動させたときの上記第１受光信号及び上記第２受光信号を基に、上記病理スライドガラスに設定された所定の基準点から上記生体組織までのカバー距離を算出し、当該カバー距離を基に上記病理スライドガラスの焦点情報を生成する焦点情報生成部と
   を有する焦点情報生成装置。
2. 上記焦点情報生成部は、
   上記第１受光信号及び上記第２受光信号を基に、上記焦点が上記基準点及び上記生体組織にそれぞれ合っていることを判別し、上記基準点及び上記生体組織の間における上記焦点の移動距離を上記カバー距離とする
   請求項１に記載の焦点情報生成装置。
3. 上記焦点情報生成部は、
   上記第１受光信号に対する上記第２受光信号の比率を基に上記焦点が上記生体組織に合っていると判別する
   請求項２に記載の焦点情報生成装置。
4. 上記焦点情報生成部は、
   上記第１受光部による受光量が所定の閾値以上であり、且つ上記第１受光信号に対する上記第２受光信号の比率が所定の閾値以下となるときに、上記焦点が上記生体組織に合っていると判定する
   請求項３に記載の焦点情報生成装置。
5. 上記焦点情報生成部は、
   上記カバーガラスの表面を上記基準点とし、上記第１受光部による受光量が所定の閾値以上となったときに上記焦点が上記カバーガラスの表面に合っていると判別する
   請求項２に記載の焦点情報生成装置。
6. 上記第１反射光ビームに非点収差を与えるマルチレンズ
   をさらに有し、
   上記第１受光部は、
   格子状に４個の受光領域に分割され当該受光領域ごとに受光信号を生成すると共に、当該受光信号の総和を上記第１受光信号とし、
   上記焦点情報生成部は、
   上記カバーガラスの表面を上記基準点とし、上記第１受光部において対角位置にある２組の受光領域による受光信号の和同士の差分値でなる対角差分値を基に、上記焦点が上記カバーガラスの表面に合っていると判別する
   請求項２に記載の焦点情報生成装置。
7. 上記乱反射成分除去部は、
   上記第２反射光ビームを集光する集光レンズと、
   上記集光レンズにより集光された上記第２反射光ビームの焦点近傍部分を通過させるピンホール板と
   を有する請求項１に記載の焦点情報生成装置。
8. 上記生体組織における所定の測定点に対し上記光ビームの光軸を合わせるよう、上記病理スライドガラスを少なくとも当該スライドガラスの置載面と略平行な面方向に移動させる移動台
   をさらに有し、
   上記焦点情報生成部は、
   上記測定点を表す情報と上記カバー距離とを対応付けることにより上記焦点情報を生成する
   請求項１に記載の焦点情報生成装置。
9. 上記焦点移動部により上記焦点を移動させたときの上記第１受光信号を基に、上記包埋材中における気泡の有無を判定し、その判定結果を基に上記光ビームの照射位置における気泡情報を生成する気泡情報生成部
   をさらに有する請求項１に記載の焦点情報生成装置。
10. 上記焦点情報生成部は、
    上記カバーガラスの表面を上記基準点とし、
    上記気泡情報生成部は、
    上記基準点以外の箇所において、上記第１受光信号の値が上記基準点における値に対し所定比率以上となったときに、上記気泡が有ると判定する
    請求項９に記載の焦点情報生成装置。
11. 上記気泡情報生成部は、
    上記基準点から上記カバーガラスの厚さに相当する距離以上離れた箇所において、上記第１受光信号の値が上記基準点における値に対し所定比率以上となったときに、上記気泡が有ると判定する
    請求項９に記載の焦点情報生成装置。
12. 上記第１集光レンズは、
    上記第１反射光ビームに非点収差を与え、
    上記第１受光部は、
    格子状に４個の受光領域に分割され当該受光領域ごとに受光信号を生成すると共に、当該受光信号の総和を上記第１受光信号とし、
    上記焦点情報生成部は、
    上記カバーガラスの表面を上記基準点とし、
    上記気泡情報生成部は、
    上記基準点から上記カバーガラスの厚さに相当する距離以上離れた箇所において、上記第１受光部において対角位置にある２組の受光領域による受光信号の和同士の差分値でなる対角差分値が極大値及び極小値を有する場合に、上記気泡が有ると判定する
    請求項９に記載の焦点情報生成装置。
13. 上記焦点移動部は、
    上記病理スライドガラスを保持するステージ又は上記対物レンズの少なくとも一方を移動対象として上記光軸方向に移動させ、
    上記焦点情報生成部は、
    上記光軸方向に関する上記移動対象の位置を基に上記焦点の位置を認識する
    請求項１に記載の焦点情報生成装置。
14. スライスされた生体組織がスライドガラスの置載面上に搭載され当該生体組織が包埋材及びカバーガラスにより被覆されてなる病理スライドガラスに対し、光ビームを集光する対物レンズの焦点を、上記光ビームの光軸方向に関して移動させる移動ステップと、
    上記光ビームが上記病理スライドガラスにより反射されてなる反射光ビームを、第１反射光ビーム及び第２反射光ビームに分離する分離ステップと、
    上記第１反射光ビームを受光し第１受光信号を生成する第１受光ステップと、
    上記第２反射光ビームから乱反射成分を除去した上で受光し第２受光信号を生成する第２受光ステップと、
    上記焦点を移動させたときの上記第１受光信号及び上記第２受光信号を基に、上記病理スライドガラスに設定された所定の基準点から上記生体組織までのカバー距離を算出するカバー距離算出ステップと、
    上記カバー距離を基に上記病理スライドガラスの焦点情報を生成する焦点情報生成ステップと
    を有する焦点情報生成方法。

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