JP5299996B2 - Automatic slicer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic slicer capable of making favorable sliced pieces while reducing time for cutting blades to swing without cutting to improve working efficiency by accurately and promptly adjusting the relative position between a travelling plane of blade edges of the cutting blades and a surface of an embedding block. <P>SOLUTION: A sensor 20 detects a position of a surface of the embedding block B when a stage 12 moves to a Z direction by a moving means and an embedding block B blocks a laser beam L so that a light receiving section 22 has come not to receive the laser beam L. A beam diaphragm 25 for narrowing a beam diameter of the laser beam L emitted from a light projecting section 21 is placed between the light projecting section 21 and the embedding block B. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、自動薄切装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic slicing apparatus.

従来から、理化学実験や顕微鏡観察に用いられる薄切片標本を作製する装置として、ミクロトーム(自動薄切装置)が一般的に知られている。薄切片標本は、厚さが数μm(例えば、3μm〜5μm)の薄切片をスライドガラス等の基板上に固定させたものである。薄切片は、包埋剤によって生体試料を包埋した包埋ブロックを上述した厚さで極薄に薄切して作製されたものである。また、包埋ブロックは、人体や実験動物等から取り出されてホルマリン固定された生体試料をパラフィン置換した後、さらに周囲をパラフィンで固めてブロック状に作製したものである。
自動薄切装置により薄切片を得るためには、まず包埋ブロックを自動薄切装置のステージにセットして、切断刃により厚さが例えば10μm程度に薄切する粗削りを行う。この粗削りによって、包埋ブロックの表面を平滑にするとともに、実験や観察の対象物である包埋された生体試料を表面に露出(以下、面出しという)させる。この粗削りを終了した後、包埋ブロックを3μm〜5μmの厚みで極薄にスライスする本削りを行い、薄切片標本となる薄切片を得る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a microtome (automatic slicing device) is generally known as a device for producing a sliced piece sample used for physics and chemistry experiments and microscopic observation. The thin slice specimen is obtained by fixing a thin slice having a thickness of several μm (for example, 3 μm to 5 μm) on a substrate such as a slide glass. The thin slice is prepared by slicing an embedding block in which a biological sample is embedded with an embedding agent into the above-described thickness. The embedded block is prepared by replacing a biological sample taken out of a human body or a laboratory animal and fixed in formalin with paraffin, and then solidifying the periphery with paraffin to produce a block.
In order to obtain a thin slice by the automatic slicing device, first, the embedding block is set on the stage of the automatic slicing device, and rough cutting is performed to cut the thickness to about 10 μm with a cutting blade. By this roughing, the surface of the embedding block is smoothed, and the embedded biological sample that is the object of the experiment or observation is exposed on the surface (hereinafter referred to as surface exposure). After the rough cutting is finished, main cutting is performed by slicing the embedded block to a thickness of 3 μm to 5 μm to obtain a thin slice to be a thin slice specimen.

ところで、上述した包埋ブロックから厚さの均一な薄切片を得るためには、はじめに上述した粗削り工程において包埋ブロックの表層部分に形成された凹凸や傾斜面等を薄切し、包埋ブロックの表面を平滑にして面出しを行う必要がある。包埋ブロックの面出しを行うには、まずステージ上にセットされた包埋カセットの表層とミクロトームの切断刃の刃先との相対位置を調整する。そして、切断刃の刃先と包埋ブロックの表層との相対位置が決定された時点で、切断刃の刃先をステージの表面に沿わせて往復移動させることで包埋ブロックの表層部分が薄切される。その後、切断刃を作動させた状態で、ステージを徐々に上昇させることで連続的に薄切が行われ、包埋ブロックの表面を平滑にして面出しを行うことができる。   By the way, in order to obtain a thin slice with a uniform thickness from the above-mentioned embedding block, first, the embossing block is obtained by slicing irregularities and inclined surfaces formed on the surface layer portion of the embedding block in the above-described roughing process. Therefore, it is necessary to smooth the surface of the surface and perform the surface projection. In order to perform the chamfering of the embedding block, first, the relative position between the surface layer of the embedding cassette set on the stage and the cutting edge of the cutting blade of the microtome is adjusted. When the relative position between the cutting edge and the surface of the embedding block is determined, the surface of the embedding block is sliced by reciprocating the cutting edge along the surface of the stage. The Thereafter, with the cutting blade operated, the stage is gradually raised to continuously perform thin cutting, and the surface of the embedding block can be smoothed to perform chamfering.

また、包埋ブロックの面出しを行う際には、包埋カセットの表層と切断刃の刃先の走行面との相対位置が重要となる。万が一、包埋カセットの表層と切断刃の刃先の走行面とがラップしすぎると、薄切される薄切片が厚くなり生体試料を所望の断面とともに切断してしまう虞がある。一方、包埋ブロックの表層と切断刃の刃先の走行面との相対位置が余りにも離れた位置から切断刃を作動させると、切断刃の空振り状態が長く続いて包埋ブロックの表層が薄切されるまでに長い時間を要するため、作業効率が悪いという問題がある。   Moreover, when chamfering the embedding block, the relative position between the surface layer of the embedding cassette and the running surface of the cutting edge of the cutting blade is important. If the surface layer of the embedding cassette and the running surface of the cutting edge of the cutting blade wrap too much, the thin slice to be sliced becomes thick and the biological sample may be cut along with a desired cross section. On the other hand, if the cutting blade is operated from a position where the relative position between the surface layer of the embedding block and the running surface of the cutting edge of the cutting blade is too far away, the cutting blade will remain idle for a long time, and the surface of the embedding block will be thinly cut. Since it takes a long time to be performed, there is a problem that work efficiency is poor.

そこで、例えば特許文献1では、傾動可能なステージ上に包埋ブロックを載置し、ロードセルを介して支持された基準面を包埋ブロックの試料面に対して押し当てることで、包埋ブロックの試料面が基準面に対して平行な状態で保持する構成が開示されている。
また、例えば特許文献2では、受光部及び投光部を有するラインセンサを備え、受光部により受光されるレーザの光量の変化から、包埋ブロックによるレーザの遮光量を算出し、包埋ブロックの位置(高さや傾斜角度)の検出を行う構成が開示されている。
特許3656005号 特開2008−76251号公報
Therefore, in Patent Document 1, for example, an embedding block is placed on a tiltable stage, and a reference surface supported via a load cell is pressed against the sample surface of the embedding block. A configuration is disclosed in which the sample surface is held in a state parallel to the reference surface.
Further, for example, in Patent Document 2, a line sensor having a light receiving unit and a light projecting unit is provided, and the amount of light shielded by the embedding block is calculated from the change in the amount of laser light received by the light receiving unit. A configuration for detecting the position (height and inclination angle) is disclosed.
Japanese Patent No. 3565005 JP 2008-76251 A

しかしながら、上述した特許文献1の構成では、包埋ブロックの試料面に対して基準面を直接押し付ける構成であるため不衛生である。また、包埋ブロックに包埋された生体試料に影響が及ぶ可能性がある。具体的には、生体試料が包埋されたパラフィンの欠損や、破壊、また包埋ブロックが押し付けられることにより生体試料の組織崩壊に繋がる可能性がある。   However, the configuration of Patent Document 1 described above is unsanitary because the reference surface is directly pressed against the sample surface of the embedding block. Moreover, there is a possibility that the biological sample embedded in the embedding block may be affected. Specifically, there is a possibility that paraffin loss or destruction in which the biological sample is embedded or tissue block of the biological sample may be caused by pressing the embedded block.

図10、11は上述した特許文献2のように、ラインセンサを用いた従来の包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図であり、図10は包埋ブロックの表層部分が平坦面の場合、図11は傾斜面を有する場合を示している。
図10に示すように、包埋ブロック100の表層部分が平坦面の場合には、センサと包埋ブロックとの相対位置を接近させていくと、センサの投光部101から出射されたレーザ光L’は、包埋ブロック100の表層部分に一部が遮蔽される。これにより、投光部101から出射されたレーザ光L’の光量(ビーム幅)D1と、センサの受光部102で受光されたレーザ光L’の光量D2とが変化する(D1>D2)。その結果、包埋ブロック100の位置を検出することができ、包埋ブロック100と切断刃(不図示)との相対位置を調整することができる。
一方、図11に示すように、例えば包埋ブロック100’の表層部分に傾斜面103が形成されている場合、包埋ブロック100’の表層部分に入射するレーザ光L’は、包埋ブロック100’により遮蔽されずに傾斜面103で反射する。そして、受光部102では、投光部101から直進してきたレーザ光と、傾斜面103で反射したレーザ光とが受光される。その結果、投光部101から出射されたレーザ光L’の光量D1’と、センサの受光部102で受光されたレーザ光L’の光量D2’との変化が少なく、正確な光量の変化を検出できないため、包埋ブロック100’の正確な高さを検出することができず、包埋ブロック100’を所定の位置で停止させることができない。
10 and 11 are explanatory diagrams showing a conventional method for detecting the position of an embedded block using a line sensor as in Patent Document 2 described above, and FIG. 10 is a case where the surface layer portion of the embedded block is a flat surface. FIG. 11 shows a case having an inclined surface.
As shown in FIG. 10, when the surface layer portion of the embedding block 100 is a flat surface, the laser light emitted from the light projecting unit 101 of the sensor when the sensor and the embedding block are brought closer to each other. L ′ is partially shielded by the surface layer portion of the embedding block 100. As a result, the light amount (beam width) D1 of the laser light L ′ emitted from the light projecting unit 101 and the light amount D2 of the laser light L ′ received by the light receiving unit 102 of the sensor change (D1> D2). As a result, the position of the embedding block 100 can be detected, and the relative position between the embedding block 100 and a cutting blade (not shown) can be adjusted.
On the other hand, as shown in FIG. 11, for example, when the inclined surface 103 is formed on the surface layer portion of the embedding block 100 ′, the laser light L ′ incident on the surface layer portion of the embedding block 100 ′ Reflected by the inclined surface 103 without being shielded by '. The light receiving unit 102 receives the laser light that has traveled straight from the light projecting unit 101 and the laser light reflected by the inclined surface 103. As a result, there is little change between the light amount D1 ′ of the laser light L ′ emitted from the light projecting unit 101 and the light amount D2 ′ of the laser light L ′ received by the light receiving unit 102 of the sensor. Since it cannot be detected, the exact height of the embedding block 100 ′ cannot be detected, and the embedding block 100 ′ cannot be stopped at a predetermined position.

つまり、特許文献2の構成では、包埋ブロックの表面で反射したレーザ光も受光部で受光する虞があり、包埋ブロックにより遮蔽された正確な遮蔽量を検出することができず、実際の遮蔽量と検出された遮蔽量との間で誤差が生じるという問題がある。また、ラインセンサは比較的レーザ幅が広いため、微小な光量の変化を検出できず、包埋ブロックの高さ調整の精度が不十分である。   That is, in the configuration of Patent Document 2, there is a possibility that the laser beam reflected on the surface of the embedding block may be received by the light receiving unit, and the exact shielding amount shielded by the embedding block cannot be detected. There is a problem that an error occurs between the shielding amount and the detected shielding amount. In addition, since the line sensor has a relatively wide laser width, it cannot detect a minute change in the amount of light, and the accuracy of the height adjustment of the embedded block is insufficient.

そこで、本発明は、このような事情に考慮してなされたものであって、切断刃の刃先の走行面と包埋ブロックの表層との相対位置を正確、かつ迅速に調整することで、良好な薄切片を取り出すことができるとともに、切断刃の空振り時間を短縮して作業効率を向上させることができる自動薄切装置を提供する。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and is good by accurately and quickly adjusting the relative position between the running surface of the cutting edge of the cutting blade and the surface layer of the embedding block. Provided is an automatic slicing device that can take out a thin slice and improve the working efficiency by reducing the idle time of the cutting blade.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る自動薄切装置は、生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切する自動薄切装置において、前記包埋ブロックを載置するXY平面と平行な載置面を有するステージと、刃先を前記XY平面に沿って走行させ、前記包埋ブロックの表層を前記XY平面と平行に薄切する切断刃と、前記XY平面に直交するZ方向に前記ステージを移動させる移動手段と、前記Z方向における前記包埋ブロックの表面の位置を検出するセンサとを備え、前記センサは、前記XY平面に沿ってレーザ光を出射する投光部と、前記レーザ光の光路上において前記包埋ブロックを間に挟んで配置され、前記投光部から出射された前記レーザ光を受光する受光部とを備え、前記センサは、前記移動手段により前記ステージが前記Z方向に移動し、前記包埋ブロックが前記レーザ光を遮蔽して、前記受光部が前記レーザ光を受光しなくなったときに、前記包埋ブロックの表面の位置を検出し、前記投光部と前記包埋ブロックとの間には、前記投光部から出射された前記レーザ光のビーム径を絞るビーム絞りが配置され、前記受光部と前記包埋ブロックとの間には、前記受光部で受光する前記レーザ光の発散角を規制する発散角制限絞りが配置されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
An automatic slicing device according to the present invention is an automatic slicing device for slicing an embedded block in which a biological sample is embedded, and a stage having a mounting surface parallel to an XY plane on which the embedded block is mounted. A cutting blade that travels along the XY plane and slices the surface layer of the embedding block in parallel with the XY plane; and a moving unit that moves the stage in the Z direction orthogonal to the XY plane; A sensor for detecting the position of the surface of the embedding block in the Z direction, the sensor emitting a laser beam along the XY plane, and the embedding in the optical path of the laser beam And a light receiving portion that receives the laser light emitted from the light projecting portion, and the sensor moves the stage in the Z direction by the moving means, and Bro When the laser beam is shielded and the light receiving unit stops receiving the laser beam, the position of the surface of the embedded block is detected, and the gap between the light projecting unit and the embedded block is detected. A beam stop for reducing the beam diameter of the laser light emitted from the light projecting unit is disposed, and a divergence angle of the laser light received by the light receiving unit is set between the light receiving unit and the embedded block. A restricting divergence angle limiting aperture is arranged .

この構成によれば、投光部と包埋ブロックとの間に、投光部から出射されたレーザ光のビーム径を絞るビーム絞りを配置することで、投光部から出射されるビーム径を小さくすることができる。すなわち、投光部から出射する光にレーザ光を用いるとともに、ビーム絞りを配置してビーム径を小さくすることで、包埋ブロックの表面にはレーザ径が小さい絞られた光が通過することになる。そのため、移動手段により包埋ブロックを移動させ、投光部と受光部との間に包埋ブロックが介在した時点で即座にレーザ光が遮蔽されることになり、この時点で包埋ブロックの位置を検出することができる。
これにより、従来と異なり包埋ブロックに触れることなく包埋ブロックの位置を検出することができるため、生体試料が包埋された包埋剤の欠損や、破壊、生体試料の組織崩壊を防止することができる。
また、ラインセンサを用いた従来の構成に比べてビーム径が小さいので、包埋ブロックがレーザ光を横切るとほぼ同時にレーザ光を遮蔽することができる。これにより、包埋ブロックの表面において反射した反射光の受光を抑制することができるとともに、包埋ブロックのXY平面の表層部分における頂部を高精度に検出することができるため、センサによる検出誤差を小さくすることができる。
したがって、切断刃の刃先の走行面と包埋ブロックの表層との相対位置を正確、かつ迅速に調整することができるため、切り始めから均一な厚さの薄切片を得ることができるとともに、切断刃の空振り時間を短縮して作業効率を向上させることができる。
また、レーザ光の拡散や包埋ブロックの表面での反射によりレーザ光の発散角が拡大した場合であっても、所定の範囲のレーザ光のみを受光部へ供給することができるため、レーザ光の誤検出を確実に防止することができる。これにより、包埋ブロックのより高精度な位置検出が可能になる。
According to this configuration, the beam diameter emitted from the light projecting unit can be reduced by disposing the beam stop for reducing the beam diameter of the laser light emitted from the light projecting unit between the light projecting unit and the embedding block. Can be small. That is, laser light is used as the light emitted from the light projecting unit, and a beam stop is disposed to reduce the beam diameter so that the light with the small laser diameter passes through the surface of the embedding block. Become. Therefore, when the embedding block is moved by the moving means and the embedding block is interposed between the light projecting unit and the light receiving unit, the laser beam is immediately shielded. Can be detected.
This makes it possible to detect the position of the embedding block without touching the embedding block, unlike the conventional case, thereby preventing the loss or destruction of the embedding agent in which the biological sample is embedded and the tissue collapse of the biological sample. be able to.
In addition, since the beam diameter is smaller than the conventional configuration using a line sensor, the laser beam can be shielded almost simultaneously when the embedded block crosses the laser beam. As a result, reception of reflected light reflected on the surface of the embedding block can be suppressed, and the top portion of the surface layer portion of the XY plane of the embedding block can be detected with high accuracy. Can be small.
Therefore, since the relative position between the running surface of the cutting edge of the cutting blade and the surface layer of the embedding block can be adjusted accurately and quickly, a thin slice of uniform thickness can be obtained from the beginning of cutting, and cutting It is possible to improve the working efficiency by shortening the blade swing time.
In addition, even when the divergence angle of the laser beam is expanded due to the diffusion of the laser beam or reflection on the surface of the embedding block, only the laser beam in a predetermined range can be supplied to the light receiving unit. Can be reliably prevented. As a result, the position of the embedded block can be detected with higher accuracy.

また、本発明に係る自動薄切装置は、前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における中心部を通過する際の前記レーザ光のビーム径は、50μm以上1000μm以下に設定されていることを特徴としている。
ビーム径を50μm未満に設定すると、ビーム絞りにおいてレーザ光の回折が広がる影響に加え、受光量が減少して外乱光の影響を受ける可能性があるため好ましくない。一方、ビーム径を1000μmより大きく設定すると、受光部によりレーザ光を受光する際、上述したように包埋ブロックの表面で反射するレーザ光が多く、受光部により検出されるレーザ光の光量の微小な変化を検出できないため好ましくない。
これに対して、包埋ブロックへのZ方向の表面における中心部を通過する際のビーム径を50μm以上1000μm以下に設定することで、レーザ光の回折を抑えることができるとともに、包埋ブロック表面における反射光の検出を防ぐことができるため、投光部と受光部との間に包埋ブロックが介在した時点で即座にレーザ光が遮蔽されることになり、この時点で包埋ブロックの位置を検出することができる。したがって、包埋ブロックの表面位置を高精度に検出することが可能になる。
Further, in the automatic slicing device according to the present invention, the beam diameter of the laser light when passing through the central portion on the surface in the Z direction of the embedded block is set to 50 μm or more and 1000 μm or less. It is said.
Setting the beam diameter to less than 50 μm is not preferable because in addition to the effect that the diffraction of the laser beam spreads at the beam stop, the amount of received light may be reduced and affected by disturbance light. On the other hand, when the beam diameter is set to be larger than 1000 μm, when the laser beam is received by the light receiving unit, as described above, the laser beam reflected by the surface of the embedding block is large, and the light amount of the laser beam detected by the light receiving unit is very small. It is not preferable because it cannot detect a change.
On the other hand, by setting the beam diameter when passing through the central portion of the surface in the Z direction to the embedded block to 50 μm or more and 1000 μm or less, it is possible to suppress the diffraction of the laser beam and Therefore, when the embedded block is interposed between the light projecting unit and the light receiving unit, the laser beam is immediately shielded. At this point, the position of the embedded block is Can be detected. Therefore, it becomes possible to detect the surface position of the embedding block with high accuracy.

また、本発明に係る自動薄切装置は、前記包埋ブロックは前記Z方向から見て矩形状に形成され、前記投光部及び前記受光部は、前記包埋ブロックを間に挟んで前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における対角線の延長線上に配置されていることを特徴としている。
包埋ブロックの表面が一様に傾斜している場合には、その頂部は角部(対角線の端部)に位置する。そこで、包埋ブロックのZ方向表面における対角線の延長線上に投光部及び受光部を配置することで、包埋ブロックの頂部を確実に検出することができる。また、包埋ブロックの表層部分における一方向(例えば、X方向)上のみならず一方向に直交する他方向(例えば、Y方向)を複合した線上のZ方向における位置を検出することができるため、包埋ブロックのZ方向の表層部分における頂部を高精度に検出することができる。したがって、包埋ブロックの位置調整を高精度に行うことができる。
In the automatic slicing device according to the present invention, the embedding block is formed in a rectangular shape when viewed from the Z direction, and the light projecting unit and the light receiving unit are sandwiched between the embedding blocks. It is characterized by being arranged on an extension of a diagonal line on the surface in the Z direction of the buried block.
When the surface of the embedding block is uniformly inclined, the top is located at the corner (the end of the diagonal line). Then, the top part of an embedding block can be detected reliably by arrange | positioning a light projection part and a light-receiving part on the extended line of the diagonal in the Z direction surface of an embedding block. In addition, the position in the Z direction on a line that combines not only one direction (for example, the X direction) but also another direction (for example, the Y direction) orthogonal to one direction in the surface layer portion of the embedded block can be detected. The top of the embedded block in the surface layer portion in the Z direction can be detected with high accuracy. Therefore, the position adjustment of the embedding block can be performed with high accuracy.

また、本発明に係る自動薄切装置は、一対の前記センサが、前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における一対の対角線の延長線上に配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、一対のセンサを包埋ブロックのZ方向の表面におけるそれぞれ一対の延長線上に配置することで、より確実に包埋ブロックの頂部の高さを検出することができるため、より均一な厚さの薄切片を得ることができ、高精度な面出しが可能になる。
Moreover, the automatic slicing device according to the present invention is characterized in that the pair of sensors are arranged on a pair of diagonal lines on the surface in the Z direction of the embedding block.
According to this configuration, the height of the top of the embedding block can be detected more reliably by arranging the pair of sensors on each pair of extension lines on the surface in the Z direction of the embedding block. A thin slice with a uniform thickness can be obtained, and a highly accurate surface can be obtained.

また、本発明に係る自動薄切装置は、前記発散角制限絞りは、前記受光部により受光されるレーザ光のビーム径を、前記ビーム絞りによって絞られたレーザ光のビーム径と同等に絞ることを特徴としている。 Further, in the automatic slicing device according to the present invention, the divergence angle limiting diaphragm narrows the beam diameter of the laser beam received by the light receiving unit to be equal to the beam diameter of the laser beam narrowed by the beam diaphragm. It is characterized by.

また、本発明に係る自動薄切装置は、前記センサは、前記受光部が前記レーザ光を受光している状態でON状態となる一方、前記包埋ブロックが前記レーザ光を遮蔽して前記受光部が前記レーザ光を受光していない状態でOFF状態となり、前記移動手段は、まず、前記ステージを基準位置から、前記センサがOFF状態となる第1位置まで移動させ、次に、前記ステージを前記第1位置から、前記基準位置と前記第1位置との間で前記センサがON状態となる第2位置まで移動させ、次に、前記ステージを前記第2位置から、前記第2位置と前記第1位置との間で前記センサがOFF状態となる目標位置まで移動させ、前記第2位置から前記目標位置までの間の前記ステージの移動速度は、前記基準位置から前記第1位置までの間の前記ステージの移動速度より遅く設定されていることを特徴としている。
ところで、ビーム径を縮小することでレーザ光を遮蔽する瞬間を確実に検出するためには、ステージを比較的低速で移動させなければならない。そのため、包埋ブロックの位置調整に時間がかかる場合がある。
これに対して、本発明に係る構成によれば、まず始めにレーザ光の光路上を横切りセンサがOFF状態となる第1位置までステージを比較的高速で移動させた後、再びセンサがON状態となる第2位置までステージの位置を一旦戻す。これにより、ステージと切断刃とを基準位置より目標位置に近接させた第2位置まで比較的高速で相対移動することができる。
その後、第2位置からセンサが再びOFF状態となる目標位置に至るまでの間において、ステージを比較的低速で相対移動させる。これにより、比較的低速でステージを移動させる区間は第2位置から目標位置の間の区間となるため、基準位置から目標位置までの全区間を低速で移動させる場合に比べて、ステージを比較的低速で移動させる区間を短縮することができる。そのため、ビーム径を縮小した場合であっても包埋ブロックの位置調整を正確、かつ迅速に行うことができる。
In the automatic slicing device according to the present invention, the sensor is in an ON state in a state where the light receiving unit receives the laser light, while the embedded block shields the laser light and receives the light. The moving means first moves the stage from a reference position to a first position where the sensor is turned off, and then moves the stage. The sensor is moved from the first position to a second position where the sensor is turned on between the reference position and the first position, and then the stage is moved from the second position to the second position and the second position. The stage is moved to a target position where the sensor is in an OFF state with respect to the first position, and the moving speed of the stage between the second position and the target position is between the reference position and the first position. Of the above Is characterized in that it is set slower than the moving speed of the over-di.
By the way, in order to reliably detect the moment when the laser beam is shielded by reducing the beam diameter, the stage must be moved at a relatively low speed. Therefore, it may take time to adjust the position of the embedded block.
On the other hand, according to the configuration of the present invention, first, the stage is moved at a relatively high speed to the first position where the sensor crosses the optical path of the laser beam and the sensor is turned off, and then the sensor is turned on again. The position of the stage is once returned to the second position. Thereby, the stage and the cutting blade can be relatively moved at a relatively high speed from the reference position to the second position close to the target position.
Thereafter, the stage is relatively moved at a relatively low speed from the second position to the target position where the sensor is again turned off. As a result, since the section where the stage is moved at a relatively low speed is a section between the second position and the target position, the stage is relatively moved compared to the case where the entire section from the reference position to the target position is moved at a low speed. The section moved at low speed can be shortened. Therefore, even if the beam diameter is reduced, the position of the embedded block can be adjusted accurately and quickly.

本発明に係る自動薄切装置によれば、投光部と包埋ブロックとの間に、投光部から出射されたレーザ光のビーム径を絞るビーム絞りを配置することで、投光部から出射されるビーム径を小さくすることができる。すなわち、投光部から出射する光にレーザ光を用いるとともに、ビーム絞りを配置してビーム径を小さくすることで、包埋ブロックの表面にはレーザ径が小さい絞られた光が通過することになる。そのため、移動手段により包埋ブロックを移動させ、投光部と受光部との間に包埋ブロックが介在した時点で即座にレーザ光が遮蔽されることになり、この時点で包埋ブロックの位置を検出することができる。
これにより、従来と異なり包埋ブロックに触れることなく包埋ブロックの位置を検出することができるため、生体試料が包埋された包埋剤の欠損や、破壊、生体試料の組織崩壊を防止することができる。
また、ラインセンサを用いた従来の構成に比べてビーム径が小さいので、包埋ブロックがレーザ光を横切るとほぼ同時にレーザ光を遮蔽することができる。これにより、包埋ブロックの表面において反射した反射光の受光を抑制することができるとともに、包埋ブロックのXY平面の表層部分における頂部を高精度に検出することができるため、センサによる検出誤差を小さくすることができる。
したがって、切断刃の刃先の走行面と包埋ブロックの表層との相対位置を正確、かつ迅速に調整することができるため、切り始めから均一な厚さの薄切片を得ることができるとともに、切断刃の空振り時間を短縮して作業効率を向上させることができる。
According to the automatic slicing device according to the present invention, by disposing a beam stop for reducing the beam diameter of the laser light emitted from the light projecting unit between the light projecting unit and the embedding block, from the light projecting unit. The diameter of the emitted beam can be reduced. That is, laser light is used as the light emitted from the light projecting unit, and a beam stop is disposed to reduce the beam diameter so that the light with the small laser diameter passes through the surface of the embedding block. Become. Therefore, when the embedding block is moved by the moving means and the embedding block is interposed between the light projecting unit and the light receiving unit, the laser beam is immediately shielded. Can be detected.
This makes it possible to detect the position of the embedding block without touching the embedding block, unlike the conventional case, thereby preventing the loss or destruction of the embedding agent in which the biological sample is embedded and the tissue collapse of the biological sample. be able to.
In addition, since the beam diameter is smaller than the conventional configuration using a line sensor, the laser beam can be shielded almost simultaneously when the embedded block crosses the laser beam. As a result, reception of reflected light reflected on the surface of the embedding block can be suppressed, and the top portion of the surface layer portion of the XY plane of the embedding block can be detected with high accuracy. Can be small.
Therefore, since the relative position between the running surface of the cutting edge of the cutting blade and the surface layer of the embedding block can be adjusted accurately and quickly, a thin slice of uniform thickness can be obtained from the beginning of cutting, and cutting It is possible to improve the working efficiency by shortening the blade swing time.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(自動薄切装置)
図1は包埋ブロックを示す斜視図である。
自動薄切装置10(図2参照)は、図1に示すように、生体試料Sが包埋剤Nによって包埋された包埋ブロックBを、所定のすくい角が付いた状態で薄切(例えば、10μm程度に薄切)して包埋ブロックBの表面を平滑にするとともに、実験や観察の対象物である包埋された生体試料を表面に露出させる装置である。このように、すくい角θを付けた状態で包埋ブロックBを薄切することで、切削抵抗を減らしてより円滑な薄切を行うことができる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Automatic slicer)
FIG. 1 is a perspective view showing an embedding block.
As shown in FIG. 1, the automatic slicing apparatus 10 (see FIG. 2) slices an embedded block B in which a biological sample S is embedded with an embedding agent N with a predetermined rake angle (see FIG. 2). For example, it is an apparatus that smoothes the surface of the embedding block B by slicing it to about 10 μm and exposes an embedded biological sample that is an object of experiment or observation to the surface. Thus, by cutting the embedded block B with the rake angle θ attached, the cutting resistance can be reduced and smoother cutting can be performed.

なお、包埋ブロックBは、ホルマリン固定された生体試料S内の水分をパラフィン置換した後、さらに周囲をパラフィン等の包埋剤Nによってブロック状(直方体形状)に固めたものである。これにより、生体試料Sがパラフィン内に包埋された状態となっている。また、生体試料Sとしては、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器等の組織であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野等で適時選択されるものである。また、本実施形態では、包埋ブロックBが箱状に形成されたカセットK上に固定されているものとして説明する。   The embedding block B is obtained by substituting the water in the formalin-fixed biological sample S with paraffin, and further solidifying the periphery in a block shape (cuboid shape) with an embedding agent N such as paraffin. As a result, the biological sample S is embedded in paraffin. In addition, the biological sample S is, for example, a tissue such as an organ extracted from a human body, a laboratory animal, or the like, and is appropriately selected in the medical field, the pharmaceutical field, the food field, the biological field, or the like. In the present embodiment, the embedding block B is described as being fixed on a cassette K formed in a box shape.

図2,3は自動薄切装置の概略構成図であり、図2は側面図、図3は平面図である。
図2,3に示すように、本実施形態の自動薄切装置10は、包埋ブロックBが固定されたカセットKを水平面(XY平面)と平行に載置する載置面11を有するステージ12と、包埋ブロックBの表層部分を切削する切断刃13と、ステージ12の載置面11と直交するZ方向にステージ12を相対移動させる圧電素子等の移動手段(不図示)と、Z方向における包埋ブロックBの位置(高さ)を検出するセンサ20と、自動薄切装置10を統括的に制御する制御部(不図示)とを備えている。
2 and 3 are schematic configuration diagrams of the automatic slicer, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a plan view.
As shown in FIGS. 2 and 3, the automatic slicing apparatus 10 according to the present embodiment has a stage 12 having a placement surface 11 on which the cassette K to which the embedding block B is fixed is placed parallel to the horizontal plane (XY plane). A cutting blade 13 for cutting the surface layer portion of the embedding block B, a moving means (not shown) such as a piezoelectric element for relatively moving the stage 12 in the Z direction orthogonal to the mounting surface 11 of the stage 12, and the Z direction 2 includes a sensor 20 that detects the position (height) of the embedding block B and a control unit (not shown) that comprehensively controls the automatic slicing device 10.

ステージ12は、制御部に制御された移動手段の作動によりZ方向に移動可能に構成されており、その上面はカセットKが載置される載置面11を構成している。この載置面11は、その面方向が水平方向(XY平面)と一致しており、包埋ブロックBを上方に向けた状態でカセットKを水平保持できるように構成されている。したがって、ステージ12の高さ(Z方向)を調整することで、切断刃13により薄切される薄切片の厚みを調整することができる。なお、図2,3に示すステージ12はZ方向における下端位置、すなわちステージ12の初期位置(基準位置)に位置している。なお、ステージ12は、Z軸回りの回転と、X軸回り及びY軸回りの傾きとが自在に調整可能とされた多軸のステージ12となっており、包埋ブロックBの姿勢を自在にコントロールして、包埋ブロックBの向きや傾き等を所望する状態に設定することが可能とされている。   The stage 12 is configured to be movable in the Z direction by the operation of the moving means controlled by the control unit, and the upper surface thereof constitutes a placement surface 11 on which the cassette K is placed. The mounting surface 11 is configured so that the surface direction thereof coincides with the horizontal direction (XY plane), and the cassette K can be held horizontally with the embedding block B facing upward. Therefore, by adjusting the height of the stage 12 (Z direction), the thickness of the thin slice sliced by the cutting blade 13 can be adjusted. The stage 12 shown in FIGS. 2 and 3 is located at the lower end position in the Z direction, that is, the initial position (reference position) of the stage 12. The stage 12 is a multi-axis stage 12 in which the rotation about the Z axis and the inclination about the X axis and the Y axis can be freely adjusted, and the posture of the embedding block B can be freely adjusted. It is possible to control and set the direction and inclination of the embedding block B to a desired state.

切断刃13は、一端側が刃先13aとされた長尺な磁性体の切断刃13であり、ステージ12の斜め上方において、載置面11に平行なXY平面に対して所定のすくい角が付いた状態で配置されている。具体的には、初期位置にあるステージ12に対してZ方向における上方であって、XY平面においてステージ12のX方向における側方に配置されている。また、切断刃13は、その長手方向がステージ12(包埋ブロックB)のZ方向の表面における一辺と交差する方向に延在している。   The cutting blade 13 is a long magnetic cutting blade 13 whose one end is a cutting edge 13a, and has a predetermined rake angle with respect to an XY plane parallel to the mounting surface 11 obliquely above the stage 12. Arranged in a state. Specifically, it is located above the stage 12 in the initial position in the Z direction and on the side of the stage 12 in the X direction on the XY plane. Moreover, the cutting blade 13 extends in a direction in which the longitudinal direction intersects one side of the surface in the Z direction of the stage 12 (embedded block B).

切断刃13は、モータ等の図示しない駆動手段により、XY平面上においてX軸に対して所定の角度が付いた状態(切断刃13の短手方向に沿う方向)で往復移動可能に構成されている(図3中矢印参照)。この時、切断刃13の往復移動時において、切断刃13の刃先13aはステージ12の載置面11の面方向(XY平面)と平行に走行することになり、刃先13aの走行する面内が刃先13aの走行面となっている。つまり、刃先13aの走行面は載置面11の面方向と平行であり、刃先13の走行面に包埋ブロックBの表層が存在する場合に、載置面11上に載置された包埋ブロックBがXY平面と平行に薄切されるようになっている。この時、切断刃13の長手方向とステージ12のY方向に沿う一辺と交差する方向に延在しているため、切断時には包埋ブロックBのXY平面における角部から刃先が入り込んでいくようになっている。   The cutting blade 13 is configured to be able to reciprocate in a state (a direction along the short direction of the cutting blade 13) at a predetermined angle with respect to the X axis on the XY plane by a driving means (not shown) such as a motor. (See arrow in FIG. 3). At this time, during the reciprocating movement of the cutting blade 13, the cutting edge 13 a of the cutting blade 13 travels in parallel with the surface direction (XY plane) of the mounting surface 11 of the stage 12. It is a running surface of the blade edge 13a. That is, the traveling surface of the blade edge 13a is parallel to the surface direction of the mounting surface 11, and when the surface layer of the embedding block B exists on the traveling surface of the blade edge 13, the embedding placed on the mounting surface 11 is performed. The block B is sliced parallel to the XY plane. At this time, since it extends in a direction intersecting with the longitudinal direction of the cutting blade 13 and one side along the Y direction of the stage 12, the cutting edge enters from the corner of the XY plane of the embedding block B at the time of cutting. It has become.

なお、上述したステージ12は、その内部に図示しない圧電素子等の移動手段が組み込まれており、電圧が印加されることで鉛直なZ方向に一定量上昇するように高さ制御されている。この際、ステージ12は、切断刃13が1往復する毎に、一定量(例えば、10μm程度)だけ上昇するように制御されている。これにより包埋ブロックBは、切断刃13の移動に伴ってZ方向上方に向けて移動して、切断刃13によって切断されるようになっている。この際、ステージ12によって高さ制御されているので、所定の厚みで表面が薄切される。なお、切断刃13の往復移動と、往復移動に同期したステージ12の上昇とによって包埋ブロックBの表層部分を次々と薄切することが可能である。なお、移動手段はモータ等で構成してもよい。   The stage 12 described above incorporates a moving means such as a piezoelectric element (not shown) therein, and is height-controlled so as to rise by a certain amount in the vertical Z direction when a voltage is applied. At this time, the stage 12 is controlled to rise by a certain amount (for example, about 10 μm) every time the cutting blade 13 reciprocates once. As a result, the embedding block B moves upward in the Z direction as the cutting blade 13 moves, and is cut by the cutting blade 13. At this time, since the height is controlled by the stage 12, the surface is sliced to a predetermined thickness. The surface layer portion of the embedding block B can be sliced one after another by the reciprocating movement of the cutting blade 13 and the rising of the stage 12 synchronized with the reciprocating movement. The moving means may be constituted by a motor or the like.

ここで、センサ20は、Z方向において切断刃13の走行面から下方に所定間隔オフセットした状態で配置されており、XY平面に沿ってレーザ光Lを出射する投光部21と、Z方向から見てレーザ光Lの光路上において包埋ブロックBを間に挟んで配置され、投光部21から出射されたレーザ光Lを受光する受光部22とを備えている。すなわち、投光部21及び受光部22は、Z方向において切断刃13と初期位置におけるステージ12の載置面11との間に配置されるとともに、平面視において載置面11を間に挟むように配置されている。具体的には、投光部21及び受光部22は載置面11を間に挟んで、包埋ブロックBのZ方向の表面における対角線の延長線上に配置されている。   Here, the sensor 20 is disposed in a state that is offset downward from the traveling surface of the cutting blade 13 in the Z direction by a predetermined distance, and a light projecting unit 21 that emits the laser light L along the XY plane, and the Z direction. A light receiving unit 22 that receives the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is disposed on the optical path of the laser light L with the embedded block B interposed therebetween. That is, the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22 are disposed between the cutting blade 13 and the mounting surface 11 of the stage 12 at the initial position in the Z direction, and sandwich the mounting surface 11 in plan view. Is arranged. Specifically, the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22 are arranged on diagonal lines on the surface in the Z direction of the embedding block B with the placement surface 11 in between.

したがって、投光部21から出射されるレーザ光Lは、包埋ブロックBのZ方向の表面における対角線上を通過するように構成されている。センサ20は、受光部22により投光部21から出射されたレーザ光Lを受光している状態でON状態となる一方、レーザ光Lが包埋ブロックBにより遮蔽され、受光部22がレーザ光Lを受光していない状態でOFF状態となって、Z方向における包埋ブロックBの表面の位置を検出するものである。なお、投光部21から出射されるレーザは、ビーム径が比較的小さく、かつ発散角の小さい赤外レーザ等からなるレーザが好適に用いられている。   Therefore, the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is configured to pass on a diagonal line on the surface in the Z direction of the embedding block B. The sensor 20 is in an ON state in a state where the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is received by the light receiving unit 22, while the laser light L is shielded by the embedding block B, and the light receiving unit 22 is laser light. In a state where L is not received, the OFF state is set, and the position of the surface of the embedding block B in the Z direction is detected. As the laser emitted from the light projecting unit 21, a laser composed of an infrared laser having a relatively small beam diameter and a small divergence angle is preferably used.

レーザ光Lの光路上における出射端側、すなわち平面視において投光部21とステージ12との間には、ビーム絞り25が配置されている。このビーム絞り25は、投光部21から出射されたレーザ光Lのビーム径を縮小するためのものであり、レーザ光Lを遮蔽する遮蔽板25aと、投光部21から出射されるレーザ光Lが通過する微小の開口25bとで構成されている。   A beam stop 25 is disposed on the exit end side on the optical path of the laser light L, that is, between the light projecting unit 21 and the stage 12 in plan view. The beam stop 25 is for reducing the beam diameter of the laser light L emitted from the light projecting unit 21, and includes a shielding plate 25 a that shields the laser light L, and a laser light emitted from the light projecting unit 21. It is composed of a minute opening 25b through which L passes.

ビーム絞り25では、包埋ブロックBのZ方向の表面における中心部(対角線の交点)を通過時におけるビーム径Dが50μm以上1000μm以下となるように、レーザ光Lを絞ることが好ましい。ビーム径Dが50μm未満であると、開口25bにおいてレーザ光Lの回折が広がる影響に加え、受光量が減少して外乱光の影響を受ける可能性があるため好ましくない。一方、ビーム径Dが1000μmより大きいと、受光部22によりレーザ光Lを受光する際、上述したように包埋ブロックBの表面で反射するレーザ光が多く、レーザ光Lの発散角(放射角)が拡大され、受光部22により検出されるレーザ光Lの光量の微小な変化を検出できないため好ましくない。これに対して、包埋ブロックBのZ方向の表面における中心部を通過する際のビーム径を50μm以上1000μm以下に設定することで、レーザ光Lの回折を抑えることができるとともに、包埋ブロックBの表面における反射光の検出を防ぐことができるため、投光部21と受光部22との間に包埋ブロックBが介在した時点で即座にレーザ光Lが遮蔽されることになり、この時点で包埋ブロックBの表面位置を検出することができる。   In the beam stop 25, the laser beam L is preferably reduced so that the beam diameter D when passing through the central portion (intersection of diagonal lines) of the surface of the embedded block B in the Z direction is 50 μm or more and 1000 μm or less. If the beam diameter D is less than 50 μm, in addition to the effect that the diffraction of the laser beam L spreads in the opening 25b, the amount of received light may be reduced and affected by disturbance light, which is not preferable. On the other hand, when the beam diameter D is larger than 1000 μm, when the laser beam L is received by the light receiving unit 22, the laser beam reflected by the surface of the embedding block B is large as described above, and the divergence angle (radiation angle) of the laser beam L is large. ) Is enlarged, and a minute change in the light amount of the laser light L detected by the light receiving unit 22 cannot be detected. On the other hand, by setting the beam diameter when passing through the central portion of the surface in the Z direction of the embedded block B to 50 μm or more and 1000 μm or less, diffraction of the laser beam L can be suppressed, and the embedded block Since the detection of the reflected light on the surface of B can be prevented, the laser light L is immediately shielded when the embedded block B is interposed between the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22. At the time, the surface position of the embedded block B can be detected.

一方、レーザ光Lの光路上における入射端側、すなわち平面視において受光部22とステージ12との間には、発散角制限絞り26が配置されている。この発散角制限絞り26は、投光部21から出射されたレーザ光Lを受光部22により受光する前段でレーザ光Lのビーム径を上述したビーム径と同等に絞るものである。発散角制限絞り26は、レーザ光Lを遮蔽する遮蔽板26aと、レーザ光Lが通過する微小の開口26bとで構成されている。このように、包埋ブロックBへの入射時と受光部22への受光時に上述のようなビーム径になるように調整するためには、投光部21におけるレーザの発散角、ビーム径、包埋ブロックBの中心部から投光部21及び受光部22間の距離、ビーム絞り25及び発散角制限絞り26の位置、開口25b,26bの径等のパラメータを設定することで調整することができる。   On the other hand, a divergence angle limiting diaphragm 26 is disposed on the incident end side on the optical path of the laser light L, that is, between the light receiving unit 22 and the stage 12 in plan view. The divergence angle limiting diaphragm 26 is configured to reduce the beam diameter of the laser light L to be equal to the above-described beam diameter before the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is received by the light receiving unit 22. The divergence angle limiting diaphragm 26 includes a shielding plate 26a that shields the laser light L and a minute opening 26b through which the laser light L passes. Thus, in order to adjust the beam diameter as described above when entering the embedding block B and when receiving light to the light receiving unit 22, the laser divergence angle, beam diameter, envelope, It can be adjusted by setting parameters such as the distance between the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22 from the center of the buried block B, the positions of the beam diaphragm 25 and the divergence angle limiting diaphragm 26, and the diameters of the openings 25b and 26b. .

(包埋ブロックの高さ検出方法)
次に、包埋ブロックの高さ検出方法(ステージの高さ調整方法)について説明する。図4は、包埋ブロックの高さ検出方法を示すフローチャートである。図5〜7は、包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。
図2,4に示すように、まずステップS1において、ステージ12の載置面11に包埋ブロックBが固定されたカセットKを載置した状態で、ステージ12の高速サーチを開始する。具体的には、制御部の指示によって移動手段を作動させステージ12を初期位置からZ方向上方に向けて高速で上昇させる。なお、ステップS1における「高速」とは、後述する低速サーチ時におけるステージ12の上昇速度よりも2倍〜5倍程度速い速度とする。
(Embedded block height detection method)
Next, an embedded block height detection method (stage height adjustment method) will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a method for detecting the height of an embedded block. 5-7 is explanatory drawing which shows the position detection method of an embedding block.
As shown in FIGS. 2 and 4, first, in step S <b> 1, the high-speed search of the stage 12 is started in a state where the cassette K in which the embedding block B is fixed is placed on the placement surface 11 of the stage 12. Specifically, the moving means is actuated by an instruction from the control unit to raise the stage 12 from the initial position upward in the Z direction at a high speed. The “high speed” in step S1 is a speed that is about 2 to 5 times faster than the ascending speed of the stage 12 during a low-speed search described later.

次に、ステップS2において、センサ20がON状態であるか否かを判定する。センサ20のON状態とは、投光部21から出射されたレーザ光Lが受光部22により検出されている状態である。一方、センサ20のOFF状態とは、ステージ12が上昇して包埋ブロックBが投光部21から出射されたレーザ光Lの光路上を垂直に横切ることで、レーザ光Lを遮蔽して受光部22によりレーザ光Lを検出できない状態である。すなわち、包埋ブロックBが、レーザ光Lの通過面となるXY平面上よりZ方向上方へ突出したか否かを判定する。   Next, in step S2, it is determined whether or not the sensor 20 is in an ON state. The ON state of the sensor 20 is a state where the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is detected by the light receiving unit 22. On the other hand, the OFF state of the sensor 20 means that the stage 12 is raised and the embedding block B vertically crosses the optical path of the laser light L emitted from the light projecting unit 21, thereby shielding the laser light L and receiving it. In this state, the laser beam L cannot be detected by the unit 22. That is, it is determined whether or not the embedding block B protrudes upward in the Z direction from the XY plane that is the passage surface of the laser light L.

ステップS2における判定結果が「YES」である場合、すなわち包埋ブロックBによりレーザ光Lが遮蔽されていない場合、包埋ブロックBの表層部分が、レーザ光Lの通過面となるXY平面上よりZ方向における下方にあると判断する。この場合、ステージ12を引き続きZ方向に上昇させ続け、包埋ブロックBがレーザ光Lを横切るまでステップS2のフローを繰り返す。
一方、ステップS2における判定結果が「NO」の場合、すなわち図5に示すように、包埋ブロックBがレーザ光Lを横切り、レーザ光Lを遮蔽することで包埋ブロックBが、レーザ光Lの通過面となるXY平面上よりZ方向上方へ突出したと判断する。そして、ステップS3に進む。
When the determination result in step S2 is “YES”, that is, when the laser beam L is not shielded by the embedding block B, the surface layer portion of the embedding block B is from the XY plane that becomes the passage surface of the laser beam L. Judged to be below in the Z direction. In this case, the stage 12 is continuously raised in the Z direction, and the flow of step S2 is repeated until the embedded block B crosses the laser beam L.
On the other hand, when the determination result in step S2 is “NO”, that is, as shown in FIG. 5, the embedded block B crosses the laser beam L and shields the laser beam L so that the embedded block B It is determined that the projection protrudes upward in the Z direction from the XY plane serving as a passage surface of the. Then, the process proceeds to step S3.

次に、ステップS3において、制御部の指示によって移動手段を停止してステージ12の高速サーチを停止させる。この時点で、包埋ブロックBはZ方向において最も高い上端位置(第2位置)にある。なお、この上端位置は、高速サーチ時において、センサ20によりOFF状態を検出してからステージ12が停止した位置であり、具体的には包埋ブロックBがレーザ光Lの通過面となるXY平面上からZ方向へ約0.5mm程度突出した位置である。   Next, in step S3, the moving means is stopped by an instruction from the control unit, and the high-speed search of the stage 12 is stopped. At this time, the embedding block B is at the highest upper end position (second position) in the Z direction. Note that this upper end position is a position where the stage 12 has stopped after the OFF state is detected by the sensor 20 during the high-speed search. Specifically, the XY plane in which the embedding block B serves as the passage surface of the laser beam L. It is a position protruding about 0.5 mm from the top in the Z direction.

そして、ステップS4において、制御部の指示によって移動手段を再始動させ、ステージ12を上端位置(図5参照)から再びZ方向において所定量下降させる。具体的には、図6に示すように、包埋ブロックBのレーザ光Lの通過面となるXY平面からの突出量が0.5mm程度の場合には、ステージ12を上端位置から1mm程度Z方向へ下降させる。これにより、投光部21から出射されたレーザ光Lが再び受光部22まで行き届き、センサ20が再びON状態となる。なお、この時点におけるステージ12のZ方向における位置は、初期位置(図2参照)と上端位置(図5参照)との間の下降位置(第2位置)にある。   In step S4, the moving means is restarted by an instruction from the control unit, and the stage 12 is again lowered by a predetermined amount in the Z direction from the upper end position (see FIG. 5). Specifically, as shown in FIG. 6, when the amount of protrusion from the XY plane, which is the surface through which the laser beam L of the embedded block B passes, is about 0.5 mm, the stage 12 is moved about 1 mm from the upper end position. Lower in the direction. Thereby, the laser beam L emitted from the light projecting unit 21 reaches the light receiving unit 22 again, and the sensor 20 is turned on again. Note that the position in the Z direction of the stage 12 at this time is a lowered position (second position) between the initial position (see FIG. 2) and the upper end position (see FIG. 5).

次に、ステップS5において、制御部の指示によってステージ12の低速サーチを開始する。具体的には、図7に示すように、移動手段を作動させて上述した下降位置(図6参照)から再びステージ12をZ方向上方に向けて移動させる。なお、低速サーチとは上述したステップS1の高速サーチにおける上昇速度の1/2〜1/5程度に抑えることが好ましい。   Next, in step S5, a low-speed search of the stage 12 is started by an instruction from the control unit. Specifically, as shown in FIG. 7, the moving means is operated to move the stage 12 again upward in the Z direction from the above-described lowered position (see FIG. 6). The low speed search is preferably suppressed to about 1/2 to 1/5 of the rising speed in the high speed search in step S1 described above.

次に、ステップS6において、上述したステップS2と同様に、センサがON状態であるか否かを判定する。   Next, in step S6, as in step S2 described above, it is determined whether or not the sensor is in an ON state.

ところで、面出し(粗削り)を行う前の包埋ブロックBの表層部分には凹凸や傾斜面等が存在している場合があり、包埋ブロックの表層部分における頂部を検出し難い。具体的には、図11に示すように薄切包埋ブロック100’の表層部分に傾斜面103が形成されている場合、包埋ブロック100’の表層部分に入射するレーザ光L’は、包埋ブロック100’により遮蔽されずに傾斜面103で反射する。そして、受光部102で受光されるレーザ光L’は、投光部101から直進してきたレーザ光と、傾斜面103で反射したレーザ光が受光される。その結果、投光部101から出射されたレーザ光L’の光量D1’と、センサの受光部102で受光されたレーザ光L’の光量D2と’との変化が少なく、正確な光量の変化を検出できないため、包埋ブロック100’の正確な高さを検出することができず、包埋ブロック100’を所定の位置で停止させることができない。   By the way, the surface layer portion of the embedding block B before performing chamfering (rough cutting) may have irregularities and inclined surfaces, and it is difficult to detect the top portion of the surface layer portion of the embedding block. Specifically, as shown in FIG. 11, when the inclined surface 103 is formed on the surface layer portion of the thin-cut embedding block 100 ′, the laser light L ′ incident on the surface layer portion of the embedding block 100 ′ Reflected by the inclined surface 103 without being shielded by the buried block 100 ′. As the laser light L ′ received by the light receiving unit 102, the laser light traveling straight from the light projecting unit 101 and the laser light reflected by the inclined surface 103 are received. As a result, there is little change between the light amount D1 ′ of the laser light L ′ emitted from the light projecting unit 101 and the light amounts D2 and ′ of the laser light L ′ received by the light receiving unit 102 of the sensor, and the change in the accurate light amount is small. Therefore, the exact height of the embedding block 100 ′ cannot be detected, and the embedding block 100 ′ cannot be stopped at a predetermined position.

ここで、図8,9は包埋ブロックとセンサとの関係を示す説明図であり、図8は包埋ブロックの表層部分が平坦面の場合、図9は傾斜面を有する場合を示している。
図8に示すように、包埋ブロックBの表層部分が平坦面の場合には、ステージ12(図2参照)を上昇させていくと、センサ20の投光部21から出射されたレーザ光Lは、包埋ブロックBの表層部分に遮蔽される。これにより、受光部22によりレーザ光Lが受光部22により検出されなくなり、センサ20がOFF状態となる。
8 and 9 are explanatory views showing the relationship between the embedding block and the sensor, FIG. 8 shows a case where the surface layer portion of the embedding block is a flat surface, and FIG. 9 shows a case where it has an inclined surface. .
As shown in FIG. 8, when the surface layer portion of the embedding block B is a flat surface, when the stage 12 (see FIG. 2) is raised, the laser light L emitted from the light projecting unit 21 of the sensor 20. Is shielded by the surface layer portion of the embedding block B. Thereby, the laser beam L is not detected by the light receiving unit 22 by the light receiving unit 22, and the sensor 20 is turned off.

一方、図9に示すように、包埋ブロックBの表層部分に傾斜面50が形成されている場合、ステージ12が上昇して包埋ブロックBの傾斜面50における頂部50aがレーザ光Lの光路上に差し掛かる。これにより、頂部50aによってレーザ光が遮光されていく。これに対して、傾斜面50がレーザ光Lの光路上に侵入すると、レーザ光Lが傾斜面50において反射するため、レーザ光Lの発散角が拡大される。この時、受光部22と包埋ブロックBとの間に、発散角制限絞り26が配置されているため、傾斜面50で反射したレーザ光Lは遮蔽板26aに遮蔽されて受光部22まで行き届かないようになっている。つまり、受光部22には、投光部21から直線的に進んできた発散角が小さいレーザ光Lのみが入射するように構成されている。そのため、頂部50aによりレーザ光Lが遮蔽された時点でレーザ光が遮蔽され、センサ20がOFF状態となる。   On the other hand, as shown in FIG. 9, when the inclined surface 50 is formed on the surface layer portion of the embedding block B, the stage 12 rises and the top 50a of the inclined surface 50 of the embedding block B is the light of the laser beam L. I'm on the street. Thereby, the laser beam is shielded by the top 50a. On the other hand, when the inclined surface 50 enters the optical path of the laser light L, the laser light L is reflected by the inclined surface 50, so that the divergence angle of the laser light L is expanded. At this time, since the divergence angle limiting diaphragm 26 is disposed between the light receiving unit 22 and the embedding block B, the laser light L reflected by the inclined surface 50 is shielded by the shielding plate 26 a and goes to the light receiving unit 22. It has been blocked from reaching. That is, only the laser beam L having a small divergence angle linearly traveling from the light projecting unit 21 is incident on the light receiving unit 22. Therefore, when the laser beam L is blocked by the top 50a, the laser beam is blocked and the sensor 20 is turned off.

そして、ステップS6の判定結果が「YES」の場合、すなわち包埋ブロックBによりレーザ光Lが遮蔽されていない場合、包埋ブロックBの表層部分が、レーザ光Lの通過面となるXY平面上よりZ方向における下方にあると判断する。この場合、ステージ12を引き続き低速で上昇させ続け、包埋ブロックBがレーザ光Lを横切るまでステップS6のフローを繰り返す。
一方、ステップS6における判定結果が「NO」の場合、すなわち包埋ブロックBがレーザ光Lを横切り、レーザ光Lを遮蔽することで包埋ブロックBの表層部分が、レーザ光Lの通過面となるXY平面上に到達したと判断する。そして、ステップS7に進む。
When the determination result in step S6 is “YES”, that is, when the laser beam L is not shielded by the embedded block B, the surface layer portion of the embedded block B is on the XY plane that becomes the passage surface of the laser beam L. It is determined that it is below in the Z direction. In this case, the stage 12 is continuously raised at a low speed, and the flow of step S6 is repeated until the embedding block B crosses the laser beam L.
On the other hand, when the determination result in step S6 is “NO”, that is, the embedded block B crosses the laser beam L and shields the laser beam L so that the surface layer portion of the embedded block B It is determined that it has reached the XY plane. Then, the process proceeds to step S7.

そして、ステップS7において、制御部の指示によって移動手段を停止してステージ12の低速サーチを停止させる。これにより、ステージ12を目標位置で停止することができる。
最後に、ステップS8において、センサ20と切断刃13との間の隙間分だけステージ12を移動させる。つまり、上述したように切断刃13の刃先13aの走行面となるXY平面とレーザ光Lの通過面となるXY平面とはZ方向において予め所定間隔オフセットされているため、このオフセット分だけステージ12を上昇させた位置が、包埋ブロックBの切断位置となる。なお、本実施形態の切断位置は、刃先13aの走行面より30μm程度Z方向下方に設定することが好ましい。切断位置を刃先13aの走行面と一致させると、ステージ12の高さ調整に誤差が生じていた場合等に、1往復目(切り始め)に薄切される薄切片が厚くなり所望の断面とともに切断してしまう虞がある。一方、切断開始位置を刃先13aの走行面より余りにも離れた位置に設定すると、切断刃13の空振り状態が長く続いて包埋ブロックBの表層が薄切されるまでに長い時間を要する。これらに対して、切断開始位置は、刃先13aの走行面より30μm程度下方に設定することで、切断刃13が3往復程度(3回程度空振る程度)した後に包埋ブロックBの表層部分を薄切し始める。これにより、確実に包埋ブロックBの頂部50aから薄切を開始することができるとともに、切り始めにおいて薄切片の厚みを抑えた上で、切り始めまでの時間を短縮することができる。
In step S7, the moving means is stopped by an instruction from the control unit to stop the low speed search of the stage 12. Thereby, the stage 12 can be stopped at the target position.
Finally, in step S8, the stage 12 is moved by the gap between the sensor 20 and the cutting blade 13. That is, as described above, the XY plane serving as the traveling surface of the cutting edge 13a of the cutting blade 13 and the XY plane serving as the passing surface of the laser light L are offset in advance in the Z direction by a predetermined distance. The position where the height is raised is the cutting position of the embedding block B. In addition, it is preferable to set the cutting position of this embodiment below the Z direction about 30 micrometers from the running surface of the blade edge | tip 13a. When the cutting position is made to coincide with the traveling surface of the blade edge 13a, when an error occurs in the height adjustment of the stage 12, the thin slice to be sliced at the first reciprocation (start of cutting) becomes thick and has a desired cross section. There is a risk of cutting. On the other hand, if the cutting start position is set to a position that is too far away from the running surface of the blade edge 13a, it takes a long time for the cutting blade 13 to be idle for a long time until the surface layer of the embedding block B is sliced. On the other hand, the cutting start position is set about 30 μm below the running surface of the blade edge 13a, so that the surface layer portion of the embedding block B is moved after the cutting blade 13 is reciprocated about 3 times (about 3 times of air vibration). Start slicing. Thereby, while being able to start thin cutting reliably from the top part 50a of the embedding block B, while suppressing the thickness of a thin slice at the start of cutting, the time to start cutting can be shortened.

このように、本実施形態では、投光部21と包埋ブロックBとの間に、投光部21から出射されたレーザ光Lのビーム径を絞るビーム絞り25を配置する構成とした。
この構成によれば、投光部21と包埋ブロックBとの間に、センサ20の投光部21から出射されたレーザ光Lのビーム径を絞るビーム絞り25を配置することで、投光部21から出射されるビーム径を小さくすることができる。すなわち、投光部21から出射する光にレーザ光を用いるとともに、ビーム絞り25を配置してビーム径を小さくすることで、レーザ径が小さい絞られた光が包埋ブロックBの表面を通過することになる。そのため、包埋ブロックBの高さ調整時において、投光部21と受光部22との間に包埋ブロックBが介在した時点で即座にレーザ光Lが遮蔽されることになり、この時点で包埋ブロックBの位置を検出することができる。これにより、従来と異なり包埋ブロックBに触れることなく包埋ブロックBの位置を検出することができるため、生体試料Sが包埋された包埋剤Nの欠損や、破壊、生体試料の組織崩壊を防止することができる。
また、ラインセンサを用いた従来の構成に比べてビーム径が小さいので、包埋ブロックBがレーザ光を横切るとほぼ同時にレーザ光Lを遮蔽することができる。これにより、包埋ブロックBの表面(例えば、傾斜面50)において反射した反射光の受光を抑制することができるとともに、包埋ブロックBのXY平面の表層部分における頂部を高精度に検出することができるため、センサ20による検出誤差を小さくすることができる。
したがって、切断刃13の刃先13aの走行面と包埋ブロックBの表層との相対位置を正確、かつ迅速に調整することができるため、切り始めから均一な厚さの薄切片を得ることができ、高精度な面出しが可能になる。また、切断刃13の空振り時間を短縮して作業効率を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the beam stop 25 that restricts the beam diameter of the laser light L emitted from the light projecting unit 21 is disposed between the light projecting unit 21 and the embedding block B.
According to this configuration, the beam stop 25 that restricts the beam diameter of the laser light L emitted from the light projecting unit 21 of the sensor 20 is disposed between the light projecting unit 21 and the embedding block B. The diameter of the beam emitted from the portion 21 can be reduced. That is, the laser beam is used as the light emitted from the light projecting unit 21, and the beam stop 25 is disposed to reduce the beam diameter, so that the narrowed light having a small laser diameter passes through the surface of the embedding block B. It will be. Therefore, when the height of the embedding block B is adjusted, the laser light L is immediately shielded when the embedding block B is interposed between the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22. The position of the embedding block B can be detected. Thereby, unlike the conventional case, the position of the embedding block B can be detected without touching the embedding block B. Therefore, the defect or destruction of the embedding agent N in which the biological sample S is embedded, the tissue of the biological sample Collapse can be prevented.
Further, since the beam diameter is smaller than that of the conventional configuration using the line sensor, the laser beam L can be shielded almost simultaneously when the embedded block B crosses the laser beam. Thereby, while being able to suppress the reception of the reflected light reflected on the surface (for example, inclined surface 50) of the embedding block B, detecting the top part in the surface layer part of the XY plane of the embedding block B with high precision. Therefore, the detection error by the sensor 20 can be reduced.
Accordingly, since the relative position between the running surface of the cutting edge 13a of the cutting blade 13 and the surface layer of the embedding block B can be adjusted accurately and quickly, a thin slice having a uniform thickness can be obtained from the beginning of cutting. , High-precision surface measurement becomes possible. Further, the idle time of the cutting blade 13 can be shortened to improve work efficiency.

また、受光部22で受光するレーザ光Lの発散角を規制する発散角制限絞り26が配置されているため、レーザ光Lの拡散や包埋ブロックBの表面(例えば、傾斜面50)での反射によりレーザ光Lの発散角が拡大した場合であっても、所定の範囲のレーザ光Lのみを受光部26へ供給することができる。そのため、レーザ光Lの誤検出を確実に防止することができる。これにより、包埋ブロックBのより高精度な位置検出が可能になる。   Further, since the divergence angle limiting diaphragm 26 that restricts the divergence angle of the laser beam L received by the light receiving unit 22 is disposed, the diffusion of the laser beam L and the surface of the embedding block B (for example, the inclined surface 50) are arranged. Even when the divergence angle of the laser beam L is increased by reflection, only the laser beam L in a predetermined range can be supplied to the light receiving unit 26. Therefore, erroneous detection of the laser light L can be reliably prevented. Thereby, the position detection of the embedding block B can be performed with higher accuracy.

ところで、包埋ブロックBの表面が一様に傾斜している場合には、その頂部50aは角部(対角線の端部)に位置する。そこで、包埋ブロックBのXY平面における対角線の延長線上に投光部21及び受光部22を配置することで、包埋ブロックBの頂部50aを確実に検出することができる。また、包埋ブロックBの表層部分における一方向(例えば、X方向)上のみならず一方向に直交する他方向(例えば、Y方向)を複合した線上のZ方向における位置を検出することができるため、包埋ブロックBのXY平面の表層部分における頂部(例えば、頂部50a)を高精度に検出することができる。したがって、包埋ブロックBの位置調整を高精度に行うことができる。   By the way, when the surface of the embedding block B inclines uniformly, the top part 50a is located in a corner | angular part (end part of a diagonal). Therefore, by arranging the light projecting unit 21 and the light receiving unit 22 on the extension of the diagonal line in the XY plane of the embedding block B, the top 50a of the embedding block B can be reliably detected. In addition, the position in the Z direction on a line that combines not only one direction (for example, the X direction) but also another direction (for example, the Y direction) orthogonal to one direction in the surface layer portion of the embedded block B can be detected. Therefore, the top part (for example, top part 50a) in the surface layer part of the XY plane of the embedding block B can be detected with high accuracy. Therefore, the position adjustment of the embedding block B can be performed with high accuracy.

また、ビーム径を縮小することでレーザ光を遮蔽する瞬間を確実に検出するためには、ステージと切断刃とを比較的低速で相対移動させなければならない。そのため、包埋ブロックの位置調整に時間がかかる場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、まず始めにレーザ光Lの光路上を横切りセンサがOFF状態となる上端位置までステージ12を比較的高速(高速サーチ)で移動させた後、再びセンサがON状態となる下降位置までステージ12を一旦戻す。これにより、ステージ12と切断刃13とを初期位置より近接させた下降位置まで比較的高速で移動することができる。
その後、下降位置からセンサ20が再びOFF状態となる目標位置に至るまでの間において、ステージ12を比較的低速で移動させる。これにより、低速サーチを行う区間は下降位置から目標位置の間の区間となるため、初期位置から目標位置までの区間を低速で移動させる場合に比べて、ステージ12を比較的低速で移動させる区間を短縮することができる。そのため、ビーム径を縮小した場合であっても包埋ブロックBの位置調整を正確、かつ迅速に行うことができる。
Further, in order to reliably detect the moment when the laser beam is shielded by reducing the beam diameter, the stage and the cutting blade must be relatively moved at a relatively low speed. Therefore, it may take time to adjust the position of the embedded block.
On the other hand, according to the present embodiment, first, the stage 12 is moved at a relatively high speed (high speed search) to the upper end position where the sensor crosses the optical path of the laser light L and the sensor is in the OFF state, and then the sensor again. The stage 12 is once returned to the lowered position where becomes ON. Thereby, the stage 12 and the cutting blade 13 can be moved at a relatively high speed to a lowered position where the stage 12 and the cutting blade 13 are brought closer to each other than the initial position.
Thereafter, the stage 12 is moved at a relatively low speed from the lowered position to the target position where the sensor 20 is again turned off. As a result, the section in which the low speed search is performed is a section between the descending position and the target position, and therefore the section in which the stage 12 is moved at a relatively low speed as compared with the case where the section from the initial position to the target position is moved at a low speed. Can be shortened. Therefore, even when the beam diameter is reduced, the position adjustment of the embedded block B can be performed accurately and quickly.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、包埋ブロックを間に挟んでXY平面における1つの対角線上に投光部と受光部とからなる1組のセンサを配置する構成について説明したが、これに限らず2組のセンサを用いて包埋ブロックのXY平面におけるそれぞれ一対の対角線上に配置する構成も可能である。これにより、より確実に包埋ブロックの頂部の高さを検出することができるため、より均一な厚さの薄切片を得ることができ、高精度な面出しが可能になる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a configuration has been described in which a pair of sensors including a light projecting unit and a light receiving unit are arranged on one diagonal line in the XY plane with an embedding block interposed therebetween. It is also possible to employ a configuration in which a pair of sensors is used to arrange the embedded blocks on a pair of diagonal lines in the XY plane. Thereby, since the height of the top part of the embedding block can be detected more reliably, a thin slice with a more uniform thickness can be obtained, and a highly accurate surface can be obtained.

また、上述の実施形態では、包埋ブロックがレーザ光を横切る位置までステージを高速で上昇させて、下端位置まで戻した後にステージを低速で上昇させてステージの高さ調整を行ったが、これ限らずステージを下降させる際にステージの高さ調整を行う構成にしてもよい。つまり、レーザ光が遮蔽された上端位置からステージを低速で下降させ、再び受光部によりレーザ光の検出が開始された位置をステージの目標位置として判別することができる。
また、上述の実施形態では、主として包埋ブロックBを粗削りする場合について説明したが、包埋ブロックBを3μm〜5μmの厚みで極薄にスライスする本削りを行う場合にも適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the stage is adjusted at a high speed by raising the stage at a high speed to a position where the embedding block crosses the laser beam, and returning to the lower end position. Not limited to this, the stage height may be adjusted when the stage is lowered. That is, the stage can be lowered at a low speed from the upper end position where the laser beam is shielded, and the position where the detection of the laser beam is started again by the light receiving unit can be determined as the target position of the stage.
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the embedding block B was mainly rough-cut, it is applicable also when performing the main cutting which slices the embedding block B to the thickness of 3 micrometers-5 micrometers very thinly. It is.

本発明の実施形態における自動薄切装置により包埋ブロックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an embedding block by the automatic slicing apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における自動薄切装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the automatic slicing device in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における自動薄切装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the automatic slicing device in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における包埋ブロックの位置検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position detection method of the embedding block in embodiment of this invention. 図3に相当する自動薄切装置の概略構成図であり、包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。It is a schematic block diagram of the automatic slicing device equivalent to FIG. 3, and is explanatory drawing which shows the position detection method of the embedding block. 図3に相当する自動薄切装置の概略構成図であり、包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。It is a schematic block diagram of the automatic slicing device equivalent to FIG. 3, and is explanatory drawing which shows the position detection method of the embedding block. 図3に相当する自動薄切装置の概略構成図であり、包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。It is a schematic block diagram of the automatic slicing device equivalent to FIG. 3, and is explanatory drawing which shows the position detection method of the embedding block. 包埋ブロックの表層部分が平坦面の場合における包埋ブロックとセンサとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the embedding block and a sensor in case the surface layer part of an embedding block is a flat surface. 包埋ブロックの表層部分が傾斜面を有する場合における包埋ブロックとセンサとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the embedding block and a sensor in case the surface layer part of an embedding block has an inclined surface. 包埋ブロックの表層部分が平坦面の場合におけるラインセンサを用いた従来の包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position detection method of the conventional embedding block using the line sensor in case the surface layer part of an embedding block is a flat surface. 包埋ブロックの表層部分が傾斜面を有する場合におけるラインセンサを用いた従来の包埋ブロックの位置検出方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position detection method of the conventional embedding block using the line sensor in case the surface layer part of an embedding block has an inclined surface.

符号の説明Explanation of symbols

10…自動薄切装置 11…載置面 12…ステージ 13…切断刃 20…センサ 21…投光部 22…受光部 25…ビーム絞り 26…発散角制限絞り B…包埋ブロック L…レーザ光 N…包埋剤 S…生体試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Automatic slicing device 11 ... Mounting surface 12 ... Stage 13 ... Cutting blade 20 ... Sensor 21 ... Light emission part 22 ... Light-receiving part 25 ... Beam aperture 26 ... Divergence angle restriction aperture B ... Embedded block L ... Laser beam N … Embedding agent S… biological sample

Claims (6)

生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切する自動薄切装置において、
前記包埋ブロックを載置するXY平面と平行な載置面を有するステージと、
刃先を前記XY平面に沿って走行させ、前記包埋ブロックの表層を前記XY平面と平行に薄切する切断刃と、
前記XY平面に直交するZ方向に前記ステージを移動させる移動手段と、
前記Z方向における前記包埋ブロックの表面の位置を検出するセンサとを備え、
前記センサは、前記XY平面に沿ってレーザ光を出射する投光部と、前記レーザ光の光路上において前記包埋ブロックを間に挟んで配置され、前記投光部から出射された前記レーザ光を受光する受光部とを備え、
前記センサは、前記移動手段により前記ステージが前記Z方向に移動し、前記包埋ブロックが前記レーザ光を遮蔽して、前記受光部が前記レーザ光を受光しなくなったときに、前記包埋ブロックの表面の位置を検出し、
前記投光部と前記包埋ブロックとの間には、前記投光部から出射された前記レーザ光のビーム径を絞るビーム絞りが配置され
前記受光部と前記包埋ブロックとの間には、前記受光部で受光する前記レーザ光の発散角を規制する発散角制限絞りが配置されていることを特徴とする自動薄切装置。
In an automatic slicing device for slicing an embedded block in which a biological sample is embedded,
A stage having a placement surface parallel to the XY plane on which the embedding block is placed;
A cutting blade that runs along the XY plane and slices the surface layer of the embedding block in parallel with the XY plane;
Moving means for moving the stage in a Z direction orthogonal to the XY plane;
A sensor for detecting the position of the surface of the embedding block in the Z direction,
The sensor is arranged with a light projecting unit that emits laser light along the XY plane, and the laser light that is arranged on the optical path of the laser light with the embedding block interposed therebetween and emitted from the light projecting unit. A light receiving portion for receiving light,
The sensor includes the embedded block when the stage is moved in the Z direction by the moving unit, the embedded block shields the laser light, and the light receiving unit stops receiving the laser light. Detect the position of the surface of the
Between the light projecting unit and the embedding block, a beam stop that restricts the beam diameter of the laser light emitted from the light projecting unit is disposed ,
An automatic slicing apparatus, characterized in that a divergence angle limiting diaphragm for restricting a divergence angle of the laser beam received by the light receiving unit is disposed between the light receiving unit and the embedded block .
前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における中心部を通過する際の前記レーザ光のビーム径は、50μm以上1000μm以下に設定されていることを特徴とする請求項1記載の自動薄切装置。   2. The automatic slicing device according to claim 1, wherein a beam diameter of the laser light when passing through a central portion of the surface in the Z direction of the embedded block is set to 50 μm or more and 1000 μm or less. 前記包埋ブロックは前記Z方向から見て矩形状に形成され、
前記投光部及び前記受光部は、前記包埋ブロックを間に挟んで前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における対角線の延長線上に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の自動薄切装置。
The embedded block is formed in a rectangular shape when viewed from the Z direction,
The said light projecting part and the said light-receiving part are arrange | positioned on the extended line of the diagonal line in the surface of the said Z direction of the said embedding block on both sides of the said embedding block. 2. The automatic slicing device according to 2.
一対の前記センサが、前記包埋ブロックの前記Z方向の表面における一対の対角線の延長線上に配置されていることを特徴とする請求項3記載の自動薄切装置。   4. The automatic slicing apparatus according to claim 3, wherein the pair of sensors are arranged on a pair of diagonal lines on the surface in the Z direction of the embedding block. 前記発散角制限絞りは、前記受光部により受光されるレーザ光のビーム径を、前記ビーム絞りによって絞られたレーザ光のビーム径と同等に絞ることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の自動薄切装置。5. The divergence angle limiting diaphragm squeezes the beam diameter of the laser beam received by the light receiving unit to be equal to the beam diameter of the laser beam squeezed by the beam diaphragm. The automatic slicer according to any one of the above. 前記センサは、前記受光部が前記レーザ光を受光している状態でON状態となる一方、前記包埋ブロックが前記レーザ光を遮蔽して前記受光部が前記レーザ光を受光していない状態でOFF状態となり、
前記移動手段は、
まず、前記ステージを基準位置から、前記センサがOFF状態となる第1位置まで移動させ、
次に、前記ステージを前記第1位置から、前記基準位置と前記第1位置との間で前記センサがON状態となる第2位置まで移動させ、
次に、前記ステージを前記第2位置から、前記第2位置と前記第1位置との間で前記センサがOFF状態となる目標位置まで移動させ、
前記第2位置から前記目標位置までの間の前記ステージの移動速度は、前記基準位置から前記第1位置までの間の前記ステージの移動速度より遅く設定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の自動薄切装置。
The sensor is in an ON state when the light receiving unit is receiving the laser light, while the embedded block is blocking the laser light and the light receiving unit is not receiving the laser light. It becomes OFF state
The moving means is
First, the stage is moved from a reference position to a first position where the sensor is in an OFF state,
Next, the stage is moved from the first position to a second position where the sensor is in an ON state between the reference position and the first position,
Next, the stage is moved from the second position to a target position where the sensor is in an OFF state between the second position and the first position,
The moving speed of the stage from the second position to the target position is set slower than the moving speed of the stage from the reference position to the first position. The automatic slicing device according to any one of claims 5 to 6.
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