JP6692097B2 - 電子プレパラートおよび電子プレパラートの組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子プレパラート、固体撮像素子、および電子プレパラートの組み立て方法に関する。

患者の患部から直接採取した組織（検体）から病気の診断を行う病理診断は、病名・病状を確定する上で非常に有力な手法である。このような病理診断のため、病院や研究所で行われる検体に対する顕微鏡画像の撮影は、大量の検体に対して行われる。

特許文献１では、検体が受光面上に載置された固体撮像素子と、当該固体撮像素子と検体とを固定する保持具とを備える生物試料観察装置が開示されている。検体を透過した光を固体撮像素子の受光面に結像させることにより、検体の微細構造を撮像する。上記構成によれば、検体と固体撮像素子との間に光学系を配置する必要がないので観察装置を大幅に簡略化できる。

特開平４−３１６４７８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、固体撮像素子の受光面に検体が直接載置されるため、当該受光面が損傷する場合がある。固体撮像素子が撮像する画像精度およびコストの観点から、例えば、複数の検体の撮像を１つの固体撮像素子で行うことが望ましいが、検体が異なるたびに固体撮像素子と検体とを貼り合わせると、上記受光面の損傷が進行して画像精度が低下していく。

上記課題に鑑み、本発明は、低コストで高い画像精度を有する電子プレパラート、固体撮像素子、および電子プレパラートの組み立て方法を提供する。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る電子プレパラートは、受光面を有し、当該受光面の上方に配置された検体を透過した光を、前記受光面で受光する固体撮像素子と、前記受光面に配置され、前記受光面を密封する除去可能な不揮発性の透明部材とを備える。

また、本開示の一態様に係る固体撮像素子は、撮像対象物を透過した光を受光する固体撮像素子であって、前記撮像対象物と対向する除去可能な不揮発性の透明部材の面と反対側の面で当該透明部材と接触する受光面と、前記受光面に行列状に配置された複数の画素とを備える。

また、本開示の一態様に係る電子プレパラート組み立てセットは、検体を支持するための透明基板と、前記検体を、前記透明基板とで挟み込むための不揮発性の透明部材と、前記検体を透過した光を、前記透明部材を介して受光するための固体撮像素子と、前記透明基板と前記固体撮像素子とを着脱可能に固定するための固定部材とを備える。

また、本開示の一態様に係る電子プレパラートの組み立て方法は、検体と当該検体を撮像する固体撮像素子とが固定配置された電子プレパラートの組み立て方法であって、前記検体を準備する検体準備ステップと、前記検体と前記固体撮像素子の受光面との間であって、前記受光面と接するように除去可能な不揮発性の透明部材を配置する透明部材配置ステップと、前記検体と前記固体撮像素子とを着脱可能に固定する固定ステップとを含む。

本開示に係る電子プレパラート、固体撮像素子、電子プレパラート組み立てセット、または電子プレパラートの組み立て方法によれば、固体撮像素子の受光面と検体との間に不揮発性の透明部材が介在するので、固体撮像素子の損傷を防止できる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。

図１は、実施の形態１に係る電子プレパラートの外観斜視図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る電子プレパラートの第１の断面図である。 図２Ｂは、実施の形態１に係る電子プレパラートの第２の断面図である。 図３Ａは、実施の形態１に係るプレパラートの概略構成図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係るプレパラートの断面図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る第２基材の平面図および断面図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係る第１基材の平面図および断面図である。 図５は、実施の形態１に係る固体撮像素子（イメージセンサ）の平面図および断面図である。 図６は、実施の形態１に係る固体撮像素子（イメージセンサ）の撮像領域の断面構造を示す図である。 図７は、実施の形態１に係るプレパラートの形成方法を説明する工程図である。 図８は、実施の形態１に係る電子プレパラートの組み立て方法を説明する工程図である。 図９は、実施の形態１に係る電子プレパラートが組み込まれたソケットの外観斜視図である。 図１０Ａは、実施の形態１に係る画像取得装置の開放時の外観斜視図である。 図１０Ｂは、実施の形態１に係る画像取得装置の密閉時の外観斜視図である。 図１１は、実施の形態１に係る画像取得装置の機能ブロック図である。 図１２は、実施の形態２に係る電子プレパラートの断面図である。 図１３は、実施の形態３に係る電子プレパラートの外観斜視図である。 図１４Ａは、実施の形態３に係る電子プレパラートの第１の断面図である。 図１４Ｂは、実施の形態３に係る電子プレパラートの第２の断面図である。 図１５は、実施の形態３に係るプレパラートおよびイメージセンサの形成方法を説明する工程図である。 図１６Ａは、ＣＣＤイメージセンサの構造を示す断面図である。 図１６Ｂは、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサの構造を示す断面図である。

以下、本開示の実施の形態に係る電子プレパラート、固体撮像素子、電子プレパラート組み立てセット、および電子プレパラートの組み立て方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは一例であり、本発明を限定するものではない。

（実施の形態１）
［１．電子プレパラートの構成］
図１は、実施の形態１に係る電子プレパラートの外観斜視図である。また、図２Ａは、実施の形態１に係る電子プレパラートの第１の断面図であり、図２Ｂは、実施の形態１に係る電子プレパラートの第２の断面図である。具体的には、図２Ａは、図１の２Ａ−２Ａ線で切断した場合の断面図であり、図２Ｂは、図１の２Ｂ−２Ｂ線で切断した場合の断面図である。

なお、本実施の形態では、少なくとも検体（撮像対象物、病理検体）と、固体撮像素子などの電子部品（集積回路、半導体チップ）を備えたもの、透明基板に検体（撮像対象物、病理検体）を乗せ、固体撮像素子などの電子部品（集積回路、半導体チップ）で挟むなどの状態に調整したもの、等を電子プレパラートと呼ぶ。

図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施の形態に係る電子プレパラート１は、イメージセンサ（固体撮像素子）１０と、スライドガラス２０と、透明膜３０と、封入部材３５と、基材４０Ａおよび４０Ｂとを備える。スライドガラス２０、透明膜３０、封入部材３５および検体５０は、プレパラートを構成する。また、基材４０Ａおよび４０Ｂは、固定部材を構成する。以下、電子プレパラート１の構成要素について説明する。

［１−１．プレパラートの構成］
図３Ａは、実施の形態１に係るプレパラートの概略構成図であり、図３Ｂは、実施の形態１に係るプレパラートの断面図である。具体的には、図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線で切断した場合の断面図である。本実施の形態に係るプレパラート６０は、観察対象である検体５０を観察可能な状態に処理したものである。なお、図３Ａおよび図３Ｂに示されたプレパラート６０の配置状態は、図１、図２Ａおよび図２Ｂに示されたスライドガラス２０の配置状態と比べて、表面および裏面を逆に示している。

スライドガラス２０は、第１主面（表面）および第２主面（裏面）を有する透明基板である。図３Ａに示すように、スライドガラス２０の表面には、長手方向に沿って、２本の溝が形成されている。この２本の溝は、後述するイメージセンサ１０の位置決め用ガイドとして機能する。

検体５０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、スライドガラス２０の表面に配置された撮像対象物であり、例えば、患者の患部から直接採取した病理切片であり、その大きさは５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、厚みは数マイクロメートル程度である。これにより、患者の病理診断を行う。また、検体５０は、例えば、学生実験などにおける動物または植物から切り出した細胞組織であってもよい。

封入部材３５は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、スライドガラス２０の表面上に配置された検体５０を覆うように配置された揮発性の封入剤である。封入部材３５は、例えば、樹脂で構成され、入射光を低損失で透過し、検体５０が外部環境により経時変化するのを防止する機能を有する。

透明膜３０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、スライドガラス２０の表面の中央領域に貼り付けられた不揮発性の透明部材であり、検体５０および封入部材３５を、スライドガラス２０とで挟み込んでいる。透明膜３０は、入射光を低損失で透過し、検体５０および封入部材３５が外部環境により経時変化するのを防止する機能を有する。透明膜３０の構成については、後述する１−５．透明膜の構成において詳細に説明する。

［１−２．固定部材の構成］
図４Ａは、実施の形態１に係る第２基材の平面図および断面図であり、図４Ｂは、実施の形態１に係る第１基材の平面図および断面図である。

基材４０Ａは、図４Ａに示すように、開口４０２が設けられた本体部４００と、係止部４０１とを備えた第２基材である。開口４０２は、入射光を検体５０へ案内する機能を有し、断面視において、上底が下底よりも長い台形形状（テーパ形状）となっている。この形状により、図４Ａの断面図における上方から下方へ入射する光の集光効率が向上する。

基材４０Ｂは、図４Ｂに示すように、凹部４２５を有する上部プレート４２０と、下部プレート４１０とを備えた第１基材である。イメージセンサ１０は凹部４２５に配置され、凹部４２５から下部プレート４１０にわたって形成された電気配線により、イメージセンサ１０の画像信号が外部に出力される。具体的には、例えば、凹部４２５には、イメージセンサ１０の画像信号を上部プレート４２０へ伝達するための信号入力端子が配置されている。また、下部プレート４１０の裏面には、電子プレパラート１の外部へ画像信号を出力する外部接続端子が配置されている。そして、基材４０Ｂには、信号入力端子と外部接続端子とを電気的に接続する上記電気配線が形成されている。また、下部プレート４１０には、基材４０Ｂ上におけるスライドガラス２０の短手方向の位置を固定するためのガイド４６２が設けられている。

［１−３．各構成要素の配置関係］
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、イメージセンサ１０、透明膜３０、封入部材３５、検体５０、およびスライドガラス２０が、この順で、基材４０Ｂと基材４０Ａとの間に配置され、基材４０Ａが基材４０Ｂを係止することにより、これらが固定される。具体的には、係止部４０１の爪部分が下部プレート４１０の各側面の中央の凹部分に嵌め込まれることで、これらが固定される。ここで、イメージセンサ１０と検体５０および封入部材３５とは、直接接しておらず、透明膜３０のみを介しており、接合されていない。言い換えると、イメージセンサ１０の受光面は、透明膜３０の封入部材３５と接触する面と反対側の面で透明膜３０と接触している。これにより、イメージセンサ１０とプレパラート６０とは、基材４０Ｂおよび基材４０Ａからなる固定部材により、着脱可能に固定される。

また、図２Ｂに示すように、イメージセンサ１０の端部に形成された樹脂凸部（後述する図５の樹脂凸部１６）が、スライドガラス２０に形成された溝に嵌め込まれることで、スライドガラス２０とイメージセンサ１０の受光面との位置が固定される。

［１−４．固体撮像素子の構成］
図５は、実施の形態１に係る固体撮像素子（イメージセンサ）の平面図および断面図である。

図５に示すように、本実施の形態に係るイメージセンサ１０は、半導体チップ１１と、半導体チップ１１の裏面側に配置されたパッケージ基板１２と、半導体チップ１１とパッケージ基板１２とを電気的に接続するワイヤ１３と、ワイヤ形成領域に樹脂が充填された樹脂凸部１６とを有する。

半導体チップ１１は、行列状に配置された複数の画素が配置された撮像領域１１Ａを有している。電子プレパラート１では、検体５０および封入部材３５と撮像領域１１Ａとが、透明膜３０を介して対向している。また、半導体チップ１１は、撮像領域１１Ａの周辺領域に、信号出力回路、ノイズ除去回路、ＡＤコンバータなどの信号変換回路、信号増幅回路等を備えている。

一般的なＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサおよびＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサの画素サイズは、最新の微細加工技術を用いてもなお、受光に利用可能なスペースは限られている。これは、画素面積のほとんどが、駆動回路のために必要とされる電子部品（電界効果トランジスタなど）によって占有されている為である。この問題を解決して検体５０の微細構造を高精度に撮像すべく、本実施の形態に係るイメージセンサ１０は、光を捕捉しそれを電気信号に変換する光電変換膜を上層に備える光電変換膜積層型の固体撮像素子である。但し、後述するように本発明に係るイメージセンサ１０は、光電変換膜積層型の固体撮像素子に限定されるものではない。

以下、イメージセンサ１０が有する画素１００の構成について説明する。

図６は、実施の形態１に係る固体撮像素子（イメージセンサ）の撮像領域の断面構造を示す図である。同図に示すように、イメージセンサ１０の半導体チップ１１は、半導体基板１０１と、配線層１０２と、画素電極１０３Ａと、光電変換膜１０４と、透明電極１０５とを備える。

配線層１０２は、半導体基板１０１上に形成されている。画素電極１０３Ａは、画素１００ごとに分離された状態で、配線層１０２上に形成されている。光電変換膜１０４は、画素電極１０３Ａの上に形成されている。透明電極１０５は、光電変換膜１０４の上に形成されている。

光電変換膜１０４に用いる材料としては、光から電荷へ変換する効率が高い有機材料または無機材料など、あらゆる材料を用いることができるが、光電変換膜１０４は、有機材料で構成されていることが好ましい。受光すべき入射光の波長帯域に応じて厚みや形状を調整する必要があるフォトダイオードに対して、有機光電変換膜を光電変換素子として用いた場合には、光吸収率が高いため、膜厚を薄くしても（典型的には０．５ｕｍ程度）、Ｓｉフォトダイオードよりも高い感度を実現できる。さらに、このように光電変換膜を薄くすることによって、各画素に入射する光が斜めに入射する場合でも、光電変換膜内の伝播距離が波長と同程度かそれ以下と短いために、隣接画素へ伝播することなく、すなわち、低クロストークで受光することが可能となる。従って、広受光角を有する光学系を実現することが可能となる。

また、ＣＣＤイメージセンサおよび表面照射型ＣＭＯＳイメージセンサでは、その表面に段差が発生する場合がある。また裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサでは、高分解能画像を取得するため遮光層を受光面上に形成する場合がある。つまり、検体と対向する受光面は平坦ではない。

これに対して、本実施の形態に係る光電変換膜１０４を用いた光電変換膜積層型のイメージセンサ１０の受光面は、図６から解るように、平坦である。これにより、検体５０と受光面との距離を、短くかつ複数の画素間で一様にすることが可能となる。

更に、平坦性の高い光電変換膜積層型のイメージセンサ１０と透明膜３０を組み合せた場合、検体５０と受光面との短い距離を維持し、かつ複数の画素間で一様にすることを維持することが可能となる。

よって、本実施の形態に係る光電変換膜１０４を用いた光電変換膜積層型のイメージセンサ１０、及び光電変換膜積層型のイメージセンサ１０を用いた電子プレパラート１（あるいは後述する実施の形態２における電子プレパラート２）は、検体５０のより詳細な構造を観察することが可能となる。

上記構成のように、イメージセンサ１０では、半導体基板に形成されるフォトダイオードの代わりに、光電変換膜１０４が半導体基板１０１の上に形成されている。光電変換膜１０４および透明電極１０５は、典型的には、撮像領域１１Ａの全体にわたり形成されている。

入射光は、光電変換膜１０４において当該入射光量に応じた電荷に変換され、画素１００ごとの電荷が画素電極１０３Ａにより集められる。上記構成によれば、入射光は斜め入射する場合であっても、当該入射光が配線層１０２の配線によって遮られることがなく、高い集光効率を有することが可能となる。

なお、図６には、画素電極１０３Ａに近接してダミー電極１０３Ｂが配置されている。上述したように、光電変換膜を用いたイメージセンサ（「光電変換膜積層型イメージセンサ」と呼ぶ）では、高い集光効率を確保できるが、光電変換膜１０４が撮像領域１１Ａにわたり形成されているので、画素１００間の境界領域においても電荷が発生し、画素間でのアイソレーションが低下する。この対策として、透明電極１０５とダミー電極１０３Ｂとの間に所定の電位差を印加して、画素の境界領域での発生電荷をダミー電極１０３Ｂに引き込ませる。これにより、画素間でのアイソレーションを向上させている。

なお、ダミー電極１０３Ｂは、画素間でのアイソレーションを向上させることに限定されない。ダミー電極１０３Ｂに引き込まれた電荷を用いて焦点検出を行ってもよい。また、ダミー電極１０３Ｂは、なくてもよい。

また、本実施の形態に係るイメージセンサ１０は、受光面と検体５０までの距離（実質的にはイメージセンサのデバイス表面保護膜と透明膜３０の膜厚分である）が短く、つまり、焦点距離が短い。但し、イメージセンサ１０の感度特性（つまり、画像の明るさ）を優先させる場合は、透明電極１０５の上方にマイクロレンズが配置されてもよい。なお、マイクロレンズは、無機材料等を用いてイメージセンサ１０の保護膜（最上層膜）の上方に配置されるマイクロレンズ（トップレンズ）と、イメージセンサ１０の層間絶縁膜内に配置されるマイクロレンズ（インナーレンズ）を少なくとも含むものであり、言い換えると、本実施の形態に係るイメージセンサ１０はトップレンズまたはインナーレンズの少なくとも１つが配置されていてもよい。

一方、撮像領域１１Ａに入射光を垂直に到達させて（言い換えると、斜め光成分を少なくして）、スミア、混色などの画像特性の向上を優先させる場合は、マイクロレンズを備えない構造することが好ましい。

また、マイクロレンズを設置しないことにより、受光面と検体５０との距離を近づけることができ、更に解像度の高い映像を得ることができる。また、マイクロレンズの形成工程を省略することができるため、半導体チップ１１の製造コストを低減することができる。

更に、本発明では、マイクロレンズを設置しないことにより、イメージセンサ１０自体において高い平坦性を得ることができ、イメージセンサ１０上への透明膜３０の設置を容易し、検体５０のより詳細な構造を観察する効果を高めることができる。

更に、後述するように、マイクロレンズ（トップレンズ）を設置しないことにより、容易に受光面への酸素プラズマ処理（表面処理）を行うことができる。

また、半導体チップ１１は、配線層１０２および半導体基板１０１内に、画素１００ごとに、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、およびこれらを結線する配線が形成されている。これらにより、光電変換膜１０４で生成された電荷が、イメージセンサ１０の出力端子を介して画素信号として出力される。

図５に戻って、イメージセンサ１０の構成を説明する。

パッケージ基板１２は、半導体チップ１１を収容する。半導体チップ１１は、接着剤などによりパッケージ基板１２上に固定されている。パッケージ基板１２の上面には、半導体チップ１１と電気的に接続される電極パッド１４を有する。パッケージ基板１２の裏面には、出力端子１７が形成されており、イメージセンサ１０の外部と電気的に接続することができる。

出力端子１７の形状としては、ボール、バンプ及びランドがあるが、この限りではない。このような出力端子１７を選択することで、基材４０Ｂの凹部４２５に設けられた信号入力端子との接続が容易となる。また、裏面に出力端子１７をグリッド状に並べることができるので、多ピン化にも対応できる。

パッケージ基板１２の材質は、一例として、セラミックや有機系を用いることができる。セラミックを用いることで、半導体チップ１１との温度変化による熱膨張の差を抑えることができ、信頼性を高めることができる。有機系の基板を用いると、低コストで製造することが可能となる。

ワイヤ１３は、半導体チップ１１上に形成された電極パッド１５とパッケージ基板１２上に形成された電極パッド１４とを電気的に接続する。図５には、ボールボンディングが半導体チップ１１で使用され、ステッチボンディングがパッケージ基板１２で使用される、いわゆるノーマルボンディング技法が例示されている。

また、ワイヤ１３、電極パッド１４および１５が外気に曝されないように、樹脂凸部１６が形成されている。樹脂凸部１６は、ワイヤ１３、電極パッド１４および１５を含む領域に樹脂を充填することにより形成される。これにより、ワイヤ１３、電極パッド１４および１５が水分や異物により劣化することを防ぐことができ、信頼性が向上する。さらに、樹脂凸部１６の頂上部は、半導体チップ１１を挟んで対向する２つの稜線部を形成している。図２Ｂに示すように、この２つの稜線部がスライドガラス２０に形成された溝に嵌め込まれることで、スライドガラス２０とイメージセンサ１０の受光面との位置が固定され、かつ、半導体チップ１１の受光面と検体５０とを透明膜３０を挟んで近接させることが可能となる。

なお、本実施の形態に係るイメージセンサ１０は、ワイヤ１３を介して半導体チップ１１とパッケージ基板１２とを電気的に接続する構造を有しているが、これに限られない。本実施の形態に係るイメージセンサは、ワイヤ構造ではなく、半導体チップ１１の半導体基板１０１を貫通する孔に導電体を埋め込み、半導体基板１０１の裏面に端子を引き出す、いわゆるＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）構造を有していてもよい。

［１−５．透明膜の構成］
ここで、図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、本実施の形態に係る電子プレパラート１において、イメージセンサ１０とプレパラート６０とを着脱可能に固定でき、かつ、高い撮像精度を有することができるための透明膜３０の構成について説明する。

透明膜３０は、イメージセンサ１０の受光面に配置され、当該受光面を密封する不揮発性の透明部材である。また、透明膜３０は、イメージセンサ１０の受光面から除去可能に配置されている。

言い換えると、透明膜３０は、検体５０およびイメージセンサ１０の受光面に密着するように配置されている。さらに、透明膜３０は、検体５０およびイメージセンサ１０の受光面の凹凸に従って、密着面で自在に変形可能な伸縮性、またはヌレ性を有している。

また、透明膜３０は、検体５０および封入部材３５を、スライドガラス２０とで挟み込むことが必要である。これにより、検体５０をスライドガラス２０に保持させたまま、変質させずに長期保存することが可能となる。

また、透明膜３０は、可視光（波長３００ｎｍ〜８００ｎｍ）範囲において、スライドガラス２０の光透過率よりも高いことが好ましく、８０％の光透過率を有することが好ましい。これにより、検体５０を透過した光を、低損失でイメージセンサ１０に到達させることが可能となる。

また、透明膜３０と封入部材３５との屈折率の差は、０．２以下であることが好ましい。透明膜３０と封入部材３５との屈折率が異なるほど、検体５０を透過した光の直進性が低下して画像の分解能が低下する。この観点から、透明膜３０と封入部材３５との屈折率の差を略同等とすることにより、検体５０を透過した光の直進性が確保されるので、検体５０を高分解能で撮像することが可能となる。

また、電子プレパラート１において、高分解能の撮影画像を取得するという観点から、入射光は拡散することなく平行光で検体５０およびイメージセンサ１０の受光面に到達されることが好ましい。この観点から、検体５０とイメージセンサ１０の受光面との距離は短いほうが好ましい。より具体的には透明膜３０の膜厚は、行列状に配置された複数の画素１００の配列ピッチと同程度またはそれ以下であることが好ましい。これにより、イメージセンサ１０の画像分解能を低下させることなく、イメージセンサ１０の画像分解能を反映した画像を取得することが可能となる。

また、透明膜３０の膜厚は、１μｍ以下であることが、さらに好ましい。これにより、波長帯域が３００ｎｍ〜８００ｎｍである可視光領域におけるイメージセンサ１０の高い画像分解能を低下させることなく、イメージセンサ１０の高い画像分解能を反映した高精度な画像を取得することが可能となる。

また、透明膜３０は、封入部材３５と化学反応せずに接していてもよい。これにより、透明膜３０の変色および変質が抑制され、検体５０を透過した光の低損失性および検体５０の長期保存が可能となる。

また、透明膜３０は、封入部材３５の希釈溶解剤に溶解しない材料で構成されていることが好ましい。封入部材３５の希釈溶解剤は、例えば、キシレン系溶剤である。これにより、透明膜３０が、プレパラート６０の形成過程において封入部材３５の希釈溶解剤により変質することが抑制される。よって、検体５０を透過した光の低損失性および検体５０の長期保存が可能となる。

透明膜３０の材料としては、プラスチック樹脂フィルム、無機ガラス系フィルム、あるいはコンポジット材料ガラスフィルムが例示される。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラート１によれば、高額な顕微鏡画像撮影装置を用いることなく、イメージセンサ１０自体で画像信号（電子信号）の出力ができ、観察に要するコスト（検査コスト）を大きく低減させることができる。つまり、本実施の形態に係る電子プレパラート１は、高度な病理診断を広く普及させることができる。

また、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、上記のような特徴を有する透明膜３０が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。透明膜３０を介さずに、イメージセンサ１０の受光面と封入部材３５とが接した場合、当該受光面と封入部材３５とが密着してしまう。これにより、上記受光面が封入部材３５により応力を受けることにより、当該受光面が変形または変質する可能性がある。また、上記受光面と封入部材３５とを分離する場合にも、当該受光面が変形または変質する可能性がある。これに対し、イメージセンサ１０の受光面と封入部材３５との間に透明膜３０が介在することにより、上記のような受光面の変形または変質を防止することが可能となる。

また、検体５０は、透明膜３０、スライドガラス２０および封入部材３５によって保護されるため、検体５０の劣化を防止することができる。つまり、検体５０を、プレパラート６０という形態で保管することにより、長期保管後でも高精度な再検査が可能となる。

［２．電子プレパラートの組み立て方法］
次に、実施の形態に係る電子プレパラート１の組み立て方法を、図７および図８を用いて説明する。

図７は、実施の形態１に係るプレパラートの形成方法を説明する工程図である。また、図８は、実施の形態１に係る電子プレパラートの組み立て方法を説明する工程図である。

まず、図７の（ａ）に示すように、検体５０の前処理を行う（検体準備ステップ）。一例とて、採取した検体を脱水し、パラフィンにより包埋処理を行った後、数μｍ程度から十数μｍ程度の所望の厚さ薄切りし、パラフィンを取り除いた検体５０を、スライドガラス２０の表面に配置する。

次に、図７の（ｂ）に示すように、検体５０をスライドガラス２０ごと、染色液に浸漬する。これにより、図７の（ｃ）に示すように、検体５０が染色される。

次に、図７の（ｄ）に示すように、検体５０に封入剤を塗布することで、検体５０を覆うように封入部材３５を配置する（封入ステップ）。

次に、図７の（ｅ）に示すように、透明膜３０の原型である透明シートをスライドガラス２０の面方向に引き延ばしながら、スライドガラス２０表面の中央領域および封入部材３５に密着させることにより、当該透明シートよりも膜厚が小さい透明膜３０をスライドガラス２０表面に配置する（透明膜配置ステップ）。つまり、検体５０および封入部材３５を、透明膜３０とスライドガラス２０とで挟み込むようにスライドガラス２０表面に透明膜３０を配置する。これにより、図７の（ｆ）に示すように、スライドガラス２０と一体化され、外気と遮断するように密封されたプレパラート６０が形成される。なお、透明シートを引き延ばず具体的方法として、ローリング方式を用いてもよい。

次に、プレパラート６０とイメージセンサ１０とを密着固定させる。図８に示すように、イメージセンサ１０の受光面と検体５０とで透明膜３０を挟むように、スライドガラス２０とイメージセンサ１０とを着脱可能に固定する（固定ステップ）。具体的には、プレパラート６０の検体５０、封入部材３５および透明膜３０が配置された表面側を基材４０Ｂ側に向け、プレパラート６０の裏面側を基材４０Ａ側に向け、基材４０Ａとイメージセンサ１０が凹部４２５に嵌め込まれた基材４０Ｂとで、プレパラート６０を挟むように固定する。このとき、プレパラート６０を平面視した状態で基材４０Ａの開口４０２と検体５０との位置が一致するようプレパラート６０、基材４０Ａおよび基材４０Ｂの位置関係を調整する。この状態で、係止部４０１の爪部分を、下部プレート４１０の各側面の中央の凹部分に嵌め込む。これにより、イメージセンサ１０と検体５０および封入部材３５とは、直接接しない状態で透明膜３０のみを介して近接しており、接合されていない。よって、イメージセンサ１０とプレパラート６０とは、着脱可能に固定されている。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラートの組み立て方法によれば、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、上記のような特徴を有する透明膜３０が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。

また、一旦固定されたイメージセンサ１０とプレパラート６０とを、基材４０Ａと基材４０Ｂとを分離することで、イメージセンサ１０の受光面を損傷させることなく分離できるので、１つのイメージセンサ１０を、多数のプレパラート６０に適用させることが可能となる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。

［３．電子プレパラートの組み立てセット］
なお、本実施の形態１に係る電子プレパラート１は、プレパラート６０、イメージセンサ１０、ならびに基材４０Ａおよび基材４０Ｂが組み上げられた完成品の形態であるが、本発明は、当該形態に限られず、プレパラート６０、イメージセンサ１０および上記固定部材を組み上げる前の態様である電子プレパラート組み立てセットを含む。

つまり、本実施の形態の変形例に係る電子プレパラート組み立てセットは、検体５０を支持するためのスライドガラス２０と、検体５０を封入するための封入部材３５と、検体５０および封入部材３５をスライドガラス２０とで挟み込むための透明膜３０と、検体５０を透過した光を透明膜３０を介して受光するためのイメージセンサ１０と、スライドガラス２０とイメージセンサ１０とを着脱可能に固定するための基材４０Ａおよび４０Ｂとを備える。

上記電子プレパラート組み立てセットの上記パーツを組み上げることにより、実施の形態１に係る電子プレパラート１が作製され、電子プレパラート１と同様の効果が奏される。

［４．電子プレパラートの撮像システム］
次に、電子プレパラート１の撮像システムについて説明する。

［４−１．ソケット］
図９は、実施の形態１に係る電子プレパラートが組み込まれたソケットの外観斜視図である。同図には、電子プレパラート１が、ソケット７０に載置された状態が示されている。ソケット７０は、ソケット基材７１および７２と、係合部７３と、ヒンジ７６とを備える。

ソケット基材７１には、電子プレパラート１の基材４０Ａを挿入可能な開口７５と、ソケット基材７２とでスライドガラス２０を押さえる押圧部７４とが設けられている。

ソケット基材７２には、係合部７３の爪を嵌め込むことが可能な凹部７７が設けられている。なお、図示していないが、ソケット基材７２には、電子プレパラート１の基材４０Ｂに設けられた外部接続端子と電気的に接続された電気配線が、電子プレパラート１が載置される表面（上面）から裏面（下面）にわたり設けられている。そして、ソケット基材７２の下面には、上記電気配線を介してイメージセンサ１０の画像信号を外部測定機器へと伝達するための外部接続端子が設けられている。

上記構成により、図９の状態からヒンジ７６を回転中心としてソケット基材７１を回転させ、係合部７３の爪を凹部７７に嵌め込むことにより、ソケット基材７１がソケット基材７２に固定される。これにより、電子プレパラート１が、ソケット基材７１および７２の間において固定される。この状態で、開口７５および開口４０２を介して、入射光をイメージセンサ１０の受光面に到達させることが可能となる。

［４−２．画像取得装置］
図１０Ａは、実施の形態１に係る画像取得装置の開放時の外観斜視図であり、図１０Ｂは、実施の形態１に係る画像取得装置の密閉時の外観斜視図である。図１０Ａは、本体部８２に設けられたステージ８４に、ソケット７０（電子プレパラート１を含む）が装填された状態を示している。ステージ８４は、ソケット７０が着脱可能に接続されるように構成されている。画像取得装置８０は、光源８３を有しており、ステージ８４の姿勢を変化させることにより、複数の異なる照射方向から電子プレパラート１を照射することが可能である。また、画像取得装置８０は、開閉可能な蓋部８１を有している。蓋部８１を閉じることにより、図１０Ｂに示すように、画像取得装置８０の内部に暗室を形成することが可能となる。

図１１は、実施の形態１に係る画像取得装置の機能ブロック図である。画像取得装置８０は、ソケット７０に装填された電子プレパラート１のイメージセンサ１０に、検体５０を透過した光を入射させるための光源８３を備えている。

また、画像取得装置８０は、制御装置８５（コンピュータ）を備えており、制御装置８５は、制御部８６と、画像処理部８７と、メモリ８８とを備えている。

制御部８６は、イメージセンサ１０および光源８３を制御することにより、検体５０の撮像をイメージセンサ１０に行わせる。

なお、イメージセンサ１０は、ソケット７０に装填されると、基材４０Ｂおよびソケット基材７２の各端子および電気配線を介して制御装置８５に接続されている。

撮像によって取得された画像データは、画像処理部８７による合成および画素補間の処理を受ける。これらの処理により、高い分解能を有する検体５０の撮影画像が生成される。この撮影画像は、例えば、ディスプレイ９０に表示され、メモリ８８またはデータベース９１に保存される。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る電子プレパラート、固体撮像素子およびその組み立て方法は、実施の形態１に係る電子プレパラートおよび固体撮像素子およびその組み立て方法と比較して、透明膜３０の配置構成および形成工程が異なる。以下、本実施の形態に係る電子プレパラート、固体撮像素子およびその組み立て方法について、実施の形態１に係る電子プレパラート１、イメージセンサ１０およびその組み立て方法と異なる点を中心に説明する。

［５．電子プレパラートの構成］
図１２は、実施の形態２に係る電子プレパラートの断面図である。図１２に示すように、本実施の形態に係る電子プレパラート２は、イメージセンサ１０と、支持基板２１と、透明膜３０と、封入部材３５とを備える。以下、電子プレパラート２の構成要素について説明する。

支持基板２１は、表面および裏面を有する基板である。なお、支持基板２１は、透明である必要はなく、なくてもよい。

検体５０は、透明膜３０のイメージセンサ１０と接する面と反対側の面上であって、イメージセンサ１０の受光面の上方に配置されている。

封入部材３５は、透明膜３０のイメージセンサ１０と接する面と反対側の面上に配置された検体５０を覆うように配置されている。

透明膜３０は、イメージセンサ１０の受光面を密封するよう、イメージセンサ１０に貼り付けられている。

なお、封入部材３５および透明膜３０の材料、物性、および構造は、実施の形態１に係る封入部材３５および透明膜３０のそれらと同様である。

図１２に示すように、支持基板２１、イメージセンサ１０、透明膜３０、検体５０、および封入部材３５が、この順で配置され、これらが固定されている。なお、本実施の形態に係る電子プレパラート２は、電子プレパラート１が有する固定部材は不要である。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラート２によれば、高額な顕微鏡画像撮影装置を用いることなく、イメージセンサ１０自体で画像信号（電子信号）の出力ができ、観察に要するコスト（検査コスト）を大きく低減させることができる。つまり、本実施の形態に係る電子プレパラート２は、高度な病理診断を広く普及させることができる。

また、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、透明膜３０が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。更に、検体を保護するためにカバーガラスで最表面を被覆する構成をとることも可能である。

［６．電子プレパラートの組み立て方法］
次に、実施の形態２に係る電子プレパラート２の組み立て方法を説明する。

まず、透明膜３０の原型である透明シートを、イメージセンサ１０の受光面方向に引き延ばしながら当該受光面に密着させることにより、当該透明シートよりも膜厚が小さい透明膜３０を、当該受光面上に配置する（透明膜配置ステップ）。つまり、上記受光面を、透明膜３０の裏面で密封するように当該受光面上に透明膜３０を配置する。

次に、検体５０の前処理を行う（検体準備ステップ）。一例とて、採取した検体を脱水し、パラフィンにより包埋処理を行った後、数μｍ程度から数十μｍ程度の所望の厚さ薄切りし、パラフィンを取り除いた検体５０を、透明膜３０の表面に配置する。

次に、検体５０を、イメージセンサ１０および透明膜３０ごと染色液に浸漬する。これにより、検体５０が染色される。

最後に、検体５０に封入剤を塗布することで、検体５０を覆うように封入部材３５を配置する（封入ステップ）。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラートの組み立て方法によれば、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、透明膜３０が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。

また、一旦固定されたイメージセンサ１０と検体５０とを、イメージセンサ１０の受光面を損傷させることなく分離できるので、１つのイメージセンサ１０を、多数の検体５０に適用させることが可能となる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る電子プレパラート、固体撮像素子およびその組み立て方法は、実施の形態１に係る電子プレパラートおよび固体撮像素子およびその組み立て方法と比較して、検体５０とイメージセンサ１０との間の配置される部材の配置構成および形成工程が異なる。以下、本実施の形態に係る電子プレパラート、固体撮像素子およびその組み立て方法について、実施の形態１に係る電子プレパラート１、イメージセンサ１０およびその組み立て方法と異なる点を中心に説明する。

［７．電子プレパラートの構成］
図１３は、実施の形態３に係る電子プレパラートの外観斜視図である。また、図１４Ａは、実施の形態３に係る電子プレパラートの第１の断面図であり、図１４Ｂは、実施の形態３に係る電子プレパラートの第２の断面図である。具体的には、図１４Ａは、図１３の１４Ａ−１４Ａ線で切断した場合の断面図であり、図１４Ｂは、図１３の１４Ｂ−１４Ｂ線で切断した場合の断面図である。

図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、本実施の形態に係る電子プレパラート３は、イメージセンサ（固体撮像素子）１０と、スライドガラス２０と、透明オイル層３６と、基材４０Ａおよび４０Ｂとを備える。スライドガラス２０、透明オイル層３６および検体５０は、プレパラートを構成する。また、基材４０Ａおよび４０Ｂは、固定部材を構成する。

本実施の形態に係る電子プレパラート３は、本実施の形態１に係る電子プレパラート１と比較して、封入部材３５が配置されていない点および透明膜３０の代わりに透明オイル層３６が配置されている点が構成として異なる。

透明オイル層３６は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、イメージセンサ１０の受光面に塗布された不揮発性の透明部材である。また、透明オイル層３６は、検体５０を、スライドガラス２０とで挟み込んでいる。透明オイル層３６は、入射光を低損失で透過し、検体５０が外部環境により経時変化するのを防止する機能を有する。透明オイル層３６の構成については、後述する７−２．透明オイル層の構成において詳細に説明する。

また、固定部材およびイメージセンサ１０の構成については、実施の形態１に係るそれらと同様であるので、ここでは説明を省略する。

［７−１．各構成要素の配置関係］
図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、イメージセンサ１０、透明オイル層３６、検体５０、およびスライドガラス２０が、この順で、基材４０Ｂと基材４０Ａとの間に配置され、基材４０Ａが基材４０Ｂを係止することにより、これらが固定される。具体的には、係止部４０１の爪部分が下部プレート４１０の各側面の中央の凹部分に嵌め込まれることで、これらが固定される。ここで、イメージセンサ１０と検体５０とは直接接しておらず、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間は、透明オイル層３６のみで満たされている。言い換えると、イメージセンサ１０の受光面は、透明オイル層３６の検体５０と接触する面と反対側の面で透明オイル層３６と接触している。これにより、イメージセンサ１０と検体５０が配置されたスライドガラス２０とは、基材４０Ｂおよび基材４０Ａからなる固定部材により、着脱可能に固定される。

また、図１４Ｂに示すように、イメージセンサ１０の端部に形成された樹脂凸部（図５の樹脂凸部１６）が、スライドガラス２０に形成された溝に嵌め込まれることで、スライドガラス２０とイメージセンサ１０の受光面との位置が固定される。

本実施の形態に係るイメージセンサ１０は、実施の形態１に係るイメージセンサ１０と同様の構成を有するが、透明オイル層３６と接する受光面は表面処理として親油性処理（撥水性処理）されていることが好ましい。受光面の親油性処理としては、特に限定されないが、例えば、当該受光面の酸素プラズマ処理（プラズマ処理）などが挙げられる。これにより、撥水性を有する透明オイル層３６の油脂成分が、イメージセンサ１０の受光面に一様に濡れる。これにより、上記受光面と透明オイル層３６との接触界面において空気が介在しない。よって、検体５０を透過した入射光は、上記接触界面において空気を通過しないので、入射光の直進性および低損失性が確保される。

更に、上記表面処理を行う場合は、イメージセンサ１０にはマイクロレンズ（トップレンズ）を設置していないことがより好ましい。これにより、有機材料等で形成したマイクロレンズに生じるプラズマダメージ（表面劣化、形状劣化、等）を防ぎ、これが原因となるイメージセンサ１０の画質不良等を防ぐことができる。

なお、本発明では、透明オイル層３６（または透明膜３０）と接する受光面の表面処理は、親油性処理（撥水性処理）に限定されるものはなく、透明オイル層３６（または透明膜３０）の物性（材質）等に応じた表面処理(一例として、親水性処理)を行うこともできる。

なお、本発明では、受光面の表面処理は酸素プラズマ処理（プラズマ処理）に限定されるものではなく、その他の表面処理（一例として、薬液等の塗布、噴霧、または噴射の処理等）を用いることもできる。

なお、上記表面処理は、実施形態１、２で説明した透明膜３０と接する受光面に行うことも出来る。

なお、検体５０とイメージセンサ１０の受光面との間に、透明オイル層３６に加えて、実施の形態１に係る封入部材３５が介在していてもよい。

［７−２．透明オイル層の構成］
ここで、図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂを参照しながら、本実施の形態に係る電子プレパラート３において、イメージセンサ１０と検体５０が配置されたスライドガラス２０とを着脱可能に固定でき、かつ、高い撮像精度を有することができるための透明オイル層３６の構成について説明する。

透明オイル層３６は、イメージセンサ１０の受光面に配置され、当該受光面を密封する不揮発性の透明部材であり、撥水性の油脂材料で構成されている。また、透明オイル層３６は、イメージセンサ１０の受光面から除去可能に配置されている。

言い換えると、透明オイル層３６は、検体５０およびイメージセンサ１０の受光面に密着するように配置されている。さらに、透明オイル層３６は、検体５０およびイメージセンサ１０の受光面の凹凸に従って、密着面で自在に変形可能な伸縮性、またはヌレ性を有している。

また、透明オイル層３６は、検体５０を、スライドガラス２０とで覆うことが必要である。これにより、検体５０をスライドガラス２０に保持させたまま、変質させずに長期保存することが可能となる。

また、透明オイル層３６は、可視光（波長３００ｎｍ〜８００ｍ）範囲において、スライドガラス２０の光透過率よりも高いことが好ましく、８０％の光透過率を有することが好ましい。これにより、検体５０を透過した光を、低損失でイメージセンサ１０に到達させることが可能となる。

また、電子プレパラート３において、高分解能の撮影画像を取得するという観点から、入射光は拡散することなく平行光で検体５０およびイメージセンサ１０の受光面に到達されることが好ましい。この観点から、検体５０とイメージセンサ１０の受光面との距離は短いほうが好ましい。より具体的には、透明オイル層３６の膜厚は、行列状に配置された複数の画素１００の配列ピッチと同程度またはそれ以下であることが好ましい。これにより、イメージセンサ１０の画像分解能を低下させることなく、イメージセンサ１０の画像分解能を反映した画像を取得することが可能となる。

また、透明オイル層３６の膜厚は、１μｍ以下であることが、さらに好ましい。これにより、波長帯域が３００ｎｍ〜８００ｎｍである可視光領域におけるイメージセンサ１０の高い画像分解能を低下させることなく、イメージセンサ１０の高い画像分解能を反映した高精度な画像を取得することが可能となる。

透明オイル層３６は、不揮発性の油脂であり、好ましくは、第三石油類等の油脂が例示される。

本実施の形態では、検体５０とイメージセンサ１０の受光面との間には、透明オイル層３６のみが介在し、封入部材３５を介在しない。これにより、実施の形態１および２と比較して、検体５０とイメージセンサ１０の受光面との間に、媒質の異なる層は透明オイル層３６のみであり、媒質の異なる層数が低減される。よって、入射光の直進性および低損失性が確保される。

また、実施の形態１に係る透明膜３０を有する構造において、封入部材３５を配置せずに検体５０を透明膜３０のみで覆った場合、検体５０の表面凹凸により、透明膜３０と検体５０との接触界面において空気を含んでしまう場合がある。ここで、スライドガラス２０の屈折率は、例えば、１．４５であり、検体５０の屈折率は、例えば、１．３以上であり、透明膜３０の屈折率は、例えば、１．４５以上である。この場合には、検体５０を透過した入射光は、上記接触界面における空気（屈折率＝１）により屈折してしまう可能性がある。

これに対して、本実施の形態に係る透明オイル層３６は、常温では液相状態であるため、検体５０との接触界面において、検体５０に表面凹凸が存在した場合でも、当該接触界面には空気は介在せず透明オイル層３６が充填される。これにより、検体５０を透過した入射光は、上記接触界面において空気を通過しないので入射光の直進性および低損失性が確保される。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラート３によれば、高額な顕微鏡画像撮影装置を用いることなく、イメージセンサ１０自体で画像信号（電子信号）の出力ができ、観察に要するコスト（検査コスト）を大きく低減させることができる。つまり、本実施の形態に係る電子プレパラート３は、高度な病理診断を広く普及させることができる。

また、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、上記のような特徴を有する透明オイル層３６が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。透明オイル層３６を介さずに、イメージセンサ１０の受光面と検体５０またはその封入部材とが接した場合、上記受光面が検体５０またはその封入部材により応力を受けることにより、当該受光面が変形または変質する可能性がある。また、上記受光面と検体５０またはその封入部材とを分離する場合にも、当該受光面が変形または変質する可能性がある。これに対し、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に透明オイル層３６が介在することにより、上記のような受光面の変形または変質を防止することが可能となる。

また、検体５０は、透明オイル層３６およびスライドガラス２０によって保護されるため、検体５０の劣化を防止することができる。

［８．電子プレパラートの組み立て方法］
次に、実施の形態３に係る電子プレパラート３の組み立て方法を、図１５を用いて説明する。

図１５は、実施の形態３に係るプレパラートの形成方法を説明する工程図である。

まず、図１５の（ａ１）に示すように、検体５０の前処理を行う（検体準備ステップ）。一例とて、採取した検体を脱水し、パラフィンにより包埋処理を行った後、数μｍ程度から十数μｍ程度の所望の厚さ薄切りし、パラフィンを取り除いた検体５０を、スライドガラス２０の表面に配置する。

次に、図１５の（ｂ１）に示すように、検体５０をスライドガラス２０ごと、染色液に浸漬する。これにより、図１５の（ｃ１）に示すように、検体５０が染色される。

一方、図１５の（ａ２）に示すように、イメージセンサ１０の受光面上に、透明オイル３６Ａを滴下する。ここで、透明オイル３６Ａの材料としては、不揮発性の油脂が挙げられ、好ましくは、第三石油類等の油脂が例示される。

次に、図１５の（ｂ２）に示すように、透明オイル３６Ａを上記受光面に滴下した後に、所定の時間経過させることにより、または、スピンコートなどにより、上記受光面に透明オイル３６Ａを均等分散させる。つまり、図１５の（ａ２）および（ｂ２）では、上記受光面を、撥水性の油脂材料で構成された透明オイル層３６の裏面で密封するように、当該受光面上に透明オイル層３６部材を配置する（透明部材配置ステップ）。

次に、図１５の（ｄ）に示すように、スライドガラス２０の検体５０が配置された面と、透明オイル層３６が配置されたイメージセンサ１０の受光面とを重ね合わせる。つまり、透明オイル層３６の表面に検体５０を配置する（透明部材配置ステップ）。

上述した工程により、図１５の（ｅ）に示すように、透明オイル層３６、検体５０、およびスライドガラス２０が、この順で重ね合わされ、外気と遮断するように密封されたプレパラート６１が形成される。

なお、図１５の（ｂ２）に示された、透明オイル３６Ａを上記受光面に滴下する工程の代わりに、スライドガラス２０に配置された検体５０に透明オイル３６Ａを滴下してもよい。これにより、検体５０を覆うように、検体５０上に透明オイル３６Ａを均等分散させる。そして、スライドガラス２０の検体５０および透明オイル３６Ａが配置された面と、イメージセンサ１０の受光面とを重ね合わせてもよい。

次に、イメージセンサ１０およびプレパラート６１を、基材４０Ａと基材４０Ｂとで挟み込むことにより固定する。これにより、イメージセンサ１０と検体５０とは、直接接しない状態で透明オイル層３６のみを介して近接しており、接合されていない。よって、イメージセンサ１０と検体５０が配置されたスライドガラス２０とは、着脱可能に固定されている。

以上、本実施の形態に係る電子プレパラートの組み立て方法によれば、イメージセンサ１０の受光面と検体５０との間に、上記のような特徴を有する透明オイル層３６が介在するので、イメージセンサ１０の高い撮像精度を有しつつイメージセンサ１０の損傷を防止できる。

また、一旦固定されたイメージセンサ１０と検体５０が配置されたスライドガラス２０とを、基材４０Ａと基材４０Ｂとを分離することで、イメージセンサ１０の受光面を損傷させることなく分離できるので、１つのイメージセンサ１０を、多数の検体５０に適用（リユース）させることが可能となる。よって、低コストで高い画像精度を有する検体観測データを取得することが可能となる。

１つのイメージセンサ１０を、多数の検体５０に適用（リユース）させる例として以下の態様が挙げられる。

まず、上述した電子プレパラートの組み立て工程を経ることにより、基材４０Ａおよび基材４０Ｂで一体化されたイメージセンサ１０およびプレパラート６１の撮像を実行する。

次に、基材４０Ａおよび基材４０Ｂを、イメージセンサ１０およびプレパラート６１から外す。この状態で、イメージセンサ１０と検体５０が配置されたスライドガラス２０とは、透明オイル層３６のみを介して結合されているため、イメージセンサ１０と検体５０とを容易に分離することが可能となる。この撮像が終了した検体５０上に封入剤を滴下し、かつ、検体５０をスライドガラス２０とカバーガラスとで挟み込むことにより、撮像済みの検体５０は保管可能な状態となる。保管された検体５０を再撮像する場合には、キシレンなどの溶媒により封入剤を溶解させて除去した検体５０およびスライドガラス２０を、透明オイル層３６が塗布されたイメージセンサ１０に重ね合わせる。

一方、検体５０が配置されたスライドガラス２０と分離されたイメージセンサ１０の受光面には透明オイル３６Ａが残存しているが、洗浄は不要である。この状態で、または、当該受光面に透明オイル３６Ａを滴下した状態で、新たな検体５０が配置されたスライドガラス２０と重ね合わせる。そして、重ね合わされたイメージセンサ１０、新たな検体５０およびスライドガラス２０と、基材４０Ａと基材４０Ｂとが着脱可能に一体化された電子プレパラート３の撮像を実行する。

以下、上記組み立て、撮像、分離、保管、を繰り返すことにより１つのイメージセンサ１０を、多数の検体５０に適用（リユース）することが可能となる。

［９．電子プレパラートの組み立てセット］
なお、本実施の形態３に係る電子プレパラート３は、プレパラート６１、イメージセンサ１０、ならびに基材４０Ａおよび基材４０Ｂが組み上げられた完成品の形態であるが、本発明は、当該形態に限られず、プレパラート６１、イメージセンサ１０および上記固定部材を組み上げる前の態様である電子プレパラート組み立てセットを含む。

つまり、本実施の形態の変形例に係る電子プレパラート組み立てセットは、検体５０を支持するためのスライドガラス２０と、検体５０をスライドガラス２０とで挟み込むための透明オイル３６Ａと、検体５０を透過した光を、透明オイル層３６を介して受光するためのイメージセンサ１０と、スライドガラス２０とイメージセンサ１０とを着脱可能に固定するための基材４０Ａおよび４０Ｂとを備える。

上記電子プレパラート組み立てセットの上記パーツを組み上げることにより、実施の形態３に係る電子プレパラート３が作製され、電子プレパラート３と同様の効果が奏される。

なお、電子プレパラート３の撮像システムは、実施の形態１に係る電子プレパラート１の撮像システムと同様の構成であるため、説明を省略する。

（その他の実施の形態）
なお、本発明に係る電子プレパラート、固体撮像素子、電子プレパラート組み立てセット、および電子プレパラートの組み立て方法は、実施の形態１〜３に限定されるものではない。各実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、各実施の形態に対して本発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本実施の形態に係る電子プレパラートまたは固体撮像素子を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

例えば、本発明に係るイメージセンサ１０は、光電変換膜１０４を用いた光電変換膜積層型イメージセンサに限定されず、以下に示すようなＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、または、その他のイメージセンサであってもよい。ＣＣＤイメージセンサおよびＣＭＯＳイメージセンサは、表面照射型または裏面照射型のいずれであってもよい。

図１６Ａは、ＣＣＤイメージセンサの構造を示す断面図である。図１６Ａに示すように、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、基板１２２と、基板１２２の上の絶縁層１２３と、絶縁層１２３内に形成された配線１２４とを有している。基板１２２には、複数のフォトダイオード１２１が形成されている。また、配線１２４上には、遮光層（図示せず）が形成される。また、各トランジスタの図示は省略している。また、表面照射型のＣＭＯＳイメージセンサにおけるフォトダイオード近傍の断面構造は、図１６ＡのＣＣＤイメージセンサ１２０におけるフォトダイオード近傍の断面構造と同様である。

図１６Ｂは、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサの構造を示す断面図である。図１６Ｂに示すように、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサ１１０は、基板１１３と、基板１１３の下方の絶縁層１１２と、絶縁層１１２内に形成された配線１１４とを有している。基板１１３には、複数のフォトダイオード１１１が形成されている。同図に示すように、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサ１１０では、斜め入射の場合であっても、透過光が配線１１４により遮られることがないという利点を有している。なお、基板１１３に発生するノイズを低減するため、基板１１３のうちフォトダイオード１１１が形成されていない領域に遮光層が形成されてもよい。

本開示に係る電子プレパラート、固体撮像素子、電子プレパラート組み立てセット、および電子プレパラートの組み立て方法は、高画質の画像撮像を低コストで実現できるため、例えば、病理検体の検査に有用である。

１、２、３ 電子プレパラート
１０ イメージセンサ（固体撮像素子）
１１ 半導体チップ
１１Ａ 撮像領域
１２ パッケージ基板
１３ ワイヤ
１４、１５ 電極パッド
１６ 樹脂凸部
２０ スライドガラス
２１ 支持基板
３０ 透明膜
３５ 封入部材
３６ 透明オイル層
３６Ａ 透明オイル
４０Ａ、４０Ｂ 基材
５０ 検体
６０、６１ プレパラート
７０ ソケット
７１、７２ ソケット基材
７３ 係合部
７４ 押圧部
７５、４０２ 開口
７６ ヒンジ
７７、４２５ 凹部
８０ 画像取得装置
８１ 蓋部
８２、４００ 本体部
８３ 光源
８４ ステージ
８５ 制御装置
８６ 制御部
８７ 画像処理部
８８ メモリ
９０ ディスプレイ
９１ データベース
１００ 画素
１０１ 半導体基板
１０２ 配線層
１０３Ａ 画素電極
１０３Ｂ ダミー電極
１０４ 光電変換膜
１０５ 透明電極
１１０ ＣＭＯＳイメージセンサ
１１１、１２１ フォトダイオード
１１２、１２３ 絶縁層
１１３、１２２ 基板
１１４、１２４ 配線
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
４０１ 係止部
４１０ 下部プレート
４２０ 上部プレート
４６２ ガイド

Claims (11)

1. 受光面を有し、当該受光面の上方に配置された検体を透過した光を、前記受光面で受光する固体撮像素子と、
   前記受光面に配置され、前記受光面を密封する除去可能な不揮発性の透明膜と、
   前記透明膜の前記受光面と反対側の面上であって、前記受光面の上方に配置された前記検体を封入するように、前記面上に配置された揮発性の封入部材と、
   前記検体が配置され、前記検体および前記封入部材を、前記透明膜とで挟みこむ透明基板と、
   前記固体撮像素子、前記透明膜、前記封入部材、前記検体、および前記透明基板の順で配置された積層体を挟み込むように当該積層体の両端に配置され、前記透明基板と前記固体撮像素子とを着脱可能となるように固定する第１基材および第２基材と、とを備える
   電子プレパラート。
2. 前記透明膜及び前記封入部材の屈折率の差は、０．２以下である
   請求項１に記載の電子プレパラート。
3. 前記透明膜は、前記封入部材と化学反応せずに接している
   請求項１または２に記載の電子プレパラート。
4. 前記透明膜は、前記封入部材の希釈溶解剤に溶解しない材料で構成されている
   請求項３に記載の電子プレパラート。
5. 前記透明膜は、前記希釈溶解剤であるキシレン系溶剤に溶解しない材料で構成されている
   請求項４に記載の電子プレパラート。
6. 前記透明膜は、撥水性の油脂材料で構成されている
   請求項１に記載の電子プレパラート。
7. 前記透明基板は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、
   前記検体は、前記第１主面上に配置され、
   前記第２主面側から前記第１主面側へ入射し前記検体を透過した光を、前記透明膜を介して前記受光面で受光する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子プレパラート。
8. 前記第１基材には、
   前記固体撮像素子で生成された画像信号を伝達するための信号入力端子と、前記電子プレパラートの外部へ前記画像信号を出力する外部接続端子とを電気的に接続する電気配線が形成され、
   前記第２基材には、
   入射光を前記検体へ案内するための開口が設けられており、
   前記積層体は、前記第１基材および前記第２基材の一方が他方を係止することにより固定される
   請求項１に記載の電子プレパラート。
9. 検体と当該検体を撮像する固体撮像素子とが固定配置された電子プレパラートの組み立て方法であって、
   透明基板の第１主面上に前記検体を配置する検体準備ステップと、
   透明基板の第１主面上に、前記検体を覆うように揮発性の封入部材を配置する封入ステップと、
   前記検体および前記封入部材と、前記固体撮像素子の受光面との間であって、前記受光面と接するように不揮発性の透明膜を配置する透明部材配置ステップと、
   前記固体撮像素子、前記透明膜、前記封入部材、前記検体、および前記透明基板の順で配置された積層体を、当該積層体の両端から第１基材と第２基材とで挟み込み、前記透明基板と前記固体撮像素子とを着脱可能に固定する固定ステップとを含む
   電子プレパラートの組み立て方法。
10. 前記透明部材配置ステップでは、前記透明膜の原型である透明シートを前記透明基板の面方向に引き延ばしながら、前記第１主面の一部および前記封入部材に密着させることにより、前記透明シートよりも膜厚が小さい前記透明膜を前記第１主面上に配置する
    請求項９に記載の電子プレパラートの組み立て方法。
11. 前記透明部材配置ステップでは、前記受光面を、前記透明膜の裏面で密封するように前記受光面上に前記透明膜を配置し、
    前記検体準備ステップでは、前記受光面上に配置された前記透明膜の表面に前記検体を配置し、
    前記封入ステップでは、前記透明膜の前記表面に、前記検体を覆うように封入部材を配置する
    請求項９に記載の電子プレパラートの組み立て方法。

Images