JP7076032B2 - 画像取得装置及び画像取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、試料等の画像取得に用いられる画像取得装置及び画像取得方法に関する。

この種の画像取得装置として、例えば特許文献１に記載の画像取得装置がある。この画像取得装置は、試料のマクロ画像を取得するマクロ画像取得装置と、試料のミクロ画像を取得するミクロ画像取得装置とを備えて構成されている。マクロ画像取得装置は、スライドガラス上の試料のマクロ画像を取得し、取得したマクロ画像に基づいてミクロ画像を取得するためのスキャン条件（スキャン範囲や焦点取得情報等）を設定する。ミクロ画像取得装置は、マクロ画像に基づいて設定されたスキャン条件に応じた高倍率の対物レンズを備えている。ミクロ画像取得装置は、高倍率の対物レンズを用いて、スライドガラス上の試料の高倍率（高解像度）の画像を取得する。

また、上述したような画像取得装置に対して複数のスライドガラスを搬送する装置として、例えば特許文献２に記載のスライドガラス搬送装置がある。このスライドガラス搬送装置は、複数段にスライドガラスを保持するカセットからスライドガラスを取り出して所定の位置に搬送する装置である。スライドガラス搬送装置は、スライドガラスに係合する突起を備えた引出ハンドと、引出ハンドの前進、後退、上昇等の操作を行う駆動機構と、スライドガラスの進出位置に設けられた位置決めガイドとを備えて構成されている。

特開２０１３－１２７５７８号公報 国際公開第２００６／０９８４４２号パンフレット

上述のようなスライドガラス搬送装置は、多数のスライドガラスを画像取得装置に対して搬送し、画像取得装置において試料の画像取得を連続的に実行できるようにする点で有用である。しかしながら、試料の種類などに応じてスライドガラスの保持位置がカセット毎にばらつくことがある。また、カセットに対してスライドガラスが正しくセットされない場合も考えられる。そのため、画像取得装置での無駄な搬送作業を削減し、カセット単位の画像取得に要する時間を短縮するには、カセット内のスライドガラスの保持位置及び／或いは保持状態を事前に把握することが必要となる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、カセット内のスライドガラスの保持位置及び／或いは保持状態を事前に把握することができる画像取得装置及び画像取得方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る画像取得装置は、スライドガラスに保持された試料の画像を取得する画像取得装置であって、スライドガラスを所定の配列方向に複数段に保持するカセットが着脱自在に装着されるカセット装着部と、カセット装着部に装着されたカセットに向けて検査光を出射する光源と、検査光を前記配列方向に走査する走査部と、カセットの背面側に配置され、光源から出射された検査光を反射する光反射部と、光反射部、カセット、及びスライドガラスの少なくとも一つによって反射された検査光を含む反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、検出信号に基づいて、カセットに保持されたスライドガラスの保持位置及び保持状態の少なくとも一方に関する保持情報を生成する情報生成部と、を備える。

また、本発明の一側面に係る画像取得方法は、スライドガラスに保持された試料の画像を取得する画像取得方法であって、スライドガラスを所定の配列方向に複数段に保持するカセットに向けて光源から検査光を出射する光出射ステップと、検査光を配列方向に走査しながら、カセットの背面側に配置された光反射部によって、光源から出射された検査光を反射させる反射ステップと、光反射部、カセット、及びスライドガラスの少なくとも一つによって反射された検査光を含む反射光を光検出部によって検出し、検出信号を出力する光検出ステップと、検出信号に基づいて、カセットに保持されたスライドガラスの保持位置及び保持状態の少なくとも一方に関する保持情報を生成する生成ステップと、を備える。

これらの画像取得装置及び画像取得方法では、スライドガラスを所定の配列方向に複数段に保持するカセットに向けて光源からの検査光を配列方向に走査し、検査光を光反射部で反射する。そして、光反射部、カセット、及びスライドガラスの少なくとも一つによって反射された検査光を含む反射光を光検出部によって検出する。スライドガラスが存在する位置では、検査光がスライドガラスで散乱され、検査光の一部のみが反射光として光検出部で検出されるため、光検出部によって検出される反射光の強度は小さくなる。一方、スライドガラスが存在しない位置では、検査光がスライドガラスで散乱されることなく光反射部によって反射されるため、光検出部によって検出される反射光の強度は、スライドガラスが存在する位置に比べて高くなる。カセット内のスライドガラスの保持位置及び／或いは保持状態は、光検出部からの検出信号として現れるので、当該検出信号を解析することで、スライドガラスの保持位置及び／或いは保持状態に関する保持情報を生成できる。保持情報を事前に把握することにより、画像取得装置での無駄な搬送作業を削減することが可能となり、カセット単位の画像取得に要する時間の短縮化が図られる。

また、情報生成部或いは生成ステップでは、スライドガラスが保持されていないカセットがカセット装着部に装着された状態での反射光の検出信号に基づいて生成された参照情報を保有し、当該参照情報によって補正された検出信号に基づいて保持情報を生成してもよい。このような補正を検出信号に施すことにより、保持情報の生成精度を高めることができる。

また、カセットは、検査光及び反射光を通過させる開口部を有していてもよい。この場合、光反射部からの反射光を一層十分な光量で検出できる。したがって、保持情報の生成精度を一層高めることができる。

また、光反射部或いは光反射ステップでは、開口部を通過した検査光を光検出部に向けて反射し、光検出部は、開口部を通過した反射光を検出してもよい。この場合、保持情報の生成に要する光学系を簡単化できるので、画像取得装置の大型化を回避できる。また、異なるカセットに対して光反射部を共通で用いることができる。

また、光反射部は、カセットの背面に配置されていてもよい。この場合、検査光を透過させるための機構をカセットに設ける必要がなくなるため、カセットの構成の複雑化を避けることができる。また、光源及び光検出部と光反射部との間の距離を短くすることが可能となり、反射光を十分な光量で検出できる。したがって、保持情報の生成精度を一層高めることができる。

また、光反射部は、再帰反射器を含んでいてもよい。この場合、光反射部からの反射光を一層十分な光量で検出できる。したがって、保持情報の生成精度を一層高めることができる。

本発明によれば、カセット内のスライドガラスの保持位置及び／或いは保持状態を事前に把握することができる。

画像取得装置を含んで構成される画像取得システムの一例を示すシステム構成図である。 画像取得装置の一実施形態を示すブロック図である。 スライドガラスを保持するカセットの一例を正面側から示す斜視図である。 図３に示したカセットを背面側から示す斜視図である。 カセット装着部の一例を示す正面図である。 スライドガラス検知部の一例を示すブロック図である。 スライドガラス検知部の構成を示す概略図である。 画像取得装置の動作の一例を示すフローチャートである。 カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が正常である場合の例を示す図である。 図９の場合の検出信号の一例を示す図である。 参照信号の一例を示す図である。 補正後の検出信号の一例を示す図である。 カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が異常である場合の一例を示す図である。 図１３の場合の補正後の検出信号の一例を示す図である。 カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が異常である場合の別例を示す図である。 図１５の場合の補正後の検出信号の一例を示す図である。 スライドガラス検知部の変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る画像取得装置及び画像取得方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、画像取得装置を含んで構成される画像取得システムの一例を示すシステム構成図である。図１に示すように、画像取得システム１は、画像取得装置１１と、画像取得装置１１の動作を制御する制御用コンピュータ１２と、画像取得装置１１の操作に用いられる複数の操作用コンピュータ１３と、画像取得システム１で用いられる各種データを格納するデータサーバ１４とを備えている。この画像取得システム１は、設置場所が互いに異なる操作用コンピュータ１３を利用して画像取得装置１１を遠隔操作することにより、画像取得装置１１で生体サンプル等の試料のバーチャルスライド画像を取得し、当該バーチャルスライド画像に基づく試料の観察を各種施設で実施可能とするシステムである。

制御用コンピュータ１２及び操作用コンピュータ１３は、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、及びＣＰＵ等のプロセッサ（演算回路）を内蔵するコンピュータシステムである。制御用コンピュータ１２及び操作用コンピュータ１３は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートデバイス、マイクロコンピュータ、或いはクラウドサーバなどである。また、制御用コンピュータ１２及び操作用コンピュータ１３は、ディスプレイなどの表示装置、キーボードやマウスといった入力装置等が接続されている。また、表示装置及び入力装置は、タッチスクリーン或いはスマートデバイスであってもよい。

画像取得装置１１と制御用コンピュータ１２とは、例えば施設内において同室に設置され、有線又は無線によって相互に情報通信可能に接続されている。データサーバ１４は、例えば画像取得装置１１及び制御用コンピュータ１２が設置された施設とは別のデータセンタ内に設置され、ネットワークＮを介して制御用コンピュータ１２と相互に情報通信可能に接続されている。操作用コンピュータ１３は、例えば任意の施設に設置され、ネットワークＮを介してデータサーバ１４と相互に情報通信可能に接続されている。なお、画像取得装置１１と制御用コンピュータ１２とは、それぞれ別施設或いは別室に設置されてもよい。また、データサーバ１４は、制御用コンピュータ１２と同じ施設に設置されてもよい。

制御用コンピュータ１２及び操作用コンピュータ１３は、ユーザからの画像取得装置１１における試料のスキャン条件等の入力を受け付け、入力された条件に基づいて画像取得装置１１の動作を制御する。また、制御用コンピュータ１２は、画像取得装置１１で取得した画像データ等の各種データをデータサーバ１４に送信する。制御用コンピュータ１２及び操作用コンピュータ１３は、データサーバ１４に保存されている各種データを参照し、画像取得装置１１で取得したバーチャルスライド画像をディスプレイに表示させる閲覧機能を有している。

次に、画像取得装置１１について説明する。図２は、画像取得装置の一実施形態を示すブロック図である。同図に示すように、画像取得装置１１は、カセット装着部２１と、スライドガラス取出部２２と、スライドガラス搬送部２３と、画像取得部２４と、画像処理部２５とを備えている。また、カセット装着部２１に対しては、カセット装着検知部３１と、識別コード読取部３２と、スライドガラス検知部３３とが設けられている。さらに、画像取得装置１１は、制御用コンピュータ１２或いは操作用コンピュータ１３からの制御に基づいて、これらの各構成要素の動作を制御する動作制御部３４を備えている。

カセット装着部２１は、複数のスライドガラスを保持するカセット４１が着脱自在に装着される部分である。カセット４１は、図３及び図４に示すように、縦長の略直方体形状をなす樹脂製の筐体４２を備えている。筐体４２の一対の内側壁には、筐体４２の内側に向かって張り出す保持板４３，４３がそれぞれ設けられている。保持板４３，４３上にスライドガラスＧを載置することにより、スライドガラスＧが筐体４２の底面４４と平行な状態で保持される。

本実施形態のカセット４１では、３０段の保持板４３，４３がカセット４１の高さ方向に設けられており、３０枚のスライドガラスＧを一度に保持することが可能となっている。また、本実施形態では、１０段ごとに仕切板４５が配置され、仕切板４５の配置位置ではスライドガラスＧの保持間隔が他の位置に比べて広くなっている。これにより、目視でのスライドガラスＧの保持位置の把握が容易となっている。

一方の保持板４３と他方の保持板４３とは、筐体４２の中央部分で互いに離間した状態となっている。また、一方の保持板４３は、筐体４２の正面側に突出する突出部分４６と、突出部分４６の先端に設けられた爪部４７とを有している。突出部分４６の幅は、筐体４２の正面側に向かって狭くなっており、爪部４７は、先細りの突出部分４６の先端において上向きに設けられている。このような構成により、保持板４３，４３に載置された状態において、スライドガラスＧの底面（特に角部周辺）が十分な面積で保持板４３，４３から露出する。したがって、スライドガラスＧを保持板４３，４３から指で容易に取り外すことができる。

カセット４１の頂面４８には、識別カードＣを載置する載置部４９が設けられている。当該頂面の識別カードＣの一面側には、当該カセット４１を識別するための識別情報を文字列として含む識別コードが付与されている。識別カードＣには、識別コードが直接印字されていてもよく、識別コードが印字されたシールが貼り付けられていてもよい。載置部４９は、頂面４８の縁部に設けられた複数の爪部５０を有している。これらの爪部５０により、載置部４９に載置された識別カードＣの側面が保持されるようになっている。また、頂面４８の中央部分には、当該頂面４８の幅方向の全体にわたって一定の幅で窪み部５１が設けられている。この窪み部５１により、識別カードＣの中央部分が載置部４９から浮くので、識別カードＣを載置部４９から指で容易に取り外すことができる。

また、図４に示すように、カセット４１の背面５２の中央部分には、開口部５３が設けられている。開口部５３は、保持板４３，４３によるスライドガラスＧの保持領域に対応して、カセット４１の高さ方向に一定の幅で延在している。したがって、開口部５３が設けられている領域では、開口部５３を通してカセット４１の正面側から背面側を見通すことが可能となっている。また、カセット４１の背面５２において、開口部５３よりも下方の位置及び開口部５３よりも上方の位置には、カセット装着部２１へのカセット４１の装着に用いる金属プレート５４がそれぞれ設けられている。金属プレート５４は、例えばカセット４１の内部空間の幅と同程度の長さの帯状をなし、ネジ止めなどの締結手段によって筐体４２に固定されている。

図５は、カセット装着部２１の一例を示す正面図である。同図に示すように、カセット装着部２１は、複数のカセット４１を装着可能な回転ドラム６１を枠体Ｋ内に備えて構成されている。回転ドラム６１は、底板６２と、天板６３と、底板６２と天板６３との間に配置された複数のカセット保持板６４とを有している。回転ドラム６１の中心部分には、支柱６５が設けられている。支柱６５は、底板６２の中心部分及び天板６３の中心部分にそれぞれ設けられた開口に通されており、固定軸（回転しない軸）となっている。支柱６５は、円柱及び角柱のいずれであってもよい。

カセット保持板６４は、回転ドラム６１の中心軸周りに一定の位相角をもって放射状に配置されている。隣接するカセット保持板６４，４３間の空間は、上述したカセット４１の保持空間Ｓとなっている。本実施形態では、回転ドラム６１の周方向に１２箇所の保持空間Ｓが設けられている。カセット保持板６４が放射状に配置されているため、保持空間Ｓは、回転ドラム６１の外周側から奥側に向かって裾狭まりとなっている。また、保持空間Ｓの奥側において、隣り合うカセット保持板６４，６４の端部同士は、一定の間隔をもって離間している。これにより、保持空間Ｓの奥側の支柱６５の周面又は側面を回転ドラム６１の正面側から見通すことができるようになっている。

底板６２及び天板６３には、各保持空間Ｓの奥側となる位置にマグネット６６がそれぞれ設けられている。背面側を奥側に向けた状態でカセット４１（図３及び図４参照）を保持空間Ｓに差し込むことにより、カセット４１の背面側の上下の金属プレート５４が磁力によって保持空間Ｓの上下のマグネット６６に結合する。これにより、回転ドラム６１に対してカセット４１が着脱自在に保持される。

底板６２の下部には、回転ドラム６１を中心軸周りに一方向（例えば時計回り）に回転させるアクチュエータが設けられている。本実施形態の回転ドラム６１では、画像取得装置１１の正面側を向くようにカセット４１の装着位置Ｍ１が設定されている。図５の例では、装着位置Ｍ１において、枠体Ｋの窓から３つの保持空間Ｓにアクセス可能となっており、一度に３体のカセット４１を回転ドラム６１に装着できる。回転ドラム６１の回転により、保持空間Ｓに保持されたカセット４１は、装着位置Ｍ１を起点として、各種の検知を行う検知位置Ｍ２、及びカセット４１内のスライドガラスＧを取り出して画像取得部２４側に送る取出位置Ｍ３に順番に送られる（図６参照）。

また、天板６３は、中心側から放射状に延びてカセット保持板６４の上端を保持する複数の保持片６７を有している。保持片６７，６７間には、保持空間Ｓの平面形状に対応する切欠部６８が設けられている。この切欠部６８により、保持空間Ｓに保持された状態のカセット４１の頂面４８（すなわち、識別カードＣの載置部４９）を天板６３側から見通することができるようになっている。

図２に戻り、カセット装着検知部３１は、回転ドラム６１へのカセット４１の装着状態を検知する部分である。カセット装着検知部３１は、例えば保持空間Ｓに保持されたカセット４１から支柱６５までの距離を検出する距離センサ６９を有し、当該距離センサ６９による検出結果に基づいてカセット４１の装着状態の良否を判断する。カセット装着検知部３１は、カセット４１の装着状態の判断結果を報知手段によって報知してもよく、カセット４１の装着状態に異常がある場合に、回転ドラム６１の回転を禁止するように動作制御部３４に指示情報を出力してもよい。

識別コード読取部３２は、識別カードＣに付与された識別コードの読み取りを行う部分である。識別コード読取部３２は、例えば回転ドラム６１の上方に配置された識別コードリーダを有し、回転ドラム６１の回転によって検知位置Ｍ２に送られたカセット４１の頂面に載置されている識別カードＣから識別コードを読み取る。識別コード読取部３２は、読み取った識別コードに含まれるカセット４１の識別情報を画像処理部２５に出力する。

スライドガラス検知部３３は、カセット４１内のスライドガラスＧの保持位置及び保持状態の少なくとも一方を検知する部分である。例えば回転ドラム６１の外方に配置された光電センサ７１（後述する）を有し、回転ドラム６１の回転によって検知位置Ｍ２に送られたカセット４１内のスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態を検知する。スライドガラス検知部３３は、検知した保持位置及び／或いは保持状態を示す保持情報をスライドガラス取出部２２に出力する。スライドガラス検知部３３は、検知した保持位置及び／或いは保持状態に異常がある場合には、報知手段による報知を行ってもよい。スライドガラス検知部３３の更なる詳細は、後述する。

スライドガラス取出部２２は、回転ドラム６１に保持されたカセット４１からスライドガラスＧを取り出す部分である。スライドガラス取出部２２は、搬送ハンドなどの取出手段を備え、回転ドラム６１の回転によって取出位置Ｍ３に送られたカセット４１からスライドガラスＧを順番に取り出してスライドガラス搬送部２３に受け渡す。また、スライドガラス取出部２２は、画像取得部２４による画像取得を終えたスライドガラスＧをスライドガラス搬送部２３から受け取ってカセット４１内の元の保持位置に戻す。

スライドガラス取出部２２による搬送ハンドの駆動は、スライドガラス検知部３３から出力される保持情報に基づいて制御される。例えばスライドガラス取出部２２は、保持位置及び／或いは保持状態が正常であると検知されたスライドガラスＧのみを搬送ハンドによって取り出し、保持位置及び／或いは保持状態が異常であると検知されたスライドガラスＧの取り出しをスキップするようにしてもよい。

スライドガラス搬送部２３は、スライドガラス取出部２２から受け取ったスライドガラスＧを画像取得部２４に向けて搬送する部分である。また、スライドガラス搬送部２３は、スライドガラスＧを画像取得部２４のマクロ画像取得位置とミクロ画像取得位置との間で搬送する。スライドガラス搬送部２３は、画像取得部２４による画像取得を終えたスライドガラスＧをスライドガラス取出部２２に受け渡す。

画像取得部２４は、スライドガラスＧに保持されている試料を撮像し、当該試料の画像を取得する部分である。画像取得部２４は、例えばマクロ画像取得装置とミクロ画像取得装置とを備えて構成されている。マクロ画像取得装置は、スライドガラス搬送部２３によってマクロ画像取得位置に搬送されたスライドガラスＧのマクロ画像をマクロ画像取得用の撮像装置によって取得する。マクロ画像取得装置は、取得したマクロ画像に基づいてミクロ画像の取得範囲（スキャン範囲）及び焦点計測位置等を設定する。

ミクロ画像取得装置は、スライドガラス搬送部２３によってミクロ画像取得位置に搬送されたスライドガラスＧのミクロ画像をミクロ画像取得用の撮像装置によって取得する。ミクロ画像取得装置は、例えば４０倍、８０倍、或いは１００倍といった高倍率の対物レンズを用い、マクロ画像取得装置で設定されたスキャン範囲及び焦点計測位置に基づいて試料のフォーカスマップを作成する。ミクロ画像取得装置は、作成したフォーカスマップに基づいて試料に対する対物レンズの高さを制御し、スキャン範囲内のミクロ画像をミクロ画像取得用の撮像装置によって取得する。画像取得部２４は、マクロ画像取得装置で取得したマクロ画像のデータ、ミクロ画像取得装置で取得したミクロ画像のデータ、スキャン範囲及びフォーカスマップ等のデータを画像処理部２５に出力する。

ミクロ画像装置におけるスキャン方式は、エリアイメージセンサを用いたストロボスキャン方式であってもよく、ラインスキャンセンサを用いたラインスキャン方式であってもよい。また、スキャン範囲内でスライドガラスの移動、停止、及び撮像を繰り返し実行するストップ・アンド・ゴー方式であってもよい。

画像処理部２５は、画像取得部２４で取得した画像を処理する部分である。画像処理部２５は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（ApplicationsSpecific Integrated Circuit）、或いはマイクロコンピュータなどのコンピュータシステムによって構成されている。画像処理部２５は、画像取得装置１１から受け取ったミクロ画像データを合成し、試料のバーチャルスライド画像を生成する。画像処理部２５は、生成したバーチャルスライド画像を識別コード読取部３２から受け取ったカセット４１の識別情報と関連付け、スキャン範囲及びフォーカスマップ等のデータと共に制御用コンピュータ１２経由でデータサーバ１４に格納する。

続いて、上述したスライドガラス検知部３３について更に詳細に説明する。

図６は、スライドガラス検知部の一例を示すブロック図である。同図に示すように、スライドガラス検知部３３は、光電センサ７１と、走査部（スキャナ）７２と、光反射部（リフレクタ）７３と、情報生成部７４と、記憶部（ストレージ）７５とによって構成されている。

光電センサ７１は、光源７６と光検出部７７とを有し、光源７６から出射された検査光Ｌ１を光検出部７７で検出する。光電センサ７１は、ビームセンサ、フォトエレクトリックセンサ、或いはレーザセンサとも称される。光源７６は、カセット装着部２１に装着されたカセット４１に向けて検査光Ｌ１を出射する部分である。検査光Ｌ１は、コヒーレント光及びインコヒーレント光のいずれであってもよい。このため、光源７６としては、例えばレーザダイオード、スーパールミネッセントダイオード、或いは発光ダイオードを用いることができる。光源７６は、例えば検知位置Ｍ２に位置するカセット４１の幅方向の中心部分と対向するように配置されている。

走査部７２は、光源７６と光検出部７７を含む光電センサ７１をカセット４１の高さ方向、すなわち、カセット４１内のスライドガラスＧの配列方向に移動させるスキャナである。つまり、走査部７２により、光電センサ７１から出射される検査光Ｌ１は、カセット４１の高さ方向、すなわち、カセット４１内のスライドガラスＧの配列方向に走査される。走査部７２は、例えば図７に示すように、モータ７８の駆動軸７９と従動軸８０とに掛け渡された周回ベルト８１を有している。上述した光電センサ７１は、周回ベルト８１に固定されており、周回ベルト８１の駆動によって検査光Ｌ１がカセット４１内のスライドガラスＧの配列方向に一定の速度で直線状に走査される。

光反射部７３は、カセットの背面側で検査光Ｌ１を反射させるリフレクタである。より具体的には、光反射部７３は、例えばコーナリフレクタ等の再帰反射器によって構成されている。光反射部７３は、例えば図７に示すように、カセット４１の高さ方向に沿って光源７６と対向して支柱６５の側面に設けられている。また、光検出部７７は、光反射部７３で反射した検査光Ｌ１の反射光を検出する検出器である。光検出部７７は、例えばフォトダイオード、光電子増倍管などによって構成されている。光検出部７７は、光反射部７３、カセット４１、及びスライドガラスＧによって反射された検査光Ｌ１を含む反射光Ｌ２を検出し、検出結果に応じた検出信号を情報生成部７４に出力する。

以上の構成によれば、スライドガラスＧが存在する位置では、検査光Ｌ１がカセット４１の正面側においてスライドガラスＧで散乱され、検査光Ｌ１の一部が反射される。したがって、光検出部７７によって検出される反射光Ｌ２の強度は、微弱なものとなる。一方、スライドガラスＧが存在しない位置では、検査光Ｌ１がスライドガラスＧで散乱することなくカセット４１の背面５２の開口部５３（図４参照）を通過する。開口部５３を通過した検査光Ｌ１の大部分は、光反射部７３によって反射される。反射光Ｌ２は、再び開口部５３からカセット４１内を通り、光検出部７７によって検出される。したがって、光検出部７７によって検出される反射光Ｌ２の強度は、スライドガラスＧが存在する位置に比べて高くなる。

情報生成部７４は、カセット４１に保持されたスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態に関する保持情報を生成する信号処理回路である。情報生成部７４は、物理的には、例えばマイクロコンピュータなどのコンピュータシステムによって構成されている。情報生成部７４は、光検出部７７から検出信号を受け取ると、まず、記憶部７５からの参照情報の読み出しを実行する。

参照情報は、スライドガラスＧが保持されていないカセット４１がカセット装着部２１に装着された状態での反射光Ｌ２の検出信号（参照信号）に基づいて生成される。参照情報は、例えば参照信号の波形である。情報生成部７４は、光検出部７７からの検出信号を参照情報に基づいて補正し、補正した検出信号に基づいてスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態を検知する。より具体的には、情報生成部７４は、例えば光検出部７７からの検出信号の波形と参照信号の波形との差分或いは除算を取ることにより、検出信号の波形を補正する。情報生成部７４は、補正した検出信号の波形に基づいてスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態を検知する。そして、情報生成部７４は、スライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態の検知結果に基づいて保持情報を生成し、当該保持情報をスライドガラス取出部２２に出力する。

続いて、画像取得装置１１の動作について説明する。

図８は、画像取得装置１１の動作の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、画像取得装置１１では、試料のバーチャルスライド画像の取得に先立って、カセット４１内のスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態を検知する検知ステップがスライドガラス検知部３３によって実行される。この検知ステップでは、まず、カセット装着部２１へのカセット４１の装着がなされる（ステップＳ０１：装着ステップ）。

カセット４１の装着後、回転ドラム６１の回転によってカセット４１が検知位置Ｍ２に送られると、光源７６から検査光Ｌ１が出射される（ステップＳ０２：光出射ステップ）。さらに、検査光Ｌ１を出射した状態で光源７６が走査部７２によってカセット４１の高さ方向（カセット４１内のスライドガラスＧの配列方向）に走査される（ステップＳ０３：走査ステップ）。光源７６から出射された検査光Ｌ１は、高さ方向（配列方向）に走査されながら、光反射部７３、カセット４１、或いはスライドガラスＧ、によって反射される（ステップＳ０４：反射ステップ）。ステップＳ０４による反射光Ｌ２は、光検出部７７によって検出される（ステップＳ０５：光検出ステップ）。

反射光Ｌ２を検出した後、情報生成部７４による参照情報の読み出しがなされ、参照情報に基づく検出信号の補正が行われる（ステップＳ０６：補正ステップ）。検出信号の補正の後、補正された検出信号の解析がなされ、例えば補正された検出信号の波形に基づいて、スライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態が検知され、検知された保持位置及び／或いは保持状態に基づいて保持情報が生成される（ステップＳ０７：生成ステップ）。

以下、スライドガラス検知部３３によるスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態の検知例について説明する。

図９は、カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が正常である場合の例を示す図である。同図の例では、カセット４１の各段の保持板４３，４３のそれぞれにスライドガラスＧが平行に保持されている。図１０は、この場合の検出信号の一例を示す図である。図１０では、縦軸が反射光強度、横軸が位置（検査光Ｌ１の走査位置）となっている。ここでは、検査光Ｌ１は、カセット４１の下段側から上段側に走査されている。上述したように、スライドガラスＧが存在する位置では、検査光Ｌ１がスライドガラスＧで散乱し、反射光Ｌ２は光検出部７７で殆ど検出されない。また、スライドガラスＧが存在しない位置では、検査光Ｌ１がカセット４１を通過して光反射部７３で反射し、反射光Ｌ２が光検出部７７によって十分な光量で検出される。

したがって、スライドガラスＧの保持位置及び保持状態が正常である場合、図１０に示すように、検出信号の波形Ｐ１においては、スライドガラスＧが存在しない位置に反射光強度のベースラインＲ１が現れ、スライドガラスＧの保持位置に対応して規則的にボトムＢ１が現れる。なお、ボトムＢ１，Ｂ１間に現れている幅の広いボトムＢ２は、１０段ごとに設けられた仕切板４５に対応するものである。

また、図１１は、参照情報の一例を示す図である。同図では、参照情報として、参照信号の波形を示している。参照情報は、スライドガラスＧが保持されていないカセット４１がカセット装着部２１に装着された状態での反射光Ｌ２の検出信号である。したがって、参照情報の波形Ｐ２においては、仕切板４５に対応する位置を除いて反射光強度のベースラインＲ２が現れ、仕切板４５に対応する位置には、幅の広いボトムＢ３が現れる。

図１２は、補正後の検出信号の一例を示す図である。補正後の検出信号の波形Ｐ３は、図１０に示した検出信号の波形Ｐ１と図１１に示した参照情報の波形Ｐ２との差分である。補正後の検出信号の波形Ｐ３においては、反射光強度の強弱が反転し、スライドガラスＧの保持位置に対応して規則的にピークＶ３が現れる。これらのピークＶ３の出現位置及びピークＶ３の幅（半値全幅等）の閾値を予め設定しておくことにより、スライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態を検知できる。

図１３は、カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が異常である場合の一例を示す図である。同図の例では、スライドガラスＧの左右の縁部が互いに異なる段の保持板４３，４３によって保持され、スライドガラスＧが幅方向に傾斜した状態なっている。図１３においては、上段側の４枚のスライドガラスＧが右肩上がりとなっており、下段側の４枚のスライドガラスＧが左肩上がりとなっている。

図１４は、図１３の場合の補正後の検出信号の一例を示す図である。同図に示すように、スライドガラスＧが傾斜した状態で保持されている場合、スライドガラスＧが正常に保持されている場合と比較して、検査光Ｌ１の走査線上のスライドガラスＧの位置が配列方向に対して変動する。したがって、補正後の検出信号の波形Ｐ４では、ピークＶ４の幅は正常時の波形Ｐ３のピークＶ３と変わらないものの、ピークＶ３の位置が正常時の波形Ｐ３のピークＶ３の位置に対して大きく変動する。したがって、ピークＶ４の幅が正常時と同等で、かつピークＶ４の位置が正常時に対して大きくずれている場合には、対応する段のスライドガラスＧが傾斜して保持されていることを検知できる。

また、図１５は、カセット内のスライドガラスの保持位置及び保持状態が異常である場合の別例を示す図である。同図の例では、複数枚のスライドガラスＧが同じ段の保持板４３，４３に保持された状態となっており、他の段では、スライドガラスＧが保持板４３，４３に保持されない状態となっている。図１６は、図１５の場合の補正後の検出信号の一例を示す図である。同図に示すように、複数枚のスライドガラスＧが保持されている場合、補正後の検出信号の波形Ｐ５では、ピークＶ５の幅が正常時の波形Ｐ３のピークＶ３に比べて大きくなり、ピークＶ５の位置が正常時の波形Ｐ３のピークＶ３の位置に対して僅かに（ピークＶ３，Ｖ５同士の重なりが保たれる程度に）変動する。

したがって、ピークＶ５の幅が正常時に対して大きく、かつピークＶ５の位置が正常時に対して僅かにずれている場合には、対応する段のスライドガラスＧが複数枚保持されていることを検知できる。また、スライドガラスＧが保持されていない場合、ピークＶ５が出現すべき位置でピークＶ５が出現しない。したがって、ピークＶ５の有無に基づいて、対応する段にスライドガラスＧが保持されていないことを検知できる。

以上説明したように、画像取得装置１１では、スライドガラスＧを所定の配列方向に複数段に保持するカセット４１に向けて光源７６からの検査光Ｌ１を配列方向に走査する。そして、光反射部７３、カセット４１、或いはスライドガラスＧによって反射された検査光Ｌ１を含む反射光Ｌ２を光検出部７７によって検出する。スライドガラスＧが存在する位置では、検査光Ｌ１がスライドガラスＧで散乱するため、光検出部７７によって検出される反射光Ｌ２の強度は微弱となる。一方、スライドガラスＧが存在しない位置では、検査光Ｌ１がスライドガラスＧで散乱することなく光反射部７３で反射されるため、光検出部７７によって検出される反射光Ｌ２の強度は、スライドガラスＧが存在する位置に比べて高くなる。

このため、カセット４１内のスライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態は、光検出部７７からの検出信号として現れることとなり、例えば検出信号の波形パターンを解析することで、スライドガラスＧの保持位置及び／或いは保持状態に関する保持情報を生成できる。保持情報を事前に把握することにより、画像取得装置１１での無駄な搬送作業を削減することが可能となり、カセット４１単位の画像取得に要する時間の短縮化が図られる。また、スライドガラス取出部２２における搬送ハンドなどの故障の発生を防止できる。

また、画像取得装置１１では、スライドガラスＧが保持されていないカセット４１がカセット装着部２１に装着された状態での反射光Ｌ２の検出信号を情報生成部７４が参照情報として保有し、当該参照情報によって補正した検出信号に基づいて保持情報を生成する。このような補正を検出信号に施すことにより、保持情報の生成精度を高めることができる。

また、画像取得装置１１では、検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２を通過させる開口部５３がカセット４１の背面側に設けられている。このため、開口部５３を介して光反射部７３からの反射光Ｌ２を一層十分な光量で検出でき、保持情報の生成精度を一層高めることができる。また、画像取得装置１１では、光反射部７３がカセット４１の開口部５３を通過した検査光Ｌ１を光検出部７７に向けて反射し、カセット４１の開口部５３を通過した反射光Ｌ２を光検出部７７が検出する。これにより、保持情報の生成に要する光学系を簡単化できるので、画像取得装置１１の大型化を回避できる。

また、画像取得装置１１では、光反射部７３がカセット装着部２１の支柱６５に設けられている。したがって、回転ドラム６１の回転によって検知位置Ｍ２に送られてくる異なるカセット４１に対し、カセット装着部２１側の光反射部７３を共通で用いることができる。カセット４１毎に光反射部７３を設けなくて済むため、カセット４１の製造コストの低減化が図られる。

また、画像取得装置１１では、光反射部７３が再帰反射器を含んで構成されている。これにより、光反射部７３における検査光Ｌ１の反射の指向性を確保でき、光反射部７３からの反射光Ｌ２を一層十分な光量で検出できる。したがって、保持情報の生成精度を一層高めることができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば光反射部７３は、必ずしも再帰反射器を用いなくてもよく、例えば金属板、光反射板、光反射シートなどの他の反射材を支柱６５に取り付ける構成であってもよい。また、光反射部７３は、カセット装着部２１側ではなく、カセット４１側に配置されていてもよい。この場合、カセット４１の背面側に開口部５３を設ける代わりに、例えば図１７に示すように、カセット４１の背面（ここでは、背面側の壁部内面）に光反射部７３を設けるようにしてもよい。この場合、検査光Ｌ１を透過させるための開口部５３等の機構をカセット４１に設ける必要がなくなるため、カセット４１の構成の複雑化を避けることができる。また、光源７６及び光検出部７７と光反射部７３との間の距離を短くすることが可能となり、反射光Ｌ２を十分な光量で検出できる。したがって、保持情報の生成精度を一層高めることができる。

さらに、上述した実施形態では、光電センサ７１が周回ベルト８１に固定され、スライドガラス取出部２２とは別体となっているが、光電センサ７１は、スライドガラス取出部２２の搬送ハンドに取り付けられていてもよい。この場合、スライドガラス取出部２２の搬送ハンドが走査部７２の機能を兼ねるので、画像取得装置１１の構成の簡単化が図られる。

情報生成部７４が生成する保持情報は、スライドガラスＧの保持位置及び保持状態の双方に関する情報でもよく、スライドガラスＧの保持位置及び保持状態の一方に関する情報でもよい。また、反射光Ｌ２は、光反射部７３、カセット４１、或いはスライドガラスＧのいずれかによって反射された検査光Ｌ１であってもよいし、これらの組み合わせによって反射された検査光Ｌ１であってもよい。

１１…画像取得装置、２１…カセット装着部、４１…カセット、５３…開口部、７２…走査部、７３…光反射部、７４…情報生成部、７６…光源、７７…光検出部、Ｇ…スライドガラス、Ｌ１…検査光、Ｌ２…反射光。

Claims (7)

1. スライドガラスを所定の配列方向に複数段に保持するカセットを装着可能であり、前記スライドガラスに保持された試料の画像を取得する画像取得装置であって、
   中心軸周りに一定の位相角をもって放射状に配置され、前記カセットを保持する保持空間を形成する複数のカセット保持板を有しており、前記中心軸周りに回転可能な回転ドラムと、
   前記回転ドラムの外方に配置され、前記保持空間に保持された前記カセットに向けて検査光を出射する光源と、
   前記検査光を含む反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、
   前記光源及び前記光検出部を前記配列方向に沿って移動させることで、前記回転ドラムの回転によって検知位置に送られた前記カセットに対して前記光源及び前記光検出部を走査する走査部と、
   前記光源及び前記光検出部の走査によって得られた前記検出信号に基づいて、前記カセットに保持された前記スライドガラスの保持位置及び保持状態の少なくとも一方に関する保持情報を生成する情報生成部と、
   前記回転ドラムの回転によって取出位置に送られた前記カセットから前記スライドガラスを取り出すスライドガラス取出部と、
   前記回転ドラム及び前記スライドガラス取出部の動作を制御する動作制御部と、を備え、
   前記動作制御部は、前記情報生成部によって生成された前記スライドガラスの前記保持情報に基づいて、前記取出位置に送られた前記カセットに保持された前記スライドガラスのうち、保持位置及び保持状態が正常であると検知された前記スライドガラスのみを取り出すように前記スライドガラス取出部の動作を制御し、保持位置或いは保持状態が異常であると検知された前記スライドガラスの取り出しをスキップするように前記スライドガラス取出部の動作を制御する、画像取得装置。
2. 前記回転ドラムの中心部分に設けられた支柱と、
   前記検知位置に位置する前記カセットの高さ方向に沿って前記光源と対向して前記支柱の側面に設けられた光反射部と、を更に備える、請求項１に記載の画像取得装置。
3. 前記カセットは、前記検査光及び前記反射光を通過させる開口部を有し、
   前記光反射部は、前記開口部を通過した前記検査光を前記光検出部に向けて反射し、
   前記光検出部は、前記開口部を通過した前記反射光を検出する、請求項２に記載の画像取得装置。
4. 前記光反射部は、再帰反射器を含む、請求項２又は３に記載の画像取得装置。
5. 前記情報生成部は、前記スライドガラスが保持されていない前記カセットが前記保持空間に保持された状態で前記検知位置に位置するときの前記反射光の参照信号に基づいて生成された参照情報を保有し、当該参照情報によって補正された前記検出信号に基づいて前記保持情報を生成する、請求項１～４のいずれか一項に記載の画像取得装置。
6. 前記情報生成部は、前記検出信号の波形と前記参照信号の波形との差分或いは除算を取ることにより、前記検出信号の波形を補正する、請求項５に記載の画像取得装置。
7. 中心軸周りに一定の位相角をもって放射状に配置され、保持空間を形成する複数のカセット保持板を有しており、前記中心軸周りに回転可能な回転ドラムを用いて、スライドガラスに保持された試料の画像を取得する画像取得方法であって、
   前記スライドガラスを所定の配列方向に複数段に保持するカセットを前記保持空間に装着する装着ステップと、
   前記回転ドラムの回転によって、前記保持空間に装着された前記カセットを検知位置に移動させる第１移動ステップと、
   前記回転ドラムの外方に配置され、前記保持空間に保持された前記カセットに向けて検査光を出射する光源、及び、前記検査光を含む反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部を前記配列方向に沿って移動させることで、前記回転ドラムの回転によって前記検知位置に送られた前記カセットに対して前記光源及び前記光検出部を走査する走査ステップと、
   前記走査ステップで得られた前記検出信号に基づいて、前記カセットに保持された前記スライドガラスの保持位置及び保持状態の少なくとも一方に関する保持情報を生成する生成ステップと、
   前記回転ドラムの回転によって、前記保持空間に装着された前記カセットを前記検知位置から取出位置に移動させる第２移動ステップと、
   前記取出位置に送られた前記カセットから前記スライドガラスを取り出すスライドガラス取出ステップと、を備え、
   前記スライドガラス取出ステップでは、前記生成ステップで生成された前記スライドガラスの前記保持情報に基づいて、前記取出位置に送られた前記カセットに保持された前記スライドガラスのうち、保持位置及び保持状態が正常であると検知された前記スライドガラスのみを取り出し、保持位置或いは保持状態が異常であると検知された前記スライドガラスの取り出しをスキップする、画像取得方法。

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