JPH075098A - 粒子凝集検査装置の光学系調整方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒子凝集検査装置の光学系調整方法に関し、
光減衰用のフィルタを使用せずに、光学系の感度を調整
できるようにすること。 【構成】 複数のウェルを有するプレートからの透過光
を光学系を介して検出することによってウェルに装填さ
れた液体中に含まれる粒子の凝集状態を判定する粒子凝
集検査装置において、オフセット生成回路３を設けて、
光学系の検出信号にオフセットを付与するようにし、初
期状態において、光学系をプレートを有しない補正エリ
ア２３に移動したときの、光学系における検出信号が測
定可能な範囲になるように、オフセット生成回路３にお
いて光学系の検出信号に付与するオフセット値を設定
し、較正時、光学系の検出信号に初期状態と同じオフセ
ットを付与したときの該光学系の補正エリア２３におけ
る検出信号値が初期状態の値となるように光学系の調整
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体中に含まれる粒子
の凝集パターンを判定する粒子凝集検査装置の光学系調
整方法およびその装置に係り、とくに、光減衰用のフィ
ルタを使用せずに、光学系の感度を調整することができ
る粒子凝集検査装置の光学系調整方法およびその装置に
関する。

【０００２】液体中における粒子の凝集パターンによっ
て、各種の判定を行う粒子凝集検査装置は、例えば血球
粒子の凝集反応パターンから、血液型の判定や、抗原，
抗体の検出を行う血液検査装置がその代表的なものであ
り、既に広く用いられている。以下においては、主とし
て、血液検査装置の場合について説明するが、本発明の
適用は、この場合に限るものではない。

【０００３】粒子凝集検査装置においては、粒子の凝集
状態を検査すべき液体を収容するウェル（くぼみ）を多
数設けたプレートを光源によって照明し、プレートの透
過光をレンズを介してＣＣＤ（Charge Coupled Device
）等の光検出素子によって検出することによって、粒
子の凝集状態を判定するが、この際、検出される光のレ
ベルが一定でないと、正しいデータを得ることができな
いので、光学系の調整を行って受光レベルが常に一定に
なるようにすることが必要である。

【０００４】このような粒子凝集検査装置における光学
系の調整方法は、光減衰用のフィルタを使用することな
しに、簡易に、かつローコストで行えるものであること
が望ましい。

【０００５】

【従来の技術】血液検査装置等においては、温度変化等
による短期的な要因や、各部の劣化等に基づく長期的要
因等によって、光学系、特に光源に基づく照明の照度に
変化が生じることがある。そのため、初期性能を維持す
るためには、光学系の調整を行うことが必要となる。

【０００６】血液検査装置等における光学系の調整方法
としては、プレートを装着したときの、ＣＣＤからの光
出力信号（アナログ信号）の大きさが、これをディジタ
ル信号に変換するアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器の出力範囲の、上下限いっぱいになるように、光出力
を調整するのが一般的である。

【０００７】しかしながら、光学系に対してプレートを
装着した状態で、このような光出力の調整を行うことは
困難なので、通常は、実際にプレートを使用するかわり
に、プレートと同等の光減衰特性を有するフィルタを使
用し、これをプレートと同じ位置関係に装着した状態
で、調整を行う方法が用いられている。

【０００８】このようなフィルタの使用方法としては、
次のような２種類のやり方が従来から用いられている。 ．光学系の調整を行うたびに、フィルタを装着して調
整する。 ．フィルタを装置内の所定位置に常時装着しておく。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記に示された従来
の光学系の調整方法は、同種の装置が多数ある場合に
は、１個のフィルタのみによって多数の装置を調整でき
るので、フィルタに関するコストを低下させることがで
きる利点がある。反面、調整を行う都度、フィルタを装
着するのは、大変手間がかかるだけでなく、急激な温度
変化等の短期的な変化要因に対しては対応できない等の
問題がある。

【００１０】また、上記に示された従来の光学系の調
整方法は、フィルタの装着，取外しの手間がかからず、
短時間に調整を行うことができるという利点があるが、
反面、装置ごとにフィルタを必要とするため、コストが
かかるだけでなく、装着状態でのフィルタの汚れや劣化
に基づく誤調整を生じるという不都合が生じていた。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、かかる従来技術の有する不都
合を解決しようとするものであって、光減衰用のフィル
タを使用することなく、簡易に光学系の調整を行うこと
が可能な、粒子凝集検査装置の光学系調整方法およびそ
の装置を提供することを、その目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、複数のウェ
ルを有するプレートからの透過光を光学系を介して検出
することによって、ウェルに装填された液体中に含まれ
る粒子の凝集状態を判定する粒子凝集検査装置における
光学系の調整方法として、光学系の検出信号にオフセッ
トを付与するオフセット生成回路３を設け、初期状態に
おいて、光学系をプレートを有しない補正エリア２３に
移動したときの、光学系における検出信号が測定可能な
範囲になるように、オフセット生成回路３において光学
系の検出信号に付与するオフセットを設定する。そし
て、補正時、光学系の検出信号に初期状態と同じオフセ
ットを付与したときの光学系の補正エリア２３における
検出信号値が初期状態の値となるように光学系の調整を
行う、という構成を採っている。これによって前述した
目的を達成しようとするものである。

【００１３】

【作用】本発明では、光学系の初期性能データの測定
時、フィルタを使用することなく、光源からの光を直
接、ＣＣＤを介して測定する形式とし、この際、ＣＣＤ
出力のオフセット値を高く設定することによって、測定
しようとするウェル部分の波形をＡ／Ｄ変換器の出力範
囲内に納めるようにする。

【００１４】そして、以後の調整時には、初期性能デー
タ測定時と同じオフセット状態にしてＣＣＤ出力の変化
を測定し、これによって光学系の調整を行うようにす
る。

【００１５】従って、本発明によれば、粒子凝集検査装
置において光学系の調整を行う際に、フィルタ挿脱の手
間がかからず、短時間に調整を行うことができるととも
に、フィルタを設備するためのコストが不要な、粒子凝
集検査装置における光学系の調整方法を実現することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図６に基
づいて説明する。この図１乃至図６に示す実施例は、複
数のウェルを有するプレートからの透過光をＣＣＤ部１
を含む光学系を介して検出することによって該ウェルに
装填された液体中に含まれる粒子の凝集状態を判定する
粒子凝集検査装置において、まず、ＣＣＤ部１の検出信
号にオフセットを付与するオフセット生成回路３が設け
られている。

【００１７】また、初期状態時に、光学系をプレートを
有しない補正エリア２３では、当該該光学系のＣＣＤ部
１における検出信号が測定可能な範囲になるように、オ
フセット生成回路３を駆動して光学系の検出信号に所定
量のオフセットを設定する主制御部７を備えている。

【００１８】この主制御部７は、光学系に対する検出信
号の補正に際しては、当該光学系の検出信号に対して補
正エリア２３における該光学系の検出信号値が、前述し
た初期状態の値となるように、発光側の発光レベル若し
くは前記ＣＣＤ部１を調整する光学系調整機能を備えて
いる。

【００１９】これをさらに詳述する。

【００２０】図１において、符号１は図示しないプレー
トからの透過光を検出するＣＣＤ部を示す。また、符号
２はＣＣＤ部１からの出力信号を増幅する増幅部を示
す。また、符号３は増幅部２の出力信号に所定のオフセ
ットを付与するオフセット生成回路を示す。また、図１
に示す実施例は、オフセット生成回路３からの出力信号
をサンプリングして、一定期間保持するサンプル・ホー
ルド部４と、このサンプル・ホールド部４からのアナロ
グ信号出力をディジタル信号に変換するアナログ・ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換部５とを備えている。そして、こ
の増幅部２，オフセット生成回路３，サンプル・ホール
ド部４およびＡ／Ｄ変換部５をもって、波形処理部６が
形成されている。

【００２１】更に、本実施例は、画像処理に必要な各種
の制御を行う主制御部７と、この主制御部７からの各種
制御用パラメータ等のシリアル信号を、パラレル信号か
らなる制御信号に変換するシリアル・パラレル変換部８
と、このシリアル・パラレル変換部８からの光蓄積時間
の情報に基づいてＣＣＤ部１用の駆動パルスを出力する
駆動パルス生成部９とを備えている。そして、この波形
処理部６，シリアル・パラレル変換部８および駆動パル
ス生成部９をもってＣＣＤドライバ１０が形成されてい
る。

【００２２】そして、この図１に示す実施例では、主制
御部７において、ＣＣＤ部１の駆動や、その出力の増幅
を行うＣＣＤドライバ１０に対して、光出力の大きさに
応じて定まる光蓄積時間や、オフセット付与時のオフセ
ットの大きさの制御が行われる。

【００２３】図２は、オフセット生成回路の構成例を示
したものである。この図２において、符号１１はコンデ
ンサであって、増幅部２からの出力信号における直流分
を遮断するとともに、オフセット電圧を保持する。ま
た、符号１２はアナログ・スイッチであって、クランプ
・パルスに応じて、クランプ・レベルの信号をアナログ
・スイッチ１２へ出力する。更に符号１３はバッファ、
符号１４はシャント・レギュレータ、符号１５は定電圧
Ｖ_R を生成する定電圧ダイオード、符号１６はシャント
抵抗を、各々示す。

【００２４】図２において、シャント・レギュレータ１
４は、オフセット・パラメータＡ，Ｂ，Ｃに応じて、８
個の抵抗Ｒ₀ 〜Ｒ₇ からなるシャント抵抗１６を選択し
て接地（アース）に接続する。シャント・レギュレータ
１４によって生成される抵抗をＲ_X とすると、図２の回
路において生成されるオフセット電圧値は、「Ｖ_R ×Ｒ
_A ／（Ｒ_X ＋Ｒ_A ）」となる。従って、オフセット電圧
値としては、０〜７の８通りの値をとることが可能であ
る。

【００２５】図３は、図２の回路におけるオフセットの
付与を説明するものである。記号Ａはオフセット付与前
のＣＣＤ出力を示し、クランプ・パルスに応じて、アナ
ログ・スイッチ１２を経てオフセット電圧を与えられ、
記号Ｂで示すように、ＣＣＤ出力における・印のポイン
トが、オフセット電圧にクランプされる。

【００２６】図１に示されたシステムにおいては、図示
されない光源の光出力は、プレートを装着したときのＣ
ＣＤ部１からの出力が、Ａ／Ｄ変換部５の出力範囲いっ
ぱいになるように調整される。そして、ここでは、通常
の測定時には、前述した８通りのオフセット電圧値の内
の「２」の状態でオフセットが設定されて測定が行われ
るものとする。

【００２７】図４は、血液検査装置等における補正エリ
アを説明するものであって、血液検査装置におけるレン
ズ，ＣＣＤ，照明用光源を含む光学系を示している。血
液検査装置では、通常は、プレート測定エリア２１に複
数のウェルを有するプレートを装着し、各ウェルに対応
して設けられたレンズ２２をウェル列と直交方向に移動
しながら、レンズ２２を介してプレートからの透過光を
ＣＣＤに取りこんで測定を行う。

【００２８】一方、補正時には、補正エリア２３からの
透過光によって測定を行うが、この際、補正エリア２３
には基本的に何も設けず、光源からの光をＣＣＤで直接
受光して光学系の状態をチェックし、これに基づいて得
られたデータによって光学系の調整を行う。

【００２９】図５は、ＣＣＤ出力における波形の例を示
したものであって、１個のレンズに対応するＡ／Ｄ変換
後のＣＣＤ出力波形を例示している。記号Ａはオフセッ
トが「２」の状態におけるプレートまたはフィルタから
の透過光の波形を示し、初期調整済なので、Ａ／Ｄ変換
器出力は０（最明状態）を超えることはない。なお、通
常の測定は、前述したようにオフセットが「２」の状態
で行われる。

【００３０】記号Ｂは、オフセットが「２」の状態で、
プレートまたはフィルタを装着しないときの透過光の波
形を示している。この場合は、光源からの光がレンズを
介してＣＣＤに直接入力し、その最明点に対応するＡ／
Ｄ変換器出力は、Ａ／Ｄ変換器の出力範囲を超えて０
（最明状態）に飽和しているので、初期性能データとし
て用いることはできない。

【００３１】記号Ｃは、プレートまたはフィルタを装着
しないで、オフセットを「７」にしたときの透過光の波
形を示している。この場合は、光源からの光がレンズを
介してＣＣＤに直接入力しているが、ＣＣＤ出力に対し
てオフセットが付加された結果、ＣＣＤ出力は、Ａ／Ｄ
変換器の出力範囲内となって飽和せず、最明点でも０に
達しない。従ってこの場合のデータを、初期性能データ
として使用することができるので、このデータの全部、
または一部の特徴量をメモリに格納する。特徴量として
は、各レンズ出力の最明点の明るさ、または全レンズの
最明点の明るさの平均値等を使用することができる。

【００３２】装置の使用状態における調整は、次のよう
にして行われる。即ち、補正エリアにおけるオフセット
が「７」のときのＣＣＤ出力値が、初期性能データに比
較して変化した状態になっていたときは、制御部７は、
ＣＣＤにおける光蓄積時間を変えることによって、初期
性能データに近づけるようにする。なお、調整の方法と
しては、光蓄積時間の調整に限らず、照明用光源を構成
する発光ダイオード（ＬＥＤ）の駆動電流値を調整して
もよく、これら以外にも各種の方法が考えられる。

【００３３】図６は、フィルタの効果を説明するもので
あって、記号Ａはオフセットが「２」で、プレートまた
はフィルタを装着したときのＣＣＤ出力波形を示し、光
蓄積時間を「１００」にしたときの出力（実線）と、光
蓄積時間を「９０」にしたときの出力（点線）との差は
小さい。

【００３４】これに対して、記号Ｂはオフセットが
「７」の状態での、プレートまたはフィルタを装着しな
いときのＣＣＤ出力波形を示し、同様に、実線は光蓄積
時間を「１００」にしたときの出力波形、点線は光蓄積
時間を「９０」にしたときの出力波形を示し、両者の差
は大きい。

【００３５】従ってオフセットを「７」にして、プレー
トまたはフィルタを装着しないときの、光蓄積時間を制
御して、初期状態に対して正しく合わせるようにすれ
ば、オフセット「２」でプレートまたはフィルタを装着
したときのＣＣＤ出力値を、より初期状態に近づけるこ
とができる。

【００３６】図７は、フィルタの効果をさらに具体的に
説明するものであって、Ａ，Ｂは初期設定状態、すなわ
ち最良状態を示している。Ａに示すようにフィルタを用
い、オフセットを「２」にしたときの最明点のＣＣＤ出
力平均値が「１００」になるのが最良の状態であって、
プレートを装着したとき、Ａ／Ｄ変換器の出力範囲を最
も有効に利用できるものとする。

【００３７】この状態で、フィルタを取り去ってオフセ
ットを「７」にして、最明点のＣＣＤ出力平均値を求め
ると、「４５」であったとする。制御部７は「４５」を
パラメータとして格納し、補正を行うときの基準として
用いる。

【００３８】また、記号Ｃ，Ｄは使用状態を示してい
る。例えば照明が暗くなって、記号Ｃに示すように、フ
ィルタを取り去ってオフセットを「７」にしたときのＣ
ＣＤ出力が「５０」になったとする。このときは、この
状態で例えば光蓄積時間を大きくしてＣＣＤ出力が「４
５」になるようにすれば、もとの最良状態にすることが
できる。

【００３９】図８は、図７の場合の調整のフローチャー
トを示したものである。すなわち、測定モードから、補
正モードにして、補正エリアを用いオフセットを「７」
にして、最明点のＣＣＤ出力が「４５±α」以内である
か否かをみる。ここでαは、許容誤差である。「４５±
α」以内でないときは、光蓄積時間を例えば±１単位に
増減して、ＣＣＤ出力が「４５±α」以内になるように
する。そして、ＣＣＤ出力が「４５±α」以内になった
ときは、オフセットを「２」に戻して、再び測定モード
にする。なお、このような補正は、測定ごとに行う必要
はなく、ある時間間隔で適宜行えばよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、粒
子凝集検査装置において光学系の調整を行う際に、補正
エリアにおいて使用する光減衰用フィルタが不要となる
ので、経済的に有利である。

【００４１】また、本発明によれば、フィルタを使用せ
ずに、光源からの光を直接使用して光学系の調整を行う
ことができるので、フィルタの汚れや劣化等の影響を受
けることがない。

【００４２】さらにフィルタを使用することなく、光源
からの光を直接測定するので、フィルタを使用した場合
よりも、調整時におけるＣＣＤ出力の変化が大きく現れ
る。従って、補正エリアにおいて正しい調整を行ったと
き、プレートを装着した実際の使用状態でのＣＣＤ出力
をより正確なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。

【図２】図１内におけるオフセット生成回路の構成例を
示す図である。

【図３】図２の回路におけるオフセットの付与を説明す
る図である。

【図４】血液検査装置等における補正エリアを説明する
図である。

【図５】ＣＣＤ部出力における各種波形の例を示す図で
ある。

【図６】フィルタの効果を説明する図である。

【図７】フィルタの効果をさらに具体的に説明する図で
ある。

【図８】図７の場合の調整のフローチャートを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ部 ３ オフセット生成回路 ２３ 補正エリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 英雄 神奈川県横浜市緑区桜並木２番１号 スズ キ株式会社技術研究所内 (72)発明者 木田 正吾 神奈川県横浜市緑区桜並木２番１号 スズ キ株式会社技術研究所内 (72)発明者 菊地 富士子 神奈川県横浜市緑区桜並木２番１号 スズ キ株式会社技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のウェルを有するプレートからの透
   過光を光学系を介して検出することによって該ウェルに
   装填された液体中に含まれる粒子の凝集状態を判定する
   粒子凝集検査装置において、 光学系の検出信号にオフセットを付与するオフセット生
   成回路を設け、 初期状態時に、該光学系をプレートを有しない補正エリ
   アに移動したとき、該光学系における検出信号が測定可
   能な範囲になるように、前記オフセット生成回路を駆動
   して光学系の検出信号に付与するオフセットを設定し、 補正時には、前記光学系の検出信号に対して該初期状態
   と同じオフセットを付与したときの該光学系の補正エリ
   アにおける検出信号値が、前記初期状態の値となるよう
   に、光学系の調整を行うことを特徴とする粒子凝集検査
   装置の光学系調整方法。
2. 【請求項２】 複数のウェルを有するプレートからの透
   過光をＣＣＤ部を含む光学系を介して検出することによ
   って該ウェルに装填された液体中に含まれる粒子の凝集
   状態を判定する粒子凝集検査装置において、 前記ＣＣＤ部の検出信号にオフセットを付与するオフセ
   ット生成回路３を設けると共に、 初期状態時に、前記光学系をプレートを有しない補正エ
   リアでは、当該該光学系のＣＣＤ部における検出信号が
   測定可能な範囲になるように、前記オフセット生成回路
   を駆動して光学系の検出信号に所定量のオフセットを設
   定する主制御部を設け、 この主制御部が、前記光学系に対する検出信号の補正に
   際しては、補正エリアにおける該光学系の検出信号値が
   前記初期状態の値となるように、光学系の発光側の発光
   レベル若しくは前記ＣＣＤ部を調整する光学系調整機能
   を備えていることを特徴とした粒子凝集検査装置の光学
   系調整装置。