WO2014103423A1 - 画像情報読取装置 - Google Patents

画像情報読取装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014103423A1
WO2014103423A1 PCT/JP2013/072387 JP2013072387W WO2014103423A1 WO 2014103423 A1 WO2014103423 A1 WO 2014103423A1 JP 2013072387 W JP2013072387 W JP 2013072387W WO 2014103423 A1 WO2014103423 A1 WO 2014103423A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scanning
pattern
reflectance
light
scanning direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/072387
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渡邉　由紀夫
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2014103423A1 publication Critical patent/WO2014103423A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/32—Circuits or arrangements for control or supervision between transmitter and receiver or between image input and image output device, e.g. between a still-image camera and its memory or between a still-image camera and a printer device
    • H04N1/32101—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title
    • H04N1/32144—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title embedded in the image data, i.e. enclosed or integrated in the image, e.g. watermark, super-imposed logo or stamp
    • H04N1/32352—Controlling detectability or arrangements to facilitate detection or retrieval of the embedded information, e.g. using markers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00519—Constructional details not otherwise provided for, e.g. housings, covers
    • H04N1/00551—Top covers or the like

Definitions

  • the present invention relates to an image information reading apparatus that detects and images fluorescence, scattered light, reflected light, and the like generated by irradiating light on an image information reading object.
  • Patent Document 1 As an image information reader for reading a biomolecule distribution image from a transfer support or a storage phosphor sheet on which a two-dimensional distribution image of a biomolecule labeled with a fluorescent substance or a stimulable phosphor is recorded, There is an image reading apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3134 (Patent Document 1).
  • a first mirror having a hole formed in the central portion is mounted on an optical head moved in the main scanning direction, and a biological substance labeled with a fluorescent substance or a stimulable phosphor is distributed.
  • the laser beam (excitation light) in the wavelength band for exciting the fluorescent substance and the stimulable phosphor from the laser excitation light source is moved upward by the flat second mirror with respect to the transfer support or the storage phosphor sheet. Then, after passing through the small hole of the first mirror, it is condensed by a lens and irradiated. Then, the fluorescence emitted when the fluorescent substance in the transfer support is excited, or the stimulating light emitted when the stimulable phosphor in the stimulable phosphor sheet is excited is the first light.
  • a two-dimensional visible image is obtained by repeating the above operation while moving the optical head in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.
  • the conventional image information reading apparatus has the following problems.
  • the focal position of the laser beam as excitation light is determined based on the transfer support or the accumulation. It is on the detection surface of the fluorescent phosphor sheet, and the detection surface and the focal plane of the lens as the objective lens need to coincide with each other. In an image forming apparatus that performs two-dimensional scanning, it is necessary that the above conditions be satisfied over the entire detection surface.
  • the detection surface is gradually inclined due to vibrations caused by two-dimensional scanning and changes with time, there is a problem that the detection surface may not coincide with the focal plane of the objective lens.
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3928846
  • the focus positions of the objective lens and the lens as the focusing optical system are determined and determined. Based on the data at the focus position, the focus position data stored in EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) is corrected. Based on the corrected focus position data, the stepping motor is driven to move the objective lens in the optical axis direction to adjust the focus position of the objective lens.
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • the fluorescence detection optical system is complicated because the objective lens, means for determining the focus position of the lens based on the fluorescence signal intensity, and a stepping motor for moving the objective lens in the optical axis direction are required. Become larger. Therefore, there is a problem that the entire apparatus of the scanner is increased in size. Furthermore, there is a problem that the fluorescence detection optical system becomes heavy and cannot be scanned at high speed.
  • an object of the present invention is to make the detection surface of the object to be read, the focal plane of the excitation light, and the focal plane of the objective lens throughout the two-dimensional plane without complicating, increasing the size and increasing the weight of the detection optical system.
  • An object of the present invention is to provide an image information reading apparatus capable of forming a high-definition read image by reducing image spots in accordance with an optimum position.
  • an image information reading apparatus includes: A planar sample stage on which a reading object of image information is placed; Two-dimensional scanning is performed in a first scanning direction and a second scanning direction substantially orthogonal to the first scanning direction in a plane substantially parallel to the sample stage, and the scanning object is read from the reading object placed on the sample stage.
  • a scanning module for detecting light; A plurality of patterns spaced apart from each other in the two-dimensional scanning region of the sample stage and having a reflectance that periodically varies in the first scanning direction or the second scanning direction; Based on the light from the pattern detected when the pattern is scanned in the first scanning direction or the second scanning direction by the scanning module, the scanning surface of the two-dimensional scanning and the detection surface of the reading object And a detection unit that detects at least one of the shift amount of the scanning position caused by the inclination when the scanning module reciprocates in the first scanning direction or the second scanning direction.
  • the scanning module includes a light source that emits light to the reading object and the pattern, and a detection optical system that includes an objective lens that detects light emitted from the reading object and the pattern based on the light irradiation.
  • the detection unit is characterized by detecting a shift amount between the optimum position and the scanning position based on light from the pattern detected by the detection optical system.
  • the pattern includes two patterns, the first pattern for detecting the optimum position and the second pattern for detecting the shift amount of the scanning position.
  • the sample stage includes at least one of the two patterns. Is arranged.
  • the first pattern is A first stripe portion having a width equal to or smaller than a minimum spot diameter formed by light emitted from the light source, having a first reflectance, and extending in a direction substantially perpendicular to the direction of fluctuation of the reflectance;
  • the light emitted from the light source has a width equal to or smaller than the minimum spot diameter formed, has a second reflectance lower than the first reflectance, and extends in a direction substantially perpendicular to the reflectance fluctuation direction.
  • a second stripe portion The first stripe portions and the second stripe portions are alternately arranged in the reflectance variation direction.
  • the second pattern is A first stripe portion having a width larger than the minimum spot diameter formed by the light emitted from the light source, having a first reflectance, and extending in a direction substantially orthogonal to the reflectance fluctuation direction;
  • the light emitted from the light source has a width larger than the minimum spot diameter formed, has a second reflectance lower than the first reflectance, and extends in a direction substantially perpendicular to the reflectance fluctuation direction.
  • a second stripe portion The first stripe portions and the second stripe portions are alternately arranged in the reflectance variation direction.
  • the second pattern is disposed in the region of the two-dimensional scanning along one side extending in the first scanning direction or the second scanning direction of the sample stage.
  • the image information reading apparatus is based on the detection light when the scanning module scans the pattern on the sample stage by the detection unit, and the focus of the irradiation light from the light source. At least one of an optimum position between the surface and the detection surface of the reading object, and an amount of shift of the scanning position caused by the inclination of the scanning module when reciprocating in the first scanning direction or the second scanning direction. Therefore, without increasing the complexity, size and weight of the detection optical system, the detection surface and the irradiation light and the focal plane of the objective lens are adjusted to the optimum positions in the entire two-dimensional plane. Spots can be reduced and a high-definition read image can be formed.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the sample table, chart, and sample table fixing stage in FIG. 4. It is a figure which shows the detection light intensity in case the focus position of a laser beam exists above the detection surface of a chart. It is a figure which shows the detection light intensity in case the focus position of a laser beam exists on the detection surface of a chart. It is a figure which shows the detection light intensity in case the focus position of a laser beam exists below the detection surface of a chart. It is a figure which shows the pattern of the chart different from FIG. It is a figure which shows the image obtained by scanning the chart shown in FIG. It is a figure which shows the structure of the sample stand and chart different from FIG.
  • FIG. 1 is an external view of an image information reading apparatus according to the present embodiment.
  • the image information reading apparatus 1 is roughly configured by a main body 2 that forms a casing and a lid body 3 that covers the upper surface of the main body 2.
  • a sample table 4 made of glass is provided on the upper surface of the main body 2, and a transfer support such as a gel support or a membrane on which a biological material labeled with a fluorescent material is distributed (both on the sample stand 4). (Not shown) is set as a sample.
  • An optical system is arranged below the sample table 4, and the sample set on the sample table 4 is irradiated with excitation light from below through the sample table 4 by the light irradiation optical system.
  • the fluorescence from the sample passing through the table 4 is detected by the detection optical system.
  • the detection optical system is connected to an external terminal such as a personal computer (PC) 5 and controls measurement conditions from the PC 5. Further, the PC 5 creates a fluorescence image of the sample based on the detection data, and displays the created fluorescence image or the like on the built-in display screen.
  • PC personal computer
  • FIG. 2 shows an external view of the scanning stage 6 installed at the lower part of the sample table 4.
  • the scanning stage 6 includes a first stage 7 serving as a reference and a second stage 8 placed on the first stage 7.
  • a scanning module 9 is placed on the second stage 8.
  • the detection optical system for detecting the fluorescence is stored in the scanning module 9.
  • the first stage 7 constituting the scanning stage 6 is provided with two guide rails 10a and 10b extending in the first scanning direction and facing each other at a constant interval.
  • the second stage 8 is guided by the guide rail 10a of the first stage 7 and reciprocates in the first scanning direction.
  • the second stage 8 is guided by the guide rail 10b and reciprocates in the first scanning direction.
  • a second guide member 12 that moves.
  • the second stage 8 extends in the second scanning direction orthogonal to the first scanning direction and faces each other at a constant interval.
  • Two guide rails 13a and 13b are provided.
  • the scanning module 9 is guided by the guide rail 13a and reciprocates in the second scanning direction, and the second guide is guided by the guide rail 13b and reciprocates in the second scanning direction.
  • Member 15
  • the first guide member 11 and the second guide member 12 of the second stage 8 are guided by the guide rails 10a and 10b and moved in the first scanning direction.
  • the positioning of the second stage 8 with respect to the first stage 7 is performed.
  • the first guide member 14 and the second guide member 15 of the scanning module 9 are guided by the guide rails 13a and 13b and moved in the second scanning direction, so that the scanning module 9 is positioned with respect to the second stage 8. Done.
  • the above operation is repeated to scan the sample 16 two-dimensionally.
  • first and second guide members 11 and 12 of the second stage 8 are provided below the scanning stage 6 below the sample stage 4 of the main body 2 constituting the casing.
  • motors, drive belts, ball screws, gears, control boards, power supplies, wirings, etc. for moving the first and second guide members 14, 15 of the scanning module 9 in the second scanning direction A scanning mechanism is installed.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the scanning module 9 placed on the second stage 8.
  • weak fluorescence having a wavelength different from that of the excitation light emitted from the sample 16 that is the reading object labeled with the fluorescent substance is generated. The case where it detects is illustrated.
  • an objective lens 17 that collects fluorescence from the sample 16 set on the sample table 4 is arranged in the upper part of the scanning module 9 in the vicinity of the sample table (glass) 4. Yes. Furthermore, at a position where the optical axis of the objective lens 17 and the optical axis of the light source 18 for excitation light are orthogonal, excitation light such as laser light emitted from the light source 18 and condensed by a lens group 19 composed of a plurality of lenses.
  • the reflection mirror 20 that reflects the light beam so as to enter the objective lens 17 is disposed.
  • the objective lens 17 is housed in a lens holder 21, and the lens holder 21 can be moved in the direction of the optical axis of the objective lens 17 by a drive unit 22 such as a stepping motor. Thus, the objective lens 17 can move in the optical axis direction together with the lens holder 21.
  • a first lens 23 for converting fluorescence from the sample 16 collected by the objective lens 17 into parallel light in order from the reflection mirror 20 side An excitation light cutting wavelength filter 24, a second lens 25 for condensing the fluorescence that has passed through the wavelength filter 24, and a pinhole 26 for cutting off the stray light of the fluorescence that has passed through the second lens 25 are disposed. Further, a detector 27 that detects fluorescence that has passed through the pinhole 26 is disposed below the pinhole 26 on the optical axis of the objective lens 17.
  • the objective lens 17, the first lens 23, the wavelength filter 24, the second lens 25, the pinhole 26, and the detector 27 constitute the detection optical system.
  • the excitation light emitted from the light source 18 is focused by the lens group 19, then reflected by the reflection mirror 20, passes through the objective lens 17 and the sample stage 4, and the lower surface of the sample 16. Focused on one point.
  • the length of the reflection mirror 20 in the longitudinal direction (direction perpendicular to the optical axis of the lens group 19) is short, the width in the direction perpendicular to the longitudinal direction is narrow, and the excitation light from the light source 18 is the objective light. Only the vicinity of the optical axis of the lens 17 (excitation light transmitting portion) passes therethrough.
  • the fluorescence is emitted isotropically from the substantially single point portion of the sample 16 irradiated with the excitation light.
  • the component of the emitted fluorescent light that has passed through the sample stage 4 made of glass and entered the objective lens 17 passes through the objective lens 17, the first lens 23, the wavelength filter 24, the second lens 25, and the pinhole 26. Passed and detected by detector 27.
  • the detection signal from the detector 27 is sent to the PC 5 after being subjected to processing such as AD conversion by a built-in AD converter (not shown) or the like. In this way, the fluorescence intensity distribution at each measurement point on the sample 16 is recorded in the internal memory or the like.
  • the fluorescence that has passed through the objective lens 17 becomes focused light and is guided in the direction of the first lens 23. Then, the light is refracted by the first lens 23 so as to be substantially parallel to the optical axis. Further, the second lens 25 condenses the fluorescence from the first lens 23. Moreover, the pinhole 26 is arrange
  • the excitation light cutting wavelength filter 24 is disposed, for example, in a rotating folder (not shown) or the like, and can be replaced with a filter of another wavelength according to the wavelength of the excitation light.
  • FIG. 4 shows the configuration of the sample stage 4 in the present embodiment.
  • 4A shows the main body 2 in a state where the side wall is removed in the image information reading apparatus 1 shown in FIG.
  • the scanning stage 6 for scanning the scanning module 9 in the first and second scanning directions is omitted.
  • the second scanning direction in FIG. 2 corresponds to the y-axis direction in FIG.
  • the sample table 4 is attached and fixed to a sample table fixing stage 31 having a rectangular frame around the sample table. That is, the sample stage 4 and the sample stage fixing stage 31 constitute the sample stage.
  • rectangular charts 32 are arranged at the four corners of the back surface (surface on the sample table 4 side) of the sample table fixing stage 31. The four charts 32 arranged at the four corners are all the same chart.
  • a pattern 32a having periodically different reflection characteristics is formed as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c).
  • the pattern 32a is configured by alternately arranging two types of stripes having a predetermined width and different reflectances.
  • the stripe portion 33b written in black has a low reflectance
  • the stripe portion 33a written in white has a high reflectance.
  • the white stripe portion 33a and the black stripe portion 33b form a pair (line pair), and the arrangement period of the white stripe portion 33a and the black stripe portion 33b (that is, the width of the line pair) is the main image.
  • the arrangement direction of the white stripes 33a and the black stripes 33b is the direction in which the scanning module 9 is scanned at high speed (second scanning direction in FIG. 4 in the y-axis direction).
  • the chart 32 is arranged so that the surface on which the pattern 32 a is formed faces the glass plate that is the sample table 4.
  • the periphery of the sample table fixing stage 31 is laminated on the periphery of the sample table (glass) 4, and the periphery of the sample table 4 is fixed by the sample table fixing stage 31.
  • the recessed part 31a is formed in the four corners of the said back surface in the stage 31 for sample stand fixation, and the chart 32 is stored in the recessed part 31a. For this reason, the chart 32 cannot be seen from the outside of the image information reading apparatus 1.
  • the scanning module 9 is disposed at positions near the four corners of the scanning range.
  • FIG. 5 the cross-sectional shape of the objective lens 17 that originally has a shape as shown in FIG. 3 is depicted in a simplified manner.
  • FIG. 6 shows that the focal position of the laser beam as the excitation light is higher than the detection surface of the chart 32 (sample 16) set on the sample table 4 (the lower surface of the chart 32; the upper surface of the sample table 4). This is a case of being located on the upper side.
  • FIG. 7 shows a case where the focal position of the laser beam is located on the detection surface of the chart 32 (sample 16).
  • FIG. 8 shows a case where the focal position of the laser beam is located below the detection surface of the chart 32 (sample 16).
  • 6 (a), 7 (a), and 8 (a) show the condensing state of the objective lens 17, and FIGS. 6 (b), 7 (b), and 8 (b).
  • Each of () shows a change in the intensity of reflected light detected by the detector 27 during one line scanning in the y-axis direction.
  • the focal position of the laser beam is located on the detection surface of the chart 32 (sample 16), and the detection surface of the chart 32 formed by the objective lens 17 (that is, the back surface of the chart 32).
  • the spot diameter on the above is the minimum
  • the period of the line pair is not more than twice the period of the minimum spot diameter
  • the resolution is not sufficient
  • the image obtained by PC5 has a dull contrast. It becomes an image. That is, in FIG. 7B, the waveform has a shape closer to a sine wave rather than a rectangular uneven shape.
  • the “mountain” portion in the change in reflected light intensity corresponds to the white stripe portion (high reflectance portion) 33a
  • the “valley” portion corresponds to the black stripe portion (low reflectance portion) 33b. It corresponds.
  • the center position of the spot is located at the center of the black stripe portion 33b (or the white stripe portion 33a) in the pattern 32a of the chart 32. Only the substantially black stripe portion 33b (or the white stripe portion 33a) is included in the spot. Therefore, the contrast is stronger than the case of FIGS. 6 and 8 (that is, the curve has the maximum amplitude).
  • the optimum spot diameter that is, from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 is detected. Can be determined as the distance at which the contrast is highest (that is, the curve has the maximum amplitude).
  • an adjustment mechanism (not shown) is provided on the support 34 (see FIG. 4A) for supporting the sample stage fixing stage 31, and the height of the sample stage fixing stage 31 can be adjusted at four locations. Keep it like that. By doing so, it becomes possible to independently adjust the heights of the four corners of the sample table 4 while watching the intensity change of the reflected light from the individual charts 32 provided at the four corners of the sample table fixing stage 31. The distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 can be adjusted more accurately.
  • the same chart 32 is arranged at the four corners of the back surface (surface on the sample table 4 side) of the sample table fixing stage 31 that fixes the periphery of the sample table 4. Further, on the surface of each chart 32, as shown in FIGS. 4B and 4C, a stripe portion 33a having a high reflectance expressed in white and a stripe portion 33b having a low reflectance expressed in black are provided. A line pair formed by the following pattern 32a is formed with a period of not more than twice the minimum spot diameter formed by the objective lens 17.
  • the scanning module 9 scans the charts 32 arranged at the four corners of the sample stage fixing stage 31, and thereby according to the diameter of the focused spot formed by the objective lens 17. That is, a reflected light intensity curve that changes in accordance with the reflectance period of the pattern 32a as shown in FIGS. 6 to 8 is obtained according to the distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16.
  • the distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 is set so that the detection surface and the focal plane of the objective lens 17 in the entire area in the two-dimensional plane (that is, irradiation from the light source 18 during two-dimensional scanning). It is possible to adjust the focal position of the light to the optimum position.
  • the adjustment mechanism is provided on the support 34 that supports the sample stage fixing stage 31, and the intensity distribution of the reflected light of each of the four charts 32 provided at the four corners of the sample stage fixing stage 31 is determined. If the heights of the four corners of the sample table 4 are independently adjusted, the distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 can be adjusted more accurately.
  • the chart 32 is housed and contained in a space formed by the recess 31a of the sample stage fixing stage 31 and the sample stage 4. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the chart 32 and the reduction in reflectance due to the adhesion of dust or the like.
  • FIG. 9 shows a pattern of the chart 35 in the present embodiment.
  • two different patterns 35 a and 35 b are formed on one chart 35.
  • the pattern 35a is exactly the same as the pattern 32a in the chart 32 of the first embodiment.
  • the pattern 35b has a larger width and interval (arrangement period) between the white stripe portion and the black stripe portion than the pattern 35a.
  • the pattern 35b has different ratios of the areas of the stripe portions having different reflectivities.
  • the low reflectance portion (black stripe portion) 36b is set to have a smaller area (that is, the width is narrower) than the high reflectance portion (white stripe portion) 36a. ing.
  • the width of each black stripe portion 36b is set sufficiently wider than the minimum spot diameter.
  • the ratio of the area (width) of the white stripe portion 36a and the black stripe portion 36b may be opposite or the same as described above.
  • the scanning module 9 is guided by the guide shafts 13a and 13b, and reciprocates in the second scanning direction by the scanning mechanism. Therefore, the scanning module 9 that is guided by the two guide shafts 13a and 13b and performs high-speed scanning has rattling of a bearing (not shown), the influence of the parallelism and the horizontality of the guide shafts 13a and 13b, Due to the difference between the pulling position by the scanning mechanism and the position of the center of gravity of the scanning module 9, the posture changes due to rotation in the yz plane (vertical plane) between the forward path and the return path.
  • Such a change in posture (tilt) due to rotation in the yz plane (vertical plane) of the scanning module 9 in the forward path and the backward path is caused by the second scanning of the spot of the excitation light emitted from the objective lens 17. It appears as a positional shift in the direction (scanning position shift).
  • the positional deviation of the spot in the second scanning direction appears as a regular positional deviation of the black and white stripe in the second scanning direction in the image of the pattern 35a in the chart 35.
  • This positional deviation is caused by the difference between the reading position on the linear scale and the spot position of the excitation light. Therefore, the PC 5 corrects the positional deviation of the fluorescence image of the sample 16 caused by the change in the posture of the scanning module 9 in the reciprocating path by detecting the positional deviation amount of the stripe image.
  • the width of the white stripe portion and the black stripe portion in the pattern 35a is equal to or smaller than the excitation light spot diameter as in the pattern 32a of the first embodiment. For this reason, the displacement amount of the spot of the excitation light in the second scanning direction may exceed the width of the stripe portion. In this case, since the position of the position shift in one black stripe portion is applied to the position of the adjacent black stripe portion, it is not easy to detect the amount of position shift from the image of the pattern 35a.
  • the width of the white stripe portion 36a having a high reflectance and the black stripe portion 36b having a low reflectance are larger than the minimum spot width of the excitation light.
  • the pattern 35b is set to be sufficiently wide.
  • the width of the white band 37 and the black band 38 is sufficiently wider than the displacement amount of the spot of the excitation light in the second scanning direction.
  • a stripe image is obtained. Therefore, when the scanning module 9 reciprocates in the second scanning direction, even if the spot of the excitation light is displaced in the second scanning direction beyond the width of the stripe portion of the pattern 35a, it is detected.
  • the stripe image of the pattern 35b generated by the PC 5 from the data detected by the device 27 is the position of the black band 38 where the position of the position shift in one black band 38 is adjacent. Therefore, the image can be easily detected with the above-mentioned positional deviation amount.
  • the area (width) of the white stripe portion 36a is set larger than the area (width) of the black stripe portion 36b.
  • the white band 37 is sufficiently wider than the black band 38, and the unevenness of the black band 38 due to the spot misalignment appears clearly.
  • the PC 5 calculates the amount of displacement of the spot of the excitation light in the second scanning direction from the stripe image shown in FIG. 10b and generates the fluorescent image of the sample 16, the forward path of the scanning module 9 is calculated.
  • the forward path of the scanning module 9 is calculated.
  • two patterns of the pattern 35 a and the pattern 35 b are formed on each chart 35 arranged at the four corners on the back surface of the sample stage fixing stage 31.
  • the pattern 35a the area (width) of the white stripe portion having a high reflectance is substantially equal to the area (width) of the black stripe portion having a low reflectance, and the arrangement period of the line pairs is the objective lens 17.
  • This is a pattern (exactly the same pattern as the pattern 32a of the first embodiment) that is not more than twice the minimum spot diameter to be formed.
  • the width and interval (arrangement period) of both the stripe portions 36a and 36b are sufficiently larger than the minimum spot diameter, and the area (width) of the white stripe portion 36a is the area of the black stripe portion 36b.
  • the pattern is larger than (width).
  • the scanning module 9 scans the patterns 35a of the chart 35 arranged at the four corners of the sample stage fixing stage 31, and obtains the reflected light intensity curve.
  • the distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 can be set so as to maximize the amplitude of. Therefore, the detection surface and the focal plane of the objective lens 17 (the focal plane of the irradiation light from the light source 18) can be adjusted to the optimum position in the entire two-dimensional plane.
  • the width of the white band 37 and the black band 38 is changed by the PC 5 based on the detection signal from the detector 27 by the PC 5, as shown in 10 (b).
  • a stripe image that is sufficiently wider than the amount of positional deviation of the spot of the excitation light in the second scanning direction caused by the reciprocating motion of 9 in the second scanning direction is generated.
  • the PC 5 calculates a displacement amount in the second scanning direction of the spot of the excitation light from the stripe image where the displacement has occurred.
  • the fluorescent image of the sample 16 is generated, the forward image or the backward image of the scanning module 9 can be corrected based on the calculated positional deviation amount. Therefore, it is possible to obtain a fluorescence image without positional deviation.
  • the sample stage is fixed based on the spot diameter of the excitation light from the objective lens 17. It is possible to adjust the height of the stage 31 and to correct the deviation of the fluorescence image based on the deviation of the stripe image in the forward path and the backward path due to the tilt of the scanning module 9.
  • the width and interval (arrangement period) of both stripe portions 36a and 36b of the pattern 35b are set sufficiently larger than the minimum spot diameter.
  • the width and interval (arrangement period) of both stripe portions 36a and 36b may be larger than the minimum spot diameter.
  • two patterns 35 a and 35 b are formed on one chart 35.
  • the period of the reflected light intensity curve used for adjusting the height of the sample stage fixing stage 31 is remarkably long, and the wave number is also reduced, so that the measurement of the curve amplitude becomes inaccurate. , Not very desirable.
  • This embodiment relates to a chart that is different from the first embodiment and the second embodiment.
  • the configuration other than the chart is exactly the same as in the case of the first embodiment, the same numbers as in the case of the first embodiment are used.
  • FIG. 11 shows the configuration of the sample table 4 in the present embodiment.
  • FIG. 11A shows the main body 2 in a state in which the side wall is removed, as in FIG. 4 in the first embodiment. Note that the scanning stage 6 is also omitted in FIG.
  • the sample stage 4 is attached and fixed to the same sample stage fixing stage 31 as in the first embodiment. Then, charts 32 having the same configuration as in the first embodiment are arranged at the four corners of the back surface (surface on the sample table 4 side) of the sample table fixing stage 31.
  • the amplitude of the obtained reflected light intensity curve is maximized.
  • the distance from the objective lens 17 to the detection surface of the sample 16 can be set. Therefore, the detection surface and the focal plane of the objective lens 17 (the focal plane of the irradiation light from the light source 18) can be adjusted to the optimum position in the entire two-dimensional plane.
  • the chart 41 is provided in the scanning range on one side of the sample stage fixing stage 31 extending in the second scanning direction.
  • a line pair composed of a black stripe portion 42 with a low reflectance and a white stripe portion 43 with a high reflectance has the same width as the pattern 35b in FIG. 9A in the second embodiment.
  • a pattern 41a arranged with a period is formed. Therefore, as shown in FIG. 10, the width between the white band and the black band is such that the spot of the excitation light generated as the scanning module 9 reciprocates in the second scanning direction in the second scanning direction.
  • a sufficiently wide stripe image can be generated as compared with the amount of misalignment.
  • the scanning module 9 by scanning the pattern 41a of the chart 41 provided on the one side of the sample stage fixing stage 31 by the scanning module 9, the stripe image of the stripe image caused by the tilt of the scanning module 9 in the second scanning direction is scanned. It is possible to detect a local variation of the shift amount in the second scanning direction.
  • the present embodiment even when there is a local variation in the amount of deviation of the fluorescent image in the second scanning direction depending on the position, the amount of deviation of the detected stripe image is locally varied. Based on this, it is possible to correctly correct the deviation of the fluorescent image at each location in the second scanning direction. Therefore, a fluorescent image with higher accuracy can be obtained.
  • the chart 41 is also housed in a concave portion (not shown) formed on the back surface of the one side of the sample stage fixing stage 31.
  • the stripe portion having a high reflectance is constituted by the “white” stripe portions 33a, 36a, 43
  • the stripe portion having the low reflectance is constituted by the “black” stripe portions 33b, 36b, 42. It consists of.
  • the present invention is not limited to this, and the high or low reflectivity is realized by changing the physical shape of the surface, applying a substance having a different reflectivity, or applying a resin having a different light absorption rate. It doesn't matter.
  • the arrangement direction of the white stripe portions 33a and 36a and the black stripe portions 33b and 36b and the extending direction of the chart 41 are the second scanning direction.
  • the first scanning direction may be used.
  • the scanning module 9 scans the white stripe portion 33a and the black stripe portion 33b in the first scanning direction, whereby the reflected light intensity similar to that in FIGS. 6 to 8 is obtained. Therefore, based on the amplitude of the reflected light intensity curve, the detection surface and the “focal plane of the objective lens 17 and the focal plane of the irradiation light from the light source 18” can be adjusted to the optimum position.
  • the amount of deviation of the stripe image due to the tilt of the scanning module 9 in the first scanning direction is described above.
  • a local variation in the first scanning direction can be detected.
  • the first chart in which the arrangement direction of the white stripe portion and the black stripe portion is the first scanning direction and the second chart in which the arrangement direction is the second scanning direction are for fixing the sample stage, respectively. It may be arranged at the four corners of the stage 31. Similarly, a chart for detecting a local variation in the amount of deviation of the stripe image due to the tilt of the scanning module 9 is arranged extending in both the first scanning direction and the second scanning direction. It doesn't matter.
  • the charts 32, 35, 41 on which the patterns 32 a, 35 a, 35 b, 41 a are formed are arranged so that the formation surfaces of the patterns 32 a, 35 a, 35 b, 41 a face the sample table 4.
  • the surface to be formed is placed in contact with the sample table 4 and placed on the sample table fixing stage 31.
  • the present invention is not limited to this, and the patterns 32a, 35a, 35b, 41a may be directly formed on the set surface of the sample 16 on the sample table 4.
  • the transfer support body labeled with the fluorescent material as the said sample 16 was set, and the case where the fluorescence emitted from the sample 16 resulting from the irradiation of the said excitation light was detected was illustrated.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to the case where stimulating light from a stimulable phosphor sheet labeled with a stimulable phosphor is detected.
  • the case of reflected / scattered light is also included.
  • the transfer support on which the biologically-derived substance labeled with the reflection-absorbing substance is distributed is the sample 16
  • the sample 16 labeled with the reflection-absorbing substance is changed from the sample 16 labeled with the reflection-absorbing substance due to irradiation with the excitation light. Strong intensity light (reflected / scattered light) having the same wavelength as the excitation light is emitted.
  • the image information reading apparatus of the present invention is Planar sample stages 4 and 31 on which the image information reading object 16 is placed; Two-dimensional scanning is performed in a first scanning direction and a second scanning direction substantially orthogonal to the first scanning direction in a plane substantially parallel to the sample stages 4 and 31, and the sample stages 4 and 31 are arranged on the sample stage 4 and 31.
  • Detecting units 5 and 27 for detecting at least one of the deviation amount of The scanning module 9 includes the light source 18 for irradiating the reading object 16 and the patterns 32a, 35a, 35b, and 41a, and the reading object 16 and the patterns 32a, 35a, and 35b based on the irradiation of the light.
  • a detection optical system including an objective lens 17 for detecting light emitted from 41a
  • the detection units 5 and 27 are characterized by detecting a shift inclination amount between the optimum position and the scanning position based on light from the patterns 32a, 35a, 35b, and 41a detected by the detection optical system. .
  • the scanning module 9 At least one of the optimal position between the scanning surface of the two-dimensional scanning and the detection surface of the reading object 16 and the amount of inclination when the scanning module 9 reciprocates in the first scanning direction or the second scanning direction. I try to detect it. Accordingly, the “detection surface of the reading object 16” and “the irradiation light from the light source 18 can be applied to the entire area in the two-dimensional plane without complicating, increasing the size, and increasing the weight of the detection optical system of the scanning module 9. By aligning the focal plane and the focal plane of the objective lens 17 at the optimum position, it is possible to reduce image spots and form a high-definition read image.
  • the forward image or the backward image of the scanning module 9 can be corrected based on the detected inclination amount of the scanning module 9. Therefore, it is possible to obtain an image with no positional deviation.
  • the patterns 32a, 35a, 35b, 41a include two patterns, the first patterns 32a, 35a for detecting the optimum position and the second patterns 35b, 41a for detecting the shift amount of the scanning position. At least one of the two patterns is arranged on the stages 4 and 31.
  • the first pattern 32a, 35a for detecting the optimum position and the second pattern 35b, 41a for detecting the shift amount of the scanning position are provided. Accordingly, by scanning the first patterns 32a and 35a, the optimal position between the scanning surface of the two-dimensional scanning (the irradiation light of the light source 18 and the focal plane of the objective lens 17) and the detection surface of the reading object. Can be detected. Further, by scanning the second patterns 35b and 41a, it is possible to detect the amount of shift of the scanning position due to the tilt when the scanning module 9 reciprocates in the second scanning direction.
  • the first patterns 32a and 35a are The first stripe portion 33a has a width equal to or smaller than the minimum spot diameter formed by the light emitted from the light source 18, has a first reflectance, and extends in a direction substantially orthogonal to the reflectance variation direction.
  • the light emitted from the light source 18 has a width equal to or smaller than the minimum spot diameter formed, has a second reflectance lower than the first reflectance, and extends in a direction substantially orthogonal to the reflectance fluctuation direction.
  • a second stripe portion 33b present, The first stripe portions 33a and the second stripe portions 33b are alternately arranged in the reflectance changing direction.
  • the first stripe portion 33a and the second stripe portion 33b of the first patterns 32a and 35a have a width equal to or smaller than the minimum spot diameter of the light emitted from the light source 18. . Therefore, when the first pattern 32a, 35a is scanned by the scanning module 9, the amplitude of the reflected light intensity from the first pattern 32a, 35a detected by the detection unit 5, 27 is from the light source 18. The maximum width is obtained when the spot diameter of the irradiated light is the minimum spot diameter.
  • the positions of the two-dimensional scanning surface of the scanning module 9 and the detection surface of the reading object 16 are set so that the amplitude of the reflected light intensity from the first patterns 32a and 35a has the maximum width.
  • the position can be set to the optimum position.
  • the second patterns 35b and 41a are The first stripe portion 36a has a width larger than the minimum spot diameter formed by the light emitted from the light source 18, has a first reflectance, and extends in a direction substantially perpendicular to the reflectance variation direction. 43, The light source 18 has a width larger than the minimum spot diameter formed by the light, has a second reflectance lower than the first reflectance, and is in a direction substantially perpendicular to the reflectance variation direction. Extending second stripe portions 36b, 42, The first stripe portions 36a and 43 and the second stripe portions 36b and 42 are alternately arranged in the reflectance variation direction.
  • the scanning module 9 when scanning is performed in the first scanning direction or the second scanning direction, the posture changes due to rotation in the vertical plane between the forward path and the backward path. Therefore, due to the difference between the reading position on the linear scale and the spot position of the light, regular displacement in the scanning direction occurs in the images of the second patterns 35b and 41a.
  • the first stripe portions 36a, 43 and the second stripe portions 36b, 42 of the second patterns 35b, 41a have a width larger than the minimum spot diameter of the light emitted from the light source 18. Have. Therefore, in the stripe images of the second patterns 35b and 41a obtained when the second patterns 35b and 41a are scanned by the scanning module 9, the regular positions generated due to the deviation of the light spot positions. The degree of displacement does not exceed the width of each band, and a stripe image that can easily detect the amount of displacement can be obtained.
  • the second pattern 41a is arranged in the region of the two-dimensional scanning along one side extending in the first scanning direction or the second scanning direction of the sample stages 4 and 31.
  • the second pattern 41a is arranged over the entire scanning range of the scanning module 9 in the first scanning direction or the second scanning direction. Therefore, by scanning the second pattern 41a by the scanning module 9, the amount of shift of the scanning position due to the inclination when the scanning module 9 reciprocates in the first scanning direction or the second scanning direction is reduced. Local variations can be detected.
  • the image information reading device of one embodiment Based on the detection result of the optimum position between the scanning surface of the two-dimensional scanning and the detection surface of the reading object 16 by the detection units 5 and 27, the inclination of the sample stages 4 and 31 with respect to the scanning surface of the two-dimensional scanning.
  • An adjustment mechanism for adjusting the angle is provided.
  • detection of the optimum position between the scanning surface of the two-dimensional scanning and the detection surface of the reading object 16 by scanning the plurality of patterns 32a and 35a arranged on the sample stages 4 and 31 is performed. Based on the result, the inclination of the sample stages 4 and 31 can be adjusted. Therefore, the detection surface of the object 16 to be read and the irradiation light and the focal plane of the objective lens 17 are adjusted to the optimum positions throughout the two-dimensional plane, thereby reducing image spots and forming a high-definition read image. be able to.
  • the sample stages 4 and 31 are a flat transparent sample table 4 on which the reading object 16 is placed, and a sample partially laminated on the periphery of the sample table to fix the periphery of the sample table Including a stage 31 for fixing the table,
  • the patterns 32 a, 35 a, 35 b, 41 a are formed on the sample stage fixing stage 31 so as to be opposed to the sample stage 4 at a position where the sample stage 4 is stacked.
  • the patterns 32a, 35a, 35b, 41a are formed between the sample stage fixing stage 31 and the sample stage 4. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the patterns 32a, 35a, 35b, and 41a and reduction of reflectance due to adhesion of dust or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

　画像情報読取装置は、読取対象物が載置されるサンプルステージ(４,３１)と、第１,第２走査方向の二次元走査を行って上記読取対象物からの光を検出する走査モジュールと、上記サンプルステージ(４,３１)に互いに離間して複数配置されるパターン(３２a)と、上記走査モジュールによって上記パターン(３２a)を走査した場合に検出される光に基づいて、上記二次元走査の走査面と上記読取対象物の検出面との最適位置を検出する検出部とを備えている。したがって、検出光学系を複雑化,大型化および重量増加させることなく、上記読取対象物の検出面と照射光および対物レンズの焦点面とを最適位置に合わせて、画像斑を低減して高精細な読取画像を形成できる。

Description

画像情報読取装置
　この発明は、画像情報の読取対象物に光を照射することによって生ずる蛍光,散乱光および反射光等を検出して画像化する画像情報読取装置に関する。
　蛍光物質や輝尽性蛍光体によって標識された生体分子の二次元的な分布画像が記録された転写支持体や蓄積性蛍光体シートから生体分子分布画像を読み取る画像情報読取装置として、特開平１０‐３１３４号公報(特許文献１)に開示された画像読み取り装置がある。
　この画像読み取り装置においては、中央部に孔が形成された第１のミラーを主走査方向に移動される光学ヘッドに搭載し、蛍光物質あるいは輝尽性蛍光体によって標識された生体由来物質が分布する転写支持体あるいは蓄積性蛍光体シートに対して、レーザ励起光源からの上記蛍光物質や上記輝尽性蛍光体を励起する波長帯域のレーザ光(励起光)を平面の第２のミラーで上方に反射し、上記第１のミラーの小孔を通過させた後、レンズで集光して照射する。そして、上記転写支持体中の蛍光物質が励起されて発せられた蛍光、あるいは、上記蓄積性蛍光体シート中の上記輝尽性蛍光体が励起されて発せられた輝尽光が、上記第１のミラーの上記小孔の周囲で反射され、フォトマルチプライヤによって光電変換されて検出される。こうして、対応する画像信号として読み取られる。以下、上記主走査方向に直交する副走査方向に上記光学ヘッドを移動させながら上記動作を繰り返すことによって、二次元の可視画像を得るようにしている。
　しかしながら、上記従来の画像情報読取装置には、以下のような問題がある。
　すなわち、上記蛍光や上記輝尽光を、焦点ぼけや画像ずれによる画像むらが発生することなく効率よく検出するためには、励起光である上記レーザ光の焦点位置が上記転写支持体や上記蓄積性蛍光体シートの検出面上にあり、さらに上記検出面と対物レンズとしての上記レンズの焦点面とが一致している必要がある。そして、二次元走査を行う画像形成装置においては、上記検出面の全体において、上記条件が満たされている必要がある。
　ところが、二次元走査による振動や経時変化によって上記検出面が徐々に傾くため、上記検出面と上記対物レンズの焦点面とが一致しなくなる場合があるという問題がある。
　そこで、このような問題に対処する方法として、特許３９２８８４６号公報(特許文献２)に開示された供焦点光学系を備えたスキャナがある。
　このスキャナにおいては、対物レンズの位置を変化させて光検出器で検出した蛍光の信号強度に基づいて、供焦点光学系としての上記対物レンズおよびレンズ等のフォーカス位置を決定し、この決定されたフォーカス位置でのデータに基づいてＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)に記憶されていたフォーカス位置データを補正する。そして、この補正されたフォーカス位置データに基づいてステッピングモータを駆動して上記対物レンズを光軸方向に移動させて、上記対物レンズのフォーカス位置を調整するようにしている。
　しかしながら、上記従来のスキャナには、以下のような問題がある。
　すなわち、上記蛍光の信号強度に基づいて上記対物レンズおよび上記レンズのフォーカス位置を決定する手段や、上記対物レンズを光軸方向に移動させるステッピングモータが必要であるために、蛍光検出光学系が複雑化し、大型になる。したがって、スキャナの装置全体が大型化するという問題がある。さらに、蛍光検出光学系の重量が重くなり、高速にスキャンすることができなくなるという問題もある。
特開平１０‐３１３４号公報 特許３９２８８４６号公報
　そこで、この発明の課題は、検出光学系を複雑化,大型化および重量増加させることなく、二次元面内全域において読取対象物の検出面と励起光の焦点面および対物レンズの焦点面とを最適位置に合わせて、画像斑を低減して高精細な読取画像を形成できる画像情報読取装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、この発明の画像情報読取装置は、
　画像情報の読取対象物が載置される平面状のサンプルステージと、
　上記サンプルステージに略平行な平面内において第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との二次元走査を行って、上記サンプルステージに配置された上記読取対象物からの光を検出する走査モジュールと、
　上記サンプルステージにおける上記二次元走査の領域内に互いに離間して複数配置されると共に、反射率が上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に周期的に変動するパターンと、
　上記走査モジュールによって上記パターンを上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に走査した場合に検出される上記パターンからの光に基づいて、上記二次元走査の走査面と上記読取対象物の検出面との最適位置と、上記走査モジュールにおける上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量との、少なくとも何れかを検出する検出部と
を備え、
　上記走査モジュールは、上記読取対象物および上記パターンに光を照射する光源と、上記光の照射に基づいて上記読取対象物および上記パターンから発せられた光を検出する対物レンズを含む検出光学系とを含み、
　上記検出部は、上記検出光学系によって検出された上記パターンからの光に基づいて上記最適位置および上記走査位置のずれ量を検出する
ことを特徴としている。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記パターンには上記最適位置検出用の第１パターンと上記走査位置のずれ量検出用の第２パターンとの２つのパターンが含まれ、上記サンプルステージには、上記２つのパターンのうちの少なくとも何れかが配置されている。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第１パターンは、
　上記光源から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、第１反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分と、
　上記光源から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分と
を含み、
　上記第１ストライプ部分と上記第２ストライプ部分とは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第２パターンは、
　上記光源から照射される光が形成する最小スポット径より大きい幅を有すると共に、第１反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分と、
　上記光源から照射される光が形成する最小スポット径より大きい幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分と
を含み、
　上記第１ストライプ部分と上記第２ストライプ部分とは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第２パターンは、上記サンプルステージの上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に延在する一辺に沿って上記二次元走査の領域内に配置されている。
　以上より明らかなように、この発明の画像情報読取装置は、上記検出部によって、上記走査モジュールが上記サンプルステージ上のパターンを走査した際の検出光に基づいて、上記光源からの照射光の焦点面と上記読取対象物の検出面との最適位置と、上記走査モジュールにおける上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量との、少なくとも何れかを検出するので、上記検出光学系を複雑化,大型化および重量増加させることなく、二次元面内全域において検出面と上記照射光および対物レンズの焦点面とを最適位置に合わせて、画像斑を低減して高精細な読取画像を形成することができる。
この発明の画像情報読取装置における外観図である。 走査ステージの外観図である。 図２における走査モジュールの縦断面図である。 図１におけるサンプル台およびチャートの構成を示す図である。 図４におけるサンプル台,チャートおよびサンプル台固定用ステージの縦断面図である。 レーザ光の焦点位置がチャートの検出面よりも上側にある場合の検出光強度を示す図である。 レーザ光の焦点位置がチャートの検出面上にある場合の検出光強度を示す図である。 レーザ光の焦点位置がチャートの検出面よりも下側にある場合の検出光強度を示す図である。 図４とは異なるチャートのパターンを示す図である。 図９に示すチャートを走査して得られる画像を示す図である。 図４とは異なるサンプル台およびチャートの構成を示す図である。
　以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
　・第１実施の形態
　図１は、本実施の形態の画像情報読取装置における外観図である。本画像情報読取装置１は、筺体を成す本体２と、本体２の上面を覆う蓋体３とで、大まかに構成されている。本体２の上面には、ガラスでなるサンプル台４が設けられており、サンプル台４上には例えば蛍光物質によって標識された生体由来物質が分布するゲル支持体やメンブレン等の転写支持体(共に図示せず)がサンプルとしてセットされる。
　そして、上記サンプル台４の下側には光学系が配置されており、サンプル台４上にセットされたサンプルに対して、光照射光学系によってサンプル台４を通して下方から励起光を照射し、サンプル台４を透過してくるサンプルからの蛍光を検出光学系によって検出する。上記検出光学系はＰＣ(Personal computer：パーソナルコンピュータ)５等の外部端末と接続されており、ＰＣ５から測定条件の制御等を行う。さらに、ＰＣ５によって、検出データに基づいてサンプルの蛍光画像を作成し、内蔵する表示画面に上記作成した蛍光画像等を表示する。
　図２は、上記サンプル台４の下部に設置された走査ステージ６の外観図を示す。この走査ステージ６は、基準となる第１ステージ７と第１ステージ７の上に載置された第２ステージ８とで構成されている。そして、第２ステージ８の上に走査モジュール９が載置されている。上記蛍光を検出する上記検出光学系は走査モジュール９の中に格納されている。
　上記走査ステージ６を構成する第１ステージ７には、第１走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドレール１０a,１０bが配設されている。また、第２ステージ８は、第１ステージ７のガイドレール１０aによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第１ガイド部材１１と、ガイドレール１０bによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第２ガイド部材１２とを有している。
　上記第２ステージ８を構成する第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２との間には、上記第１走査方向に直交する第２走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドレール１３a,１３bが配設されている。また、上記走査モジュール９は、ガイドレール１３aによって案内されて上記第２走査方向に往復動する第１ガイド部材１４と、ガイドレール１３bによって案内されて上記第２走査方向に往復動する第２ガイド部材１５とを有している。
　上記構成を有する走査ステージ６による走査方法は、先ず、上記第２ステージ８の第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２とがガイドレール１０a,１０bによって案内されて上記第１走査方向に移動して、第２ステージ８の第１ステージ７に対する位置決めが行われる。そうした後に、走査モジュール９の第１ガイド部材１４と第２ガイド部材１５とがガイドレール１３a,１３bによって案内されて上記第２走査方向に移動して、走査モジュール９の第２ステージ８に対する位置決めが行われる。以後、上記動作を繰り返すことによって、サンプル１６上を二次元に走査するのである。
　また、具体的な説明は省略するが、上記筺体を成す本体２のサンプル台４下部における走査ステージ６よりも更に下側には、第２ステージ８の第１,第２ガイド部材１１,１２を上記第１走査方向に、走査モジュール９の第１,第２ガイド部材１４,１５を上記第２走査方向に移動させるためのモータ,駆動ベルト,ボールねじ,歯車,制御基板,電源および配線等の走査機構が設置されている。
　図３は、上記第２ステージ８の上に載置される走査モジュール９の概略構成を示す縦断面図である。尚、以下の説明においては、光源１８からの励起光の照射に基づいて、上記蛍光物質で標識された上記読取対象物であるサンプル１６から発せられる上記励起光とは異なる波長の微弱な蛍光を検出する場合を例示する。
　図３において、走査モジュール９内の上部には、サンプル台(ガラス)４の近傍に位置して、サンプル台４上にセットされたサンプル１６からの蛍光を集光する対物レンズ１７を配置している。さらに、対物レンズ１７の光軸と励起光の光源１８の光軸とが直交する位置には、光源１８から出射されて複数のレンズでなるレンズ群１９で集光されたレーザ光等の励起光を、対物レンズ１７に入射するように反射させる反射ミラー２０を配置している。
　上記対物レンズ１７はレンズホルダ２１内に収納されており、レンズホルダ２１はステッピングモータ等の駆動部２２によって、対物レンズ１７の光軸方向に移動可能になっている。こうして、対物レンズ１７は、レンズホルダ２１と共に上記光軸方向に移動可能になっている。
　また、上記対物レンズ１７の光軸上における反射ミラー２０の下方には、反射ミラー２０側から順に、対物レンズ１７によって集光されたサンプル１６からの蛍光を平行光に変換する第１レンズ２３、励起光カット用の波長フィルタ２４、波長フィルタ２４を通過した蛍光を集光する第２レンズ２５、および、第２レンズ２５を通過した蛍光の迷光をカットするピンホール２６が配置されている。さらに、対物レンズ１７の光軸上におけるピンホール２６の下方には、ピンホール２６を通過した蛍光を検出する検出器２７が配置されている。
　すなわち、本実施の形態においては、上記対物レンズ１７,第１レンズ２３,波長フィルタ２４,第２レンズ２５,ピンホール２６および検出器２７で、上記検出光学系を構成しているのである。
　上記構成を有する走査モジュール９において、光源１８から出射された励起光は、レンズ群１９で集束され、次いで反射ミラー２０によって反射されて、対物レンズ１７およびサンプル台４を通過し、サンプル１６における下面上の一点に集光される。その場合、反射ミラー２０の長手方向(レンズ群１９の光軸に直交する方向)の長さは短く、上記長手方向に直交する方向の幅は狭くなっており、光源１８からの励起光は対物レンズ１７の光軸付近(励起光透過部)のみを通過するようになっている。
　上記蛍光は、サンプル１６における上記励起光が照射された略一点の部分から周囲に等方的に出射される。そして、出射された蛍光のうちのガラスで成るサンプル台４を透過して対物レンズ１７に入射した成分が、対物レンズ１７,第１レンズ２３,波長フィルタ２４,第２レンズ２５およびピンホール２６を通過して、検出器２７によって検出される。そして、検出器２７からの検出信号は、内蔵されるＡＤ変換器(図示せず)等によってＡＤ変換等の処理が施された後に、ＰＣ５へ送出される。こうして、サンプル１６上の各測定点での蛍光強度の分布が内部メモリ等に記録される。
　ここで、上述したように、上記対物レンズ１７を通過した蛍光は、集束光となって第１レンズ２３の方向に導かれる。そして、第１レンズ２３によって実質的に光軸と平行な光になるように屈折される。さらに、第２レンズ２５は第１レンズ２３からの蛍光を集光する。また、ピンホール２６は空間的に迷光をカットするために配置される。尚、励起光カット用の波長フィルタ２４は、例えば回転フォルダ(図示せず)等に配置されて、励起光の波長に応じて他の波長のフィルタと交換可能になっている。
　以下、本願の特徴である上記サンプル台４について、詳細に説明する。
　図４は、本実施の形態におけるサンプル台４の構成を示す。尚、図４(a)は、図１に示す画像情報読取装置１において、側壁を取り除いた状態の本体２を示す。但し、走査モジュール９を上記第１,第２走査方向に走査するための走査ステージ６は、省略している。また、図２における上記第２走査方向は、図４においてはｙ軸方向に対応している。
　上記サンプル台４は、周囲が矩形の枠体を成すサンプル台固定用ステージ３１に取り付け固定されている。すなわち、サンプル台４とサンプル台固定用ステージ３１とで、上記サンプルステージを構成するのである。そして、サンプル台固定用ステージ３１における裏面(サンプル台４側の面)の四隅には、矩形のチャート３２が配置されている。尚、上記四隅に配置されている４つのチャート３２は、総て同じチャートである。
　上記チャート３２の表面には、図４(b)および図４(c)に示すように反射特性が周期的に異なるパターン３２aが形成されている。このパターン３２aは、図４(c)に示すように、所定の幅を有すると共に、異なる反射率を有する２種類のストライプが交互に配列されて構成されている。図４(c)において、黒で表記したストライプ部分３３bは反射率が低く、白で表記したストライプ部分３３aは反射率が高い。そして、白のストライプ部分３３aと黒のストライプ部分３３bとがペアとなり(ラインペア)、白のストライプ部分３３aと黒のストライプ部分３３bとの配列周期(つまり、上記ラインペアの幅)は、本画像情報読取装置１に搭載されている上記光照射光学系によって形成される最小スポット径の２倍以下に設定されている。また、白のストライプ３３aと黒のストライプ３３bとの配列方向(高反射率と低反射率との周期の方向)は、走査モジュール９を高速に走査する方向(図２における第２走査方向、図４におけるｙ軸方向)となっている。
　上記チャート３２は、図５に示すように、サンプル台４であるガラス板に、パターン３２aの形成面が対向するように配置されている。本実施の形態においては、サンプル台固定用ステージ３１の周囲がサンプル台(ガラス)４の周囲上に積層されて、サンプル台４の周囲をサンプル台固定用ステージ３１で固定している。そして、サンプル台固定用ステージ３１における上記裏面の四隅に凹部３１aを形成し、その凹部３１a中にチャート３２が収められている。そのため、本画像情報読取装置１の外部からはこのチャート３２が見えないようになっている。また、走査モジュール９の走査範囲の四隅に近い位置に配置される。
　尚、図５においては、本来は、図３に示すような形状である対物レンズ１７の断面形状を、簡略化して描いている。
　図５に示すように、上記走査モジュール９が、光源１８からの励起光をチャート３２に照射しながらチャート３２を横切った場合に、チャート３２からの反射光を検出器２７によって検出すると、図６～図８に示すように、パターン３２aにおける反射率の周期に対応した波状の反射光強度曲線が得られる。
　ここで、図６は、上記励起光であるレーザ光の焦点位置が、サンプル台４上にセットされたチャート３２(サンプル１６)の検出面(チャート３２の下面；サンプル台４の上面)よりも上側に位置する場合である。また、図７は、上記レーザ光の焦点位置がチャート３２(サンプル１６)の検出面上に位置する場合である。また、図８は、上記レーザ光の焦点位置がチャート３２(サンプル１６)の検出面よりも下側に位置する場合である。そして、図６(a),図７(a)および図８(a)の夫々は、上記対物レンズ１７の集光状態を示し、図６(b),図７(b)および図８(b)の夫々は、ｙ軸方向の１ライン走査時の検出器２７による検出反射光強度の変化を示している。
　尚、図６(a),図７(a)および図８(a)においても、対物レンズ１７の断面形状を簡略化して描いている。
　図７に示すように、上記レーザ光の焦点位置がチャート３２(サンプル１６)の検出面上に位置する場合であり、対物レンズ１７によって形成されるチャート３２の検出面(つまり、チャート３２の裏面)上でのスポット径が最小である場合には、上記ラインペアの周期が最小スポット径の２倍以下の周期であるため解像度が十分でなく、ＰＣ５で得られる画像は鈍ったようなコントラストの画像となる。つまり、図７(b)において、矩形の凹凸形状ではなく、より正弦波に近い形状の波形となる。
　しかしながら、上記反射光強度の変化における「山」の箇所が白のストライプ部分(反射率が高い部分)３３aに対応し、「谷」の箇所が黒のストライプ部分(反射率が低い部分)３３bに対応している。図７のように上記レーザ光のスポット径が最小スポット径になる条件では、スポットの中心位置がチャート３２のパターン３２aにおける黒のストライプ部分３３b(あるいは白のストライプ部分３３a)の中央に位置する場合、そのスポット内には略黒のストライプ部分３３b(あるいは白のストライプ部分３３a)のみが含まれる。したがって、図６および図８の場合よりも上記コントラストは強い(つまり、曲線の振幅が最大となる)。
　これに対して、図６(a)および図８(a)に示すように、上記対物レンズ１７によって形成されるチャート３２の検出面上でのスポットの径が最小でない場合には、スポットの中心位置がパターン３２aにおける黒のストライプ部分３３b(あるいは白のストライプ部分３３a)の中央に位置しても、そのスポット内に含まれる上記ラインペアは黒あるいは白の一方だけではなく、黒のストライプ部分３３bと白のストライプ部分３３aとを含むことになる。そのために、図７の場合に比して上記コントラストが低下する(つまり、曲線の振幅が最大とはならない)。
　したがって、図６(b),図７(b)および図８(b)に示す検出器２７による検出反射光強度の曲線から、最適なスポット径、すなわち、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの最適距離を、最も上記コントラストが高くなる(つまり、曲線の振幅が最大となる)距離として決定することができるのである。
　その場合、上記サンプル台固定用ステージ３１を支持する支持体３４(図４(a)参照)に調整機構(図示せず)を設け、サンプル台固定用ステージ３１の高さを４箇所で調整できるようにしておく。そうすることによって、サンプル台固定用ステージ３１の四隅に設けられた個々のチャート３２からの反射光の強度変化を見ながら、サンプル台４の四隅の高さを独立に合わせることが可能になり、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離のより正確な調整が可能になる。
　以上のごとく、本実施の形態においては、上記サンプル台４の周囲を固定するサンプル台固定用ステージ３１の裏面(サンプル台４側の面)の四隅に、同一のチャート３２を配置している。そして、各チャート３２の表面には、図４(b),図４(c)に示すように、白で表記した反射率の高いストライプ部分３３aと黒で表記した反射率の低いストライプ部分３３bとで成るラインペアが、対物レンズ１７で形成される最小スポット径の２倍以下の周期で配列されたパターン３２aを形成している。
　そして、図５に示すように、上記走査モジュール９によって、サンプル台固定用ステージ３１の四隅に配置されたチャート３２を走査することにより、対物レンズ１７によって形成される集光スポットの径に応じて、つまり対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離に応じて、図６～図８に示すような、パターン３２aの反射率周期に対応して変化する反射光強度曲線が得られる。
　そこで、上記サンプル台固定用ステージ３１の四隅に配置された４つのチャート３２の夫々について、図６(b),図７(b)および図８(b)に示す反射光強度曲線の振幅が最大となるように、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離を設定することによって、二次元面内全域において検出面と対物レンズ１７の焦点面(つまり、二次元走査時に光源１８からの照射光の焦点が形成する面である焦点面)とを最適位置に合わせることができるのである。
　また、上記サンプル台固定用ステージ３１を支持する支持体３４に上記調整機構を設けて、サンプル台固定用ステージ３１の四隅に設けられた４つのチャート３２夫々の反射光の強度分布を見ながら、サンプル台４の四隅の高さを独立に合わせるようにすれば、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離のより正確な調整が可能になる。
　また、上記チャート３２を、サンプル台固定用ステージ３１の凹部３１aとサンプル台４とで形成される空間内に収納して内蔵するようにしている。したがって、チャート３２の劣化や、ゴミ等の付着による反射率の低減を、抑制することが可能になる。
　尚、本実施の形態においては、図６(b),図７(b)および図８(b)における反射光強度曲線の振幅のみならず、反射光強度の平均値や反射光強度曲線のピーク値の平均値等に基づいてチャート３２からの反射光の光量を検出することによって、光源１８の光量の調整や、経時変化による光源１８の消耗程度の判断を行うことができる。
　・第２実施の形態
　本実施の形態は、上記第１実施の形態とは異なるチャートに関する。ここで、上記チャート以外の構成は、上記第１実施の形態の場合と全く同様であるので、上記第１実施の形態の場合と同じ番号を用いる。
　図９には、本実施の形態におけるチャート３５のパターンを示す。尚、本実施の形態においては、一つのチャート３５に異なる二つのパターン３５a,３５bを形成する。そのうち、パターン３５aは、上記第１実施の形態のチャート３２におけるパターン３２aと全く同じである。また、パターン３５bは、パターン３５aよりも白のストライプ部分と黒のストライプ部分との幅および間隔(配列周期)が大きくなっている。
　図９の場合には、上記パターン３５bは、反射率が異なるストライプ部分の面積の比率が異なるようになっている。例えば、図９(a)において、パターン３５bでは反射率の低い部分(黒のストライプ部分)３６bは反射率の高い部分(白のストライプ部分)３６aよりも面積が狭く(つまり幅が狭く)設定されている。但し、個々の黒のストライプ部分３６bの幅は、最少スポット径よりも十分広く設定されている。
　尚、上記白のストライプ部分３６aと黒のストライプ部分３６bとの面積(幅)の割合は、上述と反対であっても、同じであっても差し支えない。
　上記構成を有するチャート３５のパターン３５bを走査モジュール９で走査した場合には、理想的には図１０(a)に示すような画像が得られる。
　ところで、上述したように、上記走査モジュール９は、ガイドシャフト１３a,１３bによって案内されて、上記走査機構によって上記第２走査方向に往復動するようになっている。したがって、２本のガイドシャフト１３a,１３bに案内されて高速走査する走査モジュール９には、軸受(図示せず)のがた付きや、ガイドシャフト１３a,１３bの平行度および水平度の影響や、上記走査機構による牽引位置と走査モジュール９の重心位置とのずれ等に起因して、往路と復路とでｙ‐ｚ面(垂直面)内で回転による姿勢変化が生ずる。
　このような、往路と復路とにおける上記走査モジュール９のｙ‐ｚ面(垂直面)内での回転による姿勢(チルト)変化は、対物レンズ１７から出射された励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれ(走査位置のずれ)となって現れる。
　このような上記スポットの上記第２走査方向への位置ずれは、チャート３５におけるパターン３５aの画像において、白黒のストライプの上記第２走査方向への規則的な位置ずれとして現れる。この位置ずれは、リニアスケールでの読取位置と上記励起光のスポット位置とが異なることに起因する。そこで、ＰＣ５によって、上記ストライプ画像の位置ずれ量を検出することにより、走査モジュール９の往復路での姿勢変化に起因するサンプル１６の蛍光画像の位置ずれを補正するのである。
　ここで、上記パターン３５aにおける白のストライプ部分および黒のストライプ部分の幅は、上記第１実施の形態のパターン３２aと同様に上記励起光スポット径以下である。そのため、上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれ量が、上記ストライプ部分の幅を超える場合が生ずる。その場合、１本の黒のストライプ部分における位置ずれの箇所が隣接する黒のストライプ部分の位置に掛かるため、パターン３５aの画像から上記位置ずれ量を検出するのが容易ではなくなる。
　そこで、本実施の形態においては、図９(a)に示すように、反射率の高い白のストライプ部分３６aおよび反射率の低い黒のストライプ部分３６bの幅が、上記励起光の最小スポット幅よりも十分に広く設定された、パターン３５bを形成している。
　こうすることによって、１０(a)に示すように、白の帯域３７と黒の帯域３８との幅が上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれ量に比して十分に広いストライプ画像が得られる。したがって、走査モジュール９が上記第２走査方向に往復動する際に、上記励起光のスポットが上記第２走査方向へパターン３５aの上記ストライプ部分の幅を超えて位置ずれを起こしたとしても、検出器２７で検出されたデータからＰＣ５によって生成されるパターン３５bのストライプ画像は、図１０(b)に示すように１本の黒の帯域３８における位置ずれの箇所が隣接する黒の帯域３８の位置に掛かることがなく、上記位置ずれ量を容易に検出可能な画像となるのである。
　また、上記白のストライプ部分３６aの面積(幅)が黒のストライプ部分３６bの面積(幅)よりも大きく設定されている。その結果、図１０(b)に示すように、白の帯域３７の方が黒の帯域３８よりも十分に広く、上記スポットの位置ずれに起因する黒の帯域３８の凹凸が明確に現れることになる。
　したがって、上記ＰＣ５によって、図１０bに示すストライプ画像から上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれ量を算出し、サンプル１６の蛍光画像を生成する際に、走査モジュール９の往路の画像あるいは復路の画像にオフセットを付与することによって、図１０(a)に示すような位置ずれのない蛍光画像を得ることができるのである。
　以上のごとく、本実施の形態においては、上記サンプル台固定用ステージ３１の裏面の四隅に配置する各チャート３５に、パターン３５aとパターン３５bとの二つのパターンを形成する。ここで、パターン３５aは、反射率の高い白のストライプ部分の面積(幅)が反射率の低い黒のストライプ部分の面積(幅)に略等しく、且つ上記ラインペアの配列周期が対物レンズ１７で形成される最小スポット径の２倍以下のパターン(上記第１実施の形態のパターン３２aと全く同じパターン)である。また、パターン３５bは、両ストライプ部分３６a,３６bの幅および間隔(配列周期)が上記最小スポット径よりも十分に大きく、且つ白のストライプ部分３６aの面積(幅)が黒のストライプ部分３６bの面積(幅)よりも大きいパターンである。
　そして、上記第１実施の形態の場合と同様に、上記走査モジュール９によって、サンプル台固定用ステージ３１の四隅に配置されたチャート３５のパターン３５aを走査することにより、得られる反射光強度の曲線の振幅が最大となるように、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離を設定することができる。したがって、二次元面内全域において検出面と対物レンズ１７の焦点面(光源１８からの照射光の焦点面)とを最適位置に合わせることができる。
　さらに、上記パターン３５bを走査することにより、ＰＣ５によって、検出器２７からの検出信号に基づいて、１０(b)に示すように、白の帯域３７と黒の帯域３８との幅が、走査モジュール９の上記第２走査方向への往復動に伴って生ずる上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれの量に比して十分に広いストライプ画像を生成するようにしている。
　したがって、上記走査モジュール９の上記第２走査方向への往路と復路とでの姿勢変化によって、白の帯域３７と黒の帯域３８とのストライプ画像において、白黒の帯域３７,３８の上記第２走査方向への規則的な位置ずれが生じた場合には、ＰＣ５によって、位置ずれが生じたストライプ画像から上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれ量を算出する。そして、サンプル１６の蛍光画像を生成する際に、走査モジュール９の往路の画像あるいは復路の画像に、上記算出した位置ずれ量によって補正を行うことができる。したがって、位置ずれのない蛍光画像を得ることが可能になる。
　このように、本実施の形態によれば、上記パターン３５aとパターン３５bとの二つのパターンが形成されたチャート３５を用いることによって、対物レンズ１７からの励起光のスポット径に基づくサンプル台固定用ステージ３１の高さ調整と、走査モジュール９のチルトに起因する往路と復路とでの上記ストライプ画像のずれに基づく蛍光画像のずれの補正とを行うことができるのである。
　尚、本実施の形態においては、上記パターン３５bの両ストライプ部分３６a,３６bの幅および間隔(配列周期)を、上記最小スポット径よりも十分に大きく設定している。しかしながら、両ストライプ部分３６a,３６bの幅および間隔(配列周期)は上記最小スポット径よりも大きければ、差し支えない。
　また、本実施の形態においては、一つのチャート３５に二つのパターン３５a,３５bを形成している。しかしながら、パターン３５bのみを形成しても、サンプル台固定用ステージ３１の高さ調整と、走査モジュール９における往復時のチルトに起因する蛍光画像のずれの補正とを行うことは可能である。但し、その場合は、サンプル台固定用ステージ３１の高さ調整の際に用いる反射光強度曲線の周期が著しく長くなると共に、波数も少なくなるために、曲線の振幅の計測が不正確になるので、あまり望ましくはない。
　・第３実施の形態
　本実施の形態は、上記第１実施の形態および上記第２実施の形態とは異なるチャートに関する。ここで、上記チャート以外の構成は、上記第１実施の形態の場合と全く同様であるので、上記第１実施の形態の場合と同じ番号を用いる。
　図１１は、本実施の形態におけるサンプル台４の構成を示す。尚、図１１(a)は、上記第１実施の形態における図４と同様に、側壁を取り除いた状態の本体２を示す。尚、図１１(a)においても、走査ステージ６は省略している。
　上記サンプル台４は、上記第１実施の形態の場合と同様のサンプル台固定用ステージ３１に取り付け固定されている。そして、サンプル台固定用ステージ３１における裏面(サンプル台４側の面)の四隅には、上記第１実施の形態の場合と同じ構成のチャート３２が配置されている。
　したがって、上記走査モジュール９によって、サンプル台固定用ステージ３１の四隅に配置されたチャート３２のパターン３２a(図４参照)を走査することによって、得られる反射光強度の曲線の振幅が最大となるように、対物レンズ１７からサンプル１６の検出面までの距離を設定することができる。したがって、二次元面内全域において検出面と対物レンズ１７の焦点面(光源１８からの照射光の焦点面)とを最適位置に合わせることができる。
　また、本実施の形態においては、上記サンプル台固定用ステージ３１の上記第２走査方向に延在する一辺における走査範囲内に、チャート４１が設けられている。このチャート４１には、反射率の低い黒ストライプ部分４２と反射率の高い白ストライプ部分４３とで成るラインペアが、上記第２実施の形態における図９(a)のパターン３５bと同様の幅と周期とで配列されたパターン４１aが形成されている。したがって、図１０に示すように、白の帯域と黒の帯域との幅が、走査モジュール９の上記第２走査方向への往復動に伴って生ずる上記励起光のスポットの上記第２走査方向への位置ずれの量に比して十分に広いストライプ画像を生成することができる。
　したがって、上記走査モジュール９によってサンプル台固定用ステージ３１の上記一辺に設けられたチャート４１のパターン４１aを走査することによって、上記第２走査方向への走査モジュール９のチルトに起因する上記ストライプ画像のずれ量の上記第２走査方向への局所的な変動を検知することができる。
　すなわち、本実施の形態によれば、上記蛍光画像の上記第２走査方向へのずれ量に位置による局所的な変動がある場合でも、上記検知した上記ストライプ画像のずれ量の局所的な変動に基づいて上記蛍光画像の上記第２走査方向への各箇所でのずれを正しく補正することができる。したがって、より精度の高い蛍光画像を得ることができるのである。
　ここで、上記チャート４１も、上記チャート３２の場合と同様に、サンプル台固定用ステージ３１における上記一辺の裏面に形成された凹部(図示せず)中に収められている。
　尚、上記各実施の形態においては、反射率が高いストライプ部分を「白」のストライプ部分３３a,３６a,４３で構成し、反射率が低いストライプ部分を「黒」のストライプ部分３３b,３６b,４２で構成している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものでは無く、反射率の高低を、表面の物理的形状の変化や、反射率の異なる物質の貼り付けや、光吸収率の異なる樹脂の塗布等によって実現しても差し支えない。
　また、上記各実施の形態においては、上記白のストライプ部分３３a,３６aと黒のストライプ部分３３b,３６bとの配列方向およびチャート４１の延在方向を、上記第２走査方向としている。しかしながら、上記第１走査方向であっても差し支えない。その場合、走査モジュール９が白のストライプ部分３３aと黒のストライプ部分３３bとを上記第１走査方向に走査することによって、図６～図８と同様の反射光強度が得られる。したがって、この反射光強度曲線の振幅に基づいて、検出面と「対物レンズ１７の焦点面および光源１８からの照射光の焦点面」とを最適位置に合わせることができ。また、上記白のストライプ部分３６aと黒のストライプ部分３６bとを上記第１走査方向に走査することによって、図１０と同様のストライプ画像が得られる。したがって、走査モジュール９の上記第１走査方向への往路と復路とでの姿勢変化による上記励起光のスポットの上記第１走査方向への位置ずれ量を、ＰＣ５によって、上記ストライプ画像から算出することができる。
　また、延在方向が上記第１走査方向であるチャート４１を上記第１走査方向に走査することによって、上記第１走査方向への走査モジュール９のチルトに起因する上記ストライプ画像のずれ量の上記第１走査方向への局所的な変動を検知することができる。
　さらに、上記白のストライプ部分と黒のストライプ部分との配列方向が上記第１走査方向である第１チャートと上記配列方向が上記第２走査方向である第２チャートとを、夫々サンプル台固定用ステージ３１の四隅に配置しても差し支えない。同様に、走査モジュール９のチルトに起因する上記ストライプ画像のずれ量の局所的な変動を検知するためのチャートを、上記第１走査方向と上記第２走査方向との両方向に延在させて配置しても差し支えない。
　また、上記各実施の形態においては、上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aが形成されたチャート３２,３５,４１を、パターン３２a,３５a,３５b,４１aの形成面がサンプル台４に対向するように、上記形成面をサンプル台４に密着させてサンプル台固定用ステージ３１に配置している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、サンプル台４におけるサンプル１６のセット面に、パターン３２a,３５a,３５b,４１aを直接形成しても差し支えない。
　また、上記各実施の形態においては、上記サンプル１６として蛍光物質によって標識された転写支持体をセットし、上記励起光の照射に起因してサンプル１６から発せられた蛍光を検出する場合を例示したが、この発明はこれに限定するものではない。例えば、輝尽性蛍光体によって標識された蓄積性蛍光体シートからの輝尽光を検出する場合等にも適用できる。また、上記蛍光以外に、反射・散乱光である場合も含まれる。すなわち、反射吸収物質で標識された生体由来物質が分布する転写支持体をサンプル１６とした場合には、上記励起光の照射に起因して、上記反射吸収物質で標識されたサンプル１６からは上記励起光と同じ波長の強い強度の光(反射・散乱光)が発せられる。
　以上のごとく、この発明の画像情報読取装置は、
　画像情報の読取対象物１６が載置される平面状のサンプルステージ４,３１と、
　上記サンプルステージ４,３１に略平行な平面内において第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との二次元走査を行って、上記サンプルステージ４,３１に配置された上記読取対象物１６からの光を検出する走査モジュール９と、
　上記サンプルステージ４,３１における上記二次元走査の領域内に互いに離間して複数配置されると共に、反射率が上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に周期的に変動するパターン３２a,３５a,３５b,４１aと、
　上記走査モジュール９によって上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aを上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に走査した場合に検出される上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aからの光に基づいて、上記二次元走査の走査面と上記読取対象物１６の検出面との最適位置と、上記走査モジュール９における上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量との、少なくとも何れかを検出する検出部５,２７と
を備え、
　上記走査モジュール９は、上記読取対象物１６および上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aに光を照射する光源１８と、上記光の照射に基づいて上記読取対象物１６および上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aから発せられた光を検出する対物レンズ１７を含む検出光学系とを含み、
　上記検出部５,２７は、上記検出光学系によって検出された上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aからの光に基づいて上記最適位置および上記走査位置のずれ傾き量を検出する
ことを特徴としている。
　上記構成によれば、上記検出部５,２７によって、上記走査モジュール９が上記サンプルステージ４,３１のパターン３２a,３５a,３５b,４１aを走査した場合の検出光に基づいて、上記走査モジュール９の二次元走査の走査面と上記読取対象物１６の検出面との最適位置と、上記走査モジュール９における上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾き量との、少なくとも何れかを検出するようにしている。したがって、上記走査モジュール９の上記検出光学系を複雑化,大型化および重量増加させることなく、二次元面内全域において「上記読取対象物１６の検出面」と「上記光源１８からの照射光の焦点面および上記対物レンズ１７の焦点面」とを最適位置に合わせて、画像斑を低減して高精細な読取画像を形成することができる。
　さらに、上記読取対象物１６の画像を生成する際に、上記走査モジュール９の往路の画像あるいは復路の画像に、上記検出した上記走査モジュール９の傾き量に基づいて補正を行うことができる。したがって、位置ずれのない画像を得ることが可能になる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aには上記最適位置検出用の第１パターン３２a,３５aと上記走査位置のずれ量検出用の第２パターン３５b,４１aとの２つのパターンが含まれ、上記サンプルステージ４,３１には、上記２つのパターンのうちの少なくとも何れかが配置されている。
　この実施の形態によれば、上記最適位置検出用の第１パターン３２a,３５aと上記走査位置のずれ量検出用の第２パターン３５b,４１aとの２つのパターンを有している。したがって、上記第１パターン３２a,３５aを走査することによって、上記二次元走査の走査面(上記光源１８の照射光および上記対物レンズ１７の焦点面)と上記読取対象物の検出面との最適位置を検出ことができる。さらに、上記第２パターン３５b,４１aを走査することによって、上記走査モジュール９における上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量を検出ことができる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第１パターン３２a,３５aは、
　上記光源１８から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、第１反射率を有して、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分３３aと、
　上記光源１８から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分３３bと
を含み、
　上記第１ストライプ部分３３aと上記第２ストライプ部分３３bとは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている。
　この実施の形態によれば、上記第１パターン３２a,３５aの第１ストライプ部分３３aと第２ストライプ部分３３bとは、上記光源１８から照射される光の最小スポット径以下の幅を有している。したがって、上記第１パターン３２a,３５aを上記走査モジュール９によって走査した場合に、上記検出部５,２７で検出される上記第１パターン３２a,３５aからの反射光強度の振幅は、上記光源１８から照射される光のスポット径が最小スポット径となる場合に最大幅となる。
　すなわち、上記第１パターン３２a,３５aからの反射光強度の振幅が最大幅を呈するように、上記走査モジュール９の二次元走査の走査面と上記読取対象物１６の検出面との位置を設定することによって、上記位置を最適位置に設定することができる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第２パターン３５b,４１aは、
　上記光源１８から照射される光が形成する最小スポット径よりも大きい幅を有すると共に、第１反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分３６a,４３と、
　上記光源１８から照射される光が形成する最小スポット径よりも大きい幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分３６b,４２と
を含み、
　上記第１ストライプ部分３６a,４３と上記第２ストライプ部分３６b,４２とは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている。
　上記走査モジュール９には、上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に走査する場合に、往路と復路とで垂直面内での回転による姿勢変化が生ずる。そのために、リニアスケールでの読取位置と上記光のスポット位置とが異なることに起因して、上記第２パターン３５b,４１aの画像において上記走査方向への規則的な位置ずれが生ずる。
　この実施の形態によれば、上記第２パターン３５b,４１aの第１ストライプ部分３６a,４３と第２ストライプ部分３６b,４２とは、上記光源１８から照射される光の最小スポット径より大きい幅を有している。したがって、上記第２パターン３５b,４１aを上記走査モジュール９によって走査した場合に得られる、上記第２パターン３５b,４１aのストライプ画像において、上記光のスポット位置のずれに起因して生ずる規則的な位置ずれの度合いが各帯域の幅を超えることがなく、上記位置ずれ量を容易に検出可能なストライプ画像を得ることができる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記第２パターン４１aは、上記サンプルステージ４,３１の上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に延在する一辺に沿って上記二次元走査の領域内に配置されている。
　この実施の形態によれば、上記第２パターン４１aが、上記走査モジュール９による上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への走査範囲の全域に亘って配置されている。したがって、上記走査モジュール９によって上記第２パターン４１aを走査することにより、上記走査モジュール９における上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量の局所的な変動を検出ことができる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記検出部５,２７による上記二次元走査の走査面と上記読取対象物１６の検出面との最適位置の検出結果に基づいて、上記二次元走査の走査面に対する上記サンプルステージ４,３１の傾きを調整する調整機構を備えている。
　この実施の形態によれば、上記サンプルステージ４,３１に配置された複数のパターン３２a,３５a夫々の走査による上記二次元走査の走査面と上記読取対象物１６の検出面との最適位置の検出結果に基づいて、上記サンプルステージ４,３１の傾きを調整することができる。したげって、二次元面内全域において上記読取対象物１６の検出面と上記照射光および対物レンズ１７の焦点面とを最適位置に合わせて画像斑を低減し、高精細な読取画像を形成することができる。
　また、一実施の形態の画像情報読取装置では、
　上記サンプルステージ４,３１は、上記読取対象物１６が載置される平面状の透明なサンプル台４と、一部が上記サンプル台の周囲上に積層されて上記サンプル台の周囲を固定するサンプル台固定用ステージ３１とを含み、
　上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aは、上記サンプル台固定用ステージ３１における上記サンプル台４との積層箇所に、上記サンプル台４に対向させて形成されている。
　この実施の形態によれば、上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aは上記サンプル台固定用ステージ３１と上記サンプル台４との間に形成されている。したがって、上記パターン３２a,３５a,３５b,４１aの劣化や、ゴミ等の付着による反射率の低減を、抑制することが可能になる。
　１…画像情報読取装置、
　４…サンプル台、
　５…ＰＣ、
　６…走査ステージ、
　９…走査モジュール、
１６…サンプル、
１７…対物レンズ、
１８…光源、
２７…検出器、
３１…サンプル台固定用ステージ、
３２,３５,４１…チャート、
３２a,３５a,３５b,４１a…パターン、
３３a,３６a,４３…白のストライプ部分、
３３b,３６b,４２…黒のストライプ部分、
３４…支持体、
３７…白の帯域、
３８…黒の帯域。

Claims (5)

  1. 　画像情報の読取対象物(１６)が載置される平面状のサンプルステージ(４,３１)と、
    　上記サンプルステージ(４,３１)に略平行な平面内において第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との二次元走査を行って、上記サンプルステージ(４,３１)に配置された上記読取対象物(１６)からの光を検出する走査モジュール(９)と、
    　上記サンプルステージ(４,３１)における上記二次元走査の領域内に互いに離間して複数配置されると共に、反射率が上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に周期的に変動するパターン(３２a,３５a,３５b,４１a)と、
    　上記走査モジュール(９)によって上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)を上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に走査した場合に検出される上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)からの光に基づいて、上記二次元走査の走査面と上記読取対象物(１６)の検出面との最適位置と、上記走査モジュール(９)における上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向への往復動時の傾きに起因する走査位置のずれ量との、少なくとも何れかを検出する検出部(５,２７)と
    を備え、
    　上記走査モジュール(９)は、上記読取対象物(１６)および上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)に光を照射する光源(１８)と、上記光の照射に基づいて上記読取対象物(１６)および上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)から発せられた光を検出する対物レンズ(１７)を含む検出光学系とを含み、
    　上記検出部(５,２７)は、上記検出光学系によって検出された上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)からの光に基づいて上記最適位置および上記走査位置のずれ量を検出する
    ことを特徴とする画像情報読取装置。
  2. 　請求項１に記載の画像情報読取装置において、
    　上記パターン(３２a,３５a,３５b,４１a)には上記最適位置検出用の第１パターン(３２a,３５a)と上記走査位置のずれ量検出用の第２パターン(３５b,４１a)との２つのパターンが含まれ、上記サンプルステージ(４,３１)には、上記２つのパターンのうちの少なくとも何れかが配置されている
    ことを特徴とする画像情報読取装置。
  3. 　請求項２に記載の画像情報読取装置において、
    　上記第１パターン(３２a,３５a)は、
    　上記光源(１８)から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、第１反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分(３３a)と、
    　上記光源(１８)から照射される光が形成する最小スポット径以下の幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分(３３b)と
    を含み、
    　上記第１ストライプ部分(３３a)と上記第２ストライプ部分(３３b)とは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている
    ことを特徴とする画像情報読取装置。
  4. 　請求項２に記載の画像情報読取装置において、
    　上記第２パターン(３５b,４１a)は、
    　上記光源(１８)から照射される光が形成する最小スポット径より大きい幅を有すると共に、第１反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第１ストライプ部分(３６a,４３)と、
    　上記光源(１８)から照射される光が形成する最小スポット径より大きい幅を有すると共に、上記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、上記反射率の変動方向と略直交する方向に延在する第２ストライプ部分(３６b,４２)と
    を含み、
    　上記第１ストライプ部分(３６a,４３)と上記第２ストライプ部分(３６b,４２)とは、上記反射率の変動方向に交互に配列されている
    ことを特徴とする画像情報読取装置。
  5. 　請求項４に記載の画像情報読取装置において、
    　上記第２パターン(４１a)は、上記サンプルステージ(４,３１)の上記第１走査方向あるいは上記第２走査方向に延在する一辺に沿って上記二次元走査の領域内に配置されている
    ことを特徴とする画像情報読取装置。
PCT/JP2013/072387 2012-12-26 2013-08-22 画像情報読取装置 WO2014103423A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012283298A JP2014126452A (ja) 2012-12-26 2012-12-26 画像情報読取装置
JP2012-283298 2012-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014103423A1 true WO2014103423A1 (ja) 2014-07-03

Family

ID=51020528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/072387 WO2014103423A1 (ja) 2012-12-26 2013-08-22 画像情報読取装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014126452A (ja)
WO (1) WO2014103423A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0242866A (ja) * 1988-08-02 1990-02-13 Minolta Camera Co Ltd 読取装置
JPH04152365A (ja) * 1990-10-16 1992-05-26 Konica Corp 画像形成装置
JP2002101269A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線画像情報読取装置
JP2002168786A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd スキャナにおけるジッターの防止方法およびジッターの発生を防止可能なスキャナ
JP2003527558A (ja) * 1998-04-21 2003-09-16 バイオ−ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッド マイクロプレート走査読取りヘッド

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0242866A (ja) * 1988-08-02 1990-02-13 Minolta Camera Co Ltd 読取装置
JPH04152365A (ja) * 1990-10-16 1992-05-26 Konica Corp 画像形成装置
JP2003527558A (ja) * 1998-04-21 2003-09-16 バイオ−ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッド マイクロプレート走査読取りヘッド
JP2002101269A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線画像情報読取装置
JP2002168786A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd スキャナにおけるジッターの防止方法およびジッターの発生を防止可能なスキャナ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014126452A (ja) 2014-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10412311B2 (en) Focus adjustment for surface part inspection
EP2989588B1 (en) Scanning system
US4978860A (en) Optical system for a large depth-of-field bar code scanner
US7911670B2 (en) Fluorescence-based scanning imaging device
US20130155500A1 (en) Laser scan confocal microscope
JP6058977B2 (ja) 蛍光検出装置
CN1666084A (zh) 激光校准仪
US20070188825A1 (en) Image reading apparatus
JP2006292728A (ja) 光電式エンコーダ
JP5575159B2 (ja) 蛍光情報読み取り装置および蛍光情報読み取り方法
WO2013140924A1 (ja) 光学ユニット、蛍光検出装置、および、蛍光検出方法
US8111407B2 (en) Displacement sensor
JP3885088B2 (ja) イメージセンサーユニット及び画像読取装置
CN106556570A (zh) 用于对表面的三维红外成像的装置和方法
WO2014103423A1 (ja) 画像情報読取装置
US7576349B2 (en) Radiation image readout apparatus
JP2016186424A (ja) 情報取得装置及び固定具
US11402270B2 (en) Spectral measurement device and spectral measurement method
WO2022145391A1 (ja) 走査型共焦点顕微鏡および走査型共焦点顕微鏡の調整方法
JP2014066687A (ja) 蛍光検出装置
JP2660613B2 (ja) 共焦点走査型顕微鏡
JP5899038B2 (ja) 蛍光検出装置および蛍光検出方法
WO2006104608A1 (en) Linear illumination using cylindrical elliptical reflective surface
JP2019074542A (ja) 取得装置
JP5934585B2 (ja) 蛍光検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13869094

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13869094

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1