(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタル病理学に関し、利用可能な撮像放射線の使用を増強する。【解決手段】デジタル病理学スキャナー１０は、放射線装置１２、サンプル受容デバイス１４、光学装置１６、及びセンサユニット１８を有する。放射線装置は、サンプル受容デバイスに受けられたサンプルを放射する電磁放射２２を提供するソース２０を有し、光学装置は、サンプル受容デバイスとセンサユニットの間にレンズ２４とフィルタ２６の少なくとも１つを有し、センサユニットは、放射されたサンプルの画像データを提供する。更に、ソースとサンプル受容デバイスの間に少なくとも１つのレンズアレイ３０を有するレンズアレイ装置２８が提供され、レンズアレイは、ソースからの電磁放射を変調する複数の線形シリンドリカルレンズ３２を含む。その結果、対象平面において、強化された放射線の複数の第１の部分と、弱い放射線の複数の第２の部分を備える放射線分布パターンが生成される。【選択図】図１
2020129118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル病理学スキャナーであって、
放射線装置と、
サンプル受容デバイスと、
光学装置と、
センサユニットとを有し、
前記放射線装置が、サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを放射する電磁放射を提供するソースを有し、
前記光学装置は、前記サンプル受容デバイスと前記センサユニットとの間に配置されるレンズ及びフィルタのグループの少なくとも１つを有し、
前記センサユニットが、前記放射されたサンプルの画像データを提供するよう構成され、
前記ソースと前記サンプル受容デバイスとの間に配置される少なくとも１つのレンズアレイを含むレンズアレイ装置が提供され、前記少なくとも１つのレンズアレイは、前記ソースからの前記電磁放射を変調する複数の線形シリンドリカルレンズを含み、対象平面において、増強された放射線の複数の第１の部分と弱放射線の複数の第２の部分とを備える放射線分布パターンが生成される、デジタル病理学スキャナー。
【請求項２】
線形シリンドリカルレンズは、互いに隣接して配置され、前記ソースからの電磁放射の連続的な変調を提供する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項３】
前記放射線装置が、光源を備える照明ユニットを有し、前記レンズアレイ装置は、前記光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、前記光源からの光を変調する照明レンズアレイを有し、増強された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成される、請求項１又は２に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項４】
前記光学装置が、明視野モードスキャンに関する透過照明モードのために構成され、前記透過照明モードでは、前記照明ユニットからの光は、サンプル受容デバイスに保持されるサンプルを通して透過され、その後直接センサユニットに向かって透過される、請求項３に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項５】
前記放射装置が、励起光源と、前記励起光源の前の励起フィルタとを備える蛍光励起ユニットを有し、
前記レンズアレイ装置は、前記励起光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、前記励起光源からの励起光を変調する励起レンズアレイを有し、増強された励起光の複数の第１の部分と弱い励起光の複数の第２の部分とを持つ励起分布パターンが生成される、請求項１乃至４のいずれかに記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項６】
前記光学装置が、蛍光モードスキャンに関する反射照明モードのために構成され、前記反射照明モードでは、前記蛍光励起ユニットからの励起光が、サンプルに向かって送出され、前記反射照明モードでは、生成された蛍光放射が集められ、かつ前記光学装置により前記センサユニットに向けて送出され、前記サンプルに照射された励起光と、前記照射されたサンプルから収集された前記生成された蛍光放射線とが、前記サンプル受容デバイスの同じ側にある、請求項５に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項７】
前記センサユニットが、線形光活性領域の複数の第１の部分と、その間にある光不活性領域の複数の第２の部分のセンサパターンとを持つセンサを有し、
複数の線形シリンドリカルレンズの数は、複数の線形光活性領域の数に一致する、請求項１乃至６のいずれかに記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項８】
線形光活性領域が、１つ又は複数の画素ラインを有し、これらの画素ラインは、時間遅延及び積分モードで機能する、請求項７に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項９】
前記センサパターンが、１：１よりも小さい前記光活性領域と前記光不活性領域との比を具備する、請求項７又は８に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項１０】
前記光不活性領域に対する前記光活性領域の比が、４：１３である、請求項９に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項１１】
対象平面における前記放射線分布パターン又は前記照明分布パターン又は前記励起分布パターンが、前記センサパターンに対応する、請求項７乃至１０の任意の一項に記載のデジタル病理学スキャナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル病理学に関し、特に、デジタル病理学スキャナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば病院の臨床決定支援システムに病理画像を統合するため、病理スライドが、デジタル形式で利用可能にされる。従って、これはデジタル病理学と呼ばれる。病理学スライドは通常、画像をデジタル形式で更に検査できるようにするため、この目的のために提供されるデジタル病理学スキャナーによりスキャンされる。画像を取得できるようにするため、病理学スライドは照らされる必要がある。ＷＯ２０１１／０８０６７０号は、デジタル病理学のためのデジタルスキャナにおける顕微鏡検査のためのセンサを記載する。照明の質は、要求の厳しいトピックであることが示される。スキャンのため、プレビュー目的の低解像度スキャンが提供され、実際の画像取得のためには高解像度スキャンが提供されることができる。プレビューは例えば、関心領域を特定するために提供される。高解像度スキャンは、利用可能な光の制限により主に決定される速度で、高解像度で関心領域をスキャンするために提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光源からの利用可能な光の効率的な使用は、高いスキャン速度の中心的な側面であることが示される。
【０００４】
従って、利用可能な撮像放射線の使用を増強したデジタル病理学スキャナーを提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立請求項の主題により解決される。更なる実施形態は、従属項に含まれる。
【０００６】
本発明によれば、放射線装置と、サンプル受容デバイスと、光学装置と、センサユニットとを有するデジタル病理学スキャナーが提供される。上記放射線装置が、サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを放射する電磁放射を提供するソースを有する。上記光学装置は、上記サンプル受容デバイスと上記センサユニットとの間に配置されるレンズ及びフィルタのグループの少なくとも１つを有する。上記センサユニットが、上記放射されたサンプルの画像データを提供するよう構成される。上記ソースと上記サンプル受容デバイスとの間に配置された少なくとも１つのレンズアレイを有するレンズアレイ装置が提供される。上記少なくとも１つのレンズアレイは、上記ソースからの上記電磁放射を変調する複数の線形シリンドリカルレンズを含み、その結果、対象平面において、増強された放射線の複数の第１の部分と弱放射線の複数の第２の部分とを備える放射線分布パターンが生成される。
【０００７】
上述したレンズアレイ装置を提供することにより、提供される放射の集中が実現され、従って、照明目的のために提供された放射を効率的に使用することができる。強化された放射部分では、より多くの放射、例えば光が、レンズアレイ装置を使用しない場合よりも提供される。こうして、提供される強化された放射部分の形態における光（照明）の集中が、光（照明）のより効率的な使用を可能にし、従って、高いスキャン速度をサポートする。
【０００８】
一例では、２つ又はこれ以上、例えば４、５、６、７、８、９、１０又はこれ以上のレンズアレイがスキャナーに提供される。
【０００９】
一例によれば、線形シリンドリカルレンズは、互いに隣接して配置され、ソースからの電磁放射線の連続変調を提供する。
【００１０】
これは、すべての放射線、例えばソースにより提供されるすべての光の最適な使用を可能にする。
【００１１】
一例によれば、放射装置は、ソースを備える照明ユニットを有する。上記レンズアレイ装置は、上記ソースと上記サンプル受容デバイスとの間に配置され、上記ソースからの光を変調する照明レンズアレイを有し、増強された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成される。
【００１２】
これは、照明光が、例えば透過的な態様で、サンプルをスキャンするためにサンプルに供給されることができることを提供する。
【００１３】
一例によれば、光学装置は、明視野モードスキャンに関する透過照明モードのために構成され、上記透過照明モードでは、上記照明ユニットからの光は、直接センサユニットに向かって透過される。
【００１４】
一例によれば、放射装置は、励起光源と、励起光源の前の励起フィルタとを備える蛍光励起ユニットを有する。上記レンズアレイ装置は、上記励起光源と上記サンプル受容デバイスとの間に配置され、上記励起光源からの励起光を変調する励起レンズアレイを有し、増強された励起光の複数の第１の部分と弱い励起光の複数の第２の部分とを持つ励起分布パターンが生成される。
【００１５】
従って、サンプルは、蛍光画像情報を提供するという点で画像化されることもできる。
【００１６】
一例によれば、上記光学装置が、蛍光モードスキャンに関する反射照明モードのために構成され、上記反射照明モードでは、上記蛍光励起ユニットからの光が、サンプルに向かって送出され、上記反射照明モードでは、生成された蛍光放射が集められ、上記センサユニットに向けて送出される。
【００１７】
一例では、照明レンズアレイを備える照射ユニットと、励起レンズアレイを備える蛍光励起ユニットとを提供することにより、透過照明モードと蛍光モードとの両方のモードが提供される。
【００１８】
一例によれば、上記センサユニットが、線形光活性領域の複数の第１の部分、及びその間にある光不活性領域の複数の第２の部分のセンサパターンを持つセンサを有する。複数の線形シリンドリカルレンズの数は、複数の線形光活性領域の数に一致する。
【００１９】
これは、光源により提供される光の効率的な使用を可能にし、効率が大幅に増加され、より高速なスキャンを可能にする。
【００２０】
一例によれば、１つの線形光活性領域は、１つ又は複数の画素ラインを有し、例えば１つの線形光活性領域は、４つの画素ラインを有することができる。線形光活性領域のこれらの画素ラインは、時間遅延及び積分モード（ＴＤＩモード）で動作する。これは、時間遅延及び積分スキャンとも呼ばれ、感度を高めることができる。
【００２１】
一例によれば、センサパターンは、１：１より小さい光不活性領域に対する光活性領域の比を具備し、例えば４：１３の比を持つ。
【００２２】
一例によれば、対象平面における放射線分布パターン又は照明分布パターン又は励起分布パターンは、センサパターンに対応する。
【００２３】
別の例では、対象平面における放射線分布パターン、照明分布パターン、及び励起分布パターンの２つ又はこれ以上が、センサパターンに対応する。
【００２４】
１つの側面によれば、対象平面における増強された領域を提供するため、既に対象平面にある電磁放射線、即ち光を変調するためにレンズアレイが提供され、これは、これらの領域を少なくとも参照することにより、光のより効率的な使用を可能にし、従ってより速いスキャン速度を可能にする。レンズアレイの提供と、対象平面における強化された部分の分布は、個別の画像データを提供するセンサセグメントの個別のパターンとマッチすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】デジタル病理学スキャナーの例の概略的なセットアップを示す図である。
【図２】図１のスキャナーに使用されるレンズアレイの断面を示す図である。
【図３】図２のレンズアレイの上面表示を示す図である。
【図４】図２のレンズアレイによりもたらされる光分布パターンを示す図である。
【図５】更なるオプションを持つデジタル病理学スキャナーの更なる例のセットアップを示す図である。
【図６】図１のスキャナーの対象平面を横切る光分布パターンを示す図である。
【図７】図１のスキャナーに使用されるセンサユニットの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明のこれら及び他の側面は、本書において述べられる実施形態から明らかとなり、及び実施形態を参照して説明されることになる。
【００２７】
本発明の例示的な実施形態が、以下の図面を参照して以下に説明される。
【００２８】
図１は、デジタル病理学スキャナー１０の図を示す。図１はまた、例として提供されるオプションを示すが、以下に説明されるデジタル病理学スキャナー１０には必須ではない点に留意されたい。
【００２９】
デジタル病理学スキャナー１０は、放射装置１２と、サンプル受容デバイス１４と、光学装置１６とを有する。更にセンサユニット１８が提供される。
【００３０】
放射装置１２は、サンプル受容デバイス１４により受けられるサンプルを放射する電磁放射２２を提供するソース２０を有する。光学装置１６は、サンプル受容デバイス１４とセンサユニット１８との間に配置されたレンズ２４及びフィルタ２６のグループの少なくとも１つを有する。センサユニット１８は、放射されたサンプルの画像データを提供するよう構成される。更に、ソース２０とサンプル受容デバイス１４との間に配置された少なくとも１つのレンズアレイ３０を有するレンズアレイ装置２８が提供される。少なくとも１つのレンズアレイ３０は、ソース２０からの電磁放射２２を変調する複数の線形シリンドリカルレンズ３２を有する。その結果、対象平面（図示省略）、即ち対象が配置される平面において、強化された放射線の複数の第１の部分と弱い放射線の複数の第２の部分とを備える放射線分布パターン（以下も参照）が生成される。
【００３１】
レンズアレイ装置は、放射線、即ちスキャンに使用される光の特定の領域への集中を提供し、これらの領域における改善されたスキャンを可能にする。これは、効率性を向上させ、例えば、より高速なスキャンを可能にする。
【００３２】
以下において、ソース２０の構成に関するより詳細な例も提供される点に留意されたい。
【００３３】
図２には、少なくとも１つのレンズアレイ３０の詳細な断面が提供される。複数の線形シリンドリカルレンズ３２が示される。
【００３４】
図３には、少なくとも１つのレンズアレイ３０の上面図が示される。空の部分３３は、レンズアレイが、線形シリンドリカルレンズ３２の更なる線を持ち、サイズ及び比率において変化することができることを示す。即ち、レンズアレイ３０は、線形シリンドリカルレンズ３２のより多い又はより少ない線を持ち、シリンドリカルレンズ３２は、直線方向においてより長い又はより短い延在部を持つことができることを示す。
【００３５】
図３に続いて図４において、複数の線形シリンドリカルレンズ３２から生じる強度分布パターン３４が示される。示されるように、符号３８で示される弱い放射の複数の第２の部分に加えて、符号３６で示される増強された放射の第１の部分の交互のパターンが提供される。点線３５は、グラフが、レンズアレイに基づき更に変化することができることを示す。レンズアレイ装置２８は、対象平面における光分布の変更を提供する。対象平面は、サンプル平面とも呼ばれることができる。
【００３６】
電磁放射線は、例えば可視光として、又は例えば赤外線若しくは紫外線といった不可視光として提供されることができる。
【００３７】
「変調する」という用語は、放射線を集束させることとして参照されることもできる。
【００３８】
「デジタル病理学」という用語は、サンプル又はプローブからの情報をデジタルスライドの形態で提供することに関する。「サンプル」又は「プローブ」という用語は、画像化されるために提供される例に関する。例えば、プローブは、スライドの形態で提供される染色された組織である。画像は、組織又は体液又は他のサンプルのスライスからプローブとして取られ、画像はその後、デジタル形式で画像管理システムに提供される。取得された画像は、顕微鏡法により提供されるものと同様の病理画像（又は病理スライド）として提供される。こうして、デジタル顕微鏡法又はバーチャル顕微鏡法という用語が使用されることもできる。デジタルスライドは、コンピュータ環境におけるデータの表示、分析及び管理を可能にする。「デジタル病理学スキャナー」という用語は、デジタルスライドとして画像データを生成するため、プローブをスキャンするために提供されるデバイスに関する。プローブは、デジタル形式の画像データを取得するために照射及びスキャンされるよう、例えば準備された又は前処理されたプローブとして提供されることができる。多数のスライドの取得を容易にするのに適したスキャナーが提供されることができる。
【００３９】
「放射線装置」という用語は、実際のスキャンプロセス、例えばプリスキャン手順又はメインスキャン手順のため、光（人間の目に可視又は不可視）を提供するスキャナーの部分に関する。「放射線装置」は、撮像ユニットとして機能するセンサユニットにより個別の画像情報を検出できるようにプローブを照らす「照明ユニット」として提供されることができる。「照明ユニット」という用語は、更なる目的に関する光を生成するためのユニット又は要素に関する。
【００４０】
「対象平面」という用語は、スキャン手順の間にサンプルが配置される平面に関する。「対象平面」は、サンプル平面とも呼ばれる。対象平面は従って、撮像面とは異なる。なぜなら、センサユニットは、対象、即ちサンプル又はプローブと同じ面内に配置されないからである。
【００４１】
「サンプル受容デバイス」は、スキャン手順のためのサンプルを一時的に保持する手段に関する。一例では、サンプルホルダを受けるインサート又はレセプタクルが提供される。サンプルホルダは、スキャンされるサンプルを支持するガラスプレート（又は２つのガラスプレート）として提供されることができる。このプレートも、サンプルホルダに一時的に固定されることができる。別の例では、撮像目的のためにサンプルを配置するための指定された空間が、例えばサンプル受容スペースとして提供される。
【００４２】
「光学構成」は、電磁放射線、即ち可視光及び／又は不可視光の誘導、偏向、集束及び反射を提供するために設けられる。
【００４３】
一例では、光学装置は、サンプル受容デバイスの近傍に対物レンズを有する。光学装置は、サンプルからの光をセンサユニットに集束させるチューブレンズを更に有することができる。例えば、コンパクトな構成を可能にするため、集束された光をセンサユニットに向けて偏向させる鏡が提供されることができる。
【００４４】
シリンドリカルレンズ３２は、一方向における放射線を複数のラインに、例えば平行シリンドリカルレンズの場合は複数の平行線に集束させることにより放射線を変調する。増強された放射の複数の第１の部分及び弱い放射の複数の第２の部分は、上述したように交互に配置される。
【００４５】
一例では、図２に示されるように、線形シリンドリカルレンズ３２は、互いに隣接して配置され、ソース２０からの電磁放射の連続変調を提供する。「線形」という用語は、レンズアレイ３０の上面図を示す図３に示されるように、レンズの直線的な延在部に関する。
【００４６】
一例では、図５に示されるように、更なるオプションと共に、放射装置１２は、光源４２を備える照明ユニット４０を有する。レンズアレイ装置２８は、少なくとも１つの照明レンズアレイ４４を有する。これは、光源４２とサンプル受容デバイス１４との間に配置され、光源からの光を、強化された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成されるよう変調する。照明ユニット４０は、照明レンズアレイ４４とサンプル受容デバイス１４との間に配置されるコンデンサー（図５には明示されていない）（condenser）を有することもできる。コンデンサーは、照明レンズアレイ４４と共に、所望の照明分布パターンを形成するよう機能する。
【００４７】
１つではなく、２つ又はこれ以上の照明レンズアレイ４４が提供される。一例によれば、光学装置１６は、明視野モードスキャンに関する透過照明モード用に構成される。そこでは、照明ユニット４０からの光が、サンプル受容デバイス１４に保持されるサンプルを通して透過され、次いで直接センサユニット１８に向けて透過される。
【００４８】
一例では、放射装置１２は、照明ユニット４０のみを有する。従って、レンズアレイは、照明レンズアレイとして提供される。図５は、以下に説明されるように、更なるオプションも示す点に留意されたい。
【００４９】
図５の更なるオプションとして示され、しかしながら、照明ユニット４０の上述したオプションなしでも提供される別の例によれば、放射装置１２は、励起光源５２を備える蛍光励起ユニット５０と、励起光源５２の前の励起フィルタ５４とを有する。レンズアレイ装置２８は、励起光源５２とサンプル受容デバイス１４との間に配置され、励起光源５２からの励起光を変調する少なくとも１つの励起レンズアレイ５６を有する。その結果、増強された励起光の複数の第１の部分と、弱い励起光の複数の第２の部分とを備える励起分布パターンが生成される。
【００５０】
１つではなく、２つ又はこれ以上の励起レンズアレイ５６が提供される。
【００５１】
上述したように、一例では、放射装置１２は、蛍光励起ユニット５０のみを有する。従って、レンズアレイは、励起レンズアレイとして提供される。図５は、上述したように更なるオプションも示す点に留意されたい。
【００５２】
一例では、図５に示されるように、放射装置１２は、照明ユニット４０と蛍光励起ユニット５０とを有する。従って、レンズアレイ装置は、照明レンズアレイと励起レンズアレイとを有する。
【００５３】
一例では、光学装置１６は、ダイクロイック鏡６０を有する。これは、励起光のサンプルに向かう反射を可能にし、サンプルから発する光のセンサユニット１８への透過を可能にする。
【００５４】
一例では、励起レンズアレイ５６は、照明レンズアレイ４４のレンズとは異なる焦点距離を持つレンズを具備する。
【００５５】
一例では、励起レンズアレイは、励起光源５２と励起フィルタ５４との間、即ち、（励起光放射方向又は伝播の点で）励起光源５２の後だが、（励起光の照射方向の点で）励起フィルタ５４の前に配置される。別の例では、励起レンズアレイ５６は、励起フィルタ５４とサンプル受容デバイス１４（即ちスライド）との間に、即ち（励起光放射方向に関して）励起フィルタ５４の後に配置される。例えば、励起フィルタ５４と更なる光学要素との間に配置される。
【００５６】
一例では、光学装置は、蛍光モードスキャンに関する反射照明モード用に構成され、そこでは、蛍光励起ユニットからの励起光が、サンプルに向かって送出され、生成された蛍光放射が収集され、光学装置１６によりセンサユニットに向けて送出される。この場合、サンプルにおいて照射された励起光と、照射されたサンプルから収集された生成された蛍光放射とは、サンプル受容デバイス１６の同じ側にある。
【００５７】
図５において、オプションとして、センサユニット１８に向かって放射を反射する更なる鏡６２が提供される。更なるオプションとして、図５は、サンプル受容デバイス１４の近くに配置された対物レンズ６４を備えることも示す。
【００５８】
図６において、強化された放射部分７０及び弱い放射部分７２を備える個別の放射線分布パターン６８を示す対象空間６６の図が示される。
【００５９】
図７は、一例によるセンサユニット１８の一部であるセンサ７４の上面図又は正面図を示す。センサ７４は、線形光活性領域７６の複数の第１の部分と、その間にある光不活性領域７８の複数の第２の部分のセンサパターンを具備する。光活性領域７６は、（線形）センサセグメントと呼ばれることもできる。なぜなら、これらのセグメントは、センサユニット１８の検出効果を提供するからである。光不活性領域７８は、セグメント又は非アクティブセグメントと呼ばれることもできる。なぜなら、これらのセグメントは、検出効果に寄与しないからである。領域又はセグメントの代わりに、部分又はパーツという用語が使用されることもできる。
【００６０】
ドット７５は、より多くの又は少ないラインの光活性領域７６が提供されることができることを示す。空の部分７７は、光活性領域７６が、線形方向に更に長い又は短い延在部を持つことができることを示す。従って、センサは、サイズ及び比率において変化することができる。
【００６１】
光活性領域７６は、（センサ）画素ラインとして構成される複数のセンサ要素８０を有する。従って、センサ要素８０は、画素と呼ばれることもできる。従って、センサパターンは、画像空間、即ち、画像データが測定される領域、即ち（センサ）画素ラインにより検出される領域を提供する。１つの光活性領域７６は、１つ又は複数の画素ラインを有することができ、例えば１つの光活性領域は４つの画素ラインを有する。光活性領域のこれらの画素ラインは、時間遅延及び積分モード（ＴＤＩモード）で機能する。これは、時間遅延及び積分スキャンとも呼ばれ、感度を高めることができる。
【００６２】
一例によれば、少なくとも１つのレンズアレイの複数の線形シリンドリカルレンズの数は、センサの複数の線形光活性領域の数にマッチする。
【００６３】
従って、画像空間は、サンプルのスキャン領域サイズを規定する対象空間に対応する。対象空間は、サンプル受容デバイスにより提供される領域であり、この領域を横切り、スキャンの間、画像データが検出されることができる。
【００６４】
対象空間における（照明モード、例えば明視野モード及び／又は蛍光モードでの）光の変調は、センサユニット１８の画像空間におけるセンサ又は画素ライン配置に対応する。
【００６５】
センサパターンの形態で構成された線形光活性領域と組み合わせて、対象平面における放射線分布パターンを提供するため、放射線を変調するレンズアレイ装置２８を提供することで、放射線装置からの光の最大量の利用、即ち光源からの出力の最大限の使用がもたらされる。理論的に（又は事実上）１００％の光が、スキャン目的に使用される。
【００６６】
こうして、シリンドリカルレンズ３２を備えたレンズアレイ装置が、対象平面及び撮像面における光分布を調整するために提供される。その結果、光分布が、センサ（カメラ又はカメラユニットとも呼ばれる）の画素ライン分布とマッチする。
【００６７】
シリンドリカルレンズの焦点力は、（デジタル病理学）スキャナーと（顕微鏡として作用するデジタル病理学スキャナーの）コンデンサー設計のシステム距離に従う必要がある。例えば、１μｍ（マイクロメートル）×１μｍの対象空間の領域は、４×４ピクセルに関連する。別の例では、１０２５μｍ×５４０μｍの対象空間は、４０９６×２１６０ピクセルに関連する。
【００６８】
一例では、アレイにおけるレンズの数は、検出器における線形光活性領域の数に対応する。一例として、レンズアレイ装置の個々のシリンドリカルレンズの焦点距離を近似又は決定するために、以下の式
2020129118.tif 000003
が使用されることができ、ここで、瞳孔入口(pupil entrance)は、明視野モードのコンデンサーの入射瞳又は蛍光モードの目標の入射瞳であり、ｆｃｙｌは、アレイにおける個々のレンズの焦点距離であり、ｆｅｆｆは、明視野モードにおけるコンデンサー又は蛍光モードにおける目標の実効焦点距離であり、「対象空間幅」(object space width)は、対象空間において得られる所望の幅であり、例えば、それは、５４０μｍ（マイクロメートル）よりも大きくする必要がある。
【００６９】
この式は、明視野及び蛍光モードに関して、異なるレンズアレイが提供されることを示す。
【００７０】
一例において、レンズの規則的で反復的なパターンが、即ち、同じピッチで提供される。別の例では、レンズのパターンは、不規則なピッチを具備する。一般に、パターン（及び従ってピッチ）は、センサユニットのセンシティブ領域のパターンに関連する。
【００７１】
一例として、センサパターンは、約１：１より小さい光活性領域と光不活性領域との比を具備する。一例では、光活性領域と光不活性領域との比は４：１３である。他の例では、１：２より小さい、１：３より小さい、１：４より小さいか、若しくは１：５より小さいか、又はその間の値を持つ比といった他の比率が提供される。
【００７２】
従って、一例では、線形光活性領域は、４ラインの画素を有し、光不活性領域は、１３ラインの画素の幅に対応する非検出空間として提供される。
【００７３】
照明ユニットを有する放射装置の例では、照明レンズアレイの複数の線形シリンドリカルレンズの数は、複数の線形光活性領域の数にマッチする。
【００７４】
蛍光励起ユニットを有する放射線配置の例では、励起レンズアレイの複数の線形シリンドリカルレンズの数は、複数の線形光活性領域の数にマッチする。
【００７５】
照明ユニット及び蛍光励起ユニットを有する放射配置の例では、照明レンズアレイ及び励起レンズアレイ両方における複数の線形シリンドリカルレンズの数は、複数の線形光活性領域の数にマッチする。レンズアレイ装置の提供により、光の効率的な使用は、改善を提供することができ、これは例えば、全スキャン時間を短縮する、スキャン速度をより速くするためより多くの光が提供されることを可能にする、又は照明ユニットの仕様を緩和するのに使用されることができる。
【００７６】
一実施形態に属する特徴の組み合わせに加えて、異なる実施形態に関連する特徴間の任意の組み合わせも、本願で開示されると考えられる。すべての特徴は、組み合わせられることができ、それは、これらの特徴の単純な合計より多くの共同効果を提供する。
【００７７】
本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。図面、開示及び添付された請求項の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解され、実行されることができる。
【００７８】
請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。シングルプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2020129118.tif 000004
【図２】
2020129118.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020129118.tif 000008
【図６】
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【図７】
2020129118.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月12日(2020.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル病理学スキャナーであって、
放射線装置と、
サンプル受容デバイスと、
光学装置と、
センサユニットと
を有し、
前記放射線装置が、サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを放射する電磁放射を提供するソースを含み、
前記光学装置は、前記サンプル受容デバイスと前記センサユニットとの間に配置され、
前記センサユニットが、前記放射されたサンプルの画像データを提供するよう構成され、
前記ソースと前記サンプル受容デバイスとの間に配置される少なくとも１つのレンズアレイを含むレンズアレイ装置が提供され、
前記少なくとも１つのレンズアレイは、対象平面において、増強された放射線の複数の第１の部分と弱放射線の複数の第２の部分とを備える放射線分布パターンが生成されるように前記ソースからの前記電磁放射を変調する複数の線形シリンドリカルレンズを有し、
前記センサユニットが、線形光活性領域の複数の第１の部分と、その間にある光不活性領域の複数の第２の部分とのセンサパターンを持つセンサを含み、
前記サンプル受容デバイスの対象平面における前記レンズアレイ装置の放射線分布パターンが、前記センサパターンに対応する、
デジタル病理学スキャナー。
【請求項２】
線形シリンドリカルレンズは、互いに隣接して配置され、前記ソースからの電磁放射の連続的な変調を提供する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項３】
前記ソースが、光源を備える照明ユニットを含み、
前記複数の線形シリンドリカルレンズは、前記光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、増強された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成されるように前記光源からの光を変調する照明レンズアレイを形成する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項４】
前記光学装置が、明視野モードスキャンに関する透過照明モードのために構成され、前記透過照明モードでは、前記照明ユニットからの光は、サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを通して透過され、直接センサユニットに向かって透過される、請求項３に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項５】
前記ソースが、励起光源と、前記励起光源の前の励起フィルタとを備える蛍光励起ユニットを含み、
前記複数の線形シリンドリカルレンズは、前記励起光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、増強された励起光の複数の第１の部分と弱い励起光の複数の第２の部分とを持つ励起分布パターンが生成されるように前記励起光源からの励起光を変調する励起レンズアレイを形成する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項６】
前記光学装置が、蛍光モードスキャンに関する反射照明モードのために構成され、前記反射照明モードでは、前記蛍光励起ユニットからの励起光が、サンプルに向かって送出され、前記反射照明モードでは、生成された蛍光放射が集められ、かつ前記光学装置により前記センサユニットに向けて送出され、
前記サンプルに照射された励起光と、前記照射されたサンプルから収集された前記生成された蛍光放射線とが、前記サンプル受容デバイスの同じ側にある、請求項５に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項７】
各線形光活性領域が、１つ又は複数の画素ラインを含み、これらの画素ラインは、時間遅延及び積分モードで機能する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項８】
前記センサパターンが、１：１よりも小さい前記光活性領域と前記光不活性領域との比を具備する、請求項１に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項９】
前記光不活性領域に対する前記光活性領域の比が、４：１３である、請求項８に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項１０】
デジタル病理学スキャナーであって、
放射線装置と、
サンプル受容デバイスと、
レンズアレイ装置と、
光学装置と、
センサユニットと
を有し、
前記光学装置が、前記サンプル受容デバイスと前記センサユニットとの間に配置され、
前記センサユニットは、前記サンプルの画像データを提供するよう構成され、
前記放射線装置が、前記サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを照らす光源を備える照明ユニットを含み、
前記レンズアレイ装置は、増強された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成されるように前記光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、前記光源からの光を変調する照明レンズアレイを有し、
前記光学装置が、明視野モードスキャンに関する透過照明モードのために構成され、前記透過照明モードでは、前記照明ユニットからの光は、サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを通して透過され、直接センサユニットに向かって透過され、
前記センサユニットが、線形光活性領域の複数の第１の部分と、その間にある光不活性領域の複数の第２の部分とのセンサパターンを持つセンサを含み、
前記サンプル受容デバイスの対象平面における前記照明レンズアレイの前記照明分布パターンが、前記センサパターンに対応する、
デジタル病理学スキャナー。
【請求項１１】
前記放射線装置が、励起光源と、前記励起光源の前の励起フィルタとを備える蛍光励起ユニットを含み、
前記レンズアレイ装置は、前記励起光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、増強された励起光の複数の第１の部分と弱い励起光の複数の第２の部分とを持つ励起分布パターンが生成されるように前記励起光源からの励起光を変調する励起レンズアレイを有し、
前記光学装置が、蛍光モードスキャンに関する反射照明モードのために構成され、前記反射照明モードでは、前記蛍光励起ユニットからの励起光が、サンプルに向かって送出され、前記反射照明モードでは、生成された蛍光放射が集められ、かつ前記光学装置により前記センサユニットに向けて送出され、
前記サンプルに照射された励起光と、前記照射されたサンプルから収集された前記生成された蛍光放射線とが、前記サンプル受容デバイスの同じ側にある、
請求項１０に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項１２】
各線形光活性領域が、１つ又は複数の画素ラインを含み、これらの画素ラインは、時間遅延及び積分モードで機能する、請求項１０に記載のデジタル病理学スキャナー。
【請求項１３】
デジタル病理学スキャナーであって、
放射線装置と、
サンプル受容デバイスと、
レンズアレイ装置と、
光学装置と、
センサユニットと
を有し、
前記光学装置が、前記サンプル受容デバイスと前記センサユニットとの間に配置され、
前記センサユニットは、前記サンプルの画像データを提供するよう構成され、
前記放射線装置が、前記サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを照らす光源を備える照明ユニットを含み、
前記レンズアレイ装置は、増強された照明の複数の第１の部分と弱い照明の複数の第２の部分とを備える照明分布パターンが生成されるように前記光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、前記光源からの光を変調する照明レンズアレイを有し、
前記放射線装置が、励起光源と、前記サンプル受容デバイスにより受けられるサンプルを照らすため、前記励起光源の前の励起フィルタとを備える蛍光励起ユニットを更に含み、
前記レンズアレイ装置は、前記励起光源と前記サンプル受容デバイスとの間に配置され、増強された励起光の複数の第１の部分と弱い励起光の複数の第２の部分とを持つ励起分布パターンが生成されるように前記励起光源からの励起光を変調する励起レンズアレイを更に有し、
前記センサユニットが、線形光活性領域の複数の第１の部分と、その間にある光不活性領域の複数の第２の部分とのセンサパターンを持つセンサを含み、
前記サンプル受容デバイスの対象平面における前記照明レンズアレイの前記照明分布パターンが、前記センサパターンに対応する、又は
前記サンプル受容デバイスの対象平面における前記励起レンズアレイの前記励起分布パターンが、前記センサパターンに対応する、
デジタル病理学スキャナー。
【請求項１４】
各線形光活性領域が、１つ又は複数の画素ラインを含み、これらの画素ラインは、時間遅延及び積分モードで機能する、請求項１３に記載のデジタル病理学スキャナー。
【外国語明細書】
2020129118000001.pdf