(57)【要約】【課題】測定の精度を落とすことなく測定速度の高速化できるスペクトルデコード装置を提供することを目的とする。【解決手段】輝度スペクトル分布の違いでコード化した被検体をデコード可能かつ最少のバンドパスフィルタを選択するバンドパスフィルタ選択手段１０１と、選択したバンドパスフィルタで前記被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段１１１７と、取得した輝度スペクトル分布と予め測定した被検体の輝度スペクトル分布のリファレンススペクトルデータから前記被検体をデコードするデコード手段１１１６とリファレンスペクトルデータを予め記憶するリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１を備え、被検体に応じて測定に用いるバンドパスフィルタを選択し測定することにより、被検体の測定時間を短縮する。【選択図】図１
2006058194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記リファレンススペクトルデータ記憶手段からリファレンススペクトルデータを取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の物質を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第一バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）の輝度スペクトル分布を前記第一バンドパスフィルタ群を用いて取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備えたことを特徴とするスペクトルデコード装置。
【請求項２】
互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）に対応する複数のコード（以下、コード群と称す）を予め記憶しておく被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段に記憶された前記コード群に基づいて前記複数の被検体に対応する前記リファレンススペクトルデータを前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の被検体を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第二バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記第二バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備えたことを特徴とするスペクトルデコード装置。
【請求項３】
互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）に対応する複数のコード（以下、コード群と称す）を予め記憶しておく被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段に記憶された前記コード群に基づいて前記複数の被検体に対応する前記リファレンススペクトルデータを前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の被検体を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第二バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記複数の被検体が注入された観察対象の内、判別済みの前記観察対象の前記複数の被検体の前記コード群と，該コード群を判別するための前記第二バンドパスフィルタ群（以下、判別済第二バンドパスフィルタ群と称す）を記憶する判別済被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段が出力する前記コード群に基づいて、前記バンドパスフィルタ選択手段が出力する前記第二バンドパスフィルタ群あるいは前記判別済被検体情報記憶手段が出力する前記判別済第二バンドパスフィルタ群のいずれかを選択し第三バンドパスフィルタ群として出力するセレクタと、前記第三バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備え、前記セレクタは、前記被検体情報記憶手段が出力するコード群と前記判別済被検体情報記憶手段に記憶されたコード群が一致する場合には前記判別済第二バンドパスフィルタ群を前記第三バンドパスフィルタ群とし、前記被検体情報記憶手段が出力するコード群と前記判別済被検体情報記憶手段に記憶されたコード群が一致しない場合には、前記バンドパスフィルタ選択手段に前記第二バンドパスフィルタ群を選択させることを指示し、前記第二バンドパスフィルタ群を前記第三バンドパスフィルタ群とする、ことを特徴とするスペクトルデコード装置。
【請求項４】
互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から、前記リファレンススペクトルデータを取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第四バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記第四バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別し、該複数の被検体のコード群を前記バンドパスフィルタ選択手段に出力するデコード手段と、を備え、前記バンドパスフィルタ選択手段は前記複数の被検体が注入された観察対象が複数存在する場合において、複数の前記観察対象の内最初の観察対象内の前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得する際には前記全バンドパスフィルタを前記第四バンドパスフィルタ群として前記スペクトル取得手段に出力し、２つ目以降の観察対象内の前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得する際には前記デコード手段が出力する前記コード群に基づいて前記第四バンドパスフィルタ群を選択し前記スペクトル取得手段に出力する、ことを特徴とするスペクトルデコード装置。
【請求項５】
複数の前記観察対象内の前記複数の被検体は全て同じ種類のコード群が含まれていることを特徴とする請求項４に記載のスペクトルデコード装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタ選択手段は、入力されたコード（以下、入力コード群と称す）の前記複数の物質または前記複数の被検体（以下、入力物質と称す）を判別可能で、かつ最少枚数のバンドパスフィルタで構成される１つまたは複数のバンドパスフィルタ群候補を選択する最少バンドパスフィルタ選択手段と、１つまたは複数の前記バンドパスフィルタ群候補を記憶する最少バンドパスフィルタ記憶手段と、１つまたは複数の前記バンドパスフィルタ群候補から最適なバンドパスフィルタ群を選択し、前記第一バンドパスフィルタ群または前記第二バンドパスフィルタ群または前記第三バンドパスフィルタ群または前記第四バンドパスフィルタ群を出力する信頼バンドパスフィルタ選択手段とを備えることを特徴とする請求項１及び請求項２及び請求項３及び請求項４に記載のスペクトルデコード装置。
【請求項７】
前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、前記全バンドパスフィルタから選択し得る全てのバンドパスフィルタ群を、１組ずつ順次出力するバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段と、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が出力するバンドパスフィルタ群を用いて前記入力物質を判別可能であるかどうかを判定するデコード可否判定手段と、前記デコード可否判定手段で前記入力物質を判別可能であると判定されたバンドパスフィルタ群を記憶するデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段と、前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段に記憶されているバンドパスフィルタ群の中から、前記バンドパスフィルタ群候補を選択する最少枚数選択手段とを備えることを特徴とする請求項６に記載のスペクトルデコード装置。
【請求項８】
前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が選択するバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数を決定する枚数決定手段と、前記枚数決定手段が選択する前記バンドパスフィルタ枚数の初期値を決定する初期枚数決定手段とをさらに備え、前記枚数決定手段は、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が前記全バンドパスフィルタのうち前記枚数決定手段から与えられるバンドパスフィルタ枚数で選択し得る全てのバンドパスフィルタ群を順次前記デコード可否判定手段に出力し、前記デコード可否判定手段が、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が出力する全てのバンドパスフィルタ群の判別の可否を判定した後に前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段を参照し、前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段に少なくとも１つのバンドパスフィルタ群が存在すれば前記バンドパスフィルタ枚数より１枚少ないバンドパスフィルタ枚数を出力し、存在しなければ前記バンドパスフィルタ枚数より１枚多いバンドパスフィルタ枚数を出力することを特徴とする請求項７に記載のスペクトルデコード装置。
【請求項９】
前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、過去の前記入力コード群のコード数と前記信頼バンドパスフィルタ選択手段が選択したバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数と該コード数毎に該バンドパスフィルタ枚数の頻度を記憶する過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段をさらに備え、前記初期枚数決定手段は、前記入力コード群のコード数が前記過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段に記憶されているコード数と同じ場合には、該コード数に対応する最も頻度の高いバンドパスフィルタ枚数を前記初期枚数決定手段に出力することを特徴とする請求項８に記載のスペクトルデコード装置。
【請求項１０】
前記過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段が、過去の前記入力コード群のコード数に対するバンドパスフィルタ枚数を記憶しておく数を制限することを特徴とする請求項９に記載のスペクトルデコード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質の種類を判別する際に最適なバンドパスフィルタを選択する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子の発現は遺伝子機能を明らかにするため、種々の遺伝的関連性を有する疾患の新しい治療方法を発見するために研究されている。
【０００３】
近年、半導体ナノクリスタルを用いた遺伝子発現解析手法が提案されている。半導体ナノクリスタルは、ある特定の短波長の励起光を照射すると、半導体ナノクリスタルの組成とサイズに応じて異なる波長の光を発光する性質を持つ（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この性質を利用して、プラスチックのビーズに発光波長の異なる複数の半導体ナノクリスタルを任意の比率で付着させ固有の輝度スペクトル分布を持たせてコード化する。更に各コードのビーズに特定のｍＲＮＡと結合するためのプローブを付着させ、コードとｍＲＮＡを一対一で対応させる。従って、励起光を照射して発光したビーズの輝度スペクトル分布を観察しデコードすることで発現したｍＲＮＡの種類を解析出来る（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このような発光波長の異なる蛍光物質を測定する方法として、複数のバンドパスフィルタを用いて測定を行う蛍光顕微鏡装置がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
図１１に、上記従来の蛍光顕微鏡装置を用いて観察された輝度スペクトル分布を用いてデコードし、ｍＲＮＡを特定する従来のスペクトルデコード装置を示す。
【０００７】
図１１において従来のスペクトルデコード装置は、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１と、デコード手段１１１６と、スペクトル取得手段１１１７で構成され、スペクトル取得手段１１１７は詳しくは、システムコントローラ１１０２と、ウェルプレート駆動手段１１０４と、フォーカス手段１１０６と、バンドパスフィルタ１１０９ａ〜バンドパスフィルタ１１０９ｈと、回転フィルタ１１１０と、回転フィルタ駆動手段１１１１と、ウェルプレート１１０３と、対物レンズ１１０５と、ダイクロイックミラー１１１４と、励起光源１１０７と、励起光源制御手段１１０８と、ＣＣＤカメラ１１１２と、ＣＣＤカメラ制御手段１１１３と、画像処理手段１１１５とで構成される。
【０００８】
リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１は輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）とリファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておく。ここでは、物質群とは判別可能であるように予め用意されたビーズのことを言い、以下においてはビーズ群と称す。また、複数の物質とはビーズ群から任意に選択されたビーズであり、このビーズに対応するリファレンススペクトルデータとコードをリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１は予め記憶しておく。
【０００９】
輝度スペクトル分布は、コードによって一意的に決定される。図１２はリファレンススペクトルの一例を示したものである。図１２にはコードＡ〜コードＤの４種類のビーズのリファレンススペクトルを示している。各バンドパスフィルタを透過した波長を測定した場合の輝度値を各バンドパスフィルタ毎にプロットし直線で結んだものであり、これを各コードのリファレンススペクトルデータと呼ぶ。○はコードＡ、△はコードＢ、□はコードＣ、●はコードＤのリファレンススペクトルデータである。
【００１０】
システムコントローラ１１０２は、複数の物質の内全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）が注入された観察対象をＣＣＤカメラ１１１２の撮影範囲内に配置するように、ウェルプレート１１０３をＸ軸とＹ軸方向に移動させるウェルプレート駆動手段１１０４の制御を行う。ここで複数の被検体は、観察対象内のビーズであり複数の物質の中から任意に選択される。更にシステムコントローラ１１０２は、対物レンズ１１０５を移動し観察対象に注入されたビーズにフォーカスを合わせるフォーカス手段１１０６と、ビーズを励起する励起光源１１０７の光量を制御する励起光源制御手段１１０８と、それぞれ異なった透過帯域波長を有する複数枚のバンドパスフィルタ１１０９ａ〜バンドパスフィルタ１１０９ｈを配置した回転フィルタ１１１０を制御し任意のバンドパスフィルタを観察対象とＣＣＤカメラ１１１２の光路上に配置する回転フィルタ駆動手段１１１１の制御を行い、ＣＣＤカメラ１１１２の撮影を制御するＣＣＤカメラ制御手段１１１３の制御を行う。
【００１１】
ダイクロイックミラー１１１４は、励起光源１１０７からの励起光を観察対象方向へ反射し、励起光によるビーズからの発光を透過する。
【００１２】
画像処理手段１１１５は、観察対象の各ビーズに対してバンドパスフィルタ１１０９ａ〜バンドパスフィルタ１１０９ｈを１枚ずつ通して撮影した画像に写るビーズの輝度値を使用したバンドパスフィルタごとに求める。このようにして求めた各ビーズの輝度スペクトル分布を測定スペクトルデータとしてデコード手段１１１６に送る。
【００１３】
デコード手段１１１６はデコードすることで特定されたｍＲＮＡの情報を外部装置に出力する。
【００１４】
次に、デコード手段１１１６において行われるコードの特定について図１３を用いて説明する。例えば、画像処理手段１１１５で求めたあるビーズの測定スペクトルデータが図１３に示す場合には、図１２に示すコードＣのリファレンススペクトルデータと同じ分布であるため、当該ビーズがコードＣであることが分かる。
【００１５】
この時、バンドパスフィルタはビーズ群を判別可能な数が用意され、ここでは、約２００種類のコードを判別するために８枚のバンドパスフィルタ１１０９ａ〜バンドパスフィルタ１１０９ｈ（以下、全バンドパスフィルタと称す）が用意されており、常時全バンドパスフィルタが使用されている。
【特許文献１】特表２００２−５４４４８８号公報
【特許文献２】特表２００４−５００１０９号公報
【特許文献３】特開平１０−３０９２８１号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記従来の構成では、観察対象内のコードの種類が少ない場合でも、デコードには全バンドパスフィルタを透過した画像が必要であった。従って，バンドパスフィルタの枚数だけ画像を撮影するために時間がかかるという課題を有していた。
【００１７】
本発明は、前記課題を解決するもので、デコードの精度を落とすことなく撮影に使用するバンドパスフィルタの枚数を減らすことで撮影回数を削減し、測定速度を高速化できるスペクトルデコード装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスペクトルデコード装置は、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記リファレンススペクトルデータ記憶手段からリファレンススペクトルデータを取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の物質を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第一バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）の輝度スペクトル分布を前記第一バンドパスフィルタ群を用いて取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
さらにスペクトルデコード装置において、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）に対応する複数のコード（以下、コード群と称す）を予め記憶しておく被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段に記憶された前記コード群に基づいて前記複数の被検体に対応する前記リファレンススペクトルデータを前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の被検体を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第二バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記第二バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
さらにスペクトルデコード装置において、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）に対応する複数のコード（以下、コード群と称す）を予め記憶しておく被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段に記憶された前記コード群に基づいて前記複数の被検体に対応する前記リファレンススペクトルデータを前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の被検体を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第二バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記複数の被検体が注入された観察対象の内、判別済みの前記観察対象の前記複数の被検体の前記コード群と，該コード群を判別するための前記第二バンドパスフィルタ群（以下、判別済第二バンドパスフィルタ群と称す）を記憶する判別済被検体情報記憶手段と、前記被検体情報記憶手段が出力する前記コード群に基づいて、前記バンドパスフィルタ選択手段が出力する前記第二バンドパスフィルタ群あるいは前記判別済被検体情報記憶手段が出力する前記判別済第二バンドパスフィルタ群のいずれかを選択し第三バンドパスフィルタ群として出力するセレクタと、前記第三バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別するデコード手段と、を備え、前記セレクタは、前記被検体情報記憶手段が出力するコード群と前記判別済被検体情報記憶手段に記憶されたコード群が一致する場合には前記判別済第二バンドパスフィルタ群を前記第三バンドパスフィルタ群とし、前記被検体情報記憶手段が出力するコード群と前記判別済被検体情報記憶手段に記憶されたコード群が一致しない場合には、前記バンドパスフィルタ選択手段に前記第二バンドパスフィルタ群を選択させることを指示し、前記第二バンドパスフィルタ群を前記第三バンドパスフィルタ群とする、ことを特徴とするスペクトルデコード装置。
【００２１】
さらにスペクトルデコード装置において、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質に対して、透過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを用いて前記輝度スペクトル分布を測定し、前記物質の種類を判別するスペクトルデコード装置であって、輝度スペクトル分布の違いにより判別可能であるように予め用意された前記物質（以下、物質群と称す）から任意に選択された複数の物質に夫々固有の輝度スペクトル分布（以下、リファレンススペクトルデータと称す）と前記リファレンススペクトルデータに対応するコードを予め記憶しておくリファレンススペクトルデータ記憶手段と、前記リファレンススペクトルデータ記憶手段から、前記リファレンススペクトルデータを取り出し、前記物質群を判別するために必要な枚数が用意された前記複数のバンドパスフィルタ（以下、全バンドパスフィルタと称す）から、前記複数の物質の内、全てもしくは一部を抽出した複数の物質（以下、複数の被検体と称す）を判別するために最小限必要なバンドパスフィルタ（以下、第四バンドパスフィルタ群と称す）を選択するバンドパスフィルタ選択手段と、前記第四バンドパスフィルタ群を用いて前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得するスペクトル取得手段と、前記スペクトル取得手段が取得した輝度スペクトル分布を前記リファレンススペクトルデータと比較して前記複数の被検体を判別し、該複数の被検体のコード群を前記バンドパスフィルタ選択手段に出力するデコード手段と、を備え、前記バンドパスフィルタ選択手段は前記複数の被検体が注入された観察対象が複数存在する場合において、複数の前記観察対象の内最初の観察対象内の前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得する際には前記全バンドパスフィルタを前記第四バンドパスフィルタ群として前記スペクトル取得手段に出力し、２つ目以降の観察対象内の前記複数の被検体の輝度スペクトル分布を取得する際には前記デコード手段が出力する前記コード群に基づいて前記第四バンドパスフィルタ群を選択し前記スペクトル取得手段に出力する、ことを特徴とするものである。
【００２２】
さらにスペクトルデコード装置において、複数の前記観察対象内の前記複数の被検体は全て同じ種類のコード群が含まれていることを特徴とするものである。
【００２３】
さらにスペクトルデコード装置において、前記バンドパスフィルタ選択手段は、入力されたコード（以下、入力コード群と称す）の前記複数の物質または前記複数の被検体（以下、入力物質と称す）を判別可能で、かつ最少枚数のバンドパスフィルタで構成される１つまたは複数のバンドパスフィルタ群候補を選択する最少バンドパスフィルタ選択手段と、１つまたは複数の前記バンドパスフィルタ群候補を記憶する最少バンドパスフィルタ記憶手段と、１つまたは複数の前記バンドパスフィルタ群候補から最適なバンドパスフィルタ群を選択し、前記第一バンドパスフィルタ群または前記第二バンドパスフィルタ群または前記第三バンドパスフィルタ群または前記第四バンドパスフィルタ群を出力する信頼バンドパスフィルタ選択手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２４】
さらにスペクトルデコード装置において、前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、前記全バンドパスフィルタから選択し得る全てのバンドパスフィルタ群を、１組ずつ順次出力するバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段と、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が出力するバンドパスフィルタ群を用いて前記入力物質を判別可能であるかどうかを判定するデコード可否判定手段と、前記デコード可否判定手段で前記入力物質を判別可能であると判定されたバンドパスフィルタ群を記憶するデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段と、前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段に記憶されているバンドパスフィルタ群の中から、前記バンドパスフィルタ群候補を選択する最少枚数選択手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２５】
さらにスペクトルデコード装置において、前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が選択するバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数を決定する枚数決定手段と、前記枚数決定手段が選択する前記バンドパスフィルタ枚数の初期値を決定する初期枚数決定手段とをさらに備え、前記枚数決定手段は、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が前記全バンドパスフィルタのうち前記枚数決定手段から与えられるバンドパスフィルタ枚数で選択し得る全てのバンドパスフィルタ群を順次前記デコード可否判定手段に出力し、前記デコード可否判定手段が、前記バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段が出力する全てのバンドパスフィルタ群の判別の可否を判定した後に前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段を参照し、前記デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段に少なくとも１つのバンドパスフィルタ群が存在すれば前記バンドパスフィルタ枚数より１枚少ないバンドパスフィルタ枚数を出力し、存在しなければ前記バンドパスフィルタ枚数より１枚多いバンドパスフィルタ枚数を出力することを特徴とするものである。
【００２６】
さらにスペクトルデコード装置において、前記最少バンドパスフィルタ選択手段は、過去の前記入力コード群のコード数と前記信頼バンドパスフィルタ選択手段が選択したバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数と該コード数毎に該バンドパスフィルタ枚数の頻度を記憶する過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段をさらに備え、前記初期枚数決定手段は、前記入力コード群のコード数が前記過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段に記憶されているコード数と同じ場合には、該コード数に対応する最も頻度の高いバンドパスフィルタ枚数を前記初期枚数決定手段に出力することを特徴とするものである。
【００２７】
さらにスペクトルデコード装置において、前記過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段が、過去の前記入力コード群のコード数に対するバンドパスフィルタ枚数を記憶しておく数を制限することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明のスペクトルデコード装置によれば、コード化した１つまたは複数の物質をデコードするために最小限必要なバンドパスフィルタを導出し、そのバンドパスフィルタで測定を行うことにより撮影回数を減らすことができるため、デコードの精度を落とすことなく測定時間を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明のスペクトルデコード装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下に、本発明の請求項１及び請求項６及び請求項７に記載された発明の実施の形態について、図１から図３及び図１１及び表１を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施例１におけるスペクトルデコード装置のブロック図を示すものである。図１において、本発明のスペクトルデコード装置はバンドパスフィルタ選択手段１０１と、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１と、デコード手段１１１６と、スペクトル取得手段１１１７で構成され、スペクトル取得手段１１１７は、詳しくは、システムコントローラ１１０２と、画像処理手段１１１５と、ウェルプレート１１０３と、ウェルプレート駆動手段１１０４と、フォーカス手段１１０６と、バンドパスフィルタ１１０９ａ〜バンドパスフィルタ１１０９ｈと、回転フィルタ１１１０と、回転フィルタ駆動手段１１１１と、対物レンズ１１０５と、ダイクロイックミラー１１１４と、励起光源１１０７と、励起光源制御手段１１０８と、ＣＣＤカメラ１１１２と、ＣＣＤカメラ制御手段１１１３と、で構成される。
【００３２】
なお、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１と、システムコントローラ１１０２と、ウェルプレート１１０３と、ウェルプレート駆動手段１１０４と、フォーカス手段１１０６と、回転フィルタ駆動手段１１１１と、対物レンズ１１０５と、ダイクロイックミラー１１１４と、励起光源１１０７と、励起光源制御手段１１０８と、ＣＣＤカメラ１１１２と、ＣＣＤカメラ制御手段１１１３と、画像処理手段１１１５と、デコード手段１１１６は従来の構成と同じであるので、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
回転フィルタ１１１０の形状はホイール型であり、円周上にバンドパスフィルタ１１０９ａ〜１１０９ｈを備えている。バンドパスフィルタは８種類準備されており、バンドパスフィルタ１１０９ａからバンドパスフィルタ１１０９ｈまでは各々が特定の波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１１０９ａから順番に透過する光の波長帯域が短くなり、バンドパスフィルタ１１０９ｈはフィルタの中で最も短波長帯域を透過させるバンドパスフィルタである。これら８種類のバンドパスフィルタは、ビーズ群をデコードするために必要な枚数が用意されている。
【００３４】
バンドパスフィルタ選択手段１０１は、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶されているコードとリファレンススペクトルデータからこれらをデコードするために必要最少のバンドパスフィルタ群（以下、第一バンドパスフィルタ群と称す）を選択する。ここで、複数のバンドパスフィルタの組み合わせをバンドパスフィルタ群と呼び、バンドパスフィルタ群は例えばバンドパスフィルタ１１０９ｄ、バンドパスフィルタ１１０９ｅ、バンドパスフィルタ１１０９ｆで構成される。
【００３５】
図２は、図１におけるバンドパスフィルタ選択手段１０１を詳細に示すブロック図である。図２において、最少バンドパスフィルタ選択手段２００はリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶しているコードをデコード可能でかつ最少枚数のバンドパスフィルタで構成される１つまたは複数のバンドパスフィルタ群を選択する。
【００３６】
さらに最少バンドパスフィルタ選択手段２００は、バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１とデコード可否判定手段２０２とデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３と最少枚数選択手段２０４で構成される。
【００３７】
今、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１は図１２のようにコードＡ〜Ｄのリファレンススペクトルデータを記憶しているとする。バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１は、８種類の全バンドパスフィルタから全ての組み合わせのバンドパスフィルタ群を選択し、随時デコード可否判定手段２０２に選択したバンドパスフィルタ群の情報を送る。例えばバンドパスフィルタ１１０９ｄ、バンドパスフィルタ１１０９ｅ、バンドパスフィルタ１１０９ｆで構成されるバンドパスフィルタ群を選択する。
【００３８】
デコード可否判定手段２０２は、バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１で選択したバンドパスフィルタ群を用いてリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶されたコードをデコード可能であるかを判定する。
【００３９】
詳しくは、図３を用いて説明する。図３はコードＡ及びコードＢのリファレンススペクトルデータを示した図であり、輝度範囲１２０１は、リファレンススペクトルデータの輝度値を中心とした任意に設定可能な所定の幅を定めたものである。
【００４０】
まず、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶されたある２つのコード、例えば、コードＡおよびコードＢのリファレンススペクトルデータを抜き出す。
【００４１】
次に、コードＡ及びコードＢのリファレンススペクトルデータにおいて、バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１で選択したバンドパスフィルタ群、バンドパスフィルタ１１０９ｄ、バンドパスフィルタ１１０９ｅ及びバンドパスフィルタ１１０９ｆの内、少なくとも１つ以上のバンドパスフィルタにおける輝度値の輝度範囲１２０１が重なっていなければ、コードＡおよびコードＢはこのバンドパスフィルタ群でデコード可能であると判定する。図３の場合、バンドパスフィルタ１１０９ｅにおいてはコードＡとコードＢの輝度範囲１２０１が重なっているが、バンドパスフィルタ１１０９ｄ及びバンドパスフィルタ１１０９ｆにおいてはコードＡとコードＢの輝度範囲１２０１が重なっていないため、コードＡおよびコードＢはこのバンドパスフィルタ群でデコード可能であると判定する。
【００４２】
さらにデコード可否判定手段２０２は、コードＡとコードＢのみならずリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶した全てのコードについて互いに上述した判定を行い、全てのコードが互いにデコード可能であればバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１で選択したバンドパスフィルタ群はデコード可能なバンドパスフィルタ群であると判定する。
【００４３】
ここで輝度範囲１２０１は、全バンドパスフィルタ、全てのコードにおいて一定値を用いても良いし、バンドパスフィルタごとに可変値でも良いし、コードごとに可変値でも良い。また、リファレンススペクトルデータを複数回または同じコードのビーズを複数個測定して取得し、そのバンドパスフィルタごとに輝度値の平均値より標準偏差を減じた値から輝度値の平均値に標準偏差を足した値までを輝度範囲１２０１としても良い。
【００４４】
表１は、図１２におけるバンドパスフィルタ１１０９ｄ、バンドパスフィルタ１１０９ｅ、バンドパスフィルタ１１０９ｆのデコードの可否判定を示した表である。
【００４５】
【表１】
2006058194.tif 000003
【００４６】
表１のようにバンドパスフィルタ１１０９ｄ、バンドパスフィルタ１１０９ｅ、バンドパスフィルタ１１０９ｆからなるバンドパスフィルタ群はコードＡ〜Ｄにおいて互いにデコード可能と判定されているため、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶したコードはデコード可能であると判定する。そして、デコード可否判定手段２０２は、デコード可能と判定したバンドパスフィルタ群をデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に記憶する。
【００４７】
デコード可否判定手段２０２はバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段２０１が随時選択するバンドパスフィルタ群を同様にデコード可能であるか判定する。図１２においてはバンドパスフィルタの枚数が１枚のバンドパスフィルタ群はデコード不可能であるが、２枚以上のバンドパスフィルタ群にはデコード可能なバンドパスフィルタ群が存在する。そして、デコード可能なバンドパスフィルタ群の全てをデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に記憶する。
【００４８】
最少枚数選択手段２０４は、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に記憶した１つまたは複数のバンドパスフィルタ群の中から最少枚数のバンドパスフィルタ群を１つまたは複数選択し、最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５に記憶する。図１２の場合、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３が記憶しているバンドパスフィルタ群のなかで最少枚数は２枚である。そしてデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３が記憶している２枚のバンドパスフィルタ群は、バンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｂからなるバンドパスフィルタ群と、バンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｃからなるバンドパスフィルタ群と、バンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｄからなるバンドパスフィルタ群と、バンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｅからなるバンドパスフィルタ群である。最少枚数選択手段２０４はこれらのバンドパスフィルタ群を最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５に記憶する。
【００４９】
信頼バンドパスフィルタ選択手段２０６は、まず最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５で記憶した複数のバンドパスフィルタ群から１つのバンドパスフィルタ群を選択する。次にリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶された各コードのリファレンススペクトルデータから、バンドパスフィルタ群を構成するバンドパスフィルタにおける輝度データを抜き出す。
【００５０】
その輝度データを各バンドパスフィルタにおいて比較し、その各コードの輝度範囲１２０１が重ならないとき、各コードの輝度範囲１２０１と輝度範囲１２０１の間隔である輝度範囲間隔１２０２を算出し、輝度範囲間隔１２０２の最小値をそのバンドパスフィルタ群の最小輝度範囲間隔とする。そして、この最小輝度範囲間隔が最も大きいバンドパスフィルタ群を選択する。図１２の輝度範囲間隔１２０２の横に記載されている数字は、図１２における各輝度範囲間隔の値である。図１２によると、最小輝度範囲間隔が最も大きいバンドパスフィルタ群はバンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｄからなるバンドパスフィルタ群である。
【００５１】
この様にしてバンドパスフィルタ選択手段１０１はリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１が記憶している複数のコードを判別可能な最少のバンドパスフィルタ群を１つ選択し、第一バンドパスフィルタ群としてシステムコントローラ１１０２に出力する。
【００５２】
デコード手段１１１６は、画像処理手段１１１５で作成する測定スペクトルデータとリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶したリファレンススペクトルデータからまずある１つのコードのリファレンススペクトルデータを抜き出す。次に、抜き出したリファレンススペクトルデータと測定スペクトルデータからバンドパスフィルタ選択手段１０１で選択した第一バンドパスフィルタ群のある１つのバンドパスフィルタにおける輝度データを取り出し、測定スペクトルデータの輝度データがリファレンススペクトルデータの輝度データの輝度範囲１２０１以内であるかを判定する。この判定を第一バンドパスフィルタ群の他のバンドパスフィルタについても行う。その全ての判定結果において輝度範囲１２０１以内であれば、このリファレンススペクトルデータと測定スペクトルデータは一致したと判定する。もし、抜き出したリファレンススペクトルデータと測定スペクトルデータが一致しなければ、一致するまで他のコードのリファレンススペクトルデータを順次取り出して同様に判定する。
【００５３】
以上のように構成されたスペクトルデコード装置の動作について詳細に説明する。
【００５４】
リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１は、ビーズ群からユーザーにより任意に選択されたビーズのコードとそのリファレンススペクトルデータを記憶しておく。観察対象に注入されたビーズのコード（以下、コード群と称す）は、このリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１が記憶したコードの中からユーザーによって選択される。
【００５５】
この時、バンドパスフィルタ選択手段１０１は上述した方法により、最少枚数の第一バンドパスフィルタ群を選択する。ここでは、バンドパスフィルタ１１０９ａ及びバンドパスフィルタ１１０９ｄからなるバンドパスフィルタ群が第一バンドパスフィルタ群として選択されたとする。
【００５６】
次に、システムコントローラ１１０２は、ウェルプレート駆動手段１１０４を用いてウェルプレート１１０３に固定された観察対象がＣＣＤカメラ１１１２の撮影範囲に入るようにウェルプレート１１０３をＸ軸またはＹ軸方向に移動させ、フォーカス手段１１０６を用いて観察対象内のビーズにフォーカスが合うように対物レンズ１１０５を移動させる。さらにシステムコントローラ１１０２は、回転フィルタ駆動手段１１１１を用いてバンドパスフィルタ選択手段１０１で選択した第一バンドパスフィルタ群の１番目のバンドパスフィルタ、ここでは例えばバンドパスフィルタ１１０９ａを撮影範囲に移動する。
【００５７】
次にシステムコントローラ１１０２は、励起光源制御手段１１０８を用いて励起光源１１０７の励起光を制御し、励起光を出力させる。励起光はダイクロイックミラー１１１４によって観察対象方向へ反射され、対物レンズ１１０５によって観察対象に集光される。  励起光を照射されることによって観察対象内のビーズが発光し、その発光は、ダイクロイックミラー１１１４を透過し、バンドパスフィルタ１１０９ａによって特定の波長帯域の光のみ透過し、ＣＣＤカメラ１１１２に入射する。システムコントローラ１１０２は、ＣＣＤカメラ制御手段１１１３を用いてＣＣＤカメラ１１１２の露光を制御し、入射してくる観察対象内のビーズの発光を撮影し、撮影した画像を画像処理手段１１１５に送る。
【００５８】
１枚目の撮影が終ると、システムコントローラ１１０２は、回転フィルタ駆動手段１１１１を用いてバンドパスフィルタ選択手段１０１で選択した第一バンドパスフィルタ群の２番目のバンドパスフィルタ１１０９ｄに切り替えて１枚目の画像と同様に撮影する。
【００５９】
このようにして、第一バンドパスフィルタ群の全てのバンドパスフィルタにおける撮影が終わると、画像処理手段１１１５は、ＣＣＤカメラ制御手段１１１３から送られてきた複数の画像より画像に写る全てのビーズをパターンマッチング等の技術で検出し、画像内にあるビーズそれぞれについて輝度データを算出し、測定スペクトルを算出する。
【００６０】
次にデコード手段１１１６は、画像のビーズの測定スペクトルデータとリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶したリファレンススペクトルデータからまず１つのコードのリファレンスデータ、例えばコードＡのリファレンスデータを抜き出す。次に、測定スペクトルデータとリファレンススペクトルデータからまずバンドパスフィルタ１１０９ａにおける輝度値を取り出し、測定スペクトルデータの輝度値がリファレンススペクトルの輝度値の輝度範囲１２０１以内であるかを判定する。この判定を第一バンドパスフィルタ群の他のバンドパスフィルタについても行う。その全ての判定結果において輝度範囲１２０１以内であれば、このリファレンススペクトルデータと測定スペクトルデータは一致したと判定し、このビーズのコードを特定する。もし、抜き出したリファレンススペクトルデータと測定スペクトルデータが一致しなければ、一致するまで他のリファレンススペクトルデータ、コードＢ〜Ｄのリファレンススペクトルデータを順次取り出して同様に判定する。
【００６１】
以上のようなバンドパスフィルタ選択手段１０１がリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に予め記憶されているコードをデコード可能な必要最少の第一バンドパスフィルタ群を選択する動作は、リファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に記憶されているコードに増減が生じた場合にのみ行えばよく、増減が生じるまでは最も新しく選択されたバンドパスフィルタ群を用いて観察対象のデコードを行う。
【００６２】
以上のように本実施例１においては、バンドパスフィルタ選択手段１０１がリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１に予め記憶されているコードをデコード可能な必要最少の第一バンドパスフィルタ群を選択し、この選択された第一バンドパスフィルタ群を用いて観察対象内のビーズのデコードを行うことにより撮影回数を減らすことができるため、測定時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００６３】
以下に、本発明の請求項２及び請求項８及び請求項９及び請求項１０に記載された発明の実施の形態について、図４から図７を用いて説明する。
【００６４】
図４は、本発明の実施例２におけるスペクトルデコード装置のブロック図である。
【００６５】
実施例１の構成と異なるところは被検体情報記憶手段４０１を設け、バンドパスフィルタ選択手段４０２は被検体情報記憶手段４０１とリファレンススペクトルデータ記憶手段１１０１の情報からバンドパスフィルタ群の選択を行う点である。
【００６６】
図５はウェルプレート１１０３を詳細に示した図である。図５において、ウェル５０１は、ウェルプレート１１０３上に格子状に並べられた穴であり、ここでは観察対象とはウェル５０１のことを言う。ウェル５０１にはそれぞれ番号が割り振られており、例えば、ウェルプレート１１０３にはＸ方向２４個、Ｙ方向１６個、計３８４個のウェル５０１があり、Ｘ方向には１から２４まで番号が振られており、Ｙ方向にはＡからＰまで番号が振られているとすると、ウェル番号はＸ方向とＹ方向の番号を用いてＡ１からＰ２４で示される。
【００６７】
図４において、被検体情報記憶手段４０１はユーザーによって入力された最低１つ先のこれから測定するウェル内のコード群を記憶する。
【００６８】
バンドパスフィルタ選択手段４０２は、被検体情報記憶手段４０１が記憶したコード群とそのコード群に対応するリファレンススペクトルデータから、被検体情報記憶手段４０１が記憶したコード群のビーズをデコード可能なバンドパスフィルタ群（以下、第二バンドパスフィルタ群と称す）を選択する。
【００６９】
次に、動作について説明する。
ここで、今からウェルＢ１、ウェルＤ８、ウェルＥ１２を測定することとして、被検体情報記憶手段４０１はユーザーによって入力されたウェルＢ１、ウェルＤ８、ウェルＥ１２のコード群を記憶しておく。
【００７０】
バンドパスフィルタ選択手段４０２は、被検体情報記憶手段４０１の次の測定で使用されるウェルＢ１のコード群のリファレンススペクトルデータをリファレンススペクトル記憶手段１１０１から抜き出し、以降は実施例１と同様にウェルＢ１のコード群のビーズをデコード可能なバンドパスフィルタ群を選択し、第二バンドパスフィルタ群としてシステムコントローラ１１０２に出力する。
【００７１】
その後も実施例１と同様にスペクトル取得手段１１１７がウェルＢ１の測定スペクトルデータを取得し、デコード手段１１１６がデコードを行う。
【００７２】
ウェルＢ１の測定が終ると同様にウェルＤ８、ウェルＥ１２についてもそれぞれのウェルのコード群をデコード可能な最少の第二バンドパスフィルタ群をバンドパスフィルタ選択手段４０２が選択し、測定を行う。
【００７３】
以上のように本実施例においては、被検体情報記憶手段４０１がこれから測定するウェル内のコード群を記憶することで、各ウェル５０１内のコード群に応じてバンドパスフィルタを選択でき、測定に用いるバンドパスフィルタを削減できることが多くなるため、測定時間を短縮できる。
【００７４】
また、本実施例２ではバンドパスフィルタ選択手段４０２を、図６に示すようなブロック図にしても良い。
【００７５】
図６において、最少バンドパスフィルタ選択手段６００は初期枚数決定手段６０３と枚数決定手段６０２とバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１とデコード可否判定手段２０２とデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３と最少枚数選択手段２０４で構成されており、初期枚数決定手段６０３は、枚数決定手段６０２が選択する最初のバンドパスフィルタ枚数を決定する。
【００７６】
枚数決定手段６０２は、バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１で選択するバンドパスフィルタ群の枚数を決定する手段であり、最初に決定する枚数は初期枚数決定手段６０３で決定したバンドパスフィルタ枚数である。
【００７７】
バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１は、８枚のバンドパスフィルタから枚数決定手段６０２で決定したバンドパスフィルタ枚数分のバンドパスフィルタを選択する。
【００７８】
なお、デコード可否判定手段２０２、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３、最少枚数選択手段２０４、最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５、信頼バンドパスフィルタ選択手段２０６は実施例１の構成と同じであるので、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
次に、動作について説明する。
初期枚数決定手段６０３は、枚数決定手段６０２が選択する最初のバンドパスフィルタ枚数、例えば４枚を決定する。枚数決定手段６０２は、１回目の決定では初期枚数決定手段６０３で決定したバンドパスフィルタ枚数の４枚を決定する。バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１は８枚のバンドパスフィルタから任意の４枚のバンドパスフィルタ群を選択する。デコード可否判定手段２０２は、バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１で選択したバンドパスフィルタ群でコード群をデコード可能であるかを判定し、デコード可能であればデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に記憶する。以降バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１は、４枚のバンドパスフィルタからなる全てのバンドパスフィルタ群を順次選択し、同様の処理を行う。バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１が４枚のバンドパスフィルタからなる全てのバンドパスフィルタ群を順次選択し終えると、枚数決定手段６０２は、２回目の決定に入る。
【００８０】
まず、枚数決定手段６０２は、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３にバンドパスフィルタ群が記憶されているかを確認する。バンドパスフィルタ群が記憶されていれば前回決定した枚数から１枚を引いた枚数を決定し、記憶されていなければ前回決定した枚数に１枚足した枚数を決定する。
【００８１】
以降の動作は、枚数決定手段６０２が２回目に決定した枚数が、前回決定した枚数から１枚を引いた枚数であるか前回決定した枚数に１枚を足した枚数であるかによって異なる。
【００８２】
まず、枚数決定手段６０２が２回目に決定した枚数が前回決定した枚数から１枚を引いた枚数である場合は、２回目に決定した枚数について１回目と同様にバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１およびデコード可否判定手段２０２を用いてデコード可能なバンドパスフィルタ群を判定し、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に１回目の記憶情報に追加記憶する。枚数決定手段６０２は、３回目の枚数決定に入るがデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に前回決定した枚数のバンドパスフィルタ群があれば前回決定した枚数から１枚を引いた枚数を決定し再び２回目と同様に行い、なければ枚数決定を終了する。デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３に前回決定した枚数のバンドパスフィルタ群がなく枚数決定手段６０２を終了すると、最少枚数選択手段２０４は、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３から最少枚数のバンドパスフィルタ群を選択する。
【００８３】
次に、枚数決定手段６０２が２回目に決定した枚数が前回決定した枚数から１枚を足した枚数である場合は、枚数決定手段６０２はデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３にバンドパスフィルタ群があることを確認するまで、前回決定した枚数から１枚を足した枚数を決定し、バンドパスフィルタ群があることを確認すれば枚数決定手段６０２を終了する。
【００８４】
枚数決定手段６０２を終了すると、その後は実施例１と同様に最少枚数選択手段２０４は、デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３から最少枚数のバンドパスフィルタ群を選択し、最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５に記憶する。信頼バンドパスフィルタ選択手段２０６は、最少バンドパスフィルタ記憶手段２０５に記憶したバンドパスフィルタ群から最小輝度範囲間隔が最も大きいバンドパスフィルタ群を選択する。
【００８５】
以上のように、枚数決定手段６０２がバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１の選択するバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数を前回のバンドパスフィルタ枚数におけるデコード可否判定手段２０２判定結果を用いて決定し、バンドパスフィルタ選択手段４０２で選択するバンドパスフィルタ群を決定する事により、デコード可能であるかどうかを判定するバンドパスフィルタ群を減らすことができるので、バンドパスフィルタ選択手段５０２の処理を高速に行うことができる。
【００８６】
また、本実施例２のバンドパスフィルタ選択手段４０２は、図７に示すようなブロック図にしても良い。
【００８７】
図７に示すブロック図が図６に示すブロック図と異なるところは、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２を設けた点である。図７において最少バンドパスフィルタ選択手段７００は、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２と初期枚数決定手段７０１と枚数決定手段６０２とバンドパスフィルタ組み合わせ選択手段６０１とデコード可否判定手段２０２とデコード可能バンドパスフィルタ記憶手段２０３と最少枚数選択手段２０４で構成されており、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２は、被検体情報記憶手段４０１が記憶している次に測定するウェルのコード群のコード数とそのコード群において過去に選択したバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数を記憶する。
【００８８】
次に、図７のブロック図における動作について説明する。
まず、初期枚数決定手段７０１は、バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２から被検体情報記憶手段４０１に記憶した次に測定するウェルのコード群のコード数に対するバンドパスフィルタ枚数のなかで最も多く選択されたバンドパスフィルタ枚数を初期バンドパスフィルタ枚数として決定する。
【００８９】
以降、信頼バンドパスフィルタ選択手段７０３がバンドパスフィルタ群を選択するまでの動作は、図６における動作と同様である。
【００９０】
信頼バンドパスフィルタ選択手段７０３は選択したバンドパスフィルタ群をシステムコントローラ１１０２へ送ると同時に過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２へも送り、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２は、送られてきたバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数と次に測定するウェルのコード群のコード数を記憶する。
【００９１】
以上のように、コード数に対する過去に最も多く選択したバンドパスフィルタ枚数を初期枚数決定手段７０１で決定することにより、コード数に応じて最も選択する確率の高いバンドパスフィルタ枚数から判定を行うので、バンドパスフィルタ選択手段４０２の処理をユーザーのコードの使用状況に合わせてより高速に行うことができる。
【００９２】
また、図７において過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限することもできる。
【００９３】
例えばコード数が８の２つコード群、コード群Ｍ及びコード群Ｎがあり、これらのコード群に対してバンドパスフィルタ選択手段４０２が選択したバンドパスフィルタ群のバンドパスフィルタ枚数がそれぞれ、６枚及び３枚であったとする。また、今コード群Ｍのウェル３０個を測定し終えたとする。
【００９４】
この時、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限しない場合は、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２は、コード数が８においてバンドパスフィルタ枚数６枚の選択回数が３０回であることを記憶している。次に、コード群Ｎのウェル１個を測定すると、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２にはコード数が８において、バンドパスフィルタ枚数６枚の選択回数が３０回であることバンドパスフィルタ枚数３枚の選択回数が１回であることを記憶される。このときコード数８において選択回数の最も多いバンドパスフィルタ枚数は６枚であるので、初期枚数決定手段７０１は、初期バンドパスフィルタ枚数を６枚とする。さらに、コード群Ｎのウェルの測定を行っていくとバンドパスフィルタ枚数３枚の選択回数が２回、３回と増加していく。さらにコード群Ｎの観察対象のウェルの測定を行っていき、バンドパスフィルタ枚数３枚の選択回数が３１回になると、バンドパスフィルタ枚数６枚の選択回数が３０回、バンドパスフィルタ枚数３枚の選択回数が３１回となり、つまりコード数８において選択回数の最も多いバンドパスフィルタ枚数は３枚となる。したがって、初期枚数決定手段７０１は初期バンドパスフィルタ枚数を３枚とする。
【００９５】
一方、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限した場合について次に説明する。例えば過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を１０個とし、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２に各コード数に対応した１０個のバンドパスフィルタ枚数を記憶することのできる先入れ先出し構造のメモリ（以下、ＦＩＦＯメモリと称す）を用意する。図８に過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２のコード数８におけるＦＩＦＯメモリを示す。
【００９６】
今、コード群Ｍのウェル３０個を測定し終えたとすると、図８（ａ）のようにＦＩＦＯメモリにはバンドパスフィルタ枚数６枚が全てに入っている。次に、コード群Ｎのウェル１個を測定すると、コード数８におけるＦＩＦＯメモリは、図８（ａ）で記憶されているバンドパスフィルタ枚数が図８（ｂ）のように出力側にシフトされ、バンドパスフィルタ枚数３枚が新たに入力される。なお、シフトによって出力されたバンドパスフィルタ枚数６枚の情報は削除される。このときコード数８においてＦＩＦＯメモリに記憶されている最も多いバンドパスフィルタ枚数は６枚であるので、初期枚数決定手段７０１は、初期バンドパスフィルタ枚数を６枚とする。さらに、コード群Ｎのウェルの測定を行っていくとＦＩＦＯメモリにはバンドパスフィルタ枚数３枚が新たに入力されるとともにバンドパスフィルタ枚数６枚が出力され削除されていく。さらにコード群Ｎのウェルの測定を行っていき、コード群Ｎのウェルの６回目の測定を行なうと、コード数８におけるＦＩＦＯメモリは図８（ｃ）のように、図８（ａ）状態からバンドパスフィルタ枚数３枚が６個入力されバンドパスフィルタ枚数６枚が６個出力される。つまりコード数８におけるＦＩＦＯメモリに記憶されている最も多いバンドパスフィルタ枚数は３枚となる。したがって、初期枚数決定手段７０１は初期バンドパスフィルタ枚数を３枚とする。
【００９７】
このように、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限しない場合は、コード群Ｎのウェルの測定を行いはじめて３１回目で初期枚数決定手段７０１の選択する初期バンドパスフィルタ枚数が６枚から３枚に変わったのに対して、過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限した場合は、コード群Ｎのウェルの測定を行いはじめて６回目で初期枚数決定手段７０１の選択する初期バンドパスフィルタ枚数が６枚から３枚に変わっており、ユーザーの使用状況によりすばやく対応することができる。
【００９８】
以上のように過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段７０２がコード数に対する過去のバンドパスフィルタ枚数を記憶する数を制限することによりユーザーの使用状況の変化に追従し、バンドパスフィルタ選択手段４０２の処理をより高速に行うことができる。
【実施例３】
【００９９】
以下に、本発明の請求項３に記載された発明の実施の形態について、図９を用いて説明する。
【０１００】
図９は、本発明の実施例３のスペクトルデコード装置のブロック図である。
【０１０１】
実施例２の構成と異なるところは判別済被検体情報記憶手段９０２とセレクタ９０３を設けた点である。
【０１０２】
図９において、判別済被検体情報記憶手段９０２は、判別済みのウェルのコード群とそのコード群に基づいてバンドパスフィルタ選択手段４０２が選択した第二バンドパスフィルタ群を記憶していく。
【０１０３】
セレクタ９０３は、判別済被検体情報記憶手段９０２に記憶した判別済みのウェルのコード群と被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルのコード群を比較し、両コード群が同じであれば、判別済被検体情報記憶手段９０２に記憶したコード群に対応したバンドパスフィルタ群を選択し、第三バンドパスフィルタ群としてシステムコントローラ１１０２に出力する。被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルのコード群と判別済みのウェルのコード群が異なる場合、もしくは、判別済みのウェルのコード群が判別済被検体情報記憶手段９０２に記憶されていない場合、バンドパスフィルタ選択手段４０２に被検体情報記憶手段９０１の出力するコード群をデコード可能な第二バンドパスフィルタ群の選択を命令し、バンドパスフィルタ選択手段４０２が選択した第二バンドパスフィルタ群を第三バンドパスフィルタ群としてシステムコントローラ１１０２に出力するとともに、判別済被検体情報記憶手段９０２に被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルのコード群と選択した第二バンドパスフィルタ群を記憶する。
【０１０４】
次に、本実施例３の動作について説明する。
まず、被検体情報記憶手段９０１は、ユーザーによって入力された最低１つ先のこれから測定するウェル内のコード群を記憶する。
【０１０５】
次にセレクタ９０３は、判別済被検体情報記憶手段９０２に記憶した判別済みのウェルのコード群と被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルのコード群に基づき、バンドパスフィルタ選択手段４０２が出力する第二バンドパスフィルタ群あるいは判別済被検体情報記憶手段９０２が出力するバンドパスフィルタ群のいずれかを選択する。以降の動作は、実施例１と同様にスペクトル取得手段１１１７が測定スペクトルデータを取得し、デコード手段１１１６がデコードを行う。
【０１０６】
以上のように本実施例３においては判別済被検体情報記憶手段９０２に記憶した判別済みのウェルのコード群と被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルのコード群を比較し、その結果で選択するバンドパスフィルタ群を決定することで、被検体情報記憶手段９０１に記憶した次に判別するウェルと判別済被検体情報記憶手段９０２のウェルが同じコード群であればバンドパスフィルタ選択手段４０２の処理を省くことができるため、高速に測定を行うことができる。
【実施例４】
【０１０７】
以下に、本発明の請求項４に記載された発明の実施の形態について、図１０を用いて説明する。
【０１０８】
図１０は、本発明の他の実施例４のスペクトルデコード装置のブロック図である。
【０１０９】
実施例１の構成と異なるところはデコード手段１００２のデコード結果をバンドパスフィルタ選択手段１００１に出力する点である。
【０１１０】
図１０において、動作を説明する。
ウェルプレート１１０３上のウェル５０１に２つ以上連続して同じコード群が入っている場合、例えばウェルＡ１〜ウェルＡ５に同じコード群が入っており、この５つのウェルを続けて測定する場合には、まずバンドパスフィルタ選択手段１００１は、１ウェル目のウェルＡ１を測定するとき８枚のバンドパスフィルタを用いたバンドパスフィルタ群を選択し、第四バンドパスフィルタ群としてスペクトル取得手段１１１７に出力する。以降、実施例１と同様にスペクトル取得手段１１１７はウェルＡ１の測定スペクトルを取得する。デコード手段１００２はデコード測定スペクトルに基づきデコードを行い、このデコード結果をバンドパスフィルタ選択手段１００１に出力する。このデコード手段１００２のデコード結果から、ウェルＡ１だけでなくウェルＡ２〜ウェルＡ５内のコード群が分かる。
【０１１１】
次に、２ウェル目、ウェルＡ２の測定に移る。バンドパスフィルタ選択手段１００１はデコード手段１００２が出力したコード群に基づき第四バンドパスフィルタ群を選択する。そして以降は、１ウェル目と同様に測定する。
３ウェル目以降の測定は、２ウェル目と同様に行う。
【０１１２】
以上のように本実施例４においてはコード群が同じウェルを複数回以上続けて測定する場合、１ウェル目で測定したデコード結果を２ウェル目以降の測定で用いることにより、ユーザーがウェルのコード群の入力を行うことなく測定に使用するバンドパスフィルタ枚数を削減できるため高速に測定することができる。
【０１１３】
また、１ウェル目のコード群が２ウェル目以降のコード群を全て含んでいる場合において、１ウェル目で測定したデコード結果のコード群に基づいてバンドパスフィルタ選択手段１００１が選択した第四バンドパスフィル群を用いて２ウェル目以降も判別可能である。
【０１１４】
このため１ウェル目のコード群が２ウェル目以降のコード群を全て含んでいる場合においても、１ウェル目で測定したデコード結果を２ウェル目以降の測定で用いることでユーザーがウェルのコード群の入力を行うことなく測定に使用するバンドパスフィルタ枚数を削減できるため高速に測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかるスペクトルデコード装置は、互いに異なる輝度スペクトル分布を有する物質の種類を判別する際において測定速度を高速化するのに適している。
【０１１６】
また、本発明にかかるスペクトルデコード装置は、蛍光顕微鏡等として用いることにより、遺伝子発現解析装置の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１におけるスペクトルデコード装置のブロック図
【図２】本発明の実施例１におけるスペクトルデコード装置のバンドパスフィルタ選択手段の詳細なブロック図
【図３】本発明の実施例１におけるコードＡ及びコードＢのリファレンススペクトルデータ図
【図４】本発明の実施例２におけるスペクトルデコード装置のブロック図
【図５】本発明の実施例２、実施例３、実施例４におけるウェルプレートの拡大図
【図６】本発明の実施例２におけるスペクトルデコード装置のバンドパスフィルタ選択手段の詳細なブロック図
【図７】本発明の実施例２におけるスペクトルデコード装置のバンドパスフィルタ選択手段の詳細なブロック図
【図８】本発明の実施例２における過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段のコード数８におけるＦＩＦＯメモリの図
【図９】本発明の実施例３におけるスペクトルデコード装置のブロック図
【図１０】本発明の実施例４におけるスペクトルデコード装置のブロック図
【図１１】従来のスペクトルデコード装置のブロック図
【図１２】従来のスペクトルデコード装置、本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４におけるリファレンススペクトルデータの一例を示す図
【図１３】従来のスペクトルデコード装置における測定スペクトルデータの一例を示す図
【符号の説明】
【０１１８】
１０１  バンドパスフィルタ選択手段
２００  最少バンドパスフィルタ選択手段
２０１  バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段
２０２  デコード可否判定手段
２０３  デコード可能バンドパスフィルタ記憶手段
２０４  最少枚数選択手段
２０５  最少バンドパスフィルタ記憶手段
２０６  信頼バンドパスフィルタ選択手段
４０１  被検体情報記憶手段
４０２  バンドパスフィルタ選択手段
５０１  ウェル
６００  最少バンドパスフィルタ選択手段
６０１  バンドパスフィルタ組み合わせ選択手段
６０２  枚数決定手段
６０３  初期枚数決定手段
７００  最少バンドパスフィルタ選択手段
７０１  初期枚数決定手段
７０２  過去バンドパスフィルタ枚数記憶手段
７０３  信頼バンドパスフィルタ選択手段
９０１  被検体情報記憶手段
９０２  判別済被検体情報記憶手段
９０３  セレクタ
１００１  バンドパスフィルタ選択手段
１００２  デコード手段
１１０１  リファレンススペクトルデータ記憶手段
１１０２  システムコントローラ
１１０３  ウェルプレート
１１０４  ウェルプレート駆動手段
１１０５  対物レンズ
１１０６  フォーカス手段
１１０７  励起光源
１１０８  励起光源制御手段
１１０９ａ  バンドパスフィルタ
１１０９ｂ  バンドパスフィルタ
１１０９ｃ  バンドパスフィルタ
１１０９ｄ  バンドパスフィルタ
１１０９ｅ  バンドパスフィルタ
１１０９ｆ  バンドパスフィルタ
１１０９ｇ  バンドパスフィルタ
１１０９ｈ  バンドパスフィルタ
１１１０  回転フィルタ
１１１１  回転フィルタ駆動手段
１１１２  ＣＣＤカメラ
１１１３  ＣＣＤカメラ制御手段
１１１４  ダイクロイックミラー
１１１５  画像処理手段
１１１６  デコード手段
１１１７  スペクトル取得手段
１２０１  輝度範囲
１２０２  輝度範囲間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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