(57)【要約】【課題】  簡単な且つ小型の構成によって、暗視野撮影が可能なフラットベッド型スキャナ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  フラットベッドスキャナ装置は、直線方向に沿って移動可能なスキャナヘッドと、該スキャナヘッドによって読み取られる試料を配置するための試料台と、上記スキャナヘッドから照射され上記試料の背後に通過した光を吸収するための暗箱とを有し、該暗箱は、平行に配置された２つの反射面を有し、上記スキャナからの光が上記２つの反射面を順次反射するための光路を形成する。【選択図】  図１
2005037245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線方向に沿って移動可能なスキャナヘッドと、該スキャナヘッドによって読み取られる試料を配置するための試料台と、上記スキャナヘッドから照射され上記試料の背後に通過した光を吸収するための暗箱とを有し、該暗箱は、平行に配置された２つの反射面を有し、上記スキャナからの光が上記２つの反射面を順次反射するための光路を形成することを特徴とするフラットベッドスキャナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のフラットベッドスキャナ装置において、上記スキャナヘッドから照射され上記試料の背後に通過した全ての光を上記２つの反射面に導くための光学系が配置されていることを特徴とするフラットベッドスキャナ装置。
【請求項３】
請求項２記載のフラットベッドスキャナ装置において、上記光学系は上記スキャナヘッドと共に移動する可動の反射面と該可動の反射面からの光を上記２つの反射面の間に導くための固定の反射面とを有することを特徴とするフラットベッドスキャナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明なガラス板に配置された試料を読み取って画像を得るためのフラットベッドスキャナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組織学的検索を行う場合、細胞内小器官などの観察には電子顕微鏡（５０００倍以上）、培養細胞などの細胞レベルでの観察には光学顕微鏡（２０〜１０００倍）、小動物でも臓器レベルで直径約３ｍｍを超える場合は、実体顕微鏡での観察手法がとられている。実際には、観察対象の撮影を行う場合には、それぞれの顕微鏡のカメラ接続アダプターにＣＣＤカメラなどの撮影装置を接続し、検体の位置、ピント、色調、露光などをあわせて行っていた。この方法によると、例えば、マウスなどの小動物の脳を観察する場合の試料の大きさは約１ｃｍ四方となり、実体顕微鏡で観察する場合、５０枚の連続切片をそれぞれ撮影し、画像編集ソフトを用いてようやく全体を観察可能となっていた。そのため、一度に試料全体像を観察する手段が模索されていた。近年、フラットベット型スキャナ装置は高い読み取り精度を有し、汎用タイプでも２４００ｄｐｉの解像度を得ることも可能となったため、ハロゲン透過光のような、通常の照明を用いて観察できるものについては、フラットベッド型スキャナ装置を用いてそれらの一覧画像を得ていた。
【０００３】
しかしながら、特異的タンパク質の発現を調べるときなどに用いられる蛍光染色、特異的ｍＲＮＡの観察に用いられるＲＩ  label  in  situ  hybridization  を行うときは、暗視野撮影が必要となる。暗視野撮影には、試料の背後を暗黒にする環境が必要であるが、通常のフラットヘッド型スキャナ装置では暗視野環境を作ることができなかった。そこで、これらの観察を行う場合、通常のフラットベッド型スキャナ装置の原稿カバーを外して暗箱内で取り込みを行うか、日が落ちてから室内の電気を消して取り込みを行うことで対処していたが、コンピュータのディスプレイからの光などによってすら影響を受けており、十分な撮影を行うことができなかった。
【０００４】
観察試料自体が微弱な光を発生する場合には試料の読み取り時に、図５に示すような暗箱（試料カバー部材）により試料を覆い、光学的に密閉された部屋を構成するようにしたが（特許文献１参照）、この場合は走査光が暗箱の壁に反射し、完全な暗視野を作ることができなかった。
【０００５】
また、富士写真フィルム株式会社からフルオロ・イメージアナライザなど電気泳動ゲルを撮影するための装置に、スライドガラスをセットして観察できるようにした機器（特許文献２参照）などが発売されているが、この装置は非常に高価であり、安価で簡単に暗視野観察を行うことができる手段が求められていた。
【０００６】
図５に示すように、フラットベッド型スキャナ装置は、典型的には、試料１０を配置するための透明なガラス板からなる試料台１２と、試料台１２の下側にて試料を読み取るためのスキャナヘッド１４とを有する。図示のように、スキャナヘッド１４の移動方向をＸ軸、走査方向をＹ軸、垂直上方をＺ軸とする。
【０００７】
スキャナヘッド１４は、レーザ発光装置と受光装置を有し、Ｘ軸方向に移動しながら、Ｚ軸方向に光を照射し、それをＹ軸方向に沿って走査させ、反射光を受光して試料の画像を生成する。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１６３１３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８７３８号公報
【特許文献３】特開平１０−２３３８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フラットベッド型スキャナを使用して暗視野撮影を行うために、図５に示すように暗箱１６を装着しても、それだけでは完全な暗黒を生成することは困難であり、暗箱の壁による光の反射を完全に阻止することはできない。暗箱の壁による光の反射を阻止するためには、暗箱の寸法を十分大きくすればよいが、装置自体が大きくなってしまい、実用的でない。
【００１０】
本発明は、暗視野撮影を行うための暗黒の背景を提供することができるフラットベッド型スキャナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、簡単な且つ小型の構成によって、暗視野撮影が可能なフラットベッド型スキャナ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】
【００１２】
本発明によると、フラットベッドスキャナ装置は、直線方向に沿って移動可能なスキャナヘッドと、該スキャナヘッドによって読み取られる試料を配置するための試料台と、上記スキャナヘッドから照射され上記試料の背後に通過した光を吸収するための暗箱とを有し、該暗箱は、平行に配置された２つの反射面を有し、上記スキャナからの光が上記２つの反射面を順次反射するための光路を形成する。
【００１３】
更に、上記スキャナヘッドから照射され上記試料の背後に通過した全ての光を上記２つの反射面に導くための光学系が配置されている。上記光学系は上記スキャナヘッドと共に移動する可動の反射面と該可動の反射面からの光を上記２つの反射面の間に導くための固定の反射面とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、簡単で且つコンパクトな構造によって、暗黒の背景を提供する暗箱と同等な機能を提供することができる。
【００１５】
本発明によると、暗箱などの特殊な環境ではなく、通常の実験室内で室内灯をつけたまま、暗視野観察を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１、図２及び図３を参照して本発明によるフラットベッド型スキャナ装置の例を説明する。図１及び図２は本発明によるフラットヘッド型スキャナ装置の横断面構成を示し、図３は本発明によるフラットヘッド型スキャナ装置の平面構成を示す。尚、図１は試料の撮影を開始した状態を示し、図２は試料の撮影を終了した状態を示す。
【００１７】
本例のフラットベッド型スキャナ装置は、水平に配置されたフラットベッド型の試料台１２と、試料台の下側に配置されたスキャナヘッド１４と、試料台を覆うように形成された暗箱１６と、試料台１２の上方に且つ試料台に対して傾斜して配置された第１及び第２の反射面２１、２２と、試料台１２の下方に且つ試料台に平行に配置された第３の反射面２３と、試料台１２の上方に且つ試料台に平行に配置された第４の反射面２４とを有する。図示のように、ＸＹＺ軸座標をとる。
【００１８】
第１及び第２の反射面２１、２２は平面鏡、プリズム等によって構成されてよい。第３及び第４の反射面２３、２４は平面鏡によって構成されてよい。
【００１９】
第１の反射面２１は、スキャナヘッド１４と共に移動する。第１の反射面２１は、水平面に対して４５°の傾斜角を有する。第２の反射面２２は、水平面に対して４５°より僅かに小さい傾斜角θを有する。第２の反射面２２の傾斜角θに関しては後に説明する。
【００２０】
試料台１２は透明なガラス板、プラスチックなどの通常のフラットベッドスキャナ装置で用いる素材であれば用いることができるが、特にガラス板が好ましい。暗箱１６の内面には黒色の塗料が塗布されている。暗箱１６は、外部からの光が入らないように完全な密閉空間を形成している。図３に示すように、スキャナヘッド１４は試料１０に対して走査光を照射する発光装置と試料１０を走査した光を受光する受光装置１５を有する。走査光としては可視光線、蛍光、紫外線、レーザ光など試料を走査することが可能な光源であれば用いることができるが、特にレーザ光が好ましい。受光装置１５はＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）を有する。
【００２１】
上述のように第１の反射面２１は、スキャナヘッド１４と共に移動し、常に、スキャナヘッド１４のレーザ発光装置の光路上に配置される。スキャナヘッドの構成及び動作は既知であり、例えば、上述の特許文献１、２及び３に記載されており、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図１に示すように、試料台１２を通過した走査光は第１の反射面２１に達する。第１の反射面２１を反射した光は水平方向に、即ち、Ｘ軸方向に光路を変更し、第２の反射面２２に達する。第２の反射面２２を反射した光は、Ｚ軸方向下方に光路を変更し、第３の反射面２３に達する。第３の反射面２３を反射した光は、以後、第４の反射面２４を反射し、再び、第３の反射面２３を反射する。こうして、第３の反射面２３と第４の反射面２４を交互に反射し、最後に、暗箱１６の右側の端面１６ａに到達する。
【００２３】
スキャナヘッド１４からの走査光のうち、試料１０を反射した光は、スキャナヘッド１４の受光装置によって受光され、試料１０の画像が生成される。
【００２４】
図２に示すように、スキャナヘッド１４が移動すると、第１の反射面２１も移動する。従って、試料台１２を通過した走査光は第１の反射面２１に達する。第１の反射面２１を反射した光は水平方向に、即ち、Ｘ軸方向に光路を変更し、第２の反射面２２に達する。以下同様に、第２の反射面２２を反射した光は、Ｚ軸方向下方に光路を変更し、第３の反射面２３に達する。第３の反射面２３を反射した光は、以後、第４の反射面２４を反射し、再び、第３の反射面２３を反射する。こうして、第３の反射面２３と第４の反射面２４を交互に反射し、最後に、暗箱１６の右側の端面１６ａに到達する。
【００２５】
本例によると、第１の反射面２１はスキャナヘッド１４と共に移動するから、試料台１２を通過した全ての走査光は、第１及び第２の反射面２１、２２を経由して、第３及び第４の反射面２３、２４に導かれ、暗箱１６の右側の端面１６ａに至る長い光路を伝播する。従って、本例によると、このような光路と同等の高さの壁を有する暗箱と同様な効果がある。
【００２６】
尚、図１及び図２では、スキャナヘッド１４からの走査光は垂直方向上方に照射されると仮定しているが、実際には、垂直方向に対して傾斜した光も照射する。しかしながら、第１及び第２の反射面２１、２２の寸法を適当に選択することによって、試料台１２を通過した全ての走査光を第３及び第４の反射面２３、２４に導くことができる。
【００２７】
図４を参照して、試料台１２を通過した走査光の光路の長さを計算する。図示のように、第２の反射面２２上の走査光の反射点をＲ１（Ｘ１，Ｙ１）とし、第３の反射面２３上の走査光の反射点をＲ２（Ｘ２，Ｙ２）とする。第３の反射面２３上の走査光の反射点をＲｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）（但し、ｎは偶数である。）とし、第４の反射面２４上の走査光の反射点をＲｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）（但し、ｎは奇数である。）とする。
【００２８】
第２の反射面２２上の点Ｒ１（Ｘ１，Ｙ１）から第３の反射面２３に下ろした垂線の足を原点Ｏ（０，０）とする。第２の反射面２２が水平面となす角をθとし、第３の反射面２３と第４の反射面２４の間の距離をｈとする。反射点Ｒ１，Ｒ２，Ｒｎ…の座標は以下のように表される。
ｎ＝１：  Ｒ１（Ｘ１，Ｙ１）＝（０，ｈ）
ｎ＝２：  Ｒ２（Ｘ２，Ｙ２）＝（ｈ・ｔａｎ（４５°−θ），０）
ｎ≧３（ｎ＝２ｍ＋１）
Ｒｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝（２ｍｈ・ｔａｎ（４５°−θ），ｈ）
ｎ≧４（ｎ＝２ｍ）
Ｒｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝（（２ｍ−１）ｈ・ｔａｎ（４５°−θ），０）
【００２９】
第２の反射面２２上の点Ｒ１（Ｘ１，Ｙ１）から第ｎ番目の反射点Ｒｎまでの光路の長さは次の式によって表される。
Ｌ（Ｒｎ）＝ｈ（ｎ−１）／ｃｏｓ（４５°−θ）
【００３０】
例えば、第３の反射面と第４の反射面の間の距離ｈを、ｈ＝３０ｃｍ、第２の反射面の傾斜角をθ＝４４”４０’（＝４４．６６７°）とする。光路の長さは、Ｌ（Ｒｎ）＝３４．４８ｍとなる。従って、本例によると、図５（Ａ）の破線にて示すように、上面の高さが３４．４８ｍの暗箱を設けた場合と同等の効果が得られる。
【００３１】
次に、第２の反射面２２の反射点を反射した光が第３及び第４の反射面２３、２４を順次反射するための条件を求める。第２の反射面の端の座標をＭＷ２ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ）とし、この端点ＭＷ２ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ）からＸ軸に垂線を下ろし、それが第４の反射面上の点Ｒ２からの反射光の光路と交わる点をＰ（Ｘｅ，Ｙｐ）とする。以下の条件が必要である。
９０°−２θ＞０：θ＜４５°
Ｙｅ＞Ｙｐ：ＭＷ２＜４ｈｃｏｓ２θ／ｓｉｎ３θ
【００３２】
以上、本発明による例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるフラットベッド型スキャナ装置の横断面構成を示し、試料の撮影を開始した状態を示す図である。
【図２】本発明によるフラットベッド型スキャナ装置の横断面構成を示し、試料の撮影を終了した状態を示す図である。
【図３】本発明によるフラットヘッド型スキャナ装置の平面構成を示す図である。
【図４】本発明によるフラットベッド型スキャナ装置の暗箱の構造を説明するための説明図である。
【図５】従来のフラットベッド型スキャナ装置の構造を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…試料、１２…試料台、１４…スキャナヘッド、１５…ＣＣＤ、１６…暗箱、２１，２２，２３，２４…反射面
【図１】
2005037245.tif 000003
【図２】
2005037245.tif 000004
【図３】
2005037245.tif 000005
【図４】
2005037245.tif 000006
【図５】
2005037245.tif 000007