(57)【要約】【課題】有効なレベルである、対象試料のスペクトル情報を取得する時間をより短縮することができる。【解決手段】予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する。また、画素１１１−６に入射した対象試料からの光に基づく画素１１１−６の出力レベルを測定する。また、対象試料の類型に関連付けられている、画素１１１−１〜１１１−５の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、対象試料の類型に関連付けられているレベル調整パラメータを選択する。また、選択したレベル調整パラメータと画素１１１−６の出力レベルから、画素１１１−１〜１１１−５のレベル調整量を算出する。また、画素１１１−１〜１１１−５に入射する対象試料からの光に対応する出力レベルを測定するとき、算出したレベル調整量を用いて出力レベルを調整する。【選択図】図１
2012149917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する第１のステップと、
基準画素に入射した前記対象試料からの光に基づく当該基準画素の出力レベルを測定する第２のステップと、
前記対象試料の類型に関連付けられている、測定画素の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、前記第１のステップで選択した前記対象試料の類型に関連付けられている前記レベル調整パラメータを選択する第３のステップと、
前記レベル調整パラメータと前記基準画素の出力レベルから、前記測定画素のレベル調整量を算出する第４のステップと、
前記測定画素に入射する前記対象試料からの光に対応する出力レベルを測定するとき、前記レベル調整量を用いて出力レベルを調整する第５のステップと、
を有することを特徴とする測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項２】
前記測定画素は複数あり、
前記複数の測定画素は互いに異なる分光感度特性を有し、
前記基準画素の感度は、全ての検出波長において前記複数の測定画素の感度よりも高い
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項３】
前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を蓄積部に蓄積し、当該信号を当該蓄積部に蓄積した蓄積時間に応じた信号量に基づく出力レベルの測定であり、
前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、
前記レベル調整量は、前記蓄積時間である
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項４】
前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を増幅部が増幅した信号に基づく出力レベルの測定であり、
前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、
前記レベル調整量は、前記増幅部のゲインである
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項５】
前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を蓄積部に蓄積し、当該信号を当該蓄積部に蓄積した蓄積時間に応じた信号量に基づく信号レベルを、増幅部が増幅した信号レベルに基づく出力レベルの測定であり、
前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、
前記レベル調整量は、前記蓄積時間と前記増幅部のゲインとの組である
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項６】
前記複数の試料の類型候補は、前記対象試料の採取部位と前記対象試料の染色方法との少なくとも一方により分類されている
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項７】
前記第１のステップではさらに、前記対象試料を特定するコード情報を読み取り、当該コード情報で特定される前記対象試料の類型を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項８】
前記第１のステップでは、メモリに保存された前記複数の試料の類型候補を検索して前記対象試料の類型を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の測定画素の出力レベル調整方法。
【請求項９】
予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する部位情報入力部と、
前記対象試料からの光が入射し、基準となる出力信号を生成する基準画素と、
前記基準画素が生成した前記出力信号の出力レベルを測定する第１の測定部と、
前記対象試料からの光が入射し、前記対象試料のスペクトルに対応する出力信号を生成する測定画素と、
前記測定画素が生成した前記出力信号に基づいて前記対象試料のスペクトル情報を測定する第２の測定部と、
前記対象試料の類型に関連付けられている、測定画素の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、前記部位情報入力部が選択した前記対象試料の類型に関連付けられている前記レベル調整パラメータを選択する選択部と、
前記レベル調整パラメータと前記基準出力レベルから、前記測定画素のレベル調整量を算出する演算部と、
を備え、
前記第２の測定部は、前記スペクトル情報を測定する際に、前記演算部が算出した前記レベル調整量を用いて前記出力信号の出力レベルを調整する
ことを特徴とするカラーセンサ。
【請求項１０】
請求項９に記載のカラーセンサ
を備えることを特徴とするバーチャルスライド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定画素の出力レベル調整方法、カラーセンサおよびバーチャルスライド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体のスペクトル情報を高精度に検出するためには、撮影波長帯をより多数のチャネルに分割する必要がある。また、被写体のスペクトル情報を得るためにカラーセンサが用いられる。また、カラーセンサに用いられる読み出し回路として、例えば、特許文献１に記載されている読み出し回路が知られている。なお、以下の説明で、図中の番号は対応する箇所で同じものを用いている。
【０００３】
図１８は、従来知られているカラーセンサの構成を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ２００は、画素＆読み出し回路Ｂ１０−１〜Ｂ１０−６と、ゲイン回路Ｂ２０−１〜Ｂ２０−６と、積分時間演算部３８−１〜３８−６と、ゲイン演算部３９−１〜３９−６と、駆動制御回路３１０とを備えている。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−１〜Ｂ１０−６は、被写体のスペクトル情報をそれぞれの波長透過帯にわけて検出する画素３１−１〜３１−６と、基準電圧端子３２−１〜３２−６と、スイッチ素子３３−１〜３３−６と、容量素子３４−１〜３４−６と、演算増幅器３５−１〜３５−６とを備えている。なお、基準電圧端子３２−１〜３２−６と、スイッチ素子３３−１〜３３−６と、容量素子３４−１〜３４−６と、演算増幅器３５−１〜３５−６とで構成される部分を読み出し回路３０−１〜３０−６と呼ぶ。
【０００４】
また、図示する例は、画素＆読み出し回路Ｂ１０−１〜Ｂ１０−６が備える画素３１−１〜３１−６が、紫色、青色、緑色、黄色、赤色、橙色の６色のうち、いずれかの色の光を検出する例を示している。具体的には、画素＆読み出し回路Ｂ１０−１が備える画素３１−１は紫色の光を検出する画素である。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−２が備える画素３１−２は青色の光を検出する画素である。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−３が備える画素３１−３は緑色の光を検出する画素である。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−４が備える画素３１−４は黄色の光を検出する画素である。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−５が備える画素３１−５は赤色の光を検出する。また、画素＆読み出し回路Ｂ１０−６が備える画素３１−６は橙色の光を検出する。
【０００５】
カラーセンサ２００は、被写体からの光を、画素３１−１〜３１−６に入射して、基準電圧端子３２−１〜３２−６に印加された基準電圧を基準にスイッチ素子３３−１〜３３−６で積分時間を制御し、容量素子３４−１〜３４−６で光電流に応じた電圧変化として積分し、演算増幅器３５−１〜３５−６の出力端子に出力する。
【０００６】
また、カラーセンサ２００は、演算増幅器３５−１〜３５−６の出力端子の出力変化をゲイン回路Ｂ２０−１〜Ｂ２０−６で増幅して読み出す。なお、画素＆読み出し回路Ｂ１０−１〜Ｂ１０−６のそれぞれの積分時間は、駆動制御回路３１０から送られた情報により、積分時間演算部３８−１〜３８−６が計算する。また、ゲイン回路Ｂ２０−１〜Ｂ２０−６のそれぞれのゲインは、駆動制御回路３１０から送られた情報により、ゲイン演算部３９−１〜３９−６が計算する。これにより、積分時間演算部３８−１〜３８−６と、ゲイン演算部３９−１〜３９−６とにより設定された積分時間とゲインとで、出力端子３７−１〜３７−６から出力信号が出力される。
【０００７】
なお、出力端子３７−１〜３７−６から出力される電圧Ｖｏｕｔは、基準電圧をＶｒｅｆとし、画素３１−１〜３１−６で発生する光電流をＩＰＤとし、スイッチ素子３３−１〜３３−６を開いて光電流ＩＰＤを積分する時間をＴＩＮＴとし、容量素子３４−１〜３４−６の容量値をＣとし、ゲイン回路Ｂ２０−１〜Ｂ２０−６の増幅率をＧとすると、（１）式のように表すことができる。
【０００８】
【数１】
2012149917.tif 000003
【０００９】
図１９は、特許文献１に開示されている方法で、６色のうち、いずれかの色の光を検出する画素３１−１〜３１−６の出力の積分時間を基準となる積分時間の整数倍に変化させた際における、出力端子３７−１〜３７−６から出力される信号の出力レベルの例を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は、出力端子３７−１〜３７−６から出力される、画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた信号の出力レベルを示している。なお、信号の出力レベルが、ノイズレベル以上かつ飽和レベル以下の出力レベルであれば、スペクトル情報を取得する際に用いることができる信号である。なお、ノイズレベルは、ノイズと区別をすることができない位、小さな出力レベルとする。また、飽和レベルは、カラーセンサが備える容量素子の容量値を超える位、大きな出力レベルとする。以下、ノイズレベル以上かつ飽和レベル以下の出力レベルを有効レベルと記述する。また、図示するグラフの横軸は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−１〜３７−６を示している。
【００１０】
具体的には、横軸における（１）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、紫色の光を検出する画素３１−１の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−１を示し、横軸（１）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−１から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（２）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、青色の光を検出する画素３１−２の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−２を示し、横軸（２）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−２から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（３）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、緑色の光を検出する画素３１−３の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−３を示し、横軸（３）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−３から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（４）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、黄色の光を検出する画素３１−４の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−４を示し、横軸（４）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−４から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（５）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、赤色の光を検出する画素３１−５の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−５を示し、横軸（５）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−５から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（６）は、１回目〜６回目の読み出しにおいて、橙色の光を検出する画素３１−６の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−６を示し、横軸（６）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−６から出力される信号の出力レベルを示す。
【００１１】
また、図示する例では、１回目の読み出しにおける積分時間を、基準となる積分時間（基準積分時間）の６倍の時間としている。また、２回目の読み出しにおける積分時間を、基準積分時間の５倍の時間としている。また、３回目の読み出しにおける積分時間を、基準積分時間の４倍の時間としている。また、４回目の読み出しにおける積分時間を、基準積分時間の３倍の時間としている。また、５回目の読み出しにおける積分時間を、基準積分時間の２倍の時間としている。また、６回目の読み出しにおける積分時間を、基準積分時間の１倍の時間としている。
【００１２】
このように、各画素３１−１〜３１−６の出力信号の積分時間を、基準となる積分時間の整数倍に変化させて、各画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた出力レベルを複数回読み出すことで、全ての画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた出力レベルを有効なレベルとして取得することができる。図示する例では、出力端子３７−１から出力される、画素３１−１の出力信号に基づいた信号の出力レベルについては、６回目の読み出しで有効な出力レベルを取得している。他の出力端子３７−２〜３７−６の出力レベルについては図示するとおりである。なお、図示するグラフにおいて、有効ではない出力レベルには×印を付している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第６３４９６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、各画素３１−１〜３１−６の出力信号の積分時間を、基準となる積分時間の整数倍に変化させて、各画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた出力レベルを複数回読み出すため、例えば図１９中に×印で示したように有効ではない出力レベルが生じる。そのため、全ての画素３１−１〜３１−６の出力信号に基づいた出力レベルを有効なレベルとして取得するためには、どうしても無効な読み出しが生じてしまい、出力レベルを複数回読み出す必要があるため取得時間が長くなるという問題がある。
【００１５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、被写体のスペクトル情報を取得する時間をより短縮することができる測定画素の出力レベル調整方法、カラーセンサおよびバーチャルスライ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】
【００１６】
本発明は、予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する第１のステップと、基準画素に入射した前記対象試料からの光に基づく当該基準画素の出力レベルを測定する第２のステップと、前記対象試料の類型に関連付けられている、測定画素の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、前記第１のステップで選択した前記対象試料の類型に関連付けられている前記レベル調整パラメータを選択する第３のステップと、前記レベル調整パラメータと前記基準画素の出力レベルから、前記測定画素のレベル調整量を算出する第４のステップと、前記測定画素に入射する前記対象試料からの光に対応する出力レベルを測定するとき、前記レベル調整量を用いて出力レベルを調整する第５のステップと、を有することを特徴とする測定画素の出力レベル調整方法である。
【００１７】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記測定画素は複数あり、前記複数の測定画素は互いに異なる分光感度特性を有し、前記基準画素の感度は、全ての検出波長において前記複数の測定画素の感度よりも高いことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を蓄積部に蓄積し、当該信号を当該蓄積部に蓄積した蓄積時間に応じた信号量に基づく出力レベルの測定であり、前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、前記レベル調整量は、前記蓄積時間であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を増幅部が増幅した信号に基づく出力レベルの測定であり、前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、前記レベル調整量は、前記増幅部のゲインであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記出力レベルの測定は、前記測定画素が出力する信号を蓄積部に蓄積し、当該信号を当該蓄積部に蓄積した蓄積時間に応じた信号量に基づく信号レベルを、増幅部が増幅した信号レベルに基づく出力レベルの測定であり、前記レベル調整パラメータは、前記測定画素が検出する光の波長に応じた係数であり、前記レベル調整量は、前記蓄積時間と前記増幅部のゲインとの組であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記複数の試料の類型候補は、前記対象試料の採取部位と前記対象試料の染色方法との少なくとも一方により分類されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記第１のステップではさらに、前記対象試料を特定するコード情報を読み取り、当該コード情報で特定される前記対象試料の類型を選択することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の測定画素の出力レベル調整方法において、前記第１のステップでは、メモリに保存された前記複数の試料の類型候補を検索して前記対象試料の類型を選択することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する部位情報入力部と、前記対象試料からの光が入射し、基準となる出力信号を生成する基準画素と、前記基準画素が生成した前記出力信号の出力レベルを測定する第１の測定部と、前記対象試料からの光が入射し、前記対象試料のスペクトルに対応する出力信号を生成する測定画素と、前記測定画素が生成した前記出力信号に基づいて前記対象試料のスペクトル情報を測定する第２の測定部と、前記対象試料の類型に関連付けられている、測定画素の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、前記部位情報入力部が選択した前記対象試料の類型に関連付けられている前記レベル調整パラメータを選択する選択部と、前記レベル調整パラメータと前記基準出力レベルから、前記測定画素のレベル調整量を算出する演算部と、を備え、前記第２の測定部は、前記スペクトル情報を測定する際に、前記演算部が算出した前記レベル調整量を用いて前記出力信号の出力レベルを調整することを特徴とするカラーセンサである。
【００２５】
また、本発明は、カラーセンサを備えることを特徴とするバーチャルスライド装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、予め決められた複数の試料の類型候補から対象試料の類型を選択する。また、基準画素に入射した対象試料からの光に基づく当該基準画素の出力レベルを測定する。また、対象試料の類型に関連付けられている、測定画素の出力レベルを調整するレベル調整パラメータの複数の候補から、対象試料の類型に関連付けられているレベル調整パラメータを選択する。また、選択したレベル調整パラメータと基準画素の出力レベルから、測定画素のレベル調整量を算出する。また、測定画素に入射する対象試料からの光に対応する出力レベルを測定するとき、算出したレベル調整量を用いて出力レベルを調整する。
【００２７】
これにより、基準画素の出力レベルの測定を行うことで、測定画素の出力レベルを有効なレベルとなるように調整するための出力レベル調整量を算出することができる。従って、基準画素の出力レベルの測定と、測定画素の出力レベルの測定との２回の測定を行うだけで、有効なレベルである、対象試料のスペクトル情報を取得することができ、対象試料のスペクトル情報を取得する時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサの構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるバーコードが付されたスライドガラスの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における病理サンプルの例を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における積分時間係数表のデータ構造を示した概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサが備える画素の配置を示した概略図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における画素の分光特性を示したグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサの出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサから出力される信号の出力レベルを示したグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるカラーセンサの構成を示した概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるゲイン係数表のデータ構造を示した概略図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるカラーセンサの出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態におけるカラーセンサの構成を示した概略図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態におけるゲイン・積分時間係数表のデータ構造を示した概略図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態におけるカラーセンサの出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第４の実施形態におけるカラーセンサの構成を示した概略図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態におけるカラーセンサの出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施形態におけるバーチャルスライド装置の構成を示したブロック図である。
【図１８】従来知られているカラーセンサの構成を示した概略図である。
【図１９】従来知られているカラーセンサから出力される信号の出力レベルを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるカラーセンサ１の構成を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ１は、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６（演算部）と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６と、積分時間選択部１５（選択部）と、出力端子１７−１〜１７−６とを備えている。また、カラーセンサ１には、部位情報入力部１６が接続されている。
【００３０】
画素＆読み出し回路１１−１〜１１−５は、被写体のスペクトル情報をそれぞれの波長透過帯にわけて検出する画素１１１−１〜１１１−５（測定画素）と、基準電圧端子１１２−１〜１１２−５と、スイッチ素子１１３−１〜１１３−５と、容量素子１１４−１〜１１４−５（蓄積部）と、演算増幅器１１５−１〜１１５−５とを備えている。また、画素＆読み出し回路１１−６は、被写体からの光を検出する画素１１１−６（基準画素）と、基準電圧端子１１２−６と、スイッチ素子１１３−６と、容量素子１１４−６と、演算増幅器１１５−６とを備えている。なお、基準電圧端子１１２−１〜１１２−６と、スイッチ素子１１３−１〜１１３−６と、容量素子１１４−１〜１１４−６と、演算増幅器１１５−１〜１１５−６とで構成される部分を読み出し回路１１０−１〜１１０−６と呼ぶ。また、請求項に係る第１の測定部は、例えば、読み出し回路１１０−６とゲイン回路１２−６とに対応する。また、請求項に係る第２の測定部は、例えば、読み出し回路１１０−１〜１１０−５とゲイン回路１２−１〜１２−５に対応する。
【００３１】
また、画素＆読み出し回路１１−１が備える画素１１１−１は、紫色の光を検出するように紫色の光を透過するフィルタが塗布された画素である。また、画素＆読み出し回路１１−２が備える画素１１１−２は、青色の光を検出するように青色の光を透過するフィルタが塗布された画素である。また、画素＆読み出し回路１１−３が備える画素１１１−３は、緑色の光を検出するように緑色の光を透過するフィルタが塗布された画素である。また、画素＆読み出し回路１１−４が備える画素１１１−４は、黄色の光を検出するように黄色の光を透過するフィルタが塗布された画素である。また、画素＆読み出し回路１１−５が備える画素１１１−５は、赤色の光を検出するように赤色の光を透過するフィルタが塗布された画素である。また、画素＆読み出し回路１１−６が備える画素１１１−６は、全ての光を検出するように、フィルタが塗布されていない画素である。この構成により、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６の読み出し回路１１０−１〜１１０−６は、画素１１１−１〜１１１−６の出力信号を読み出す。
【００３２】
ゲイン回路１２−１〜１２−６は、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−６の出力信号を、ゲイン演算部１４−１〜１４−６が算出したゲインに基づいて増幅する。積分時間演算部１３−１〜１３−６は、積分時間を算出する。ゲイン演算部１４−１〜１４−６は、ゲインを算出する。積分時間選択部１５は、フィルタ無し出力係数を特定する。また、積分時間選択部１５は、記憶部１５１を備えており、記憶部１５１が記憶する積分時間係数表に基づいて積分時間係数を特定する。記憶部１５１は積分時間係数表を記憶する。積分時間係数表については後述する。出力端子１７−１〜１７−６は、ゲイン回路１２−１〜１２−６が増幅した信号を出力する
【００３３】
部位情報入力部１６は、入力部を備えており、ユーザから部位情報（対象試料の類型）の入力を受け付ける。また、部位情報入力部１６は、入力を受け付けた部位情報をカラーセンサ１の積分時間選択部１５に入力する。部位情報は、カラーセンサ１がスペクトル情報を取得する病理サンプル（対象試料）の部位（例えば、肺や肝臓や乳腺など）を示す情報である。なお、部位情報入力部１６は、入力部の代わりにバーコードリーダを備え、病理サンプルが載置されたスライドガラスに付されたバーコードを読み取ることで、部位情報の入力を受け付けるようにしてもよい。
【００３４】
図２は、本実施形態におけるバーコードが付されたスライドガラスの概略図である。図示する例では、スライドガラス２１２の上に、病理サンプル２１１が載置されている。また、スライドガラス２１２の左上部に、バーコード２１３が付されている。バーコード２１３は、スライドガラス２１２の上に載置されている病理サンプルの部位情報を示す。部位情報入力部１６がバーコードリーダを備えている場合、スライドガラス２１２に付されているバーコード２１３を読み取ることで、病理サンプル２１１の部位情報の入力を受け付けることができる。
【００３５】
図３は、本実施形態における病理サンプルの例を示した図である。図３（１）は、病理サンプル「肝臓」を示した図である。また、図３（２）は、病理サンプル「脾臓」を示した図である。また、図３（３）は、病理サンプル「肺」を示した図である。病理サンプルの部位により色が異なるため、病理サンプルによってスペクトル情報の傾向が異なる。例えばＨＥ染色液を用いた場合、肝臓は細胞質が多くピンク色となる。また、図示するように、脾臓は細胞核が多く紫色となる。また、肺は細胞核も細胞質もない空と呼ばれる部分が多く白色となる。
【００３６】
このように、病理サンプルの部位によって色が異なる。そのため、病理サンプルの色に合わせたスペクトルを取得することができるように、病理サンプルの特性に合わせて、各色の光を検出する画素１１１−１〜１１１−５から信号を読み出す際の積分時間や、読み出した信号のゲインを調整することで、有効な出力レベルの被写体のスペクトル情報を取得することができる。なお、染色液によっても、病理サンプルのスペクトル情報の傾向が異なるため、部位情報には、病理サンプルの部位情報だけではなく、病理サンプルに用いる染色液の名称を含めるようにしても良い。
【００３７】
次に、カラーセンサ１の動作手順について説明する。カラーセンサ１は、病理サンプルからの光を、画素１１１−１〜１１１−６に入射して、基準電圧端子１１２−１〜１１２−６に印加された基準電圧を基準にスイッチ素子１１３−１〜１１３−６で積分時間を制御し、容量素子１１４−１〜１１４−６で光電流に応じた電圧変化として積分し、演算増幅器１１５−１〜１１５−６の出力端子に出力する。この出力は、画素１１１−１〜１１１−５に入射した光量に応じた電圧の変化である。
【００３８】
また、カラーセンサ１は、演算増幅器１１５−１〜１１５−６の出力端子の出力変化を、ゲイン回路１２−１〜１２−６でスイッチングノイズを除去しつつ増幅して読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−６の出力端子は積分時間選択部１５に接続され、ゲイン回路１２−１〜１２−６の出力信号が積分時間選択部１５に入力される。
【００３９】
本実施形態では、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出す際の積分時間は、積分時間選択部１５が特定したフィルタ無し出力係数と積分時間係数とに基づいて、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出する。積分時間演算部１３−１〜１３−５が積分時間を算出する方法については後述する。また、本実施形態では、画素１１１−６の出力信号を、読み出し回路１１０−６が読み出す際の積分時間は一定である。また、本実施形態では、ゲイン回路１２−１〜１２−６のゲインは一定である。これにより、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６とにより設定された積分時間とゲインとに応じた出力信号が、出力端子１７−１〜１７−６から出力される。
【００４０】
次に、記憶部１５１が記憶する積分時間係数表について説明する。図４は、本実施形態における積分時間係数表のデータ構造を示した概略図である。積分時間係数表は、「部位」と、「画素」と、「積分時間係数（レベル調整パラメータ）」とのデータ項目を有しており、各データ項目のデータを行毎に関連付けて記憶する。
【００４１】
データ項目「部位」は、部位情報を記憶する。データ項目「画素」は、画素１１１−１〜１１１−５が検出する光の種類を記憶する。データ項目「積分時間係数」は、同一の行のデータ項目「部位」に記憶されている部位情報で特定される病理サンプルに関して、同一の行のデータ項目「画素」に記憶されている光を検出する画素１１１−１〜１１１−５で光スペクトルを取得する場合に、ノイズレベル以上かつ飽和レベル以下の出力レベルとなる積分時間を算出するための積分時間係数を記憶する。
【００４２】
図示する例では、行１０１のデータ項目「部位」に記憶されている値は「肝臓」であり、行１０１のデータ項目「画素」に記憶されている値は「紫」であり、行１０１のデータ項目「積分時間係数」に記憶されている値は「３．２」である。これは、肝臓の病理サンプルのスペクトルを、紫色の光を検出する画素１１１−１が取得する場合の積分時間係数は「３．２」であることを示している。なお、他の行については図示するとおりである。
【００４３】
次に、積分時間演算部１３−１〜１３−５が積分時間（レベル調整量、蓄積時間）を算出する方法について説明する。積分時間の算出方法としては、以下の式を用いて算出する方法がある。
（積分時間）＝（フィルタ無し出力係数）×（積分時間係数）×（基本積分時間）
【００４４】
なお、フィルタ無し出力係数は、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力値がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となるように補正する係数であり、積分時間選択部１５が、画素１１１−６の出力値に基づいて算出する。本実施形態では、フィルタ無し出力係数を、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力値が飽和レベルと同一の値となるように補正する係数とする。例えば、飽和レベルが「１００」であり、画素１１１−６の出力値が「２００」である場合、積分時間選択部１５が算出するフィルタ無し出力係数は「０．５」である。また、本実施形態では、基本積分時間を「１．００Ｅ−０４（ｓ）」とする。
【００４５】
上述した式を用いて、積分時間演算部１３−１〜１３−５は積分時間を算出する。また、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間で画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、所定のゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。これにより、カラーセンサ１は、飽和レベル以下かつノイズレベル以上である病理サンプルのスペクトル情報を取得することができる。
【００４６】
次に、カラーセンサ１が備える画素１１１−１〜１１１−６の配置について説明する。図５は、本実施形態のカラーセンサ１が備える画素１１１−１〜１１１−６の配置を示した概略図である。図示する例では、全ての光を検出するようにフィルタが塗布されていない画素１１１−６が上段左に配置されている。また、紫色の光を検出するように紫色の光を透過するフィルタが塗布された画素１１１−１が上段中央に配置されている。また、青色の光を検出するように青色の光を透過するフィルタが塗布された画素１１１−２が上段右に配置されている。また、緑色の光を検出するように緑色の光を透過するフィルタが塗布された画素１１１−３が下段左に配置されている。また、黄色の光を検出するように黄色の光を透過するフィルタが塗布された画素１１１−４が下段中央に配置されている。また、赤色の光を検出するように赤色の光を透過するフィルタが塗布された画素１１１−５が下段右に配置されている。なお、画素１１１−１〜１１１−６の配置は図示する配置に限らず、任意の配置としてもよい。
【００４７】
次に、画素１１１−１〜１１１−６の分光特性について説明する。図６は、本実施形態の画素１１１−１〜１１１−６の分光特性を示したグラフである。図示するグラフは、紫色の光を検出する画素１１１−１に塗布されたフィルタの透過率を示した曲線１００１と、青色の光を検出する画素１１１−２に塗布されたフィルタの透過率を示した曲線１００２と、緑色の光を検出する画素１１１−３に塗布されたフィルタの透過率を示した曲線１００３と、黄色の光を検出する画素１１１−４に塗布されたフィルタの透過率を示した曲線１００４と、赤色の光を検出する画素１１１−５に塗布されたフィルタの透過率を示した曲線１００５と、フィルタが塗布されていない場合の光の透過率を示した曲線１００６とを示している。このように、各カラーフィルタを透過する光の波長は異なる。また、フィルタが塗布されていない場合の光の透過率は、フィルタが塗布されている場合の透過率よりも全ての波長帯にわたって高い。そのため、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力は、フィルタが塗布されている画素１１１−１〜１１１−５の出力と比較して、どの波長の光が入射されても最も高い出力変化を示す。
【００４８】
次に、本実施形態におけるカラーセンサ１の出力レベルの調整手順について説明する。図７は、本実施形態におけるカラーセンサ１の出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
（ステップＳ１０１）ユーザは、病理サンプルのスペクトル情報の取得を開始する場合、部位情報を部位情報入力部１６に入力する。部位情報入力部１６は、ユーザによって入力された部位情報の入力を受け付ける。その後、ステップＳ１０２の処理に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０２）１回目の読み出しを行い、積分時間選択部１５は、ゲイン回路１２−６が出力する、全ての色の光を検出する画素１１１−６の出力に基づいた出力レベルを取得する。以下、ゲイン回路１２−６の出力レベルを基準画素の出力レベルと記述する。その後、ステップＳ１０３の処理に進む。
【００５０】
（ステップＳ１０３）積分時間選択部１５は、ステップＳ１０２で取得した基準画素の出力レベルに基づいて、フィルタ無し出力係数を特定する。また、積分時間選択部１５は、記憶部１５１が記憶している積分時間係数表から、ステップＳ１０１で部位情報入力部１６が入力を受け付けた部位情報で特定される積分時間係数を、画素１１１−１〜１１１−５毎に選択する。その後、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００５１】
（ステップＳ１０４）積分時間演算部１３−１〜１３−５は、ステップＳ１０３で積分時間選択部１５が特定したフィルタ無し出力係数と積分時間係数とに基づいて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が画素１１１−１〜１１１−５の出力を読み出す際の積分時間を算出する。その後、ステップＳ１０５の処理に進む。
（ステップＳ１０５）２回目の読み出しを行い、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、ステップＳ１０４で算出した積分時間に基づいて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、予め決められているゲインに応じて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した出力信号を増幅し、出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。その後、処理を終了する。
【００５２】
上述したように、本実施形態によれば、１回目の読み出しで、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力に基づいた出力レベルを読み出す。そして、積分時間選択部１５は、１回目の読み出しで取得した画素１１１−６の出力に基づいた出力レベルに基づいてフィルタ無し出力係数を特定する。また、積分時間選択部１５は、部位情報入力部１６が入力を受け付けた部位情報と、記憶部１５１が記憶している積分時間係数表とに基づいて積分時間係数を特定する。また、積分時間演算部１３−１〜１３−５は、フィルタ無し出力係数と積分時間係数とに基づいて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となるように、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が画素１１１−１〜１１１−５の出力を読み出す際の積分時間を算出する。
【００５３】
そして、２回目の読み出しにおいて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間に基づいて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、所定のゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。
【００５４】
図８は、上述した方法で画素１１１−１〜１１１−６の出力信号を読み出した場合における、出力端子１７−１〜１７−６から出力される出力レベルの例を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は、出力端子１７−１〜１７−６から出力される、画素１１１−１〜１１１−６の出力信号に基づいた信号の出力レベルを示している。なお、信号の出力レベルが、ノイズレベル以上かつ飽和レベル以下の出力レベルであれば、スペクトル情報を取得する際に用いることができる信号である。また、図示するグラフの横軸は、１回目および２回目の読み出しにおいて、画素１１１−１〜１１１−６の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−１〜１７−６を示している。
【００５５】
具体的には、横軸における（１）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、紫色の光を検出する画素１１１−１の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−１を示し、横軸（１）に対応する縦軸の値は、出力端子１７−１から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（２）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、青色の光を検出する画素１１１−２の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−２を示し、横軸（２）に対応する縦軸の値は、出力端子１７−２から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（３）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、緑色の光を検出する画素１１１−３の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−３を示し、横軸（３）に対応する縦軸の値は、出力端子１７−３から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（４）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、黄色の光を検出する画素１１１−４の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−４を示し、横軸（４）に対応する縦軸の値は、出力端子１７−４から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（５）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、赤色の光を検出する画素１１１−５の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子１７−５を示し、横軸（５）に対応する縦軸の値は、出力端子１７−５から出力される信号の出力レベルを示す。また、横軸における（６）は、１回目および２回目の読み出しにおいて、フィルタが塗布されていない画素３１−６の出力信号に基づいた信号を出力する出力端子３７−６を示し、横軸（６）に対応する縦軸の値は、出力端子３７−６から出力される信号の出力レベルを示す。
【００５６】
図示する例では、１回目の読み出しでは、出力端子１７−２から出力される、青色を検出する画素１１１−２の出力信号に基づいた信号の出力レベルと、出力端子１７−３から出力される、緑色を検出する画素１１１−３の出力信号に基づいた信号の出力レベルと、出力端子１７−４から出力される、黄色を検出する画素１１１−４の出力信号に基づいた信号の出力レベルとが、ノイズレベル以下の値である無効な出力レベルである。また、２回目の読み出しでは、出力端子１７−１〜１７−５から出力される画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号の出力レベルは、全てノイズレベル以上かつ飽和レベル以下である。
【００５７】
このように、カラーセンサ１の積分時間選択部１５は、１回目の読み出しで、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力信号に基づいた信号を取得し、この信号に基づいてフィルタ無し出力係数を算出する。また、積分時間選択部１５は、部位情報入力部１６に入力された部位情報に基づいて、積分時間係数を特定する。また、積分時間演算部１３−１〜１３−５は、フィルタ無し出力係数と積分時間係数とを用いて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となる積分時間を算出する。
【００５８】
そして、２回目の読み出しで、カラーセンサ１の読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間に基づいて画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、所定のゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。出力端子１７−１〜１７−５から出力される出力レベルは、病理サンプルのスペクトル情報である。従って、カラーセンサ１は、２回の読み出しを行うだけで、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得することができ、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得するために必要な時間をより短縮することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図９は、本実施形態におけるカラーセンサ２の構成を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ２は、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６（増幅部）と、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６（演算部）と、ゲイン選択部２５（選択部）と、出力端子１７−１〜１７−６とを備えている。また、カラーセンサ２には、部位情報入力部１６が接続されている。
【００６０】
画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６と、部位情報入力部１６と、出力端子１７−１〜１７−６とは、第１の実施形態における各部と同様の構成である。また、カラーセンサ２の画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６が備える画素１１１−１〜１１１−６の配置も、第１の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の配置と同様の配置である。また、画素１１１−１〜１１１−６の分光特性も第１の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の分光特性と同様の特性である。ゲイン選択部２５は、フィルタ無し出力係数を特定する。また、ゲイン選択部２５は、記憶部２５１を備えており、記憶部２５１が記憶するゲイン係数表に基づいてゲイン係数を特定する。記憶部２５１はゲイン係数表を記憶する。ゲイン係数表については後述する。
【００６１】
本実施形態では、ゲイン回路１２−１〜１２−５のゲインは、ゲイン選択部２５が特定したフィルタ無し出力係数とゲイン係数とに基づいて、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出する。ゲイン演算部１４−１〜１４−５がゲインを算出する方法については後述する。また、本実施形態では、ゲイン回路１２−６のゲインは一定である。また、本実施形態では、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出す際の積分時間は一定である。これにより、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６とにより設定された積分時間とゲインとに応じた出力信号が、出力端子１７−１〜１７−６から出力される。
【００６２】
次に、記憶部２５１が記憶するゲイン係数表について説明する。図１０は、本実施形態におけるゲイン係数表のデータ構造を示した概略図である。ゲイン係数表は、「部位」と、「画素」と、「ゲイン係数（レベル調整パラメータ）」とのデータ項目を有しており、各データ項目のデータを行毎に関連付けて記憶する。
【００６３】
データ項目「部位」と「画素」とは、第１の実施形態における積分時間係数表の各データ項目と同様である。データ項目「ゲイン係数」は、同一の行のデータ項目「部位」に記憶されている部位情報で特定される病理サンプルを、同一の行のデータ項目「画素」に記憶されている光を検出する画素１１１−１〜１１１−５で光スペクトルを取得する場合に、ノイズレベル以上かつ飽和レベル以下の出力レベルとなるゲインを算出するためのゲイン係数を記憶する。
【００６４】
図示する例では、行２０７のデータ項目「部位」に記憶されている値が「肺」であり、行２０７のデータ項目「画素」に記憶されている値が「紫」であり、行２０７のデータ項目「ゲイン係数」に記憶されている値が「１．５」である。これは、肺の病理サンプルのスペクトルを、紫色の光を検出する画素１１１−１が取得する場合のゲイン係数は「１．５」であることを示している。なお、他の行については図示するとおりである。
【００６５】
次に、ゲイン演算部１４−１〜１４−５がゲイン（レベル調整量）を算出する方法について説明する。ゲインの算出方法としては、以下の式を用いて算出する方法がある。
（ゲイン）＝（フィルタ無し出力係数）×（ゲイン係数）×（基本ゲイン）
【００６６】
なお、フィルタ無し出力係数は、第１の実施形態における積分時間の算出式におけるフィルタ無し係数と同様である。また、本実施形態では、基本ゲインを「１．０」とする。
【００６７】
上述した式を用いて、ゲイン演算部１４−１〜１４−５はゲインを算出する。また、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、所定の積分時間で画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。これにより、カラーセンサ２は、飽和レベル以下かつノイズレベル以上である病理サンプルのスペクトル情報を取得することができる。
【００６８】
次に、本実施形態におけるカラーセンサ２の出力レベルの調整手順について説明する。図１１は、本実施形態におけるカラーセンサ２の出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。ステップＳ２０１の処理は、第１の実施形態の図７に示したステップＳ１０１の処理と同様の処理である。
【００６９】
（ステップＳ２０２）１回目の読み出しを行い、ゲイン選択部２５は、ゲイン回路１２−６が出力する、全ての色の光を検出する画素１１１−６の出力に基づいた出力レベルを取得する。その後、ステップＳ２０３の処理に進む。
（ステップＳ２０３）ゲイン選択部２５は、ステップＳ２０２で取得した基準画素の出力レベルに基づいて、フィルタ無し出力係数を特定する。また、ゲイン選択部２５は、記憶部２５１が記憶しているゲイン係数表から、ステップＳ２０１で部位情報入力部１６が入力を受け付けた部位情報で特定されるゲイン係数を、画素１１１−１〜１１１−５毎に選択する。その後、ステップＳ２０４の処理に進む。
【００７０】
（ステップＳ２０４）ゲイン演算部１４−１〜１４−５は、ステップＳ２０３でゲイン選択部１５が特定したフィルタ無し出力係数とゲイン係数とに基づいて、ゲイン回路１２−１〜１２−５のそれぞれのゲインを算出する。その後、ステップＳ２０５の処理に進む。
（ステップＳ２０５）２回目の読み出しを行い、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、予め決められている積分時間に基づいて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、ステップＳ２０４でゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した出力信号を増幅し、出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。その後、処理を終了する。
【００７１】
上述したように、本実施形態によれば、カラーセンサ２のゲイン選択部２５は、１回目の読み出しで、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力信号に基づいた信号を取得し、この信号に基づいてフィルタ無し出力係数を算出する。また、ゲイン選択部２５は、部位情報入力部１６に入力された部位情報に基づいて、ゲイン係数を特定する。また、ゲイン演算部１４−１〜１４−５は、フィルタ無し出力係数とゲイン係数とを用いて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となるゲインを算出する。
【００７２】
そして、２回目の読み出しにおいて、カラーセンサ２の読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、所定の積分時間で画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。出力端子１７−１〜１７−５から出力される出力レベルは、病理サンプルのスペクトル情報である。従って、カラーセンサ２は、２回の読み出しを行うだけで、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得することができ、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得するために必要な時間をより短縮することができる。
【００７３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図１２は、本実施形態におけるカラーセンサ３の構成を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ３は、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６（演算部）と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６（演算部）と、ゲイン・積分時間選択部３５（選択部）と、出力端子１７−１〜１７−６とを備えている。また、カラーセンサ３には、部位情報入力部１６が接続されている。
【００７４】
画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６と、部位情報入力部１６と、出力端子１７−１〜１７−６とは、第１の実施形態における各部と同様の構成である。また、カラーセンサ３の画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６が備える画素１１１−１〜１１１−６の配置も、第１の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の配置と同様の配置である。また、画素１１１−１〜１１１−６の分光特性も第１の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の分光特性と同様の特性である。ゲイン・積分時間選択部３５は、フィルタ無し出力係数を特定する。また、ゲイン・積分時間選択部３５は、記憶部３５１を備えており、記憶部３５１が記憶するゲイン・積分時間係数表に基づいてゲイン係数と積分時間係数とを特定する。記憶部３５１はゲイン・積分時間係数表を記憶する。ゲイン・積分時間係数表については後述する。
【００７５】
本実施形態では、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出す際の積分時間は、ゲイン・積分時間選択部３５が特定したフィルタ無し出力係数と積分時間係数とに基づいて、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出する。また、本実施形態では、画素１１１−６の出力信号を、読み出し回路１１０−６が読み出す際の積分時間は一定である。また、本実施形態では、ゲイン回路１２−１〜１２−５のゲインは、ゲイン・積分時間選択部３５が特定したフィルタ無し出力係数とゲイン係数とに基づいて、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出する。また、本実施形態では、ゲイン回路１２−６のゲインは一定である。これにより、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６とにより設定された積分時間とゲインとに応じた出力信号が、出力端子１７−１〜１７−６から出力される。
【００７６】
次に、記憶部３５１が記憶するゲイン・積分時間係数表について説明する。図１３は、本実施形態におけるゲイン・積分時間係数表のデータ構造を示した概略図である。ゲイン・積分時間係数表は、「部位」と、「画素」と、「ゲイン係数」と、「積分時間係数」とのデータ項目を有しており、各データ項目のデータを行毎に関連付けて記憶する。
【００７７】
データ項目「部位」と、「画素」と、「積分時間係数」とは、第１の実施形態における積分時間係数表の各データ項目と同様である。また、データ項目「ゲイン係数」は、第２の実施形態におけるゲイン係数表のデータ項目「ゲイン係数」と同様である。
【００７８】
図示する例では、行３１３のデータ項目「部位」に記憶されている値が「脾臓」であり、行３１３のデータ項目「画素」に記憶されている値が「紫」であり、行３１３のデータ項目「ゲイン係数」に記憶されている値が「１．５」であり、行３１３のデータ項目「積分時間係数」に記憶されている値が「３．２」である。これは、脾臓の病理サンプルのスペクトルを、紫色の光を検出する画素１１１−１が取得する場合のゲイン係数は「１．５」であり、積分時間係数は「３．２」であることを示している。なお、他の行については図示するとおりである。
【００７９】
次に、積分時間演算部１３−１〜１３−５が積分時間を算出する方法と、ゲイン演算部１４−１〜１４−５がゲインを算出する方法とについて説明する。積分時間の算出方法は、第１の実施形態における方法と同様の方法である。また、ゲインの算出方法は、第２の実施形態における方法と同様の方法である。
【００８０】
上述した方法を用いて、ゲイン演算部１４−１〜１４−５はゲインを算出する。また、上述した方法を用いて、積分時間演算部１３−１〜１３−５は積分時間を算出する。また、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間で画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。これにより、カラーセンサ３は、飽和レベル以下かつノイズレベル以上である病理サンプルのスペクトル情報を取得することができる。
【００８１】
次に、本実施形態におけるカラーセンサ３の出力レベルの調整手順について説明する。図１４は、本実施形態におけるカラーセンサ３の出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。ステップＳ３０１の処理は、第１の実施形態の図７に示したステップＳ１０１の処理と同様の処理である。
【００８２】
（ステップＳ３０２）１回目の読み出しを行い、ゲイン・積分時間選択部３５は、ゲイン回路１２−６が出力する、全ての色の光を検出する画素１１１−６の出力に基づいた出力レベルを取得する。その後、ステップＳ３０３の処理に進む。
（ステップＳ３０３）ゲイン・積分時間選択部３５は、ステップＳ３０２で取得した基準画素の出力レベルに基づいて、フィルタ無し出力係数を特定する。また、ゲイン・積分時間選択部３５は、記憶部３５１が記憶しているゲイン・積分時間係数表から、ステップＳ３０１で部位情報入力部１６が入力を受け付けた部位情報で特定されるゲイン係数と積分時間係数とを、画素１１１−１〜１１１−５毎に選択する。その後、ステップＳ３０４の処理に進む。
【００８３】
（ステップＳ３０４）ゲイン演算部１４−１〜１４−５は、ステップＳ３０３でゲイン・積分時間選択部３５が特定したフィルタ無し出力係数とゲイン係数とに基づいて、ゲイン回路１２−１〜１２−５のそれぞれのゲインを算出する。また、積分時間演算部１３−１〜１３−５は、ステップＳ３０３でゲイン・積分時間選択部３５が特定したフィルタ無し出力係数と積分時間係数とに基づいて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が画素１１１−１〜１１１−５の出力を読み出す際の積分時間を算出する。その後、ステップＳ３０５の処理に進む。
【００８４】
（ステップＳ３０５）２回目の読み出しを行い、読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、ステップＳ３０４で積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間に基づいて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、ステップＳ３０４でゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した出力信号を増幅し、出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。その後、処理を終了する。
【００８５】
上述したように、本実施形態によれば、カラーセンサ３のゲイン・積分時間選択部３５は、１回目の読み出しで、フィルタが塗布されていない画素１１１−６の出力信号に基づいた信号を取得し、この信号に基づいてフィルタ無し出力係数を算出する。また、ゲイン・積分時間選択部３５は、部位情報入力部１６に入力された部位情報に基づいて、ゲイン係数と積分時間係数とを特定する。また、積分時間演算部１３−１〜１３−５は、フィルタ無し出力係数と積分時間係数とを用いて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となる積分時間を算出する。また、ゲイン演算部１４−１〜１４−５は、フィルタ無し出力係数とゲイン係数とを用いて、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号がノイズレベル以上かつ飽和レベル以下となるゲインを算出する。
【００８６】
そして、２回目の読み出しにおいて、カラーセンサ３の読み出し回路１１０−１〜１１０−５は、積分時間演算部１３−１〜１３−５が算出した積分時間に基づいて画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を読み出す。また、ゲイン回路１２−１〜１２−５は、読み出し回路１１０−１〜１１０−５が読み出した画素１１１−１〜１１１−５の出力信号を、ゲイン演算部１４−１〜１４−５が算出したゲインに基づいて増幅して出力端子１７−１〜１７−５から出力させる。出力端子１７−１〜１７−５から出力される出力レベルは、病理サンプルのスペクトル情報である。従って、カラーセンサ３は、２回の読み出しを行うだけで、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得することができ、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得するために必要な時間をより短縮することができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。図１５は、本実施形態におけるカラーセンサ４の構成を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ４は、画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６と、ゲイン・積分時間選択部３５と、部位情報判定部４６と、出力端子１７−１〜１７−６とを備えている。
【００８８】
画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６と、ゲイン回路１２−１〜１２−６と、積分時間演算部１３−１〜１３−６と、ゲイン演算部１４−１〜１４−６と、ゲイン・積分時間選択部３５と、出力端子１７−１〜１７−６とは、第３の実施形態における各部と同様の構成である。また、カラーセンサ４の画素＆読み出し回路１１−１〜１１−６が備える画素１１１−１〜１１１−６の配置も、第３の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の配置と同様の配置である。また、画素１１１−１〜１１１−６の分光特性も第３の実施形態における画素１１１−１〜１１１−６の分光特性と同様の特性である。なお、ゲイン回路１２−１〜１２−６の出力は部位情報判定部４６にも接続されており、ゲイン回路１２−１〜１２−６の出力は、部位情報判定部４６にも入力される。
【００８９】
部位情報判定部４６は、部位特定情報記憶部４６１（メモリ）を備えており、ゲイン回路１２−１〜１２−６の出力値と、部位特定情報記憶部４６１が記憶する部位特定情報とに基づいて、病理サンプルの部位情報を特定する。なお、記憶部４６１が記憶する部位特定情報は、各部位毎に、ゲイン回路１２−１〜１２−５が出力する、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号を、ゲイン回路１２−６が出力する、画素１１１−６の出力信号に基づいた信号で割った値である、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号と画素１１１−６の出力信号に基づいた信号との比と、部位情報とを関連付けて予め記憶した情報である。
【００９０】
以下、部位情報判定部４６が病理サンプルの部位情報を特定する方法について説明する。部位情報判定部４６は、ゲイン回路１２−１〜１２−６が出力する、画素１１１−１〜１１１−６の出力信号に基づいた信号を取得する。そして、部位情報判定部４６は、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号を、画素１１１−６の出力信号に基づいた信号で割ることで、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号と、画素１１１−６の出力信号に基づいた信号との比をそれぞれ算出する。そして、部位情報判定部４６は、算出した比の組み合わせに一番近い組み合わせを、部位特定情報記憶部４６１が記憶する部位特定情報から検出する。そして、部位情報判定部４６は、検出した組み合わせと関連付けて部位特定情報記憶部４６１に記憶されている部位情報を、病理サンプルの部位情報であると判定する。
【００９１】
次に、本実施形態におけるカラーセンサ４の出力レベルの調整手順について説明する。図１６は、本実施形態におけるカラーセンサ４の出力レベルの調整手順を示したフローチャートである。
（ステップＳ４０１）病理サンプルのスペクトル情報の取得を開始する場合、１回目の読み出しを行い、部位情報判定部４６は、ゲイン回路１２−１〜１２−６が出力する、画素１１１−１〜１１１−６の出力信号に基づいた信号を取得する。また、部位情報判定部４６は、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号と、画素１１１−６の出力信号に基づいた信号との比をそれぞれ算出する。その後、ステップＳ４０２の処理に進む。
【００９２】
（ステップＳ４０２）部位情報判定部４６は、ステップＳ４０１の処理で算出した、画素１１１−１〜１１１−５の出力信号に基づいた信号と、画素１１１−６の出力信号に基づいた信号との比の組み合わせに一番近い組み合わせを、部位特定情報記憶部４６１が記憶する部位特定情報から検出する。そして、部位情報判定部４６は、検出した組み合わせと関連付けて部位特定情報記憶部４６１に記憶されている部位情報を、病理サンプルの部位情報であると判定する。その後、ステップＳ４０３の処理に進む。
【００９３】
（ステップＳ４０３）ゲイン・積分時間選択部３５は、ステップＳ４０１で取得した基準画素の出力レベルに基づいて、フィルタ無し出力係数を特定する。また、ゲイン・積分時間選択部３５は、記憶部３５１が記憶しているゲイン・積分時間係数表から、ステップＳ４０２で部位情報判定部４６が判定した病理サンプルの部位情報で特定されるゲイン係数と積分時間係数とを画素１１１−１〜１１１−５毎に選択する。その後、ステップＳ４０４の処理に進む。
ステップＳ４０４〜ステップＳ４０５の処理は、第３の実施形態の図１４に示したステップＳ３０４〜ステップＳ３０５の処理と同様の処理である。
【００９４】
上述したように、本実施形態によれば、１回目の読み出しを行い、部位情報判定部４６は、病理サンプルの部位情報を特定する。これにより、ユーザが部位情報を入力することなく、カラーセンサ４は被写体の部位情報を特定することができる。従って、本実施形態におけるカラーセンサ４は、第３の実施形態におけるカラーセンサ３の効果に加えて、ユーザの操作を簡略化することができるという効果を得ることができる。
【００９５】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１７は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、バーチャルスライド装置５００は、カラーセンサ５と、対物レンズ８１と、ハーフミラー８２と、ＲＧＢイメージセンサ８３と、画像処理部８４とを備える。
【００９６】
カラーセンサ５は、第１の実施形態〜第４の実施形態に記載されたカラーセンサ１〜４のうち、いずれかのカラーセンサ１〜４と同様であり、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得することができ、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得するために必要な時間をより短縮することができる。対物レンズ８１は、病理サンプルに照射された光を集光する。ハーフミラー８２は、対物レンズカラーの光をカラーセンサ５とＲＧＢセンサ８３との方向に分割する。ＲＧＢイメージセンサ８３は、対物レンズ８１とハーフミラー８２とを介して投影された病理サンプル像に基づいた画像を生成する。画像処理部８４は、カラーセンサ５が取得した病理サンプルのスペクトル情報に基づいて、ＲＧＢイメージセンサ８３が取得した画像に対して補正等の画像処理を行う。
【００９７】
上述したとおり、本実施形態によれば、カラーセンサ５は、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得することができ、有効な出力レベルである病理サンプルのスペクトル情報を取得するために必要な時間を短縮することができる。そのため、バーチャルスライド装置５００は、補正された画像をより迅速に取得することができる。
【００９８】
以上、この発明の第１の実施形態から第５の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００９９】
例えば、上述した例では、カラーセンサ１〜５は、フィルタが塗布されている画素として５個の画素１１１−１〜１１１−５を備えているが、これに限らず、カラーセンサ１〜５は、フィルタが塗布されている画素を複数個備えていればよい。
【符号の説明】
【０１００】
１〜５・・・カラーセンサ、１１−１〜１１−６・・・画素＆読み出し回路、１２−１〜１２−６・・・ゲイン回路、１３−１〜１３−６・・・積分時間演算部、１４−１〜１４−６・・・ゲイン演算部、１５・・・積分時間選択部、１６・・・部位情報入力部、１７−１〜１７−６・・・出力端子、２５・・・ゲイン選択部、３５・・・ゲイン・積分時間選択部、４６・・・部位情報判定部、８１・・・対物レンズ、８２・・・ハーフミラー、８３・・・ＲＧＢイメージセンサ、８４・・・画像処理部、１１０−１〜１１０−６・・・読み出し回路、１１１−１〜１１１−６・・・画素、１１２−１〜１１２−６・・・基準電圧端子、１１３−１〜１１３−６・・・スイッチ素子、１１４−１〜１１４−６・・・容量素子、１１５−１〜１１５−６・・・演算増幅器、１５１，２５１，３５１・・・記憶部、２１１・・・病理サンプル、２１２・・・スライドガラス、２１３・・・バーコード、４６１・・・部位特定情報記憶部、５００・・・バーチャルスライド装置
【図１】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２】
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【図３】
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