(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が採取され、呈色反応を起こさせた所定の面積を有する定着部を光源からの光を照射しつつ連続的に移動させ、上記定着部から反射した反射光を所定の測光領域において測光することにより得られた測光データに基づいて、上記試料の検査を行う光学的検査装置であって、
所定の測光領域を上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した領域を含む少なくとも２つの領域に分割した各部分領域を測光する複数の部分測光手段と、
上記部分測光手段を選択することにより、上記測光領域の全領域の測光データを取得しうる状態と、上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態とを選択する測光データ選択手段と、
を備え、上記１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態を選択することにより、上記定着部における発色むらの検出を可能としたことを特徴とする、光学的検査装置。
【請求項２】
上記部分測光手段は、上記測光領域の中心部付近であって、上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した部分領域を測光するものと、その中心部付近周辺の部分領域を測光するものとに分けられている、請求項１に記載の光学的検査装置。
【請求項３】
上記部分測光手段は、上記測光領域の分割数に応じた複数の受光素子よりなる、請求項１または請求項２に記載の光学的検査装置。
【請求項４】
上記測光データ選択手段は、上記複数の部分測光手段のうち、１つを除いたその他のものをアナログスイッチを介して接続した回路よりなる、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学的検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえば尿などの試料が採取された試験片の定着部に対して光を照射することにより、光学的に試料を検査する光学的検査装置に関し、特に、発色むらの検出に優れた効果を発揮する光学的検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、尿などの試料を検査対象とした光学的検査装置には、ＣＣＤを用いたリニアセンサまたはエリアセンサ方式のものがある。このようなＣＣＤを用いた光学的検査装置においては、尿などの試料が採取された試験片の定着部をＣＣＤにより撮像し、それにより得られた画像情報に基づいて色調や呈色状態を判定することにより、その定着部において呈色反応を示した試料中の含有成分が検査されるようになっている。
【０００３】
一方、この種の他の光学的検査装置には、試料が採取された定着部に光源より光を照射しつつ、測光領域を限定した光学的測光手段を定着部に対して移動させながら、定着部からの反射光量に応じた測光データに基づいて光学的に試料を検査する小型化されたものがある。
【０００４】
このような定着部からの反射光量を用いる光学的検査装置では、定着部からの反射光を図示しない光学系を介して受光する図４に示すような受光素子３３をもつ測光系を備えている。この受光素子３３には、一定の大きさの受光領域Ｒが設定されており、この受光領域Ｒの形状と対応した定着部上の領域画像が上記光学レンズ系などを介して上記受光領域Ｒに投影されるようになされている。上記測光系は、測光対象である定着部に対して相対的に移動する。そして、受光領域Ｒの受光量に応じた出力信号が増幅器３４を介して図示しないＡ／Ｄコンバータに出力され、このＡ／Ｄコンバータによってデジタルの測光データが得られるようになっている。このようにして得られた測光データは、反射光量に応じたデジタル情報としてマイクロコンピュータなどによって処理されることとなる。このような測光データに基づいて定着部の試料の色調などを判定するために、上記の受光領域Ｒの径ｄは、略３ｍｍ程度の比較的大きな寸法が必要とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＣＣＤおよび反射光量を用いた光学的検査装置のいずれによっても、尿などを試料として検査対象とした場合、尿中の含有成分である血球が溶血しないことを原因として、定着部に点在する血球により部分的に発色むらが生ずることがある。このような発色むらを検出するためには、上記従来のＣＣＤを用いた光学的検査装置では、以下に述べるような不具合があった。
【０００６】
すなわち、ＣＣＤにより得られた画像情報に基づいて発色むらを検出するような画像処理システムを構築しなければならず、そのような画像処理システムでは、キャリブレーションなどの調整を必要としてシステム自体が複雑となってしまう。また、ＣＣＤによる撮像光学系が大型なものとなってしまい、しかも、画像情報によっては、血球を原因とした発色むらを検出する精度が劣ってしまう。
【０００７】
一方、上記従来の反射光量を用いた光学的検査装置では、ＣＣＤによるような不具合はなく、シンプルで小型化されたものであるが、図４に示すように受光領域Ｒの径ｄが略３ｍｍ程度と比較的大きいため、このような受光領域Ｒに投影される画像中に発色むらが小さく部分的に点在する状況であっても、受光領域Ｒ全体の光量に大きな変動を与えることができず、定着部上の発色むらを精度よく検出することができないという不具合があった。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、試料が採取された定着部における発色むらを検出するために、シンプルかつ小型であり、しかも精度よく発色むらを検出することができる光学的検査装置を提供することをその課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される光学的検査装置は、試料が採取され、呈色反応を起こさせた所定の面積を有する定着部を光源からの光を照射しつつ連続的に移動させ、上記定着部から反射した反射光を所定の測光領域において測光することにより得られた測光データに基づいて、上記試料の検査を行う光学的検査装置であって、所定の測光領域を上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した領域を含む少なくとも２つの領域に分割した各部分領域を測光する複数の部分測光手段と、上記部分測光手段を選択することにより、上記測光領域の全領域の測光データを取得しうる状態と、上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態とを選択する測光データ選択手段と、を備え、上記１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態を選択することにより、上記定着部における発色むらの検出を可能としたことを特徴としている。
【００１１】
上記技術的手段が講じられた第１の側面により提供される光学的検査装置では、測光データ選択手段が全ての部分測光手段を選択すると、測光領域の全領域が部分測光手段によって測光され、その全領域の測光データを取得しうる状態となる。一方、測光データ選択手段が１つの部分測光手段のみを選択すると、測光領域における１つの部分領域のみが測光され、その１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態となる。すなわち、測光データ選択手段の選択動作に応じて、測光領域の全領域における反射光量に応じた測光データと、１つの部分領域における反射光量に応じた測光データとが得られることとなる。このようにして得られた全領域の反射光量に基づく測光データのみでは、全領域全体の光量に大きな変動を与えることができず、全領域中に点在する状況の発色むらを捉えることは困難であるが、１つの部分領域に対応した測光データを用いることによって、部分的に小さく点在する発色むらを捉えることが可能となる。
【００１２】
したがって、第１の側面により提供される光学的検査装置によれば、測光データ選択手段が部分測光手段を選択することにより、測光領域の全領域に対応した測光データと１つの部分領域のみに対応した測光データとを別々に取得可能となり、このようにして取得された１つの部分領域のみに対応する測光データを用いることによって、部分的に小さく点在する発色むらを捉えることが可能となるので、そのような発色むらを検出するための装置としてシンプルかつ小型であり、しかも高精度な発色むらの検出を実現することができる。
【００１３】
測光データ選択手段としては、たとえばＡ／Ｄコンバータに対して並列的に接続された部分測光手段を切り換え制御する選択回路が適用される。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記部分測光手段は、上記測光領域の中心部付近であって、上記定着部の面積より小の面積の領域と対応した部分領域を測光するものと、その中心部付近周辺の部分領域を測光するものとに分けられている。
【００１５】
このような実施形態によれば、部分測光手段は、測光領域の中心部付近の部分領域を測光するものと、その中心部付近周辺の部分領域を測光するものとに分けられているので、その測光領域における中心部付近の部分領域に対応した測光データを得ることができ、このような中心部付近の部分領域に対応した測光データによって部分的に点在する発色むらを確率的に高く捉えることができることから、発色むら検出の確実性が一層向上する。
【００１６】
他の好ましい実施の形態においては、上記部分測光手段は、上記測光領域の分割数に応じた複数の受光素子よりなる。
【００１７】
このような実施形態によれば、部分測光手段は、測光領域の分割数に応じた複数の受光素子よりなるので、測光領域の各部分領域に対応する各受光素子よりその部分領域の反射光量に応じた出力信号が得られ、これら各受光素子を測光データ選択手段が選択することによって、測光領域全体の反射光量に応じた出力信号に基づく測光データと、１つの部分領域の反射光量に応じた出力信号に基づく測光データとを別々に取得することができる。
【００１８】
受光素子としては、たとえばフォトダイオードが適用可能であるが、特にそれに限ることはなく、他の受光素子、たとえばフォトトランジスタやＣｄＳセルなどであってもよい。
【００１９】
さらに、他の好ましい実施の形態においては、上記測光データ選択手段は、上記複数の部分測光手段のうち、１つを除いたその他のものをアナログスイッチを介して接続した回路よりなる。
【００２０】
このような実施形態によれば、測光データ選択手段は、複数の部分測光手段のうち、１つを除いたその他のものをアナログスイッチを介して接続した回路よりなるので、たとえばＡ／Ｄコンバータと部分測光手段との間にアナログスイッチを組み込んだ回路を構成するだけで、従来より既存の光源などの光学系を改良することなくそのまま利用することができ、コストを低く抑えて比較的簡単に製作することができる。
【００２１】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本願発明にかかる光学的検査装置の一実施形態を模式的に示した概略構成図であって、この図に示すように、光学的検査装置は、尿などの試料が採取された試験片１の定着部１ａに対して光を照射しつつ、その定着部１ａからの反射光を測光することにより、得られた測光データに基づいて上記試料を光学的に検査するものである。この種の光学的検査装置に使用される一般的な試験片１は、細長短片状の基材１ｂに対して複数箇所に配列された略矩形状の定着部１ａを有しており、各定着部１ａには、あらかじめ異なる種類の含浸試薬が付着されている。このような定着部１ａに対して尿などの試料が付着されると、その定着部１ａ全体が呈色反応を示し、色調や呈色状態に基づいて試料中の含有成分が検査可能とされている。また、試験片１は、図示しないスライド機構によって移動可能とされており、それにより、試験片１の各定着部１ａが照射位置Ｐを移動しつつ測光されるようになっている。
【００２４】
光学的検査装置は、光源１０、光学レンズ１１、絞り開口部１２、測光部１３、増幅器１４、Ａ／Ｄコンバータ１５、およびマイクロコンピュータ１６により概略構成されている。この光学的検査装置では、光源１０、光学レンズ１１、および絞り開口部１２によって光学系が構成され、測光部１３、増幅器１４、Ａ／Ｄコンバータ１５、およびマイクロコンピュータ１６によって測光系が構成されている。また、光学系は、外部の光の影響を受けないように筐体内部に配置されており、光学系の適当な光路位置には、図示しない分光フィルタが切り換え可能に配置されている。この分光フィルタを切り換えることによって特定波長の光に基づく測光データが得られるようになっている。
【００２５】
まず、光学系について説明すると、光源１０は、白色光を照射する単色発光体として、たとえばハロゲンランプが用いられており、筐体の一部に開口された照射位置Ｐに向けて光を照射するように配置されている。
【００２６】
光学レンズ１１は、照射位置Ｐの直下に位置する定着部１ａからの反射光を集光しつつ、絞り開口部１２を介して測光部１３へと導くように配置されている。すなわち、この光学レンズ１１によれば、定着部１ａから導かれる反射光の焦点が測光部１３の後述する受光素子上に結像するように調整されている。
【００２７】
絞り開口部１２は、光学レンズ１１を介して定着部１ａより導かれてくる反射光を絞りつつ、測光部１３の後述する受光素子へと導くものである。このような絞り開口部１２によって絞られた定着部１ａからの反射光は、後述する受光領域をもって受光素子に受光されるように設定されている。このような受光領域は、定着部１ａ上の一定領域に相当する画像、すなわち受光素子側からみた定着部１ａ上の測光領域に対応するものである。
【００２８】
次に、図２は、図１に示す測光部１３の内部構成を示すとともに、その大きさを相対的に示した概略説明図であって、この図も参照して測光系について説明する。
【００２９】
図２によく示されるように、測光部１３は、定着部１ａにおける一定の大きさの測光領域、すなわち受光領域Ｒを４分割した各部分領域を測光する４つの受光素子１３ａ〜１３ｄを備え、これら受光素子１３ａ〜１３ｄおよびアナログスイッチ１３ｅを所望の接続状態とした回路により形成されている。
【００３０】
さらに詳細に説明すると、受光素子１３ａ〜１３ｄは、たとえば受光量に応じた出力信号を得るフォトダイオードである。受光領域Ｒの１つの部分領域に対応した受光素子１３ａは、回路を介して後述する増幅器１４に接続されているとともに、その受光素子１３ａ以外の他の３つの受光素子１３ｂ〜１３ｄについては、アナログスイッチ１３ｅを介して並列的に増幅器１４に対して接続されている。このようなアナログスイッチ１３ｅがマイクロコンピュータ１６からの制御信号に基づいてオン・オフいずれかの状態に切り換えられることにより、３つの受光素子１３ｂ〜１３ｄが増幅器１４に対して接続または非接続状態に切り換えられる。すなわち、アナログスイッチ１３ｅがオン状態とされると、全受光素子１３ａ〜１３ｄからの受光量に応じた出力信号が並流する状態で増幅器１４に対して入力され、一方、アナログスイッチ１３ｅがオフ状態にされると、１つの受光素子１３ａからの受光量に応じた出力信号のみが増幅器１４に対して入力されることとなる。このようなアナログスイッチ１３ｅの切り換え動作は、高速に行われるようになっている。
【００３１】
すなわち、受光素子１３ａ〜１３ｄは、所定の測光領域を少なくとも２つの領域に分割した各部分領域を測光する複数の部分測光手段を実現している。
【００３２】
また、受光素子１３ａ〜１３ｄから増幅器１４にかけて形成された測光部１３の回路は、部分測光手段を選択することにより、測光領域の全領域の測光データを取得しうる状態と、１つの部分領域のみの測光データを取得しうる状態とを選択する測光データ選択手段を実現している。
【００３３】
増幅器１４は、各受光素子１３ａ〜１３ｄからの出力信号を増幅しつつ後段のＡ／Ｄコンバータ１５に供給するものである。
【００３４】
Ａ／Ｄコンバータ１５は、増幅器１４を介して入力された受光素子１３ａ〜１３ｄからの出力信号をデジタル信号に変換してマイクロコンピュータ１６に出力する。このようなＡ／Ｄコンバータ１５によって出力されたデジタル信号は、測光データとしてマイクロコンピュータ１６によって処理されることとなる。
【００３５】
マイクロコンピュータ１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５を介して得られた測光データに基づいて各種のデータ処理を行うことにより、定着部１ａにおける発色むらを検出したり、あるいはその色調などを判定することで試料中の含有成分を検査する。このようにして検査された結果は、マイクロコンピュータ１６に接続された図示しないプリンタによって印刷されたり、モニタ画面に表示されることとなる。
【００３６】
次に、上記構成の光学的検査装置における動作の要点について説明する。
【００３７】
まず、光源１０から光が照射されると、測光部１３のアナログスイッチ１３ｅがマイクロコンピュータ１６からの制御信号に基づいてオン・オフ制御される。
【００３８】
このような状況で、アナログスイッチ１３ｅがオン状態の場合には、すべての受光素子１３ａ〜１３ｄからの受光量に応じた出力信号が増幅器１４を介してＡ／Ｄコンバータ１５に入力されることとなり、受光領域Ｒの全光量に応じた測光データがマイクロコンピュータ１６に供給されることとなる。
【００３９】
マイクロコンピュータ１６は、受光領域Ｒの全光量に応じた測光データに基づいて、定着部１ａにおける色調などの判定処理を行い、その判定結果に基づいて定着部１ａにて呈色反応を示した試料中の含有成分を検査する。なお、このような色調の検査に関しては、図示しない分光フィルタを切り換えることで得られた、特定波長の光に基づく測光データが用いられることとなる。
【００４０】
一方、アナログスイッチ１３ｅがオフ状態とされると、４つの受光素子１３ａ〜１３ｄのうちの３つが接続解除された状態となり、１つの受光素子１３ａからの出力信号のみが増幅器１４を介してＡ／Ｄコンバータ１５に供給されることとなる。
【００４１】
これにより、受光領域Ｒにおける１つの部分領域の受光量に応じた測光データがマイクロコンピュータ１６に供給されることとなり、マイクロコンピュータ１６は、その１つの部分領域に対応した測光データに基づいて、定着部１ａにおける部分的な発色むらを検出することとなる。このような発色むらの検出は、定着部１ａが順次連続して移動する際、アナログスイッチ１３ｅを高速に切り換えることで行われる。
【００４２】
このようにして得られた受光領域Ｒの全光量に応じた測光データのみでは、定着部１ａにおいて部分的に発色むらがあっても、受光領域Ｒ全体中に点在する状況の発色むらを捉えることは困難であるが、受光領域Ｒの１つの部分領域に対応した測光データを用いることによって、部分的に小さく点在する発色むらを捉えることが可能となる。その理由としては、受光領域Ｒ全体の大きさに対して部分的に点在する発色むらでは、その受光領域Ｒの全光量に応じた測光データに大きな変動がみられないが、１つの部分領域に対応する測光データでは、部分的に点在する発色むらがその領域内において大きな割合を占めるからである。
【００４３】
したがって、上記構成、動作の光学的検査装置によれば、受光領域Ｒの各部分領域を測光する受光素子１３ａ〜１３ｄを切り換え制御することにより、受光領域Ｒの全光量に応じた測光データと１つの部分領域の光量に応じた測光データとが別々に取得可能となり、このようにして取得された受光領域Ｒの１つの部分領域に対応する測光データを用いることによって、部分的に小さく点在する発色むらを捉えることが可能となるので、そのような発色むらを検出するための装置としてシンプルかつ小型であり、しかも高精度な発色むらの検出を実現することができる。
【００４４】
次に、本願発明にかかる光学的検査装置の他の実施形態について図３を参照して説明する。なお、この他の実施形態も上記図１に示すものとほぼ同様とし、図２に示す測光部のみが異なることから、その測光部のみについて簡単に説明する。
【００４５】
図３は、他の実施形態における測光部２３の内部構成を示すとともに、その大きさを相対的に示した概略説明図であって、この図に示すように、測光部２３は、受光領域Ｒの中心部付近の部分領域を測光する受光素子２３ａと、その中心部付近周辺の部分領域を測光する受光素子２３ｂとを備え、これら受光素子２３ａ，２３ｂおよびアナログスイッチ２３ｃを所望の接続状態とした回路により形成されている。
【００４６】
これら受光素子２３ａ，２３ｂは、たとえば受光量に応じた出力信号を得るフォトダイオードであって、受光領域Ｒの中心部付近に対応した受光素子２３ａは、回路を介して増幅器２４に接続されているとともに、その中心部付近周辺に対応した受光素子２３ｂは、アナログスイッチ２３ｃを介して増幅器２４に接続されている。
【００４７】
このような他の実施形態によれば、受光素子２３ａ，２３ｂは、受光領域Ｒにおける中心部付近を測光するものと、その中心部付近周辺を測光するものとに分けられているので、その受光領域Ｒにおける中心部付近の光量に応じた測光データを得ることができ、このような中心部付近に対応した測光データによって部分的に点在する発色むらを確率的に高く捉えることができることから、発色むら検出の確実性が一層向上する。
【００４８】
なお、上記各実施形態においては、単色発光体を用いて分光フィルタにより特定波長の光を受光するように構成したが、これとは別に、複数種類の発光体を用いて分光フィルタを排除したような構成であってよい。この場合、複数種類の発光体を切り換えることによって特定波長の光を照射することが可能となる。特定波長の光を照射する発光体としては、たとえばＬＥＤが適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかかる光学的検査装置の一実施形態を模式的に示した概略構成図である。
【図２】図１に示す測光部の内部構成を示すとともに、その大きさを相対的に示した概略説明図である。
【図３】他の実施形態における測光部の内部構成を示すとともに、その大きさを相対的に示した概略説明図である。
【図４】従来の反射光を用いた光学的検査装置における測光部の相対的大きさを示した概略説明図である。
【符号の説明】
１              試験片
１ａ            定着部
１０            光源
１１            光学レンズ
１２            絞り開口部
１３ａ〜１３ｄ  受光素子
１３ｅ          アナログスイッチ
１５            Ａ／Ｄコンバータ
２３            測光部
２３ａ，２３ｂ  受光素子
２３ｃ          アナログスイッチ
３３            受光素子
Ｒ              受光領域（測光領域）
【図１】
0003873088.tif 000002
【図２】
0003873088.tif 000003
【図３】
0003873088.tif 000004
【図４】
0003873088.tif 000005