图像形成装置、图像形成方法、图像形成系统的制作方法

图像形成装置、图像形成方法、图像形成系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及图像形成装置、图像形成方法、图像形成系统。
【背景技术】
[0002] 在病理诊断中，以疾病的确定诊断、病变扩散的判定等为目的，从体内的器官、月中 瘤切取组织，并进行观察。此时，所切取的组织切片薄切成数微米的厚度以能够在显微镜下 进行观察，制成被玻璃夹住的状态下的病理载片（标本）。病理诊断是在判定肿瘤的良性、 恶性时等必须进彳丁的检查，因此在病理诊断时制成的标本的数量在各医院的每个医院每日 少说也有数百片左右。病理标本与放射线图像等不同，难以以电子数据的形式进行保存。因 此，通常半永久性地保存标本本身，以使能够在以后对所制成的标本进行确认。
[0003] 以往，为了观察生物体组织等的微观构造而使用了显微镜。显微镜利用透镜对透 过了观察对象的光或者反射后的光进行放大。观察者注视通过放大后的光形成的像。若使 用借助照相机来拍摄显微镜图像并将其显示于显示器的数字显微镜，则能够实现多人同时 观察、远程观察等。照相机置于显微镜的成像点，并拍摄由显微镜的透镜放大后的像。
[0004] 专利文献1公开了一种通过CIS(ContactImageSensing:接触式图像传感）方 式来观察微观结构（构造）的技术。在CIS方式的情况下，将观察对象直接载置于图像传 感器并进行拍摄。由于不使用由透镜进行的像的放大，所以图像传感器的像素尺寸决定分 辨率。即，像素尺寸越小，能够越详细地拍摄微观构造。
[0005] 现有专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平4 一 316478号公报

【发明内容】

[0007] 如上所述，对于通过以往的CIS方式进行的拍摄而言，无法实现超过由图像传感 器的像素尺寸所决定的分辨率的分辨率。
[0008] 本公开的非限定性且例示性的一技术方案是能够实现超过由图像传感器的像素 尺寸所决定的分辨率的分辨率的图像形成装置。
[0009] 从本说明书及附图中可知晓本公开的一技术方案的附加的益处及优点。该益处和 /或优点可以单独地由本说明书及附图所公开的各种实施方式及特征而得到，无需为了获 得一个以上益处和/或优点而实施所有的实施方式及特征。
[0010] 本公开的一技术方案所涉及的图像形成装置具备：拍摄单元，其与配置在透过了 样本切片的光所入射的位置的图像传感器电连接；照明系统，其以所述样本切片为基准从 多个不同的照射方向依次出射照明光，用所述照明光照射所述样本切片，该照明系统放射 在第一波长带域具有峰值的第一光以及在第二波长带域具有峰值的第二光；控制单元，其 与所述拍摄单元以及所述照明系统连接，控制所述拍摄单元以及所述照明系统；以及图像 处理单元，其从所述图像传感器取得多个图像的数据，将所述多个图像进行合成，生成与所 述多个图像各自相比分辨率更高的所述样本切片的高分辨率图像，所述控制单元从所述多 个不同的照射方向，依次用作为所述照明光的所述第一光照射所述样本切片，在其照射中 通过所述图像传感器取得多个第一颜色图像，并且，从所述多个不同的照射方向的一部分 方向，用作为所述照明光的所述第二光照射所述样本切片，在其照射中通过所述图像传感 器来取得至少一个第二颜色图像，所述图像处理单元根据所述多个第一颜色图像以及所述 至少一个第二颜色图像，生成所述高分辨率图像。
[0011] 此外，这些总括性或者具体的技术方案可以由系统、方法、集成电路、计算机程序 或者计算机可读取的记录介质来实现，也可以由装置、系统、方法、集成电路、计算机程序 以及计算机可读取的记录介质的任意的组合来实现。计算机可读取的记录介质例如包括 CD-ROM(CompactDisc-ReadOnlyMemory)等非易失性的记录介质。
[0012] 根据本公开，能够不使用透镜而实现显微镜，因此能够实现省空间和低成本。
【附图说明】
[0013] 图1是表示制作病理诊断用的显微镜用标本A01的方法的一个例子的图。
[0014] 图2是示意性地表示利用显微镜进行观察的状态下的显微镜用标本A01的剖面的 图。
[0015] 图3是对CIS方式的观察方法的原理进行说明的图。
[0016]图4是表示本公开的第一实施方式所涉及的显微镜用标本的例示性的制作方法 的图。
[0017] 图5是示意性地表示第一实施方式的具备图像传感器B01以及封装件12的显微 镜用标本11的剖面结构的一个例子的图。
[0018] 图6是不意性地表不显微镜用标本11以及插槽C03的剖面结构的一个例子的图。
[0019] 图7是示意性地表示显微镜用标本11以及插槽C03的剖面结构的一个例子的图。
[0020] 图8是表示第一实施方式所涉及的图像形成装置的构成例的图。
[0021] 图9是表示第一实施方式的图像形成装置所具备的照明系统的一个例子的俯视 图。
[0022] 图10是表示图9所示的照明系统与图像传感器的关系的立体图。
[0023] 图11是表示图9所示的照明系统的更加详细的结构的俯视图。
[0024] 图12是表示第一实施方式的图像形成装置所具备的照明系统的另一例子的俯视 图。
[0025] 图13是表示图12所示的照明系统与图像传感器的关系的立体图。
[0026] 图14A是表示第一实施方式的图像形成装置的动作的一个例子的图。
[0027] 图14B是表示第一实施方式的图像形成装置的动作的一个例子的图。
[0028] 图14C是表示第一实施方式的图像形成装置的动作的一个例子的图。
[0029] 图15A是表示第一实施方式的图像形成装置的动作的另一例子的图。
[0030] 图15B是表示第一实施方式的图像形成装置的动作的另一例子的图。
[0031] 图16A是示意性地表示在第一实施方式中通过图像传感器取得被来自某一角度 的照明光照射的被拍摄体的像的动作的剖视图。
[0032] 图16B是表示一个像素所占的光电二极管（PD)的面积比率的例子的俯视图。
[0033] 图17A是示意性地表示通过图16A所示的动作取得的像的像素的配置的俯视图。
[0034] 图17B是示意性地表示在图16A所示的照射状态下取得的生物体图像101的图。
[0035] 图18是示意性地表示在第一实施方式中通过图像传感器取得被来自另一角度的 照明光照射的被拍摄体的像的动作的剖视图。
[0036] 图19A是示意性地表示通过图18所示的动作取得的像的像素的配置的俯视图。
[0037] 图19B是示意性地表示在图18所示的照射状态下取得的生物体图像K01的图。
[0038] 图20是示意性地表示在第一实施方式中通过图像传感器取得被来自又一角度的 照明光照射的被拍摄体的像的动作的剖视图。
[0039] 图21A是示意性地表示通过图20所示的动作取得的像的像素的配置的俯视图。
[0040] 图21B是示意性地表示在图20所示的照射状态下取得的生物体图像L01的图。
[0041] 图22是示意性地表示在第一实施方式中通过图像传感器取得被来自又一角度的 照明光照射的被拍摄体的像的动作的剖视图。
[0042] 图23A是示意性地表示通过图22所示的动作取得的像的像素的配置的俯视图。
[0043] 图23B是示意性地表示在图22所示的照射状态下取得的生物体图像M01的图。
[0044] 图24A是示意性地表示第一实施方式中的构成例的框图。
[0045] 图24B是表示合成图像的生成过程的一个例子的图。
[0046] 图25A是表示比较例的图像的图。
[0047] 图25B是表示通过第一实施方式的图像处理得到的高分辨率图像的一个例子的 图。
[0048] 图25C是表示比较例的图像的图。
[0049] 图26是表示第一实施方式中的动作的一个例子的时序图。
[0050] 图27是表示本公开的第二实施方式所涉及的图像形成系统的构成例的概略图。 [0051 ]图28是表示具有使插槽C03的姿势变化的照射角度调整机构C10的照明系统C09 的例子的概略图。
[0052] 图29是表示具有对照明光向样本切片入射的角度进行调整的照明角度调整单元 的照明系统C09的结构的一个例子的概略图。
[0053] 图30是表示具有对照明光向样本切片入射的角度进行调整的照明角度调整单元 的照明系统C09的结构的另一例子的概略图。
【具体实施方式】
[0054] 显微镜在医疗领域中用于细胞观察。通过观察细胞的形态等，能够辨别是否患病， 在患病的情况下，也能够诊断其良性和恶性的程度。在被称为病理诊断的诊断中，将从患者 身上采集到的检体薄切成能够对细胞进行观察的4ym左右的厚度。另外，由于细胞是透明 的，并且显微镜像的对比度低，所以实施染色，以使得容易观察细胞的构造。
[0055] 首先，参照图1，对制作病理诊断用的显微镜用标本A01的方法的一个例子进行说 明。
[0056] 如图1所示，薄切的切片A02载置于载玻片（透明片）A03。载玻片A03典型而言 具有厚度为1mm、长边方向的长度为76mm、短边方向的长度为26mm的尺寸。切片A02通过 连同载玻片A03 -起浸于染色液A04而被染色。当染色液附着于切片A02时，切片A02就 成为样本切片（以下，有时称为"染色切片A05"）。为了进行染色切片A05的保护以及固 定，将封固剂A06施于载玻片A03上。之后，通过载置盖玻片A07，完成显微镜用标本AO1。
[0057] 图2是示意性地表示在利用显微镜来观察的状态下的显微镜用标本A01的剖面的 图。
[0058] 如图2所示，在载玻片A03上载置有染色切片A05。盖玻片A07经由封固剂A06而 固定于载玻片A03。染色切片A05在被封固剂A06包围的状态下，位于盖玻片A07与载玻片 A03之间。
[0059] 在将显微镜用标本A01放置于光学显微镜来观察的情况下，从显微镜用标本A01 的下侧照射从光源G01出射的照明光G02。照明光G02透过载玻片A03、染色切片A05、封固 剂A06以及盖玻片A07,入射到显微镜的物镜G03。
[0060] 在通过这样的光学显微镜进行显微镜用标本A01的观察时，存在倍率的设定、观 察区域的设定需要时间这一问题。
[0061] 接下来，参照图3对CIS方式的观察方法的原理进行说明。
[0062] 图3所示的显微镜用标本E01具备图像传感器B01来代替盖玻片A07。该显微镜 用标本E01具备：透明片（这里是载玻片）A03 ;经由封固剂A06而固定在载玻片A03上的 图像传感器B01;以及被封固剂A06包围的状态的染色切片（被拍摄体）A05。作为图像传 感器B01，能够采用使多个光电转换单元在拍摄面内排列为行及列状的固体拍摄元件。
[0063] 光电转换单元典型而言是形成于半导体层或者半导体基板的光电二极管。光电转 换单元接收入射光而生成电荷。二维图像传感器的分辨率取决于拍摄面上的光电转换单元 的排列间距或者排列密度。近年来，光电转换单元的排列间距缩短至可见光的波长程度。图 像传感器B01