JP3299817B2 - イメージングフローサイトメータ - Google Patents

イメージングフローサイトメータ

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JP3299817B2 JP18397393A JP18397393A JP3299817B2 JP 3299817 B2 JP3299817 B2 JP 3299817B2 JP 18397393 A JP18397393 A JP 18397393A JP 18397393 A JP18397393 A JP 18397393A JP 3299817 B2 JP3299817 B2 JP 3299817B2
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液体中に浮遊する粒
子成分を検査するフローサイトメータに関し、さらに詳
しくは、例えば、血液や尿などを希釈した試料液をフロ
ーセルと呼ばれる透明な管中に流動させ、血液中に含ま
れる血球や尿中に含まれる細胞のような粒子をビデオカ
メラで撮像するイメージングフローサイトメータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】流路の断面が偏平なフローセル中に、血
液や尿などの細胞が浮遊した試料液を導き、そこを通過
していく細胞の像を、フラッシュランプとビデオカメラ
を組み合せて撮像することは、従来より行われている。
このような撮像系を組込んだ検査装置として、既に尿沈
渣成分を検査するための装置が開発されている。
【０００３】このような尿沈渣で対象としている細胞
は、細菌や赤血球といった数μｍのものから、上皮細胞
や円柱といった数百μｍに達する大きさのものまであ
り、顕微鏡による検査では、ＨＰＦ（ハイパワーフィー
ルド）とＬＰＦ（ローパワーフィールド）の２種類の視
野（倍率）に設定し検査するようにしている。
【０００４】図１２はこのような従来のイメージングフ
ローサイトメータの概要を示す説明図である。この図に
おいて、２４はフローセル、２６はフローセル２４中を
流れる試料流、１０はフローセル２４に光を照射するフ
ラッシュランプ、１２はフラッシュランプ１０からの光
を平行光にするコリメータレンズ、２０は光を制限する
絞り、２２は平行光を集光するコンデンサレンズ、２８
は対物レンズ、５４はレンズ切り換え装置である。この
レンズ切り換え装置５４は、４倍リレーレンズと１倍リ
レーレンズとを切り換えることができるようになってい
る。５０は試料流２６中の粒子を撮像するビデオカメ
ラ、５６は撮像した粒子像の画像処理を行う画像処理装
置である。
【０００５】このように、従来のイメージングフローサ
イトメータにおいては、複数の拡大用のリレーレンズを
用意し、これを物理的に切り換えることによって、粒子
を所望の倍率に拡大するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のイメージングフローサイトメータにおいては、小さな
粒子を撮像するシーケンスでは、撮像倍率を大きくし
て、大きな粒子を無視し、反対に、大きな粒子を撮像す
るシーケンスでは、撮像倍率を小さくして、小さな粒子
を無視するようにしていたため、小さな粒子と大きな粒
子が連続して流れてきた場合には、瞬時にレンズを切り
換えることができず、選択した倍率の粒子像しか得るこ
とができなかった。つまり、どちらかの粒子は無視せざ
るを得なかった。
【０００７】また、ビデオカメラ５０の撮像領域内を粒
子が通過しているか否かにかかわらず、ビデオカメラ５
０のフレームサイクルに合わせて１／３０秒ごとの等間
隔でフラッシュランプ１０をフラッシュして撮像してい
たため、尿のように粒子成分が少ない試料では、空打ち
（粒子像の写っていない画像を得ること）が多く、フロ
ーセル２４内を通過する細胞を確実にとらえることがで
きなかった。
【０００８】以上のように、色々なサイズの粒子を含
み、かつその粒子濃度が薄い尿のような試料を対象とす
る場合には、従来のイメージングフローサイトメータで
は、実質的な分析量が少なく、臨床的に重要な細胞を見
落としやすい等の問題があった。
【０００９】この発明は、このような事情を考慮してな
されもので、粒子の大きさが数μｍのものから数百μｍ
のものまで一緒に含まれるような試料（例えば尿）で
も、個々の粒子のサイズに応じて撮像倍率を瞬時に切り
換えることができ、倍率を切り換えながら、小さな粒子
と大きな粒子を効率良く撮像できるイメージングフロー
サイトメータを提供するものである。
【００１０】なお、尿等の試料液をフローセル中に流
し、その試料液中に含まれる粒子成分を撮像する装置に
関しては、次のようなものが知られている。まず、特公
平３−５２５７３号公報に記載の、扁平な流れにされた
試料液流にストロボ光を照射し、ビデオカメラで粒子成
分の静止画像を撮像し画像処理するものが知られてい
る。
【００１１】また、特開昭６３−９４１５６号公報に記
載の、トリガー用光学系の下流に撮像用光学系を設け、
トリガー用光学系で細胞を検出した後、撮像光学系でそ
の細胞の静止画像を撮像するものが知られている。
【００１２】さらに、特開平４−７２５４４号公報や特
開平４−７２５４５号公報に記載の、粒子検出用光学系
と粒子撮像用光学系を設け、粒子撮像エリアを横切るよ
うに粒子検出エリアを形成し、粒子が到来すれば直ちに
その粒子像を撮像するものが知られている。
【００１３】また、撮像倍率を切り換えて、大きさの異
なる粒子成分の静止画像を撮像する装置に関しては、特
開平３−１０５２３５号公報に記載の、測定途中でレン
ズ倍率を切り換えて粒子の静止画像を撮像するものが知
られている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は、試料液中に
存在する被検粒子を分離状態で流動させる光透過性の管
を有するフロー手段と、光透過性の管内を流動する被検
粒子に光を照射する光照射手段と、光の照射された被検
粒子から得られた像光を少なくとも２以上に分割するビ
ームスプリット手段と、像光が結像される受光面を有し
その受光面が粒子の流れ領域に投影されて撮像エリアを
形成し、その撮像エリアに、被検粒子の流れ方向に沿っ
て、少なくとも２つの分割撮像エリアが設定されること
で、それに対応する分割受光面が受光面に設定される撮
像手段と、ビームスプリット手段によって分割された各
像光をそれぞれ異なる倍率で拡大して撮像手段の分割受
光面にそれぞれ結像させる投影手段と、光照射手段から
の光を各分割撮像エリアにそれぞれ誘導する光誘導手段
と、撮像手段によって撮像された被検粒子像を画像とし
て再生する画像処理手段を備え、光照射手段が、分割撮
像エリアの数と同数の光源からなり、光誘導手段が、そ
れらの光源からの光を各分割撮像エリアにそれぞれ誘導
し、それによって、各分割撮像エリア内の被検粒子像
が、各光源からの光にそれぞれ依存して異なる倍率で各
分割受光面に結像されることを特徴とするイメージング
フローサイトメータである。
【００１５】この発明におけるフロー手段としては、光
透過性の管を備え、その管内に被検粒子を含む試料液を
導入して被検粒子を分離状態で流動させることが可能な
各種の装置を用いることができる。
【００１６】この管内に導入される試料液としては、ど
のような被検粒子を含む試料液であってもよいが、主と
して、血液、尿、粉体などを任意に希釈した試料液が適
用される。また、用途によっては試料を海水、湖水、河
水などとする場合もある。
【００１７】光透過性の管としては、フローセルと呼ば
れる光透過性の偏平な管が適用されるが、試料液に含ま
れる被検粒子を鮮明に撮像するためには、被検粒子を分
離状態で、さらに扁平な粒子は撮像方向に対して正面を
向くように配向させて流動させることのできる、約５０
μｍ〜３００μｍ程度の幅とその１／１０程度の厚みの
扁平な試料液流を形成することのできる公知のフローセ
ルを用いることができる。例えば、特開平３−１０５２
３５号公報に記載のものなどを参考にすることができ
る。
【００１８】この管の光透過性としては、管内を流動す
る被検粒子を管の外側から撮像することが可能な光透過
度であればよく、管の材質は、ガラスやプラスチック、
および、それらと同程度の光透過度を有する合成樹脂性
のものを用いることができる。
【００１９】光照射手段としては、任意のタイミング
で、ストロボ光やフラッシュ光のようなパルス光を対象
物に向けて照射することのできる光源を用いることがで
きる。この光照射手段のパルス光照射期間は、被検粒子
の流速に対し、以下のように設定することができる。す
なわち、被検粒子の流速をｖ〔ｍ／ｓ〕、パルス光照射
時間をｔ〔μｓ〕とすると、被検粒子の粒子像のブレＵ
は、Ｕ＝ｖｔである。したがって、このブレＵが撮像手
段の撮像分解能以下であれば、良好な被検粒子の静止画
像を得ることができる。例えば、被検粒子像のブレＵを
０．３〔μｍ〕以下にするには、ｖ＝０．１〔ｍ／ｓ〕
＝１００〔ｍｍ／ｓ〕のときは、パルス光照射時間ｔ
を、ｔ≦３〔μｓ〕に設定すればよい。
【００２０】ビームスプリット手段としては、被検粒子
から得られた像光を少なくとも２以上に分割することの
できる各種の光学的手段を用いることができ、例えば、
ハーフミラーを用いることができる。
【００２１】撮像手段としては、被検粒子が撮像エリア
内に存在するときにその像を受光面に結像することによ
りその被検粒子を撮像でき、かつ撮像した画像を電気信
号に変換して出力できるものであればどのようなもので
も適用可能である。例えば、市販のビデオカメラを利用
することができる。撮像エリアとは、撮像手段の受光面
が粒子の流れ領域に投影されることにより形成されたエ
リアである。
【００２２】投影手段としては、被検粒子像を異なる倍
率でそれぞれ拡大して撮像手段の受光面に結像させるこ
とができるものであればよく、光学的拡大手段を用いて
好適である。この光学的拡大手段としては、例えばリレ
ーレンズのような各種のレンズを適用することができ
る。このレンズは、例えば、１倍，１．５倍，２倍，４
倍のような任意の拡大倍率のものを用いることができ
る。
【００２３】画像処理手段としては、入力された画像デ
ータをディジタルデータに変換して各種の画像処理を行
い、それを再びアナログデータに変換して出力すること
が可能な画像処理装置を用いることができる。
【００２４】この発明のイメージングフローサイトメー
タにおいては、撮像手段を１台のビデオカメラで構成
し、その１台のビデオカメラの撮像エリアに、被検粒子
の流れ方向に沿って、少なくとも２つの分割撮像エリア
が設定され、それらの各分割撮像エリア内の被検粒子
が、各投影手段によって拡大され、撮像手段の分割受光
面にそれぞれ結像されるようにすることができる。
【００２５】この発明の別の観点によれば、光照射手段
による照射領域よりも上流側の試料液流に光を照射する
補助照射手段と、試料液流を経た補助照射手段からの光
を検出することによって、試料液中に存在する被検粒子
の大きさを検出する粒子検出手段と、検出された被検粒
子の大きさに応じた倍率で被検粒子像が撮像されるよ
う、検出された被検粒子がその被検粒子の大きさに応じ
た倍率の分割撮像エリアに到達するときに、照射手段か
ら光を照射させる制御手段をさらに備えたものが挙げら
れる。
【００２６】この粒子検出手段としては、試料液中に存
在する被検粒子の大きさを光学的に検出できるものであ
ればよく、各種の光学装置を用いることができるが、主
として、近赤外線光を照射可能なＬＤなどの常時発光光
源と、その光を検出する一次元の受光面を有するイメー
ジセンサとの組み合わせが用いられる。この場合、イメ
ージセンサの撮像エリアは、被検粒子の流れ方向に対し
て垂直な方向に延びて形成されていることが好ましい。
【００２７】光誘導手段は、光照射手段からの光を各分
割撮像エリアにそれぞれ誘導することができるものであ
ればよく、この光誘導手段としては、分岐型光ファイバ
ーを用いることができる。 光照射手段は、分割撮像エリ
アの数と同数の光源で構成する。例えば、分割撮像エリ
アが２つのエリアからなる場合には、この光照射手段
は、高倍率撮像用のフラッシュランプと、低倍率撮像用
のフラッシュランプで構成することが望ましい。
【００２８】
【作用】この発明によれば、被検粒子から得られた像光
を少なくとも２以上に分割し、被検粒子像を異なる倍率
でそれぞれ拡大し、撮像手段の受光面に結像させている
ので、所望の撮像倍率を選択して、その倍率に応じた被
検粒子画像を容易に得ることができ、従来のような機械
的なレンズの切り換え操作などが不要となる。そして、
光照射手段を分割撮像エリアの数と同数の光源で構成
し、光誘導手段でそれらの光源からの光を各分割撮像エ
リアにそれぞれ誘導するので、各分割撮像エリア内の被
検粒子像は、各光源からの光にそれぞれ依存して異なる
倍率で各分割受光面に結像される。これにより、異なる
倍率で撮像したい被検粒子が連続して流れてきた場合で
も、それらに対し個別に光を照射して撮像することがで
きる。
【００２９】また、撮像手段を１台のビデオカメラで構
成した場合には、ビデオカメラの２つの分割受光面に、
異なる大きさで拡大された被検粒子像がそれぞれ結像さ
れるので、ビデオカメラの投資コストを削減することが
できる。
【００３０】そして、補助照射手段と、粒子検出手段
と、制御手段をさらに設けた場合には、検出された被検
粒子の大きさに応じた倍率に拡大された被検粒子像を得
ることができる。
【００３１】
【００３２】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、これによってこの発明が限定される
ものではない。図１はこの発明によるイメージングフロ
ーサイトメータの一実施例を示す説明図である。
【００３３】このイメージングフローサイトメータは、
血液や尿などを希釈した試料液（サンプル液ともいう）
をフローセルと呼ばれる透明で偏平な管中に導いて偏平
な試料流（サンプル流ともいう）を形成し、この試料流
に対しストロボ光を照射して、血液中に含まれる血球や
尿中に含まれる細胞のような粒子（粒子検査時にはこの
粒子を被検粒子と称すこともある）をビデオカメラで撮
像し、撮像した粒子像をディスプレイに表示する装置で
ある。
【００３４】図中、２４はガラスやプラスチックなどの
光透過性の偏平な管からなるフローセルである。このフ
ローセル２４中に試料液が導かれるときには、同時に、
その試料液の周囲を覆うようにしてシース（鞘）液が供
給され、試料液とシース液とが層流となったものがフロ
ーセル２４内を流れるようになっている。
【００３５】２６はフローセル２４内を流動する試料流
であり、偏平な試料流２６の長手方向の幅は５０〜３０
０μｍ、短手方向の厚みは５〜３０μｍ程度である。試
料流２６内に存在する血球や細胞のような粒子は、フロ
ーセル２４内を分離状態で流動している。
【００３６】１０はフローセル２４内を流動する試料流
２６に光を照射するフラッシュランプ、１２はフラッシ
ュランプ１０からの光を平行光にするコリメータレン
ズ、１４は近赤外線の光を発する常時発光ランプ（補助
照射手段）、１６は常時発光ランプからの光を平行光に
するコリメータレンズ、１８はフラッシュランプ１０の
光と常時発光ランプ１４の光を合成するダイクロイック
ミラー、２０は絞り、２２は平行光を集光するコンデン
サレンズ、２８は対物レンズ、３０はフラッシュランプ
１０の光と常時発光ランプ１４の光を分離するダイクロ
イックミラーである。
【００３７】ダイクロイックミラー１８およびダイクロ
イックミラー３０は、波長によって光を反射または透過
させる機能を有しており、この機能によって、可視光線
であるフラッシュランプ１０の光と近赤外線光である常
時発光ランプ１４の光を分離、あるいは合成する。
【００３８】２８は対物レンズ、３０はフラッシュラン
プ１０の光と常時発光ランプ１４の光を分離するダイク
ロイックミラー ３４は光の照射された被検粒子から得
られた像光を２つに分割する（２つの経路に分配する）
ハーフミラー、３６，４４は像光を限定するマスク、３
８，４２はミラー、４０は１倍リレーレンズ、４６は４
倍リレーレンズ、４８は２つに分割した粒子の像光を合
成するハーフミラー、５０は粒子の像光が結像される受
光面、つまりＣＣＤが２次元的に配置された結像面を有
するビデオカメラである。このビデオカメラ５０の受光
面が粒子の流れ領域に投影されて撮像エリアが形成され
る。
【００３９】１倍リレーレンズ４０及び４倍リレーレン
ズ４６は、ハーフミラー３４によって分割され、マスク
３６とマスク４４に結像された２つの被検粒子像を、そ
れぞれ１倍と４倍に拡大するようになっている。
【００４０】マスク３６とマスク４４は、図２の（ａ）
と（ｂ）に示すように、それぞれの撮像倍率に対応する
被検粒子の撮像エリア以外をマスクするようになってい
る。５２はビデオカメラ５０によって撮像された被検粒
子像を切り出し、測定終了後にこれら粒子画像をまとめ
てＣＲＴディスプレイ装置などの表示装置に表示するた
めの画像処理装置である。
【００４１】３２はダイクロイックミラー３０によって
分離された常時発光ランプ１６の光を受けるラインセン
サカメラ（粒子検出手段）であり、試料流２６中の粒子
の大きさを検出する。５１は粒子の大きさに応じて粒子
像を１倍に拡大するのか４倍に拡大するのかを選択し、
それに対応する撮像エリアに粒子が到達するタイミング
でフラッシュランプ１０を発光させるためのフラッシュ
ランプトリガ信号Ｔを発生させるトリガ信号発生装置で
ある。
【００４２】この例においては、フローセル２４のビデ
オカメラ撮像エリアを細胞が通過しているかどうかを常
に監視するために、可視域を少しはずれた波長の近赤外
線光を発生する常時発光ランプ１４と、１次元イメージ
センサを搭載したラインセンサカメラ３２を設けた構成
となっている。
【００４３】図３に示すように、ラインセンサカメラ３
２による試料流２６中の粒子検出エリアＢは、幅広の偏
平な試料流２６を横切るように形成され、粒子２７ａ，
２７ｂがこの検出エリアＢを横切ることによって、ライ
ンセンサカメラ３２への露光が妨げられ、図４に示すよ
うな信号Ｓｉがラインセンサカメラ３２から出力され
る。図４中、Ｗｘは粒子のＸ方向の大きさ、Ｗｙは粒子
のＹ方向の大きさ、ｉは走査番号、Ｓｉは走査番号ｉに
対応する走査信号を示す。
【００４４】試料流２６の流速、粒子２７ａ，２７ｂの
大きさ、ラインセンサカメラ３２のスキャンサイクル
（走査時間）にもよるが、１個の粒子がラインセンサカ
メラ３２の撮像エリアを横切り終るまでに、ラインセン
サカメラ３２によって複数回スキャンされる。
【００４５】この時得られる検出信号Ｓｉに２値化処理
や演算処理を施すことによって、図５に示すような、個
々の粒子の大きさをパルス幅であらわした検出信号Ｄを
実時間で求めることができる。なお、これについては、
特願平３−２７０１０号公報や、特願平３−２７１０７
号公報に記載の方法を用いることもできる。
【００４６】このような構成における撮像動作を説明す
る。常時発光ランプ１４は常時発光しており、その光は
コリメータレンズ１６によって平行光にされ、ダイクロ
イックミラー１８によって反射され、さらに絞り２０と
コンデンサレンズ２２によって絞られ、ラインセンサカ
メラ３２の検出エリアＢに合わせて試料流２６に照射さ
れる。この検出エリアＢを透過した近赤外光は、ダイク
ロイックミラー３０によって反射され、ラインセンサカ
メラ３２内の１次元イメージセンサの受光面上に結像さ
れる。
【００４７】上述したように、粒子がラインセンサ検出
エリアＢを横切ることによって、ラインセンサカメラ３
２による検出信号Ｓｉが変化し、その粒子の大きさの情
報を実時間で求めることができ、その粒子に対する撮像
倍率が決定される。
【００４８】もし、図３に示したように、粒子が小さ
く、かつ高倍率撮像エリアＡ２内を通過すると予測でき
る場合には、高倍率で撮像すると決定され、その粒子が
高倍率撮像エリアＡ２内に到達するのを待って（数百μ
sec 後）、フラッシュランプ１０を発光させる。
【００４９】逆に、粒子が大きく、低倍率で撮像すると
決定されれば、その粒子が低倍率撮像エリアＡ１内に到
達するのを待って（０．５〜１msec後）、フラッシュラ
ンプ１０を発光させる。
【００５０】すなわち、粒子がラインセンサカメラ３２
の検出エリアＢを横切ると、すぐにその粒子の大きさが
求められ、その粒子を低倍率で撮像すべきか、高倍率で
撮像すべきかが判定される。
【００５１】この判定においては、対象粒子が円形の場
合には、Ｘ方向の幅Ｗｘで粒子の大きさを判定し、円形
でない場合には、Ｘ方向の幅Ｗｘだけでなく、Ｙ方向の
幅（粒子の移動方向の幅）Ｗｙも加味して粒子の大きさ
を判定する。
【００５２】例えば、Ｘ方向の幅Ｗｘにおける粒子の大
きさの判定基準をａとし、Ｙ方向の幅Ｗｙにおける粒子
の大きさの判定基準をｂとすると、Ｗｘ＜ａで、かつＷ
ｙ＜ｂの場合には、粒子が小さいと判断して高倍率撮像
を行い、Ｗｘ≧ａか、またはＷｙ≧ｂの場合には、粒子
が大きいと判断して低倍率撮像を行う。この場合、ａと
ｂを同じ大きさとすることも可能である。
【００５３】なお、Ｙ方向の幅Ｗｙは、同一粒子のスキ
ャニング回数ｉと１回のスキャニングサイクル期間の粒
子移動距離を乗じることによって求めることができる。
このように、粒子を撮像するための受光系を、高倍率投
影系と低倍率投影系の２系統に分け、それぞれに対応す
る撮像エリアを別領域とし、最終的に１台のビデオカメ
ラ５０で撮像できるようにしている。
【００５４】フラッシュランプ１０の光は、ビデオカメ
ラ５０の撮像エリアＡ１，Ａ２に向けて一瞬だけ照射さ
れ、その光は、コリメータレンズ１２によって平行光に
され、ダイクロイックミラー１８を透過し、コンデンサ
レンズ２２によって絞られ、試料流２６のビデオカメラ
撮像エリアＡ１，Ａ２に照射される。試料流２６を透過
した光は、ダイクロイックミラー３０を透過し、ハーフ
ミラー３４によって一部反射され、ここで反射された光
はマスク３６の位置で結像される。一方、ハーフミラー
３４を透過した光はミラー４２で全反射され、マスク４
４の位置で結像される。
【００５５】マスク３６，４４は、図２に示したよう
に、白抜きに相当する範囲がそれぞれの受光系で限定さ
れる撮像エリアに対応している。すなわち、マスク３６
は、低倍率撮像エリアＡ１を限定するものであり、この
位置に結像された粒子像は、ミラー３８、１倍リレーレ
ンズ４０を介し、さらにハーフミラー４８を一部透過し
て、ビデオカメラ５０のＣＣＤが配置された撮像面（受
光面あるいは結像面）に投影される。
【００５６】一方、マスク４４は、高倍率撮像エリアＡ
２を限定するものであり、この位置に結像された粒子像
は、４倍リレーレンズ４６によってさらに４倍に拡大さ
れ、ハーフミラー４８によって反射されて、ビデオカメ
ラ５０の撮像面に投影される。
【００５７】ハーフミラー３４，４８の反射率をそれぞ
れ１／５，４／５とすることにより、倍率が４倍異なる
低倍率、高倍率の各粒子像の明るさをほぼ同等にするこ
とができる。
【００５８】図６はビデオカメラ５０によって撮像され
た撮像画面の例を示す説明図である。図中、（ａ）は高
倍率のタイミングで撮像した高倍率像、つまり小さな粒
子が高倍率撮像エリアＡ２に到達したときに撮像した高
倍率像を示し、（ｂ）は低倍率のタイミングで撮像した
低倍率像、つまり大きな粒子が低倍率撮像エリアＡ１に
到達したときに撮像した低倍率像を示している。
【００５９】図７はこの発明によるイメージングフロー
サイトメータの他の実施例を示す説明図である。この実
施例においては、先の実施例と同じ構成要素には同じ参
照番号を付しその説明を省略する。
【００６０】この実施例では、ある偶数フィールド期間
中に、小さい粒子と大きい粒子の両方がビデオカメラ５
０の撮像エリアを通過した時でも、それぞれの粒子に対
応する撮像エリアが離れていることを利用して、同一の
画面内に大きな粒子の低倍率投影像と小さな粒子の高倍
率投影像の２つの粒子像を撮像できるようにしている。
【００６１】すなわち、先述の実施例のように、フラッ
シュランプ１０を一瞬だけ光らせて、フローセル２４内
を移動する粒子の静止画像を撮像する場合、奇数フィー
ルドと偶数フィールドの組合せによる垂直解像度の高い
粒子像を得るためには、通常フレーム蓄積タイプのビデ
オカメラが使用される。
【００６２】この場合には、図８に示すように、フラッ
シュランプ１０を照射できる期間が偶数フィールド期間
中に限定されるので、奇数フィールド期間中に撮像エリ
アを通過する粒子は撮像することができない（詳細につ
いては、特開平４−７２５４４号公報参照）。
【００６３】また、ある偶数フィールド期間中に２個以
上の粒子が撮像エリアを通過しても、多重露光を避ける
必要があるので、通過する全ての粒子を撮像することは
できない。
【００６４】本実施例は、このような点を改善するため
のものであり、ある偶数フィールド期間中に小さい粒子
と大きい粒子が通過した時でも、両方の粒子像を撮像す
ることができる。
【００６５】そのため、この実施例においては、粒子撮
像用のフラッシュランプとして、低倍率撮像用と高倍率
撮像用の２つのフラッシュランプ１０ａ，１０ｂをそれ
ぞれ専用に設けている。そして、これらのフラッシュラ
ンプ１０ａ，１０ｂから照射された光を、図９に示すよ
うな、２つのファイバ束６０ａ，６０ｂを１方の端で結
合した光ファイバーバンドル６０に導き、図１０に示す
ような、それぞれの撮像エリアＡ１，Ａ２に合わせて、
試料流２６に光を照射するようにしている。
【００６６】このような構成とした場合には、低倍率と
高倍率のそれぞれの撮像エリアＡ１，Ａ２に照射する光
が他の撮像エリアＡ２，Ａ１を照射しないように、なる
べく２つの撮像エリアＡ１，Ａ２を離すか、あるいは、
光ファイバーバンドル６０からの光を極力クリティカル
照明に近づけることが必要である。そして、ビデオカメ
ラ５０の受光面での二重露光を極力抑えることが必要と
なる。撮像エリアを通過する粒子の監視や粒子撮像のた
めの受光系の構成は、先の実施例と同様である。
【００６７】図１１にこの実施例における撮像画面の例
を示す。図中、（ａ）はある偶数フィールド期間中に小
さい粒子２７ｂだけが高倍率撮像エリアＡ２を通過した
時に得られる撮像画面の例である。（ｂ）はある偶数フ
ィールド期間中に大きい粒子２７ａだけが低倍率撮像エ
リアＡ１を通過した時に得られる撮像画面の例である。
（ｃ）はある偶数フィールド期間中に、大きい粒子２７
ａと小さい粒子２７ｂがそれぞれ低倍率撮像エリアＡ１
と高倍率撮像エリアＡ２を通過した時に得られる撮像画
面の例である。
【００６８】
【発明の効果】この発明によれば、例えば分岐型光ファ
イバーのような光誘導手段で、光源からの光を、例えば
高倍率用と低倍率用のような分割撮像エリアにそれぞれ
誘導して被検粒子に照射し、各分割撮像エリア内の被検
粒子像が、各光源からの光にそれぞれ依存して異なる倍
率で各分割受光面に結像されるようにしたので、一度の
測定シーケンスで、粒子をその大きさに応じた撮像倍率
に瞬時に切り換えながら効率良く撮像することができ
る。
【００６９】また、粒子検出手段を設けた場合には、ビ
デオカメラの撮像エリアを被検粒子が通過していること
を確認した上で、確実に撮像することができるので、被
検粒子の大きさに応じた倍率の粒子像を一度の測定シー
ケンスで得ることができ、これにより、測定時間を短縮
することができるとともに、実質的な試料分析量が大巾
に向上し、再現性の良い測定結果を得ることができる。
【００７０】そして、ビデオカメラの撮像エリアを、被
検粒子の流れ方向に沿って、少くとも２つの分割撮像エ
リアに分け、それぞれを高倍率の撮像エリアと低倍率の
撮像エリアとして対応させるようにした場合には、同一
の撮像画面内に、小さな粒子の高倍率像と大きな粒子の
低倍率像を同時に得ることが可能となり、単位時間当た
りの撮像粒子数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるイメージングフローサイトメー
タの一実施例を示す説明図である。
【図２】マスクの形状を示す説明図である。
【図３】試料液の撮像エリアを示す説明図である。
【図４】ラインセンサカメラの出力信号を示す説明図で
ある。
【図５】ラインセンサカメラの出力信号の処理例を示す
説明図である。
【図６】撮像画面の例を示す説明図である。
【図７】この発明によるイメージングフローサイトメー
タの他の実施例を示す説明図である。
【図８】フラッシュランプの照射タイミングを示す説明
図である。
【図９】光ファイバーバンドルの構成を示す説明図であ
る。
【図１０】他の実施例における試料液の撮像エリアを示
す説明図である。
【図１１】他の実施例おける撮像画面の例を示す説明図
である。
【図１２】従来のイメージングフローサイトメータの概
要を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ フラッシュランプ １２，１６ コリメータレンズ １４ 常時発光ランプ １８，３０ ダイクロイックミラー ２０ 絞り ２２ コンデンサレンズ ２４ フローセル ２６ 試料流 ２８ 対物レンズ ３２ ラインセンサカメラ ３４，４８ ハーフミラー ３６，４４ マスク ３８，４２ ミラー ４０ １倍リレーレンズ ４６ ４倍リレーレンズ ５０ ビデオカメラ ５１ トリガ信号発生装置 ５２ 画像処理装置 ５８ａ，５８ｂ 結合レンズ ６０ 光ファイバーバンドル Ａ１ 低倍率撮像エリア Ａ２ 高倍率撮像エリア Ｂ ラインセンサ検出エリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−110243（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−113411（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72544（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72545（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−270961（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−107816（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01N 21/03 - 21/15 G01N 33/48 - 33/98

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試料液中に存在する被検粒子を分離状態
    で流動させる光透過性の管を有するフロー手段と、 光透過性の管内を流動する被検粒子に光を照射する光照
    射手段と、 光の照射された被検粒子から得られた像光を少なくとも
    ２以上に分割するビームスプリット手段と、 像光が結像される受光面を有しその受光面が粒子の流れ
    領域に投影されて撮像エリアを形成し、その撮像エリア
    に、被検粒子の流れ方向に沿って、少なくとも２つの分
    割撮像エリアが設定されることで、それに対応する分割
    受光面が受光面に設定される撮像手段と、 ビームスプリット手段によって分割された各像光をそれ
    ぞれ異なる倍率で拡大して撮像手段の分割受光面にそれ
    ぞれ結像させる投影手段と、光照射手段からの光を各分割撮像エリアにそれぞれ誘導
    する光誘導手段と、 撮像手段によって撮像された被検粒子像を画像として再
    生する画像処理手段を備え、光照射手段が、分割撮像エリアの数と同数の光源からな
    り、光誘導手段が、それらの光源からの光を各分割撮像
    エリアにそれぞれ誘導し、それによって、各分割撮像エ
    リア内の被検粒子像が、各光源からの光にそれぞれ依存
    して異なる倍率で各分割受光面に結像される ことを特徴
    とするイメージングフローサイトメータ。
  2. 【請求項２】 撮像手段が１台のビデオカメラからな
    り、その１台のビデオカメラの撮像エリアに、被検粒子
    の流れ方向に沿って、少なくとも２つの分割撮像エリア
    が設定され、それらの各分割撮像エリア内の被検粒子
    が、各投影手段によって拡大され、撮像手段の分割受光
    面にそれぞれ結像されることを特徴とする請求項１記載
    のイメージングフローサイトメータ。
  3. 【請求項３】 光照射手段による照射領域よりも上流側
    の試料液流に光を照射する補助照射手段と、 試料液流を経た補助照射手段からの光を検出することに
    よって、試料液中に存在する被検粒子の大きさを検出す
    る粒子検出手段と、 検出された被検粒子の大きさに応じた倍率で被検粒子像
    が撮像されるよう、検出された被検粒子がその被検粒子
    の大きさに応じた倍率の分割撮像エリアに到達するとき
    に、照射手段から光を照射させる制御手段をさらに備え
    てなる請求項２記載のイメージングフローサイトメー
    タ。
  4. 【請求項４】 粒子検出手段が、一次元の受光面を有す
    るイメージセンサからなり、そのイメージセンサの撮像
    エリアが、被検粒子の流れ方向に対して垂直な方向に延
    びて形成されていることを特徴とする請求項３記載のイ
    メージングフローサイトメータ。
  5. 【請求項５】 光照射手段が、高倍率撮像用のフラッシ
    ュランプと、低倍率撮像用のフラッシュランプからなる
    ことを特徴とする請求項１記載のイメージングフローサ
    イトメータ。
  6. 【請求項６】 光誘導手段が、分岐型光ファイバーから
    なることを特徴とする請求項１記載のイメージングフロ
    ーサイトメータ。
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