JP2007233093A - 画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の試料のそれぞれについての画像取得を効率良く実行することが可能な画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムを提供する。
【解決手段】 試料格納部１１に格納された複数の試料Ｓのそれぞれに対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得の制御について、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する際に操作者が必要な確認を行う半自動モードを設けるとともに、半自動モードにおいて、マクロ画像取得部２０でマクロ画像が取得された試料Ｓを直接にミクロ画像取得部３０での画像取得位置へと移動せずに、待機位置に配置する。これにより、複数の試料Ｓのそれぞれについての画像取得を効率良く実行することが可能となり、また、操作者の作業負担が軽減される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、試料の画像を取得するための画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムに関するものである。

近年、病理学の分野などにおいて、パーソナルコンピュータ等の仮想空間上であたかも実際の顕微鏡で試料を見ているかのように操作可能なバーチャル顕微鏡が知られている。このバーチャル顕微鏡で扱われる試料データは、予め実際の顕微鏡を利用して高解像度で取得された試料の画像データに基づいている。

このようにバーチャル顕微鏡で利用される試料の画像データを取得する画像取得装置では、バーチャル顕微鏡での画像操作を実現するために、充分に高解像度で試料の画像を取得することが要求される。また、このような高解像度の画像を効率的に取得するため、マクロ画像取得用のカメラと、高解像度のミクロ画像取得用のカメラとを用いて試料の画像を取得する構成が、特許文献１：米国特許第６８１６６０６号公報に記載されている。
米国特許第６８１６６０６号公報

上記したようにマクロ用カメラとミクロ用カメラとを備えた構成では、例えば、最初にマクロ用カメラでマクロ画像を取得して、マクロ画像を参照して試料に対する撮像条件を設定し、次に、設定された撮像条件を参照してミクロ用カメラでミクロ画像を取得する方法が考えられる。また、バーチャル顕微鏡で利用される試料の画像データの取得では、スライドガラスに生体サンプル等が密封されたスライドを試料として多数用意し、それらの複数のスライドに対して連続的に画像取得が行われる場合がある。このような場合には、上記構成では、試料に対してマクロ画像及びミクロ画像の取得動作が繰り返して行われることとなる。

このような複数の試料の画像取得において、マクロ画像を用いた撮像条件の設定を自動で行えば、各試料に対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を順次自動で行うことが可能である。しかしながら、このような方法では、例えばスライド内に生体サンプル以外のゴミがあった場合、そのスライドに対する撮像条件が正しく設定されず、正常なミクロ画像が取得されないことがある。一方、各試料に対する撮像条件の設定を手動で行う方法では、複数の試料のそれぞれについての画像取得が完了するまでの間、操作者が画像取得装置に付きっ切りとなり、操作者の作業負担が大きくなる。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、複数の試料のそれぞれについての画像取得を効率良く実行することが可能な画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明による画像取得装置は、（１）複数の試料を格納する試料格納手段と、（２）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、（３）試料をマクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段と、（４）マクロ画像取得手段によるマクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御手段、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定手段、及びミクロ画像取得手段によるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御手段を有する制御手段とを備え、（５）制御手段は、その制御モードとして半自動モードを有し、（６）半自動モードにおいては、マクロ画像取得制御手段は、複数の試料のそれぞれについて、試料格納手段で格納位置にある試料をマクロ画像取得手段での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させ、さらに試料を待機位置に配置させる制御を行い、撮像条件設定手段は、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を操作者に確認させてミクロ画像の撮像条件を設定し、ミクロ画像取得制御手段は、待機位置にあって撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行うことを特徴とする。

また、本発明による画像取得方法は、（１）試料格納手段に格納された複数の試料を対象とし、（２）試料のマクロ画像を取得するマクロ画像取得ステップと、（３）試料をマクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するミクロ画像取得ステップと、（４）マクロ画像取得ステップによるマクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御ステップ、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定ステップ、及びミクロ画像取得ステップによるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御ステップを有する制御ステップとを備え、（５）制御ステップは、その制御モードとして半自動モードを有し、（６）半自動モードにおいては、マクロ画像取得制御ステップは、複数の試料のそれぞれについて、試料格納手段で格納位置にある試料をマクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させ、さらに試料を待機位置に配置させる制御を行い、撮像条件設定ステップは、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を操作者に確認させてミクロ画像の撮像条件を設定し、ミクロ画像取得制御ステップは、待機位置にあって撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行うことを特徴とする。

また、本発明による画像取得プログラムは、（１）複数の試料を格納する試料格納手段と、（２）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、（３）試料をマクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段とを備える画像取得装置に適用され、（４）マクロ画像取得手段によるマクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御処理、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定処理、及びミクロ画像取得手段によるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御処理を有する制御処理を含み、（５）制御処理は、その制御モードとして半自動モードを有し、（６）半自動モードにおいては、マクロ画像取得制御処理は、複数の試料のそれぞれについて、試料格納手段で格納位置にある試料をマクロ画像取得手段での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させ、さらに試料を待機位置に配置させる制御を行い、撮像条件設定処理は、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を操作者に確認させてミクロ画像の撮像条件を設定し、ミクロ画像取得制御処理は、待機位置にあって撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う制御処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

上記した画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムにおいては、画像取得の対象となる複数の試料に対してマクロ画像取得手段とミクロ画像取得手段とを設け、試料の全体像を示すマクロ画像を参照して撮像条件を設定した上で、高解像度のミクロ画像の取得を行っている。これにより、例えばバーチャル顕微鏡で用いられる試料の画像データとなるような高解像度の試料のミクロ画像を好適に取得することができる。

さらに、各試料に対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する際に操作者が必要な確認を行う半自動モードを設けている。これにより、例えば試料となるスライド内にゴミなどの余分な対象物があった場合でも、そのような対象物の影響を確実に除外して、試料に対する撮像条件を正しく設定することが可能となる。

また、上記した半自動モードにおいて、マクロ画像取得手段でマクロ画像が取得された試料を直接にミクロ画像取得手段での画像取得位置へと移動せずに、待機位置に配置することとしている。このような構成では、試料のマクロ画像の取得及びマクロ画像を用いた撮像条件の設定を、高解像度の画像を取得するためにある程度の時間がかかるミクロ画像の取得とは独立に行うことが可能となる。これにより、操作者は、試料に対する撮像条件の設定後は、ミクロ画像の取得が完了するまで画像取得装置に付いている必要がなくなるため、操作者の作業負担が軽減される。

なお、マクロ画像取得後の試料の待機位置については、試料格納手段での格納位置を待機位置とし、マクロ画像が取得された試料を再び格納位置に戻す構成としても良い。あるいは、試料格納手段とは別に、複数の試料を待機させることが可能な試料待機手段を設ける構成としても良い。

また、画像取得装置は、複数の試料のそれぞれを、格納位置と、待機位置と、マクロ画像取得手段及びミクロ画像取得手段のそれぞれでの画像取得位置との間で移動させる試料移動手段を備えることが好ましい。同様に、画像取得方法は、複数の試料のそれぞれを、格納位置と、待機位置と、マクロ画像取得ステップ及びミクロ画像取得ステップのそれぞれでの画像取得位置との間で移動させる試料移動ステップを備えることが好ましい。同様に、画像取得プログラムは、複数の試料のそれぞれを、格納位置と、待機位置と、マクロ画像取得手段及びミクロ画像取得手段のそれぞれでの画像取得位置との間で移動させる試料移動処理をコンピュータに実行させることが好ましい。これにより、試料を各位置の間で移動させつつ行われるマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を好適に実現することができる。

また、画像取得装置は、ミクロ画像取得手段が、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御手段は、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

同様に、画像取得方法は、ミクロ画像取得ステップが、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を用いるとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御ステップは、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

同様に、画像取得プログラムは、ミクロ画像取得手段が、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御処理は、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

このような構成によれば、１次元センサまたはＴＤＩ駆動２次元センサで試料を一方向に走査したストリップ状の部分画像を高解像度で取得するとともに、他方向について複数の部分画像を合成して試料の全体のミクロ画像とすることで、試料の画像データを充分に高い解像度で好適に取得することができる。

また、画像取得装置は、半自動モードにおいては、撮像条件設定手段が、マクロ画像に対応して自動で求められた撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることが好ましい。同様に、画像取得方法は、半自動モードにおいては、撮像条件設定ステップが、マクロ画像に対応して自動で求められた撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることが好ましい。同様に、画像取得プログラムは、半自動モードにおいては、撮像条件設定処理が、マクロ画像に対応して自動で求められた撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることが好ましい。

このような構成によれば、例えば試料に余分な対象物があるなど問題がある場合には、操作者が手動で撮像条件を修正または新たに設定し、それ以外の場合には、自動で設定された撮像条件をそのまま利用する方法を用いることができる。このように、必要な場合のみ撮像条件を手動で設定することにより、撮像条件の設定を含む複数の試料の画像取得作業を効率的に行うことが可能となる。

また、画像取得装置は、制御手段が、その制御モードとして全自動モードを有し、全自動モードにおいては、マクロ画像取得制御手段は、格納位置にある試料をマクロ画像取得手段での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させる制御を行い、撮像条件設定手段は、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像に対応するミクロ画像の撮像条件を自動で設定し、ミクロ画像取得制御手段は、撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行うこととしても良い。

同様に、画像取得方法は、制御ステップが、その制御モードとして全自動モードを有し、全自動モードにおいては、マクロ画像取得制御ステップは、格納位置にある試料をマクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させる制御を行い、撮像条件設定ステップは、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像に対応するミクロ画像の撮像条件を自動で設定し、ミクロ画像取得制御ステップは、撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行うこととしても良い。

同様に、画像取得プログラムは、制御処理が、その制御モードとして全自動モードを有し、全自動モードにおいては、マクロ画像取得制御処理は、格納位置にある試料をマクロ画像取得手段での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させる制御を行い、撮像条件設定処理は、マクロ画像が取得された試料について、マクロ画像に対応するミクロ画像の撮像条件を自動で設定し、ミクロ画像取得制御処理は、撮像条件が設定された試料をミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う制御処理をコンピュータに実行させることとしても良い。

このような構成では、各試料に対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、半自動モードによる画像取得と、全自動モードによる画像取得とのいずれかを操作者が適宜選択することにより、画像取得の対象となる複数の試料の状態等に応じて、好適な方法で画像取得を実行することが可能となる。

また、画像取得装置は、撮像条件設定手段が、マクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、ミクロ画像取得制御手段は、焦点計測位置に基づいて試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報及び画像取得範囲に基づいてミクロ画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

同様に、画像取得方法は、撮像条件設定ステップが、マクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、ミクロ画像取得制御ステップは、焦点計測位置に基づいて試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報及び画像取得範囲に基づいてミクロ画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

同様に、画像取得プログラムは、撮像条件設定処理が、マクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、ミクロ画像取得制御処理は、焦点計測位置に基づいて試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報及び画像取得範囲に基づいてミクロ画像を取得させる制御を行うことが好ましい。

これにより、マクロ画像で得られる試料についての情報から、ミクロ画像取得に用いられるパラメータを好適に設定して、高解像度で良好な状態の試料の画像データを取得することが可能となる。

また、画像取得装置での画像取得手段の構成については、マクロ画像取得手段と、ミクロ画像取得手段とは単一の画像取得手段であり、マクロ画像またはミクロ画像の取得に応じて画像取得用光学系を切換可能に構成されていることとしても良い。この場合の切換可能な画像取得用光学系としては、２種類の対物レンズを含むレボルバを備える光学系が例として挙げられる。

本発明の画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムによれば、複数の試料のそれぞれに対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得の制御について、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する際に操作者が必要な確認を行う半自動モードを設けるとともに、マクロ画像が取得された試料を直接にミクロ画像取得手段での画像取得位置へと移動せずに、待機位置に配置することにより、複数の試料のそれぞれについての画像取得を効率良く実行することが可能となる。

以下、図面とともに本発明による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

まず、画像取得装置の全体構成について説明する。図１は、本発明による画像取得装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態による画像取得装置は、試料Ｓの画像を高解像度で取得するために用いられる顕微鏡システムであり、試料Ｓの画像取得を行う顕微鏡部１０と、顕微鏡部１０における画像取得の制御等を行う制御部６０とを備える。画像取得の対象となる試料Ｓとしては、バーチャル顕微鏡で利用される画像データを取得する場合における、スライドガラスに組織切片等の生体サンプルが密封されたスライド（プレパラート）が例として挙げられる。

顕微鏡部１０は、試料格納部１１と、マクロ画像取得部２０と、ミクロ画像取得部３０とを有している。試料格納部１１は、それぞれ画像取得の対象となる複数の試料（例えばそれぞれ生体サンプルが密封された複数のスライド）Ｓを格納可能に構成された格納手段である。この試料格納部１１には、操作者による試料Ｓの格納、及び取り出し等に用いられる扉１２が設けられている。また、本実施形態においては、画像取得中に誤って扉１２が開放されることを防止するためのインターロック機構１３が付設されている。

マクロ画像取得部２０は、試料Ｓの低倍率画像としてマクロ画像を取得するための第１の画像取得手段である。この画像取得部２０では、試料Ｓの全体像に相当する低解像度でのマクロ画像が取得される。また、マクロ画像取得部２０に対して、マクロ画像取得時に試料Ｓの光像を生成するための光を供給するマクロ用光源２５が設置されている。

一方、ミクロ画像取得部３０は、試料Ｓの高倍率画像としてミクロ画像を取得するための第２の画像取得手段である。この画像取得部３０では、目的とする試料Ｓの高解像度でのミクロ画像が取得される。また、ミクロ画像取得部３０に対して、ミクロ画像取得時に試料Ｓの光像を生成するための光を供給するミクロ用光源３５が設置されている。また、図１においては、画像取得部３０で取得されるミクロ画像について、画像データに必要な補正を行うための画像補正部３８が設けられている。この画像補正部３８で行われる補正としては、ダーク補正、シェーディング補正などが挙げられる。例えば、シェーディング補正を行う場合、あらかじめ生体サンプルがのっていないスライドなどの参照用試料を撮像したブランク画像を取得しておき、このブランク画像を参照してシェーディング補正を行う方法を用いることができる。また、これらの画像補正については、マクロ画像についても同様に行う構成としても良い。

また、顕微鏡部１０内での各位置の間で試料Ｓを移動させる試料移動手段として、試料搬送部１４及び試料ステージ１５が設けられている。試料搬送部１４は、試料格納部１１での格納位置と、マクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０のそれぞれでの画像取得位置との間で試料Ｓを搬送する搬送手段である。また、試料ステージ１５は、マクロ画像またはミクロ画像の画像取得時に試料Ｓが載置されるとともに、試料Ｓの画像取得位置の設定、調整等に用いられる。また、顕微鏡部１０には、これらの顕微鏡部１０の各部を駆動制御するための駆動制御部４０が設けられている。

制御部６０は、データ処理部７０と、データ記憶部７５と、画像取得制御部８０とを有している。データ処理部７０には、マクロ画像取得部２０で取得されたマクロ画像の画像データ、及びミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像の画像データが入力されており、これらの画像データについて必要なデータ処理が行われる。

画像取得制御部８０は、駆動制御部４０を介して、顕微鏡部１０における試料Ｓの画像取得動作を制御する。また、データ処理部７０に入力された画像データ、画像データを処理して得られた各種のデータや情報、あるいは画像取得制御部８０で用いられる制御情報等は、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶、保持される。

この制御部６０は、例えばＣＰＵ及び必要なメモリ、ハードディスクなどの記憶装置を含むコンピュータによって構成される。また、この制御部６０に対して、表示装置６１、及び入力装置６２が接続されている。表示装置６１は、例えばＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイであり、本画像取得装置の動作に必要な操作画面の表示、あるいは取得された試料Ｓの画像の表示等に用いられる。また、入力装置６２は、例えばキーボードまたはマウスであり、画像取得に必要な情報の入力、画像取得動作についての指示の入力等に用いられる。

次に、図１に示した画像取得装置における顕微鏡部１０の構成について説明する。図２は、顕微鏡部１０の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、本実施形態による顕微鏡部１０は、試料Ｓの光像の取得に利用される透過型の顕微鏡システムとして構成されている。ここで、図中に示すように、水平方向で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平方向に直交する垂直方向をＺ軸方向とする。これらのうち、垂直方向であるＺ軸方向が本顕微鏡システムにおける画像取得の光軸の方向となっている。また、図２においては、主にマクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０の構成を示し、試料格納部１１及び試料搬送部１４等については図示を省略している。

試料Ｓは、画像取得部２０、３０における画像取得時には、試料ステージ１５上に載置される。この試料ステージ１５は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはサーボモータ等を用い、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージとして構成されている。このような構成において、試料ステージ１５をＸＹ面内で駆動することにより、画像取得部２０、３０での試料Ｓに対する画像取得位置の設定、調整が行われる。また、本実施形態においては、この試料ステージ１５は、マクロ画像取得部２０での画像取得位置、及びミクロ画像取得部３０での画像取得位置の間で移動可能となっている。

試料Ｓのマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得位置に対し、光軸２０ａ上の所定位置にそれぞれマクロ画像取得部２０、及びマクロ用光源２５が設置されている。マクロ用光源２５は、試料Ｓに対してマクロ画像取得用の光像を生成するための光を照射する光源であり、試料ステージ１５の下方に設置されている。

また、マクロ画像取得部２０は、試料Ｓの光像による２次元画像の取得が可能な２次元ＣＣＤセンサなどの撮像装置２１を用いて構成されている。また、試料Ｓが配置されるマクロ画像取得位置と、撮像装置２１との間には、試料Ｓの光像を導く光学系として撮像光学系２２が設けられている。

一方、試料Ｓのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得位置に対し、光軸３０ａ上の所定位置にそれぞれミクロ画像取得部３０、及びミクロ用光源３５が設置されている。ミクロ用光源３５は、試料Ｓに対してミクロ画像取得用の光像を生成するための光を照射する光源であり、集光レンズ３６とともに試料ステージ１５の下方に設置されている。

また、ミクロ画像取得部３０は、試料Ｓの光像による１次元画像の取得が可能な１次元ＣＣＤセンサなどの撮像装置３１を用いて構成されている。また、試料Ｓが配置されるミクロ画像取得位置と、撮像装置３１との間には、試料Ｓの光像を導く光学系として対物レンズ３２、及び導光光学系３４が設けられている。対物レンズ３２は、試料Ｓを透過した光を入射して試料Ｓの光像を生成する。また、導光光学系３４は、例えばチューブレンズから構成され、試料Ｓの光像を撮像装置３１へと導く。

また、対物レンズ３２に対して、ステッピングモータまたはピエゾアクチュエータ等を用いたＺステージ３３が設けられており、このＺステージ３３で対物レンズ３２をＺ軸方向に駆動することで、試料Ｓに対する焦点合わせ等が可能となっている。なお、このミクロ画像取得部３０での撮像装置３１としては、１次元画像の取得が可能な撮像装置に限らず、２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を用いることも可能である。

また、このミクロ画像取得用の撮像装置３１としては、例えば３板式ＣＣＤカメラなどのカラー画像が取得可能な撮像装置を用いることが好ましい。なお、マクロ画像取得用の撮像装置２１については、必要に応じて、白黒画像取得用の撮像装置、またはカラー画像が取得可能な撮像装置のいずれを用いても良い。また、撮像装置３１についても、カラー画像を取得する必要がない場合には、白黒画像取得用の撮像装置を用いても良い。

これらの試料ステージ１５、マクロ画像取得部２０、ミクロ画像取得部３０、及び光源２５、３５に対して、駆動制御部４０には、ステージ制御部４１、撮像装置制御部４２、及び光源制御部４３が設けられている。ステージ制御部４１は、ＸＹステージである試料ステージ１５、及びＺステージ３３を駆動制御することにより、試料Ｓに対する撮像条件の設定、調整等を行う。また、撮像装置制御部４２は、撮像装置２１、３１を駆動制御することにより、試料Ｓの画像取得を制御する。また、光源制御部４３は、光源２５、３５を駆動制御することにより、試料Ｓに対する画像取得用の光の照射を制御する。なお、顕微鏡部１０の各部の制御については、駆動制御部４０を介さずに制御部６０の画像取得制御部８０によって直接に制御する構成など、他の構成を用いても良い。

ここで、画像取得部２０、３０における試料Ｓのマクロ画像及びミクロ画像の取得について説明しておく。マクロ画像取得部２０では、ミクロ画像の撮像条件の設定に用いられる試料Ｓの全体像であるマクロ画像が取得される。例えば、上記したスライドガラスに生体サンプル等が密封されたスライドを試料Ｓとした場合、マクロ画像としては、スライド全体、または生体サンプルを含む所定範囲の画像が取得される。

また、ミクロ画像取得部３０では、設定された撮像条件を参照して、目的とする解像度での試料Ｓのミクロ画像が取得される。このミクロ画像の取得は、図３（ａ）に模式的に示すように、マクロ画像よりも高い所定の解像度で試料Ｓを２次元に走査することによって行われる。ここで、１次元ＣＣＤカメラなどの撮像装置３１を用いたミクロ画像の取得では、試料Ｓに対して平行なＸＹ面内において、撮像装置３１での撮像面の長手方向をＸ軸方向、この長手方向に直交する方向をＹ軸方向とする。このとき、ミクロ画像の取得においては、撮像装置３１での撮像面の長手方向に直交する方向、図３（ａ）においてはＹ軸の負の方向が、試料Ｓに対する走査方向となる。

１次元ＣＣＤカメラなどの撮像装置３１を用いたミクロ画像の取得では、まず、撮像装置３１によって試料ステージ１５上の試料Ｓを走査方向（Ｙ軸の負の方向）に走査して、所望の解像度を有するストリップ状の部分画像Ａを取得する。さらに、図３（ａ）に示すように、このような部分画像の取得を撮像面の長手方向（Ｘ軸の正の方向）に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰り返して、複数の部分画像Ａ、Ｂ、…、Ｉを取得する。

このようにして得られた部分画像Ａ〜ＩをＸ軸方向に並べて合成することで、試料Ｓの全体のミクロ画像を生成することができる。このようなミクロ画像の取得方法によれば、試料Ｓの画像データを充分に高い解像度で好適に取得することが可能である。なお、図３（ａ）中において、部分画像Ａ内に斜線で示したＸ軸方向を長手方向とする領域は、撮像装置３１での撮像面に対応する撮像領域を示している。

また、ミクロ画像の撮像条件の設定については、マクロ画像取得部２０の撮像装置２１で取得されたマクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲、及び焦点計測位置を設定することが好ましい。これにより、試料Ｓの全体像であるマクロ画像で得られる情報から、ミクロ画像取得に用いられるパラメータを好適に設定して、高解像度で良好な状態の試料の画像データを取得することが可能となる。

具体的には、上記と同様にスライドを試料Ｓとした場合、図３（ｂ）に示すように、試料Ｓに対する画像取得範囲は、画像取得の対象であるスライド中の生体サンプルＬを含む矩形状の範囲Ｒによって設定することができる。ミクロ画像取得部３０における試料Ｓの２次元の走査（図３（ａ）参照）は、このように設定された画像取得範囲Ｒ内について行われる。また、このような画像取得範囲Ｒの設定を自動で行う場合には、例えば、マクロ画像での輝度パターンに対して設定された閾値を参照して画像を二値化することで画像取得の対象物（例えば生体サンプルＬ）が存在する範囲を判別し、その判別結果に基づいて画像取得範囲Ｒを設定する方法を用いることができる。

図４は、マクロ画像を二値化するための閾値の設定方法を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸はマクロ画像の各画素での輝度値を示している。ここで、本実施形態で取得されるマクロ画像では、マクロ画像取得部２０の透過型の構成により、生体サンプルＬが存在しないスライドガラスのみの領域で最も輝度が高くなる。

マクロ画像に対する閾値の設定においては、例えば、図４に示すように、その輝度分布において２つのピークＰ１、Ｐ２を求め、その中心の輝度値を閾値Ｔとして設定する方法を用いることができる。そして、この閾値によって画像を二値化することによって、画像中で対象物Ｌが存在する範囲を容易に判別することができる。さらに、判別された範囲のうち、指定された面積以上の連続した範囲を１つの対象物Ｌの範囲とし、すべての対象物Ｌを包含する最小の矩形の領域を画像取得範囲Ｒとして設定する。なお、閾値の設定については、上記した方法以外にも、例えばピークの輝度値に対してあらかじめ固定に決められた割合で閾値を設定する方法など、様々な方法を用いることができる。

また、二値化されたマクロ画像での対象物Ｌが存在する範囲の判別においては、二値化された画像に対してｎ回の収縮処理（erosion処理：絵の塊を小さくする処理）を行い、続いて、ｎ回の膨張処理（dilation処理：絵の塊を大きくする処理）を行うことが好ましい。これにより、画像中の小さいノイズ等を取り除くことができる。また、スライドのカバーグラスのエッジやスライド内のゴミを取り除くためのフィルタリング処理をさらに行っても良い。

また、焦点計測位置は、ミクロ画像取得部３０において、試料Ｓのミクロ画像の取得に先立って試料Ｓに対する焦点情報を取得する際に用いられるものである。ミクロ画像取得部３０では、設定された焦点計測位置について撮像装置３１を用いて焦点計測を行って、試料Ｓのミクロ画像を取得する際の焦点情報としての焦点位置を決定する。この焦点計測位置は、例えば試料Ｓの水平面内での傾き、すなわち水平面内での焦点位置のずれが問題にならない場合には、試料Ｓに対して１点の焦点計測位置を設定すれば良い。

また、水平面内での焦点位置のずれを考慮する必要がある場合には、試料Ｓに対して３点以上の焦点計測位置を設定することが好ましい。このように、３点もしくはそれ以上の焦点計測位置を設定して焦点計測を行うことにより、試料Ｓの画像取得範囲Ｒに対する２次元の焦点マップを求めることができる。例えば、焦点位置についての焦点マップを平面状の焦点面として決定する場合、３点の焦点計測位置での計測結果点を含む平面から焦点面を求めることができる。また、４点以上の焦点計測位置を用いた場合、その計測結果点から最小二乗法等のフィッティング手法を用いて焦点面を求めることができる。

図３（ｂ）においては、マクロ画像を用いた焦点計測位置の設定について、９点の焦点計測位置を自動で設定する場合の例を示している。ここでは、試料Ｓに対して先に設定された画像取得範囲Ｒを３×３で９等分し、そのそれぞれの領域の中心点によって、９点の焦点計測位置Ｐを設定している。

また、ここでは、９点の焦点計測位置のうち８点については初期設定された位置が画像取得の対象物である生体サンプルＬの範囲内に含まれているため、そのまま焦点計測位置として設定される。一方、左下の１点については生体サンプルＬの範囲外にあり、そのままでは焦点計測位置とすることができない。このため、この左下の焦点計測位置については、例えば画像取得範囲Ｒ内で中心に向けて移動するなどの方法で求められる位置Ｑを焦点計測位置として設定しても良い。あるいは、このような位置については焦点計測位置から除外しても良い。

なお、４点以上の焦点計測位置から最小二乗法を用いて焦点面を求める場合、焦点計測位置の中で求められた焦点面から離れすぎている計測位置があれば、それを除いて再度、焦点面を求め直すことが好ましい。また、焦点面を正常に求めることができなかった場合には、その対象物はゴミであるとして除外することが好ましい。

以上説明した例のように、試料Ｓをスライドとした場合、ミクロ画像を取得するための撮像条件については、好ましくは、まず、マクロ画像取得部２０で取得されたマクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として生体サンプルＬを含む画像取得範囲Ｒ、及び所定の点数の焦点計測位置Ｐを設定する。そして、ミクロ画像取得部３０において焦点計測位置Ｐに基づいて試料Ｓに対する焦点位置または焦点面などについての焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報、及び設定された画像取得範囲Ｒに基づいて、試料Ｓのミクロ画像の取得が行われる。

なお、試料Ｓのマクロ画像を用いた画像取得範囲Ｒ、及び焦点計測位置Ｐの設定については、図３（ｂ）に示した例に限らず、具体的には様々な方法を用いて良い。例えば、図３（ｂ）においては、焦点計測位置Ｐの設定については所定の設定アルゴリズムを用いて自動で設定する例を示したが、手動で焦点計測位置を設定する場合には、操作者がマクロ画像を確認した上で、適当な点数、配置となるように焦点計測位置を設定すれば良い。

続いて、図１に示した画像取得装置における制御部６０の構成について説明する。図５は、制御部６０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態による制御部６０は、データ処理部７０と、データ記憶部７５と、画像取得制御部８０とを有して構成されている。

データ処理部７０は、撮像条件設定部７１と、試料データ作成部７２とを有する。撮像条件設定部７１は、顕微鏡部１０のマクロ画像取得部２０で取得されたマクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する設定手段である。また、試料データ作成部７２は、ミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像を用い、試料Ｓの画像データである試料データを作成する。

図６は、ミクロ画像を用いた試料データの作成について模式的に示す図である。ここでは、顕微鏡部１０のミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像の画像データとして、ストリップ状の部分画像Ａ、Ｂ、Ｃ、…の画像データ群が制御部６０に入力される（図３（ａ）参照）。試料データ作成部７２は、これらの複数の部分画像を並べて合成し、試料Ｓの全体に対するミクロ画像となる画像データを生成して試料データとする。この試料データは、例えば、バーチャル顕微鏡での画像データとして利用することができる。なお、試料Ｓの画像データについては、必要に応じて、データ圧縮を行っても良い。また、顕微鏡部１０から入力された画像データ、及び試料データ作成部７２で作成された試料データは、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶される。

画像取得制御部８０は、マクロ画像取得制御部８１と、ミクロ画像取得制御部８２とを有する。マクロ画像取得制御部８１は、マクロ画像取得部２０による試料Ｓのマクロ画像の取得動作を制御する。また、ミクロ画像取得制御部８２は、ミクロ画像取得部３０によるミクロ画像の取得動作を制御する。これらの画像取得制御部８１、８２による試料Ｓのマクロ画像及びミクロ画像の取得動作の制御、及び撮像条件設定部７１による撮像条件の設定は、画像取得処理について選択された制御モードにしたがって行われる。本実施形態においては、制御部６０は、その制御モードとして、全自動モード、手動モード、及び半自動モードの３つの制御モードを有している。

図７は、全自動モードでの画像取得方法について示すフローチャートである。全自動モードにおいては、制御部６０のマクロ画像取得制御部８１は、試料格納部１１で格納位置にある試料Ｓをマクロ画像取得部２０での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させる制御を行う（マクロ画像取得制御ステップ）。また、撮像条件設定部７１は、マクロ画像が取得された試料Ｓについて、マクロ画像に対応するミクロ画像の撮像条件を自動で設定する（撮像条件設定ステップ）。また、ミクロ画像取得制御部８２は、撮像条件が設定された試料Ｓをミクロ画像取得部３０での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う（ミクロ画像取得制御ステップ）。

図７に示す例では、まず、操作者が、画像取得の対象となる複数のスライドＳを顕微鏡部１０の試料格納部１１にセットし、扉１２を閉める（ステップＳ１０１）。試料格納部１１に格納可能なスライド数は具体的な装置構成によって異なるが、例えば数百枚程度である。

次に、複数のスライドＳのうちで、画像取得を実行するスライドＳを試料格納部１１から取り出し、試料搬送部１４で搬送して試料ステージ１５上に載置させて、マクロ画像取得部２０での画像取得位置（図１及び図２参照）にセットする（Ｓ１０２）。そして、画像取得部２０の撮像装置２１により、生体サンプルＬを含むスライドＳのマクロ画像を取得する（Ｓ１０３、マクロ画像取得ステップ）。制御部６０の撮像条件設定部７１では、取得されたマクロ画像を参照して、そのスライドＳに対する撮像条件である画像取得範囲Ｒ、及び複数の焦点計測位置Ｐが、所定のアルゴリズムを用いて自動で設定される（Ｓ１０４、撮像条件設定ステップ）。

マクロ画像の取得が完了したスライドＳは、試料搬送部１４または試料ステージ１５により、マクロ画像取得部２０での画像取得位置から移動され、ミクロ画像取得部３０での画像取得位置にセットされる（Ｓ１０５）。そして、撮像条件設定部７１で設定された撮像条件を参照し、画像取得部３０の撮像装置３１により、スライドＳのミクロ画像を取得する（Ｓ１０６、ミクロ画像取得ステップ）。

具体的には、まず、スライドＳに対して設定された複数の焦点計測位置Ｐのそれぞれについて、ミクロ画像取得部３０において焦点計測を行い、得られた焦点位置から生体サンプルＬの画像取得に最適な焦点情報として焦点面を求める。そして、求められた焦点面に基づいて焦点制御を行いつつ、画像取得範囲Ｒについて撮像装置３１によってスライドＳを２次元に走査し、複数のストリップ状の部分画像を取得する。この複数の部分画像は、制御部６０の試料データ作成部７２で所定のデータ合成処理が行われることにより、スライドＳの高解像度のミクロ画像（バーチャル顕微鏡でのデジタルスライド）となる。

続いて、ミクロ画像の取得が完了したスライドＳは、試料搬送部１４によりミクロ画像取得部３０での画像取得位置から試料格納部１１での格納位置に戻される（Ｓ１０７）。そして、画像取得制御部８０において、複数のスライドＳのうちで画像取得処理が完了していないスライドＳがあるかどうかが確認される（Ｓ１０８）。ここで、さらに画像取得処理を行うべきスライドＳがあれば、上記したステップＳ１０２〜Ｓ１０７を繰り返して実行する。また、すべてのスライドＳについての画像取得処理が完了していれば、試料格納部１１にセットされた複数のスライドＳに対する画像取得を終了する。

なお、手動モードについては、各ステップを操作者からの指示によって手動で行う以外は、基本的には全自動モードでの画像取得手順と同様である。ただし、手動モードにおいても、例えばマクロ画像の取得が完了したスライドＳのミクロ画像取得部３０での画像取得位置への移動など、操作者からの指示が不要なステップについては、自動で行うこととしても良い。また、スライドＳのミクロ画像の取得については、取得されたミクロ画像を操作者が確認し、問題があれば撮像条件の再設定、あるいはミクロ画像の再取得等を実行することが可能な構成であっても良い。

図８及び図９は、半自動モードでの画像取得方法について示すフローチャートである。半自動モードにおいては、制御部６０のマクロ画像取得制御部８１は、複数の試料Ｓのそれぞれについて、試料格納部１１で格納位置にある試料Ｓをマクロ画像取得部２０での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させ、さらに試料Ｓを待機位置に配置させる制御を行う（マクロ画像取得制御ステップ）。また、撮像条件設定部７１は、マクロ画像が取得された試料Ｓについて、マクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を操作者に確認させてミクロ画像の撮像条件を設定する（撮像条件設定ステップ）。また、ミクロ画像取得制御部８２は、待機位置にあって撮像条件が設定された試料Ｓをミクロ画像取得部３０での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う（ミクロ画像取得制御ステップ）。なお、本実施形態においては、試料Ｓの待機位置は、試料格納部１１での格納位置に設定されている。

図８及び図９に示す例では、まず、全自動モードの場合と同様に、操作者が、画像取得の対象となる複数のスライドＳを顕微鏡部１０の試料格納部１１にセットし、扉１２を閉める（ステップＳ２０１）。

次に、マクロ画像取得制御部８１により、複数のスライドＳのそれぞれについて、そのマクロ画像の取得が行われる（Ｓ２０２、マクロ画像取得ステップ）。具体的には、図８に示すように、複数のスライドＳのうちで、画像取得を実行するスライドＳを試料格納部１１での格納位置から取り出し、試料搬送部１４で搬送して試料ステージ１５上に載置させて、マクロ画像取得部２０での画像取得位置にセットする（Ｓ３０１）。そして、画像取得部２０の撮像装置２１により、生体サンプルＬを含むスライドＳのマクロ画像を取得する（Ｓ３０２）。

マクロ画像の取得が完了したスライドＳは、試料搬送部１４によりマクロ画像取得部２０での画像取得位置から、その待機位置となっている試料格納部１１での格納位置に戻される（Ｓ３０３）。そして、マクロ画像取得制御部８１において、複数のスライドＳのうちでマクロ画像取得処理が完了していないスライドＳがあるかどうかが確認される（Ｓ３０４）。そして、さらにマクロ画像取得処理を行うべきスライドＳがあれば、上記したステップＳ３０１〜Ｓ３０３を繰り返して実行する。また、すべてのスライドＳについてのマクロ画像取得処理が完了していれば、試料格納部１１にセットされた複数のスライドＳに対するマクロ画像取得を終了する。

また、本モードでは、最初のスライドＳのマクロ画像が取得された後は、マクロ画像取得処理と並行して、ミクロ画像の撮像条件の設定が行われる（Ｓ２０３、撮像条件設定ステップ）。制御部６０の撮像条件設定部７１では、撮像条件の設定対象となるスライドＳについて、取得されたマクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を表示手段により操作者に確認させて、ミクロ画像を取得するための撮像条件である画像取得範囲Ｒ、及び複数の焦点計測位置Ｐが設定される。なお、ここでの撮像条件の設定方法については、詳しくは後述する。

すべてのスライドＳについてのマクロ画像取得処理が完了したら、続いて、撮像条件の設定処理とも並行して、ミクロ画像取得制御部８２により、複数のスライドＳのそれぞれについて、そのミクロ画像の取得が行われる（Ｓ２０４、ミクロ画像取得ステップ）。具体的には、図９に示すように、複数のスライドＳのうちで、既に撮像条件が設定されているスライドＳを選択して、画像取得を実行する。選択したスライドＳを待機位置である試料格納部１１での格納位置から取り出し、試料搬送部１４で搬送して試料ステージ１５上に載置させて、ミクロ画像取得部３０での画像取得位置にセットする（Ｓ４０１）。そして、撮像条件設定部７１で設定された撮像条件を参照し、画像取得部３０の撮像装置３１により、スライドＳのミクロ画像を取得する（Ｓ４０２）。なお、ミクロ画像の取得方法については、基本的には全自動モードの場合と同様である。

続いて、ミクロ画像の取得が完了したスライドＳは、試料搬送部１４によりミクロ画像取得部３０での画像取得位置から試料格納部１１での格納位置に戻される（Ｓ４０３）。そして、ミクロ画像取得制御部８２において、複数のスライドＳのうちで撮像条件が設定されている他のスライドＳがあるかどうかが確認される（Ｓ４０４）。ここで、さらに撮像条件が設定されて画像取得処理が可能なスライドＳがあれば、上記したステップＳ４０１〜Ｓ４０３を繰り返して実行する。

また、撮像条件が設定されているスライドＳがない場合には、さらにミクロ画像取得制御部８２において、複数のスライドＳのうちで画像取得処理が完了していないスライドＳがあるかどうかが確認される（Ｓ４０５）。ここで、さらに画像取得処理を行うべきスライドＳがあれば、撮像条件が設定されるのを待って上記したステップＳ４０１〜Ｓ４０３を繰り返して実行する。また、すべてのスライドＳについての画像取得処理が完了していれば、試料格納部１１にセットされた複数のスライドＳに対する画像取得を終了する。

なお、本実施形態の画像取得装置においては、操作者によって試料格納部１１にセットされる複数の試料Ｓに対応してセッションが定義され、複数の試料Ｓの試料グループと、それに対応するマクロ画像、撮像条件、ミクロ画像などのデータグループとが、このセッションによって対応付けられる。このような構成に対応して、図５に示した制御部６０には、データ処理部７０においてセッション管理部７３が、また、画像取得制御部８０においてセッション切換部８３が設けられている。

セッション管理部７３は、マクロ画像、撮像条件、ミクロ画像などのデータグループをセッション毎に管理し、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶させる。図５のデータ記憶部７５においては、そのようなデータ管理の例として、セッション１、セッション２、…の複数のセッションのデータグループが記憶されている場合を示している。また、セッション切換部８３は、複数の試料Ｓの試料グループの交換に伴う画像取得処理の切換えを制御するとともに、セッション管理部７３に対して、対応するデータグループの切換えを指示する。このように、複数の試料Ｓの試料グループと画像取得でのデータグループとを、セッションという概念を用いて対応付けることにより、試料Ｓの画像取得処理の制御、及びそれに対応するデータの管理を好適に行うことができる。

半自動モードにおけるミクロ画像の撮像条件の設定の具体例について説明する。図１０は、撮像条件の設定方法の一例を示すフローチャートである。また、図１１〜図１３は、それぞれ撮像条件の設定に用いられる操作画面の例を示す図である。なお、これらの操作画面は、図１に示した構成において表示装置６１に表示される。

画像取得の対象となる複数のスライドＳのうちの１または複数のスライドＳについてマクロ画像が取得された状態では、表示装置６１に図１１に示す操作画面１００が表示される。この操作画面１００上には、そのリスト表示部１０１内において、マクロ画像が取得されたスライドのリスト（図１１中ではスライド１〜３）が、対応するマクロ画像のサムネイル画像とともに表示されている。

また、操作者は、画面１００上で所望のスライド名、例えば「スライド１」をクリックすることにより、図１２に示すように、選択した「スライド１」のマクロ画像をマクロ画像表示部１０２に拡大表示させて、その内容を確認することができる。そして、この状態で撮像条件設定ボタン１０３をクリックすることにより、表示されたスライドリストから撮像条件を設定するスライドが選択される（ステップＳ５０１）。

撮像条件を設定するスライドを選択すると、図１３に示す撮像条件設定画面１１０内のマクロ画像表示部１１１において、選択されたスライド１のマクロ画像が表示される。操作者は、このマクロ画像を確認し、撮像条件の設定を自動／手動のどちらで行うかを選択する（Ｓ５０２）。そして、自動設定が選択されたかどうかが確認され（Ｓ５０３）、自動設定が選択されていれば、撮像条件を自動で設定するとともにそのスライドに対する撮像条件の設定を終了して、次のスライドの選択、及び撮像条件の設定作業に移行する。

また、手動設定が選択されていれば、操作者は、そのスライドのマクロ画像に対して、生体サンプルＬが存在する範囲及び形状等を考慮して、画像取得範囲Ｒ、及び焦点計測位置Ｐを手動で設定する（Ｓ５０４）。そして、撮像条件の設定が終了したら、複数のスライドＳのうちで撮像条件の設定が完了していないスライドＳがあるかどうかが確認される（Ｓ５０５）。ここで、さらに撮像条件の設定を行うべきスライドＳがあれば、上記したステップＳ５０１〜Ｓ５０４を繰り返して実行する。また、すべてのスライドＳについての撮像条件の設定が完了していれば、試料格納部１１にセットされた複数のスライドＳに対する撮像条件の設定を終了する。

図１３に示した撮像条件設定画面１１０の例においては、そのマクロ画像表示部１１１にスライドＳのマクロ画像を表示する際に、最初に自動設定による画像取得範囲Ｒ、及び焦点計測位置Ｐを求め、それらを撮像条件の初期設定としてマクロ画像上に表示する。操作者は、ここで表示された自動設定の撮像条件を確認した上で、撮像条件の設定を自動／手動のどちらで行うかを選択する。撮像条件の設定を自動で行う場合には、最初に表示された初期設定をそのまま用いれば良いので、設定終了ボタン１１２をクリックして、このスライドＳに対する撮像条件の設定を終了する。

また、自動設定による画像取得範囲Ｒ、及び焦点計測位置Ｐについては、図１１に示したリスト表示部１０１内のマクロ画像のサムネイル画像上に表示させても良い。このように、サムネイル画像上に撮像条件を重畳させることにより、各スライドの撮像条件を一覧できるので、手動で設定すべきスライドを容易に抽出可能となる。

また、撮像条件の設定を手動で行う場合には、必要に応じて、焦点計測位置設定ボタン１１３または画像取得範囲設定ボタン１１４をクリックする。そして、マクロ画像表示部１１１上で、焦点計測位置Ｐまたは画像取得範囲Ｒの変更、追加、削除、あるいは新規作成等の操作を行うことにより、撮像条件を手動で設定する。また、必要があれば、自動設定ボタン１１５をクリックすることで、再度、撮像条件を自動で設定することも可能である。撮像条件の設定を終了したら、設定終了ボタン１１２をクリックして、このスライドＳに対する撮像条件の設定を終了する。

なお、図１に示した画像取得装置において実行される画像取得方法に対応する処理は、画像取得処理をコンピュータに実行させるための画像取得プログラムによって実現可能である。例えば、画像取得装置の制御部６０は、画像取得処理に必要な各ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵと、上記ソフトウェアプログラムなどが記憶されるＲＯＭと、プログラムの実行中に一時的にデータが記憶されるＲＡＭとによって構成することができる。このような構成において、ＣＰＵによって所定の画像取得プログラムを実行することにより、上記した画像取得装置、及び画像取得方法を実現することができる。

また、試料の画像取得のための各処理をＣＰＵによって実行させるための上記プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録して頒布することが可能である。このような記録媒体には、例えば、ハードディスク及びフレキシブルディスクなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学媒体、フロプティカルディスクなどの磁気光学媒体、あるいはプログラム命令を実行または格納するように特別に配置された、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、及び半導体不揮発性メモリなどのハードウェアデバイスなどが含まれる。

本実施形態による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムの効果について説明する。

上記した画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムにおいては、画像取得の対象となる複数の試料Ｓに対してマクロ画像取得部２０とミクロ画像取得部３０とを設け、撮像条件設定部７１において試料Ｓの全体像を示すマクロ画像を参照して撮像条件を設定した上で、高解像度のミクロ画像の取得を行っている。これにより、例えばバーチャル顕微鏡で用いられる試料の画像データとなるような高解像度の試料のミクロ画像を好適に取得することができる。

さらに、顕微鏡部１０での画像取得動作を制御する制御部６０において、各試料Ｓに対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する際に操作者が必要な確認を行う半自動モードを設けている。これにより、例えば試料Ｓとなるスライド内にゴミ、あるいは生体サンプルについての情報の書込みなどの余分な対象物があった場合でも、撮像条件の設定におけるそのような対象物の影響を確実に除外して、試料に対する撮像条件を正しく設定することが可能となる。

また、上記した半自動モードにおいて、マクロ画像取得部２０でマクロ画像が取得された試料Ｓを直接にミクロ画像取得部３０での画像取得位置へと移動せずに、待機位置に配置することとしている。このような構成では、図８及び図９のフローチャートに示したように、試料Ｓのマクロ画像の取得（ステップＳ２０２）、及びマクロ画像を用いた撮像条件の設定（Ｓ２０３）を、高解像度の画像を取得するための試料Ｓの走査にある程度の時間がかかるミクロ画像の取得（Ｓ２０４）とは独立に行うことが可能となる。

これにより、操作者は、複数の試料Ｓのそれぞれに対するマクロ画像の取得、及びマクロ画像を用いた撮像条件の設定、確認を終了した後は、ミクロ画像の取得は、設定された撮像条件を参照してミクロ画像取得制御部８２によって自動で実行されるため、ミクロ画像の取得が完了するまで画像取得装置に付いている必要がなくなる。これにより、操作者の作業負担が大幅に軽減される。

なお、マクロ画像取得後の試料Ｓの待機位置については、上記実施形態においては、試料格納部１１での格納位置を待機位置とし、マクロ画像が取得された試料Ｓを再び格納位置に戻す構成としている。これにより、顕微鏡部１０の構成を簡素化することができる。あるいは、試料格納部１１とは別に、複数の試料Ｓを待機させることが可能な試料待機部を設ける構成としても良い。

また、上記した画像取得装置は、複数の試料Ｓのそれぞれを、試料格納部１１での格納位置と、待機位置（上記構成では格納位置と一致）と、マクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０のそれぞれでの画像取得位置との間で移動させる試料移動手段として、試料搬送部１４、及びＸＹステージである試料ステージ１５を設けている。このような構成では、試料Ｓを各位置の間で移動させつつ行われるマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を好適に実現することができる。

また、ミクロ画像取得部３０は、１次元画像の取得が可能な１次元センサ、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能なＴＤＩ駆動２次元センサからなる撮像装置３１を有するとともに、撮像装置３１での撮像面の長手方向に直交する方向を、ミクロ画像を取得する際の走査方向として構成されている。さらに、ミクロ画像取得制御部８２は、撮像装置３１によって試料Ｓを走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行っている。このような構成によれば、試料Ｓを一方向に走査したストリップ状の部分画像を高解像度で取得するとともに、他方向について複数の部分画像を合成して試料の全体のミクロ画像とすることで、試料Ｓの画像データを充分に高い解像度で好適に取得することができる。

また、上記した画像取得装置では、半自動モードにおいては、撮像条件設定部７１が、マクロ画像に対応して自動で求められた撮像条件を、撮像条件の初期設定として表示装置６１に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることとしている。このような構成によれば、例えば試料Ｓに余分な対象物があるなど問題がある場合には、操作者が手動で撮像条件を修正または新たに設定し、それ以外の場合には、自動で設定された撮像条件をそのまま利用する方法を用いることができる。このように、必要な場合のみ撮像条件を手動で設定することにより、撮像条件の設定を含む複数の試料Ｓの画像取得作業を効率的に行うことが可能となる。

また、上記した画像取得装置では、撮像条件設定部７１が、マクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲Ｒ及び焦点計測位置Ｐを設定し、ミクロ画像取得制御部８２は、焦点計測位置Ｐに基づいて試料Ｓに対する焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報及び画像取得範囲Ｒに基づいてミクロ画像を取得させる制御を行っている。これにより、マクロ画像で得られる試料Ｓについての情報から、ミクロ画像取得に用いられるパラメータを好適に設定して、高解像度で良好な状態の試料の画像データを取得することが可能となる。

また、制御部６０による画像取得動作の制御モードとしては、半自動モードに加えて、全自動モードを用意している。このような構成では、各試料に対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、半自動モードによる画像取得と、全自動モードによる画像取得とのいずれかを操作者が適宜選択することにより、画像取得の対象となる複数の試料Ｓの状態、例えば各試料Ｓにゴミが多いか少ないか等に応じて、好適な方法で画像取得を実行することが可能となる。

なお、これらの制御モードについては、例えば半自動モードの実行中での全自動モードへの切換えなど、制御モードの切換えを可能に構成しても良い。また、全自動モード及び半自動モードのいずれにおいても、画像取得処理が完了した後に、取得されたミクロ画像に問題があれば、その試料Ｓについて再度、画像取得をやり直すことが可能となっていることが好ましい。

また、複数枚のスライドについて、全く同じ条件を設定することができる場合には、１枚目のスライドに対して手動で条件を設定し、その設定された条件を残りのスライドにも適用する構成としても良い。あるいは、制御部６０内にてあらかじめ設定済みの条件を、１枚、または複数枚のスライドに対して適用しても良い。また、すべてのスライドについて全自動モードで画像取得を行った後、画像取得を失敗したものについてのみ、半自動で撮像条件を再設定して画像を取得し直すことを可能に構成しても良い。

本発明による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムは、上記実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、試料ステージ１５によって、マクロ画像取得部２０での画像取得位置、及びミクロ画像取得部３０での画像取得位置の間で試料Ｓを移動させているが、マクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０で別々の試料ステージを設けても良い。この場合、試料移動手段は試料搬送部１４のみから構成されることとなる。また、マクロ画像取得部２０については、例えば試料搬送部１４の所定位置に設ける構成、あるいは試料格納部１１内に設ける構成など、様々な構成を用いて良い。

また、上記実施形態の画像取得装置では、マクロ画像取得部２０と、ミクロ画像取得部３０とを別個に備える構成としたが、マクロ画像またはミクロ画像の取得に応じて切換可能な画像取得用光学系を設けることにより、光源、画像取得手段を単一の光源、単一の画像取得手段として構成しても良い。この場合、切換可能な画像取得用光学系としては、マクロ画像取得用対物レンズと、ミクロ画像取得用対物レンズとを含むレボルバを備える光学系が例として挙げられる。

また、上記実施形態においては、ミクロ画像取得部３０での撮像装置３１として、１次元画像の取得が可能な撮像装置や、２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を例示したが、これらに限定されるものではなく、例えば２次元ＣＣＤカメラ（エリアセンサ）などの撮像装置を用いても良い。この場合、米国特許第６８１６６０６号公報に開示されているように、高解像度のタイル画像を複数取得して合成することにより、試料Ｓの全体のミクロ画像を生成することができる。

また、上記実施形態においては、透過型の顕微鏡システムを用いて画像取得装置を構成したが、これに限定されない。例えば、蛍光観察の場合にあっては、光源を透過照明に代えて落射照明とし、反射型の顕微鏡システムとして構成すれば良い。

本発明は、複数の試料のそれぞれについての画像取得を効率良く実行することが可能な画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムとして利用可能である。

画像取得装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 画像取得装置における顕微鏡部の構成を概略的に示す図である。 試料の画像の取得方法を模式的に示す図である。 マクロ画像を二値化するための閾値の設定方法を示すグラフである。 画像取得装置における制御部の構成を示すブロック図である。 ミクロ画像を用いた試料データの作成について模式的に示す図である。 全自動モードでの画像取得方法について示すフローチャートである。 半自動モードでの画像取得方法について示すフローチャートである。 半自動モードでの画像取得方法について示すフローチャートである。 撮像条件の設定方法について示すフローチャートである。 撮像条件の設定に用いられる操作画面の例を示す図である。 撮像条件の設定に用いられる操作画面の例を示す図である。 撮像条件の設定に用いられる操作画面の例を示す図である。

符号の説明

１０…顕微鏡部、１１…試料格納部、１２…扉、１３…インターロック機構、１４…試料搬送部、１５…試料ステージ、２０…マクロ画像取得部、２１…マクロ用撮像装置、２２…撮像光学系、２５…マクロ用光源、３０…ミクロ画像取得部、３１…ミクロ用撮像装置、３２…対物レンズ、３３…Ｚステージ、３４…導光光学系、３５…ミクロ用光源、３６…集光レンズ、３８…画像補正部、４０…駆動制御部、４１…ステージ制御部、４２…撮像装置制御部、４３…光源制御部、
６０…制御部、６１…表示装置、６２…入力装置、７０…データ処理部、７１…撮像条件設定部、７２…試料データ作成部、７３…セッション管理部、７５…データ記憶部、８０…画像取得制御部、８１…マクロ画像取得制御部、８２…ミクロ画像取得制御部、８３…セッション切換部。

Claims (16)

1. 複数の試料を格納する試料格納手段と、
   前記試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、
   前記試料を前記マクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段と、
   前記マクロ画像取得手段による前記マクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御手段、前記マクロ画像を参照して前記ミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定手段、及び前記ミクロ画像取得手段による前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御手段を有する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、その制御モードとして半自動モードを有し、
   前記半自動モードにおいては、
   前記マクロ画像取得制御手段は、前記複数の試料のそれぞれについて、前記試料格納手段で格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得手段での画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させ、さらに前記試料を待機位置に配置させる制御を行い、
   前記撮像条件設定手段は、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像、及びそれに対応する前記撮像条件を操作者に確認させて前記ミクロ画像の前記撮像条件を設定し、
   前記ミクロ画像取得制御手段は、前記待機位置にあって前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う
   ことを特徴とする画像取得装置。
2. 前記複数の試料のそれぞれを、前記格納位置と、前記待機位置と、前記マクロ画像取得手段及び前記ミクロ画像取得手段のそれぞれでの前記画像取得位置との間で移動させる試料移動手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。
3. 前記半自動モードにおいては、
   前記撮像条件設定手段は、前記マクロ画像に対応して自動で求められた前記撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることを特徴とする請求項１または２記載の画像取得装置。
4. 前記制御手段は、その制御モードとして全自動モードを有し、
   前記全自動モードにおいては、
   前記マクロ画像取得制御手段は、前記格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得手段での画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させる制御を行い、
   前記撮像条件設定手段は、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像に対応する前記ミクロ画像の前記撮像条件を自動で設定し、
   前記ミクロ画像取得制御手段は、前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の画像取得装置。
5. 前記撮像条件設定手段は、前記マクロ画像を参照して、前記ミクロ画像の前記撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、
   前記ミクロ画像取得制御手段は、前記焦点計測位置に基づいて前記試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた前記焦点情報及び前記画像取得範囲に基づいて前記ミクロ画像を取得させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の画像取得装置。
6. 前記マクロ画像取得手段と、前記ミクロ画像取得手段とは単一の画像取得手段であり、前記マクロ画像または前記ミクロ画像の取得に応じて画像取得用光学系を切換可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の画像取得装置。
7. 試料格納手段に格納された複数の試料を対象とし、
   前記試料のマクロ画像を取得するマクロ画像取得ステップと、
   前記試料を前記マクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するミクロ画像取得ステップと、
   前記マクロ画像取得ステップによる前記マクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御ステップ、前記マクロ画像を参照して前記ミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定ステップ、及び前記ミクロ画像取得ステップによる前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御ステップを有する制御ステップとを備え、
   前記制御ステップは、その制御モードとして半自動モードを有し、
   前記半自動モードにおいては、
   前記マクロ画像取得制御ステップは、前記複数の試料のそれぞれについて、前記試料格納手段で格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させ、さらに前記試料を待機位置に配置させる制御を行い、
   前記撮像条件設定ステップは、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像、及びそれに対応する前記撮像条件を操作者に確認させて前記ミクロ画像の前記撮像条件を設定し、
   前記ミクロ画像取得制御ステップは、前記待機位置にあって前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う
   ことを特徴とする画像取得方法。
8. 前記複数の試料のそれぞれを、前記格納位置と、前記待機位置と、前記マクロ画像取得ステップ及び前記ミクロ画像取得ステップのそれぞれでの前記画像取得位置との間で移動させる試料移動ステップを備えることを特徴とする請求項７記載の画像取得方法。
9. 前記半自動モードにおいては、
   前記撮像条件設定ステップは、前記マクロ画像に対応して自動で求められた前記撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることを特徴とする請求項７または８記載の画像取得方法。
10. 前記制御ステップは、その制御モードとして全自動モードを有し、
    前記全自動モードにおいては、
    前記マクロ画像取得制御ステップは、前記格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させる制御を行い、
    前記撮像条件設定ステップは、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像に対応する前記ミクロ画像の前記撮像条件を自動で設定し、
    前記ミクロ画像取得制御ステップは、前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得ステップでの画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項記載の画像取得方法。
11. 前記撮像条件設定ステップは、前記マクロ画像を参照して、前記ミクロ画像の前記撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御ステップは、前記焦点計測位置に基づいて前記試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた前記焦点情報及び前記画像取得範囲に基づいて前記ミクロ画像を取得させる制御を行うことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項記載の画像取得方法。
12. 複数の試料を格納する試料格納手段と、
    前記試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、
    前記試料を前記マクロ画像よりも高解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段とを備える画像取得装置に適用され、
    前記マクロ画像取得手段による前記マクロ画像の取得動作を制御するマクロ画像取得制御処理、前記マクロ画像を参照して前記ミクロ画像の撮像条件を設定する撮像条件設定処理、及び前記ミクロ画像取得手段による前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御処理を有する制御処理を含み、
    前記制御処理は、その制御モードとして半自動モードを有し、
    前記半自動モードにおいては、
    前記マクロ画像取得制御処理は、前記複数の試料のそれぞれについて、前記試料格納手段で格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得手段での画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させ、さらに前記試料を待機位置に配置させる制御を行い、
    前記撮像条件設定処理は、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像、及びそれに対応する前記撮像条件を操作者に確認させて前記ミクロ画像の前記撮像条件を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御処理は、前記待機位置にあって前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う前記制御処理をコンピュータに実行させる画像取得プログラム。
13. 前記複数の試料のそれぞれを、前記格納位置と、前記待機位置と、前記マクロ画像取得手段及び前記ミクロ画像取得手段のそれぞれでの前記画像取得位置との間で移動させる試料移動処理をコンピュータに実行させる請求項１２記載の画像取得プログラム。
14. 前記半自動モードにおいては、
    前記撮像条件設定処理は、前記マクロ画像に対応して自動で求められた前記撮像条件を表示手段に表示し、その撮像条件を用いるか、あるいは手動で撮像条件を設定し直すかを操作者に選択させることを特徴とする請求項１２または１３記載の画像取得プログラム。
15. 前記制御処理は、その制御モードとして全自動モードを有し、
    前記全自動モードにおいては、
    前記マクロ画像取得制御処理は、前記格納位置にある前記試料を前記マクロ画像取得手段での画像取得位置に配置して前記マクロ画像を取得させる制御を行い、
    前記撮像条件設定処理は、前記マクロ画像が取得された前記試料について、前記マクロ画像に対応する前記ミクロ画像の前記撮像条件を自動で設定し、
    前記ミクロ画像取得制御処理は、前記撮像条件が設定された前記試料を前記ミクロ画像取得手段での画像取得位置に配置し、前記撮像条件を参照して前記ミクロ画像を取得させる制御を行う前記制御処理をコンピュータに実行させる請求項１２〜１４のいずれか一項記載の画像取得プログラム。
16. 前記撮像条件設定処理は、前記マクロ画像を参照して、前記ミクロ画像の前記撮像条件として画像取得範囲及び焦点計測位置を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御処理は、前記焦点計測位置に基づいて前記試料に対する焦点情報を取得するとともに、得られた前記焦点情報及び前記画像取得範囲に基づいて前記ミクロ画像を取得させる制御を行うことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項記載の画像取得プログラム。

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