JP2007304059A - Particle image analyzer - Google Patents
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Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
この発明は、粒子画像分析装置に関し、特に、撮像された粒子の画像を分析する粒子画像分析装置に関する。 The present invention relates to a particle image analyzer, and more particularly to a particle image analyzer that analyzes an image of a captured particle.
従来、焦点を調整することが可能な焦点調整機構を備えた粒子画像分析装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a particle image analysis apparatus including a focus adjustment mechanism that can adjust the focus is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、粒子を含む試料液がシース液で挟まれてフローセルの扁平な流路に流され、フローセルの両側に配置された照明手段(照明部)と撮像手段(撮像部)とによって試料流の静止画像が撮像された後、その静止画像が画像処理されることにより、試料液中の粒子の画像の分析が行われるフローイメージングサイトメータ(粒子画像分析装置)が開示されている。この特許文献1による粒子画像分析装置では、焦点を調整する際、フローセルを移動させながら異なる位置において複数の試料流の静止画像が撮像されるとともに、画像の局所における微分値を静止画像全体に渡って合計した累積値を静止画像の鮮明度を表す評価パラメータとして、その評価パラメータの値が最大となる位置を焦点位置としている。また、画像の局所における微分値を静止画像全体にわたって合計した累積値を算出するためには、着目する画素の周囲3×3画素分の各データに基づいて、着目画素点の水平方向および垂直方向の微分値(画像の局所における微分値)を求め、その微分値を静止画像の全ての画素に基づいて算出し、算出した微分値を静止画像全体にわたって合計している。
In
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術によって自動焦点調整を行っても焦点が合わない場合があるという問題がある。これは、上記特許文献1に記載の技術においては、微分値を静止画像全体にわたって合計しているため、たとえば、静止画像の背景部にノイズが含まれていると、その影響が評価パラメータに反映されてしまうということが、上述した問題の原因となっていると推測される。
However, there is a problem that even if automatic focusing is performed by the technique described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、焦点調整を精度よく行うことが可能な粒子画像分析装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a particle image analyzer capable of performing focus adjustment with high accuracy.
この発明の一の局面による粒子画像分析装置は、撮像された粒子の画像を分析する粒子画像分析装置であって、粒子の流れを形成するフローセルと、粒子の流れに対して照明を行う照明部と、照明された粒子を撮像し、静止画像を取得する撮像部とを備え、静止画像の各粒子像の輝度値に基づいて、撮像部の焦点調整を行う。 A particle image analysis apparatus according to an aspect of the present invention is a particle image analysis apparatus that analyzes an image of a captured particle, a flow cell that forms a flow of particles, and an illumination unit that illuminates the flow of particles And an imaging unit that captures the illuminated particles and acquires a still image, and performs focus adjustment of the imaging unit based on the luminance value of each particle image of the still image.
この一の局面による粒子画像分析装置では、上記のように、静止画像の各粒子像の輝度値に基づいて、撮像部の焦点調整を行うことによって、焦点調整の際に背景画像に含まれるノイズの影響を受けることを抑制することができる。これにより、焦点がずれた位置を焦点位置とすることを抑制することができるので、焦点調整を精度よく行うことができる。 In the particle image analyzer according to this aspect, as described above, the noise included in the background image during focus adjustment is performed by performing focus adjustment of the imaging unit based on the luminance value of each particle image of the still image. It can suppress receiving the influence of. Thereby, since it can suppress that the position which the focus shifted | deviated is made into a focus position, focus adjustment can be performed accurately.
上記一の局面による粒子画像分析装置において、好ましくは、静止画像から抽出された各粒子像の平均輝度値(以下、静止画像の平均輝度値)に基づいて、撮像部の焦点調整を行う。このように構成すれば、各粒子像の輝度値がばらつくのを抑制することができる。これにより、より精度よく焦点調整を行うことができる。 In the particle image analyzer according to the above aspect, the focus of the imaging unit is preferably adjusted based on the average luminance value of each particle image extracted from the still image (hereinafter, the average luminance value of the still image). If comprised in this way, it can suppress that the luminance value of each particle image varies. Thereby, focus adjustment can be performed with higher accuracy.
この場合、好ましくは、撮像部は、対物レンズを含み、フローセルまたは対物レンズの少なくともいずれか一方が移動可能であり、フローセルと対物レンズとの少なくともいずれか一方を移動させることにより、異なる複数の位置において複数の静止画像を撮像し、複数の静止画像の平均輝度値に基づいて、撮像部の焦点調整を行う。このように構成すれば、容易に、異なる複数の位置における静止画像の平均輝度値を取得することができる。 In this case, preferably, the imaging unit includes an objective lens, and at least one of the flow cell and the objective lens can be moved, and at least one of the flow cell and the objective lens is moved, so that a plurality of different positions can be obtained. A plurality of still images are picked up and the focus of the image pickup unit is adjusted based on the average luminance value of the plurality of still images. If comprised in this way, the average luminance value of the still image in a several different position can be acquired easily.
この場合、好ましくは、複数の静止画像の平均輝度値が最大となる位置を、撮像部の焦点位置とする。このように構成すれば、容易に、焦点位置に対応するフローセルまたは対物レンズの位置を特定することができる。 In this case, it is preferable that the position where the average luminance value of the plurality of still images is the maximum is the focal position of the imaging unit. If comprised in this way, the position of the flow cell or objective lens corresponding to a focus position can be specified easily.
上記複数の静止画像の平均輝度値が最大となる位置を撮像部の焦点位置とする構成において、好ましくは、フローセルまたは対物レンズのいずれか一方は、第1の方向に移動された後、第1の方向とは反対の第2の方向に移動されることによって、静止画像の平均輝度値が最大となる位置およびその近傍が含まれる領域を通過するように移動される。このように構成すれば、静止画像を撮像した複数の位置に、確実に、焦点位置が含まれるので、確実に焦点位置を特定することができる。 In the configuration in which the position where the average luminance value of the plurality of still images is the maximum is the focal position of the imaging unit, preferably, either the flow cell or the objective lens is moved in the first direction, and then the first Is moved so as to pass through a region including the position where the average luminance value of the still image is maximum and the vicinity thereof. If comprised in this way, since a focus position is reliably contained in the several position which imaged the still image, a focus position can be specified reliably.
上記フローセルまたは対物レンズの少なくともいずれか一方が移動可能な構成において、好ましくは、フローセルまたは対物レンズのいずれか一方の異なる複数の位置と、複数の位置における複数の静止画像の平均輝度値との関係を関数によって近似し、関数を解析することによって、静止画像の平均輝度値が最大となる位置を算出する。このように構成すれば、容易に、静止画像の平均輝度値が最大となる位置を算出することができる。 In a configuration in which at least one of the flow cell and the objective lens is movable, preferably a relationship between a plurality of different positions of either the flow cell or the objective lens and an average luminance value of a plurality of still images at the plurality of positions Is approximated by a function, and the function is analyzed to calculate a position where the average luminance value of the still image is maximum. If comprised in this way, the position where the average luminance value of a still image becomes the maximum can be calculated easily.
上記フローセルまたは対物レンズの少なくともいずれか一方が移動可能な構成において、好ましくは、フローセルまたは対物レンズの少なくともいずれか一方を移動させるためのステッピングモータと、ステッピングモータを制御するための制御部とをさらに備え、制御部によりステッピングモータの入力パルス数を制御することによって、フローセルまたは対物レンズの少なくとも一方の移動制御が行われる。このように構成すれば、容易に、フローセルまたは対物レンズの異なる位置への移動制御を行うことができる。 In the configuration in which at least one of the flow cell and the objective lens is movable, preferably, a stepping motor for moving at least one of the flow cell and the objective lens, and a control unit for controlling the stepping motor are further included. The movement control of at least one of the flow cell and the objective lens is performed by controlling the number of input pulses of the stepping motor by the control unit. If comprised in this way, the movement control to a different position of a flow cell or an objective lens can be performed easily.
上記一の局面による粒子画像分析装置において、好ましくは、照明部が、粒子の流れに対して暗視野照明を行う。このように構成すれば、暗視野照明による静止画像においては、背景画像に対して粒子像が明るく映るため、粒子像の平均輝度値に基づいて、容易に、焦点調整を行うことができる。 In the particle image analyzer according to the above aspect, the illumination unit preferably performs dark field illumination on the flow of particles. With such a configuration, in a still image by dark field illumination, the particle image appears brighter than the background image, so that the focus adjustment can be easily performed based on the average luminance value of the particle image.
上記一の局面による粒子画像分析装置において、好ましくは、撮像部の焦点調整に用いられる粒子の大きさおよび形状は、実質的に均一である。このように構成すれば、静止画像の平均輝度値がばらつくのを抑制することができるので、より精度よく焦点位置を算出することができる。 In the particle image analysis apparatus according to the above aspect, the size and shape of the particles used for focus adjustment of the imaging unit are preferably substantially uniform. With this configuration, it is possible to suppress variation in the average luminance value of the still image, and thus it is possible to calculate the focal position with higher accuracy.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置を含む粒子画像分析装置の全体構成を示した斜視図であり、図2は、図1に示した粒子画像分析装置の全体構成を示した概略図である。図3〜図12は、図1に示した一実施形態による粒子画像処理装置の構造を説明するための図であり、図13は、暗視野照明による測定原理を説明するための図である。図14は、図1に示した一実施形態による粒子画像分析装置の粒子画像処理装置の構成を示すブロック図である。まず、図1〜図14を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置1を含む粒子画像分析装置の全体構成について説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a particle image analysis apparatus including a particle image processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an overall configuration of the particle image analysis apparatus shown in FIG. FIG. 3 to 12 are diagrams for explaining the structure of the particle image processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 13 is a diagram for explaining the measurement principle by dark field illumination. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the particle image processing apparatus of the particle image analysis apparatus according to the embodiment shown in FIG. First, with reference to FIGS. 1-14, the whole structure of the particle image analyzer including the particle
この粒子画像分析装置は、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体の品質を管理するために用いられる。この粒子画像分析装置は、図1および図2に示すように、粒子画像処理装置1と、粒子画像処理装置1に電気信号線(本実施形態では、USB(Universal Serial Bus)2.0ケーブル)300を用いて電気的に接続される画像データ分析装置2とにより構成されている。
This particle image analyzer is used for managing the quality of fine ceramic particles, powders such as pigments and cosmetic powders. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the particle image analysis apparatus includes a particle
粒子画像処理装置1は、液体中の粒子を撮像するとともに、撮像した粒子画像を分析することにより、粒子の形態的特徴情報(大きさ、形状など)を求めるための処理を行うために設けられている。この粒子画像処理装置1により分析される粒子としては、たとえば、ファインセラミックス粒子、顔料、化粧品パウダーなどの粉体が挙げられる。また、粒子画像処理装置1は、図1に示すように、全体がカバー1aで覆われている。このカバー1aは、遮光の機能を有しており、内面に保温のための断熱材(図示せず)が取り付けられている。
The particle
また、粒子画像処理装置1には、図8に示すように、カバー1a(図1参照)で覆われた粒子画像処理装置1の内部を所定の温度(約25℃)に保つためのペルチェ素子1bおよびファン1cが取り付けられている。上記したカバー1a、ペルチェ素子1bおよびファン1cにより、粒子画像処理装置1内を所定の温度(約25℃)に保つことによって、温度変化に起因する撮像時の焦点距離のずれや、後述するシース液の粘度や比重などの特性の変化を抑制することが可能である。
Further, as shown in FIG. 8, the particle
また、本実施形態による粒子画像処理装置1では、粒子を撮像する際に、測定対象によって、明視野照明または暗視野照明のいずれか一方に切換可能である。たとえば、測定対象が透明な粒子または透明に近い粒子である場合には、粒子は、暗視野照明によって撮像され、測定対象が不透明な粒子の場合には、粒子は、明視野照明によって撮像される。
Further, in the particle
また、画像データ分析装置2は、粒子画像処理装置1により処理された粒子画像を記憶および分析することにより、粒子の大きさや形状などを自動的に算出して表示するために設けられている。この画像データ分析装置2は、図1および図2に示すように、粒子画像を表示するための画像表示部(ディスプレイ)2aとキーボード2cとを有するパーソナルコンピュータ(PC)からなる。
The image
粒子画像処理装置1は、図2に示すように、粒子懸濁液の流れを形成する流体機構部3と、粒子懸濁液の流れに対して光を照射する照明光学系4と、粒子懸濁液の流れを撮像する撮像光学系5と、撮像光学系5によって撮像された静止画像から部分画像(粒子像)の切り出し処理などを行う画像処理基板6と、粒子画像処理装置1の制御を行うCPU基板7とを備えている。照明光学系4と撮像光学系5とは、流体機構部3を挟んで対向する位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, the particle
流体機構部3は、透明な石英製のフローセル8と、フローセル8に対して粒子懸濁液およびシース液の供給を行う供給機構部9と、フローセル8を支持する支持機構部10とを含んでいる。フローセル8は、粒子懸濁液の流れを、粒子懸濁液の両側を流れるシース液の流れで挟み込むことにより、偏平な流れに変換する機能を有している。このフローセル8は、図2および図3に示すように、フローセル8の撮像光学系5側の外面の中央位置近傍に縦長形状の凹部8aを有している。フローセル8内を流れる粒子懸濁液は、フローセル8の凹部8aを介して撮像されるように構成されている。
The
供給機構部9は、図2に示すように、フローセル8に粒子懸濁液を供給するためのサンプルノズル9a(図2参照)を有する供給部9bと、供給部9bに粒子懸濁液を送り込む供給口9cと、シース液を収容するシース液容器9dと、シース液を一時的に貯留するシース液チャンバ9eと、フローセル8内を通過したシース液を貯留する廃液チャンバ9fとを有している。
As shown in FIG. 2, the
支持機構部10は、図4〜図7に示すように、フローセル8を矢印A方向および矢印B方向に移動可能に支持することによって、後述する対物レンズ61との間の距離を変化させることが可能なように構成されている。この支持機構部10は、フローセル取付部材11と、フローセル取付部材11を矢印A方向および矢印B方向にスライド可能に支持するスライドレール12aおよびスライダ12bからなる直動ガイド12と、駆動力中継部13と、駆動力中継部13を矢印A方向および矢印B方向にスライド可能に支持するスライドレール14aおよびスライダ14bからなる直動ガイド14と、直動ガイド12および直動ガイド14が取り付けられる支持板15と、駆動力中継部13をスライド移動させるための駆動モータ16とを含んでいる。さらに、支持機構部10は、フローセル8が矢印A方向の端部に到達したことを検知するための光透過型のセンサ17と、フローセル8が矢印B方向の端部に到達したことを検知するための光透過型のセンサ18と、支持板15のフローセル取付部材11側に固定的に取り付けられる側板19と、支持板15の駆動力中継部13側に互いに対向するように取り付けられた側板20および21と、側板21に取り付けられるモータ取付板22と、モータ取付板22に取り付けられる4つのモータ取付柱部23と、フローセル取付部材11および側板19の間に取り付けられる圧縮コイルバネ24と、フローセル取付部材11に取り付けられるストッパ部材25とを含んでいる。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
フローセル取付部材11には、図4〜図7に示すように、平面的に見てL字形状の当接部11aが一体的に設けられている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the flow
駆動力中継部13は、内部にネジ穴(図示せず)を有する板状の中継部材13aと、中継部材13aのネジ穴に挿入されるネジ軸13b(図5および図7参照)と、駆動モータ16の駆動力をモータ軸16aからネジ軸13b(図5および図7参照)に伝達するためのカップリング13cとを含んでいる。駆動モータ16がモータ軸16aおよびカップリング13cを介してネジ軸13bを回転することにより、中継部材13aは、直動ガイド14により矢印A方向および矢印B方向にスライドされるように構成されている。また、中継部材13aには、L字形状の当接部11aに対応する位置にネジ穴(図示せず)を有する突出部13dが設けられている。突出部13dのネジ穴には、L字形状の当接部11a側に先端が突出するネジ13eが取り付けられている。また、中継部材13aには、透過型センサ17および18にそれぞれ検知される検知片13fおよび13gが取り付けられている。
The driving
駆動モータ16は、ステッピングモータであり、粒子画像処理装置1のCPU基板7によって制御される。また、駆動モータ16に1パルス与えられる毎にフローセル8が約0.37μm移動するように、中継部材13aのネジ穴(図示せず)およびネジ軸13bが構成されている。また、本実施形態による粒子画像分析装置の画像データ分析装置2は、駆動モータ16を制御することにより、フローセル8と後述する対物レンズ61との間の距離を調整することによって、自動的に、フローセル8内を流れる粒子懸濁液中の粒子に、後述する撮像光学系5の焦点を合わせることが可能である。これについては、後に詳細に説明する。
The
また、センサ17は、中継部材13aに取り付けられた検知片13fを検知することによって、中継部材13aが矢印A方向の端部に到達したことを検知する機能を有する。また、センサ18は、中継部材13aに取り付けられた検知片13gを検知することによって、中継部材13aが矢印B方向の端部に到達したことを検知する機能を有する。なお、中継部材13aと、フローセル8が取り付けられるフローセル取付部材11とは、後述するように、一体的にスライドするため、センサ17および18は、それぞれ、フローセル8が矢印A方向およびB方向の端部位置に到達したことを検知することが可能である。これにより、フローセル8が対物レンズ61またはコンデンサレンズ53に接触することが抑制される。
The
また、フローセル取付部材11は、フローセル取付部材11および側板19の間に取り付けられる圧縮コイルバネ24によって矢印A方向に付勢されている。これにより、フローセル取付部材11のL字状の当接部11aは、中継部材13aの突出部13dのネジ13eの先端に押圧される。このため、中継部材13aがスライド移動された場合に、フローセル取付部材11が中継部材13aと一体的にスライドされる。また、フローセル取付部材11に設けられたストッパ部材25は、フローセル取付部材11が所定の位置よりもB方向に移動するのを抑制するために設けられている。
The flow
照明光学系4は、図2および図8に示すように、照射部30と、照射部30よりもフローセル8側に設置される減光部40と、減光部40よりもフローセル8側に設置される集光部50とにより構成されている。照射部30は、光をフローセル8に向かって照射するために設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 8, the illumination
この照射部30は、図9および図10に示すように、光源としてのランプ31と、視野絞り部32と、ランプ31および視野絞り部32を支持するブラケット33とを含んでいる。視野絞り部32は、後述する撮像部80による撮像可能な視野の範囲を調節するために設けられている。また、ランプ31は、画像データ分析装置2によって発光電圧が制御される。ランプ31に印加する電圧値は、画像データ分析装置2において、10桁の2進数によって表されるDA値によって制御される。DA値は、「0000000000」〜「1111111111」までの1024段階に可変であり、約400V〜1000Vの電圧値に対応している。
As illustrated in FIGS. 9 and 10, the
また、ランプ31は、粒子を撮像する際に、パルス光を1/60秒毎に周期的に照射する。これにより、1秒間に60フレーム分の粒子画像が撮像される。通常の測定では、1回の測定において、1分間で3600フレーム分の粒子画像が撮像される。
The
また、本実施形態では、粒子画像分析装置の画像データ分析装置2は、ランプ31のストロボ発光強度を自動調整可能に構成されている。この点については、後に詳細に説明する。
In the present embodiment, the image
減光部40は、照射部30からの光を減光することにより、光の強度を調節するために設けられている。この減光部40は、図9に示すように、照射部30に対して固定的に取り付けられる固定減光部40aと、照射部30に対してY方向に移動可能に取り付けられる移動減光部40bと、固定減光部40aおよび移動減光部40bを支持するブラケット40cとを含んでいる。
The
固定減光部40aは、図9および図10に示すように、固定減光フィルタ41と、2つの長ネジ42と、レール部材43と、位置決めピン44とを有している。固定減光フィルタ41は、レール部材43に対して取外し可能に構成されることにより、減光率の異なる他の固定減光フィルタ41と交換可能に構成されている。2つの長ネジ42は、固定減光フィルタ41をレール部材43に取り付けるために設けられている。位置決めピン44は、固定減光フィルタ41のレール部材43に対する位置決めとしての機能を有している。また、本実施形態では、暗視野照明による撮像時において光量を十分に確保するために、暗視野照明による撮像を行う場合には、固定減光部40aの固定減光フィルタ41は取り外される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the fixed
移動減光部40bは、図9および図10に示すように、移動減光フィルタ45と、移動減光フィルタ45を直動ガイド46(図10参照)に沿って移動させるための駆動機構部47と、移動減光フィルタ45に取り付けられた検知片48(図9参照)と、ブラケット40cに取り付けられるとともに、検知片48を検知するための光透過型のセンサ49とを含んでいる。移動減光フィルタ45は、固定減光部40aよりも照射部30側に設置されるとともに、照射部30からの光を減光可能な作動位置と、照射部30からの光に影響を与えない退避位置とを移動可能に構成されている。駆動機構部47は、ピストンロッド47aを有する駆動源としてのエアシリンダ47bと、エアシリンダ47bのピストンロッド47aに連結部材47cを介して接続される駆動伝達部材47dとを有している。この駆動伝達部材47dは、移動減光フィルタ45に取り付けられている。なお、この移動減光フィルタ45は、上記した固定減光フィルタ41と異なり、減光率の異なる他の移動減光フィルタ45とは容易に交換できないように取り付けられている。なお、移動減光フィルタ45は、後述するリレーレンズ(レンズ88およびレンズ89)による倍率切換の際の光量調整に使用される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the moving
集光部50は、減光部40により減光された光をフローセル8に向かって集光するために設けられている。この集光部50は、図9および図10に示すように、補助レンズ51と、補助レンズ51よりもフローセル8(図10参照)側に設置される開口絞り52と、開口絞り52よりもフローセル8側に設置されるコンデンサレンズ53と、開口絞り52の開口数を調節するための絞り調整部54と、ブラケット55とを含んでいる。開口絞り52は、照射部30側からの光の量を調節するために設けられている。なお、暗視野照明を行う場合、絞り調整部54により開口絞り52の開口が最大になるように設定される。
The condensing
ここで、本実施形態では、図11および図12に示すように、暗視野照明を行う場合、補助レンズ51に、中央部に遮光部150aを有するリングスリット150が取り付けられる。リングスリット150は、遮光部150aと、縁部150bと、遮光部150aと縁部150bとを連結する連結部150cとを含む。また、リングスリット150は、補助レンズ51のリング取付部51aに嵌め込まれることにより取り付けられる。これにより、後述するランプ31から照射された光が直接対物レンズ61に入らないようにすることが可能である。また、リングスリット150aの遮光部150bは、対物レンズ61に直接光が入らない最小限の大きさが設定されている。これにより、開口部分が大きくなるので、撮像に必要な量の光を粒子に照射することが可能である。
Here, in this embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, when performing dark field illumination, a
ここで、暗視野照明の測定原理について説明する。暗視野照明では、図13に示すように、リングスリット150を補助レンズ51に装着することによって、コンデンサレンズ53によって集光された光が対物レンズ61に直接光が入らないように構成されている。すなわち、暗視野照明では、試料(粒子)160に当たって回折した光のみが対物レンズ61に入ることによって、試料像(粒子像)を形成する。また、試料(粒子)160に当たらない光は、対物レンズ61に入らないため、背景が試料像(粒子像)に比べて暗く写る(小さい輝度値を有する)。透明粒子を撮像する場合には、明視野照明における静止画像の背景と粒子像との輝度値の差よりも、暗視野照明における静止画像の背景と粒子像との輝度値の差が大きくなるので、暗視野照明を用いるのが好ましい。
Here, the measurement principle of dark field illumination will be described. In the dark field illumination, as shown in FIG. 13, the ring slit 150 is attached to the
なお、明視野照明では、リングスリット150を取り外すことによって、試料(粒子)に当たって遮られた光は対物レンズ61に入らないか、または、強度が弱められて対物レンズに入る。また、試料(粒子)に当たらない光は、直接対物レンズ61に入る。このため、明視野照明では、静止画像の背景が試料像(粒子像)に比べて明るく映る(大きい輝度値を有する)。
In bright field illumination, by removing the ring slit 150, light blocked by the sample (particles) does not enter the
撮像光学系5は、図2および図8に示すように、対物レンズ部60と、結像レンズ部70と、撮像部80とにより構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 8, the imaging
対物レンズ部60は、照明光学系30からの光により照射されたフローセル8(図10参照)の内部を流れる粒子懸濁液中の粒子の光像を拡大するために設けられている。この対物レンズ部60は、図9および図10に示すように、対物レンズ61と、対物レンズ61を保持するための対物レンズホルダ62と、対物レンズホルダ62を支持するためのブラケット63と、位置決めピン64(図9参照)と、固定ネジ65とを含んでいる。
The
結像レンズ部70は、図8に示すように、対物レンズ部60で拡大された粒子の光像を結像するための結像レンズ71と、結像レンズ71を保持するブラケット72とを含んでいる。
As shown in FIG. 8, the
撮像部80は、結像レンズ部70で結像された粒子像を撮像するために設けられている。この撮像部80は、図8に示すように、リレーレンズボックス81と、CCDカメラ82と、リレーレンズボックス82を2つの直動ガイド83に沿って図8のP方向にスライドさせるための駆動機構部84と、撮像部80を覆う遮光カバー85と、リレーレンズボックス81に取り付けられた検知片86と、検知片86を検知するための光透過型のセンサ87とを含んでいる。リレーレンズボックス81には、2倍の拡大倍率を有するレンズ88と、0.5倍の拡大倍率を有するレンズ89とが内蔵されている。リレーレンズボックス81をP方向にスライドさせることによって、2倍の拡大倍率を有するレンズ88と、0.5倍の拡大倍率を有するレンズ89とを交換可能である。
The
次に、図2および図14を参照して、画像処理基板6の構成について説明する。画像処理基板6は、図14に示すように、CPU91と、ROM92と、メインメモリ93と、画像処理プロセッサ94と、フレームバッファ95と、フィルタテスト用メモリ96と、バックグラウンド補正データ用メモリ97と、プライムコードデータ格納用メモリ98と、頂点データ格納用メモリ99と、結果データ格納用メモリ100と、画像入力インターフェース101と、USBインターフェース102とにより構成されている。CPU91、ROM92、メインメモリ93および画像処理プロセッサ94は、互いにデータの送受信が可能なようにバス(BUS)により接続されている。また、画像処理プロセッサ94は、フレームバッファ95、フィルタテスト用メモリ96、バックグラウンド補正データ用メモリ97、プライムコードデータ格納用メモリ98、頂点データ格納用メモリ99、結果データ格納用メモリ100および画像入力インターフェース101と、それぞれ、個別のバス(BUS)により接続されている。これにより、画像処理プロセッサ94から、フレームバッファ95、フィルタテスト用メモリ96、バックグラウンド補正データ用メモリ97、プライムコードデータ格納用メモリ98、頂点データ格納用メモリ99および結果データ格納用メモリ100へ、それぞれ、データの読み出し、および書き込みが可能になるとともに、画像入力インターフェース101から画像処理プロセッサ94へデータの入力が可能になる。このような画像処理基板6のCPU91は、PCIバスを介してUSBインターフェース102に接続されている。USBインターフェース102は、図示しないUSB/RS−232c変換器を介してCPU基板7に接続されている。
Next, the configuration of the
CPU91は、ROM92に記憶されているコンピュータプログラムと、メインメモリ93にロードされたコンピュータプログラムとを実行する機能を有している。ROM92は、マスクROM、PROM、EPROM、EEPROMなどにより構成されている。このROM92には、CPU91により実行されるコンピュータプログラムや、コンピュータプログラムに用いるデータなどが記録されている。メインメモリ93は、SRAMまたはDRAMなどにより構成されている。このメインメモリ93は、ROM92に記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられるとともに、コンピュータプログラムをCPU91が実行する際のCPU91の作業領域として使用される。
The
画像処理プロセッサ94は、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)などにより構成されている。この画像処理プロセッサ94は、メディアンフィルタ処理回路、ラプラシアンフィルタ処理回路、2値化処理回路、エッジトレース処理回路、重なりチェック処理回路、結果データ作成回路などの画像処理を実行可能なハードウェアを備える画像処理専用のプロセッサである。フレームバッファ95、フィルタテスト用メモリ96、バックグラウンド補正データ用メモリ97、プライムコードデータ格納用メモリ98、頂点データ格納用メモリ99および結果データ格納用メモリ100は、それぞれ、SRAMやDRAMなどにより構成されている。これらのフレームバッファ95、フィルタテスト用メモリ96、バックグラウンド補正データ用メモリ97、プライムコードデータ格納用メモリ98、頂点データ格納用メモリ99および結果データ格納用メモリ100は、画像処理プロセッサ94が画像処理を実行する際のデータの格納用として使用される。
The
画像入力インターフェース101は、A/D変換器を含むビデオデジタイズ回路(図示せず)を備えている。この画像入力インタフェース101は、図2および図14に示すように、ビデオ信号ケーブル103によってCCDカメラ82(撮像部80)に電気的に接続されている。これにより、CCDカメラ82から入力されたビデオ信号は、画像入力インターフェース101(図14参照)でA/D変換される。そして、デジタル化された画像データ(粒子画像)は、フレームバッファ95に格納されるように構成されている。USBインターフェース102は、CPU基板7と図示しないUSB/RS−232c変換器を介して接続されている。また、USBインターフェース102は、電気信号線(USB2.0ケーブル)300によって画像データ分析装置2に接続されている。CPU基板7は、CPU、ROMおよびRAMなどにより構成されており、粒子画像処理装置1を制御する機能を有している。
The
画像データ分析装置2は、図1および図2に示すように、画像表示部2aと、CPU、ROM、RAMおよびハードディスクなどを備えた装置本体としての画像データ処理部2bと、キーボードなどの入力装置2cとを含むパーソナルコンピュータ(PC)により構成されている。画像データ処理部2bのハードディスクには、粒子画像処理装置1と通信することにより粒子画像処理装置1での処理結果に基づいて画像データの解析処理および統計処理を行うためのアプリケーションプログラムがインストールされている。このアプリケーションプログラムは、画像データ処理部2bのCPUにより実行されるように構成されている。また、本実施形態では、画像データ分析装置2の制御によって、後述するランプ31のストロボ発光強度の自動調整と、撮像光学系5の自動焦点調整とを行うことが可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the image
次に、図2、図3、図8、図14および図15を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置1の動作について説明する。まず、撮像光学系5の自動焦点調整が行われた後、ランプ31のストロボ発光強度の調整が行われる。なお、この点については、後に詳細に説明する。その後、バックグラウンド補正データを生成するためのバックグラウンド補正用画像の撮像が行われる。具体的には、フローセル8にシース液のみを供給した状態で、ランプ31からパルス光を1/60秒毎に周期的に照射し、CCDカメラ82により撮像を行う。これによって、粒子がフローセル8内を通過していない状態の1/60秒毎の静止画像(バックグラウンド補正用画像)が、対物レンズ61を介してCCDカメラ82により撮像される。そして、粒子が写っていない状態の複数のバックグラウンド補正用画像を画像処理基板6に取り込む。これにより、図15に示すように、1つのバックグラウンド補正データを生成する。そして、画像処理基板6では、バックグラウンド補正データをバックグラウンド補正データ用メモリ97(図14参照)に格納するとともに、電気信号線(USB2.0ケーブル)300を介して画像データ分析装置2の画像データ処理部2bに送信する。そして、画像データ分析装置2側では、受信したバックグラウンド補正データを画像データ処理部2b内のメモリに保存する。なお、このバックグラウンド補正データを生成する処理は、粒子の撮像開始前に1回だけ実行される。
Next, the operation of the particle
次に、粒子の撮像が行われる。具体的には、図2に示す供給口9cに供給された粒子懸濁液は、フローセル8の上方に位置する供給部9bに送り込まれる。そして、供給部9bの粒子懸濁液は、供給部9bに設けられたサンプルノズル9a(図2参照)の先端から少しずつフローセル8内に押し出される。また、シース液もシース液容器9dからシース液チャンバ9eおよび供給部9bを介してフローセル8内に送り込まれる。そして、粒子懸濁液は、図3に示すように、シース液に両側を挟み込まれることにより流体力学的に偏平な形状に絞られた状態で、フローセル8内を上方から下方に向かって流れる。そして、粒子懸濁液は、図2に示すように、フローセル8内を通過した後、廃液チャンバ9fを介して排出される。上記のように、流体機構部3のフローセル8で偏平な形状に絞られた粒子懸濁液の流れに対して、照明光学系4の照射部30から光を照射することによって、撮像光学系5において粒子の画像が対物レンズ部60を介して撮像部80により撮像される。
Next, imaging of particles is performed. Specifically, the particle suspension supplied to the
このとき、フローセル8内で偏平に絞られた粒子懸濁液の流れに対して、ランプ31(図8参照)からパルス光を1/60秒毎に周期的に照射する。このランプ31からのパルス光の照射は、60秒間行われる。これによって、合計3600枚の粒子の静止画像が対物レンズ61を介してCCDカメラ82により撮像される。
At this time, the pulsed light is periodically radiated from the lamp 31 (see FIG. 8) every 1/60 seconds to the flow of the particle suspension which is narrowed down flat in the
また、粒子懸濁液の流れの偏平な面を撮像部80で撮像することにより、撮像される粒子の重心と、撮像部80のCCDカメラ82の撮像面との距離を実質的に一定にすることが可能である。これにより、粒子の大きさに関わらず常にピントの合った粒子像を得ることが可能である。
Further, the flat surface of the flow of the particle suspension is imaged by the
そして、CCDカメラ82によって撮像された静止画像(粒子画像)は、ビデオ信号ケーブル103を介してビデオ信号として画像処理基板6(図14参照)へ出力される。画像処理基板6の画像入力インターフェース101では、CCDカメラ82(図14参照)からのビデオ信号をA/D変換することにより、デジタル化された画像データを生成する。図14に示す画像入力インターフェース101が出力した画像データは、転送されてフレームバッファ95に格納される。そして、フレームバッファ95に格納されたフレームデータに対して、図15に示すように、画像処理基板6による画像データからの部分画像(粒子像)の切り出し処理(抽出)と、画像データ処理部2bへの画像処理結果データの送信とが行われる。この場合、まず、画像処理基板6の画像処理プロセッサ94(図14参照)による以下のような画像処理が実行される。
The still image (particle image) captured by the
図16は、図14に示した一実施形態による粒子画像処理装置の画像処理プロセッサの静止画像の処理手順を示したフローチャートである。図17〜図24は、図14に示した一実施形態による粒子画像処理装置の画像処理プロセッサの静止画像の処理方法を説明するための図である。次に、図14〜図24を参照して、一実施形態による粒子画像処理装置1の画像処理プロセッサ94の静止画像の処理方法を説明する。
FIG. 16 is a flowchart showing the still image processing procedure of the image processor of the particle image processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. 17 to 24 are diagrams for explaining a still image processing method of the image processor of the particle image processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. Next, a still image processing method of the
画像処理プロセッサ94による画像処理としては、ステップS1において、画像処理プロセッサ94は、フレームバッファ95に格納された粒子画像(画像データ)に対してノイズ除去処理を実行する。すなわち、画像処理プロセッサ94には、上記したように、メディアンフィルタ処理回路が設けられている。このメディアンフィルタ処理回路によるメディアンフィルタ処理を施すことによって、粒子画像中のゴミなどのノイズが除去される。このメディアンフィルタ処理は、注目画素およびその近傍の8画素を含む計9画素について、各々の輝度値を数値の大きい(または、小さい)順に並べて、9画素の画素値のメディアン(中間値)を注目画素の輝度値とする処理である。
As the image processing by the
次に、ステップS2において、画像処理プロセッサ94は、粒子懸濁液の流れに対する照射光の強度むらを補正するためのバックグラウンド補正処理を実行する。すなわち、画像処理プロセッサ94には、上記したように、ラプラシアンフィルタ処理回路が設けられている。バックグラウンド補正処理では、ラプラシアンフィルタ処理回路によって、予め取得されてバックグラウンド補正データ用メモリ97に格納されているバックグラウンド補正データと、メディアンフィルタ処理後の粒子画像との比較演算を行い、粒子画像から大部分の背景画像を除去した補正画像を生成する。
Next, in step S <b> 2, the
次に、ステップS3において、画像処理プロセッサ94は、輪郭強調処理を実行する。この輪郭強調処理においては、ラプラシアンフィルタ処理回路によるラプラシアンフィルタ処理が行われる。このラプラシアンフィルタ処理は、注目画素およびその近傍の8画素を含む計9画素について、各々の輝度値と、対応する所定の係数とを掛け合わせ、その乗算結果の和を注目画素の輝度値とする処理である。図17に示すように、注目画素X(i,j)に対応する係数を「2」とし、注目画素と上下左右方向で隣接する4つの画素X(i,j−1)、X(i,j+1)、X(i−1,j)、および、X(i+1,j)に対応する係数を「−1/4」とし、注目画素と斜め方向で隣接する4つの画素X(i−1,j−1)、X(i+1,j−1)、X(i+1,j+1)、および、X(i−1,j+1)に対応する係数を「0」としている。そして、以下の式(1)によって、ラプラシアンフィルタ処理後の注目画素の輝度値Y(i,j)を算出する。なお、以下の式(1)による演算の結果が255よりも大きい場合には255を出力し、式(1)による演算の結果が負の数となる場合には0を出力する。
Y(i,j) = 2×X(i,j)−0.25×(X(i,j−1)+X(i−1,j)+X(i,j+1)+X(i+1,j))+0.5 ・・・(1)
Next, in step S3, the
Y (i, j) = 2 × X (i, j) −0.25 × (X (i, j−1) + X (i−1, j) + X (i, j + 1) + X (i + 1, j)) +0.5 (1)
次に、ステップS4において、画像処理プロセッサ94は、輪郭強調処理が施された後のデータに基づいて、2値化のスレッシュホールドレベル(2値化しきい値)を設定する。すなわち、画像処理プロセッサ94のラプラシアンフィルタ回路には、2値化しきい値設定処理を実行する輝度ヒストグラマ部が設けられている。まず、画像処理プロセッサ94は、ラプラシアンフィルタ処理後の画像データから輝度ヒストグラム(図18および図19参照)を作成する。図18は、明視野照明による静止画像の輝度ヒストグラムを示し、図19は、暗視野照明による静止画像の輝度ヒストグラムを示している。画像処理プロセッサ94は、この輝度ヒストグラムに対して所定のスムージング処理を行う。そして、スムージング処理後の輝度ヒストグラムから最頻度輝度値を求めた後、この最頻度輝度値を用いて以下の式(2)または(3)によって2値化しきい値を算出する。
2値化しきい値 = 最頻度輝度値 × α(パーセント) + β ・・・(2)
2値化しきい値 = 最頻度輝度値 + γ ・・・(3)
上記式(2)は、明視野照明による静止画像に対して適用され、上記式(3)は、暗視野照明による静止画像に対して適用される。なお、上記式(2)および(3)において、α、βおよびγは、ユーザにより設定可能なパラメータであり、ユーザは、測定対象によってα、βおよびγの値を変更可能である。なお、αおよびβのデフォルト値(既定値)は、それぞれ、「90」および「0」である。また、γの値は、10〜70に設定される。
Next, in step S4, the
Binarization threshold = most frequent luminance value × α (percent) + β (2)
Binarization threshold = most frequent luminance value + γ (3)
The above equation (2) is applied to a still image by bright field illumination, and the above equation (3) is applied to a still image by dark field illumination. In the above formulas (2) and (3), α, β, and γ are parameters that can be set by the user, and the user can change the values of α, β, and γ depending on the measurement target. Note that the default values (default values) of α and β are “90” and “0”, respectively. Also, the value of γ is set to 10-70.
次に、ステップS5において、画像処理プロセッサ94は、2値化しきい値設定処理で設定したスレッシュホールドレベル(2値化しきい値)で、ラプラシアンフィルタ処理後の画像に対して2値化処理を行う。すなわち、明視野照明による静止画像に対しては、上記式(2)で算出された値より小さい輝度値を有する画素の集合を粒子像として抽出する。また、暗視野照明による静止画像に対しては、上記式(3)で算出された値より大きい輝度値を有する画素の集合を粒子像として抽出する。
Next, in step S5, the
そして、ステップS6において、2値化処理が施された画像の各画素に対して、プライムコードおよび多重点情報を取得する。すなわち、画像処理プロセッサ94には、2値化処理回路が設けられている。この2値化処理回路によって、2値化処理およびプライムコード・多重点情報取得処理が実行される。なお、プライムコードとは、注目画素およびその近傍の8つの画素を含む計9画素について求められる2値化コードであり、以下のように定義される。プライムコードデータ格納用メモリ98は、図20に示すように、1ワード(11bit)中にプライムコード格納領域98aおよび多重点数格納領域98bの2つの領域を含んでいる。プライムコード格納領域98aは、図20中のbit0〜bit7で示す8bitの領域であり、多重点数格納領域98bは、図20中のbit8〜bit10で示す3bitの領域である。次に、プライムコードの定義について説明する。図21に示すように、2値化処理された画像データのP0〜P8の9画素について、P1〜P3の画素値が0になっており、P0およびP4〜P8の画素値が1となっている。なお、P0〜P8の9画素に各々対応する輝度値が2値化しきい値以上の場合には、P0〜P8の画素値が1となり、P0〜P8の9画素に各々対応する輝度値が2値化しきい値未満の場合には、P0〜P8の画素値が0となる。この場合のプライムコードを説明する。注目画素P8以外の8つの画素P0〜P7は、プライムコード格納領域98aのbit0〜bit7に各々対応している。つまり、プライムコード格納領域98aは、下位ビット(bit0)から上位ビット(bit7)へ向けて、8つの画素P0〜P7の画素値が各々格納されるように構成されている。これにより、プライムコードは、2進数表記では11110001となり、16進数表記ではF1となる。なお、注目画素P8の画素値は、プライムコードには含まれない。
In step S6, the prime code and the multipoint information are acquired for each pixel of the image subjected to the binarization process. That is, the
また、注目画素とその近傍の8画素とによって構成される領域が、粒子像の境界の一部である場合、すなわち、プライムコードが2進数表記で00000000以外の場合には、多重点情報が求められる。多重点とは、後述するエッジトレースの際に何回通過する可能性があるかを示すコードであり、予めルックアップテーブル(図示せず)に全てのパターンに対応する多重点情報が記憶されている。そして、このルックアップテーブルを参照することによって多重点数が求められる。図22を参照して、P2およびP5〜P8の4画素の画素値が1であり、P0、P1、P3およびP4の4画素の画素値が0である場合には、図22中の矢印CおよびDで示すように、エッジトレースの際に注目画素P8を2回通過する可能性がある。したがって、注目画素P8は2重点となり、多重点数は2となる。この多重点数は、多重点数格納領域98bに格納される。
In addition, when the region constituted by the pixel of interest and the 8 pixels in the vicinity thereof is a part of the boundary of the particle image, that is, when the prime code is other than 00000000 in binary notation, the multipoint information is obtained. It is done. The multi-point is a code indicating how many times there is a possibility of passing in the edge trace described later, and multi-point information corresponding to all patterns is stored in advance in a lookup table (not shown). Yes. Then, the number of multiple points is obtained by referring to this lookup table. Referring to FIG. 22, when the pixel values of the four pixels P2 and P5 to P8 are 1, and the pixel values of the four pixels P0, P1, P3, and P4 are 0, the arrow C in FIG. As indicated by “D” and “D”, there is a possibility of passing through the target pixel P8 twice during the edge tracing. Accordingly, the pixel of interest P8 has two priority points, and the number of multiple points is two. This multiple point number is stored in the multiple point
次に、ステップS7において、画像処理プロセッサ94は、頂点データを作成する。この頂点データ作成処理も、上記した2値化処理およびプライムコード・多重点情報取得処理と同様、画像処理プロセッサ94に設けられた2値化処理回路によって実行される。頂点データとは、後述するエッジトレースを開始する予定の座標を示すデータである。注目画素およびその近傍の8画素を含む計9画素の領域が、以下の3つの条件(条件(1)〜条件(3))をすべて満たす場合にのみ頂点であると判断される。
条件(1)・・・注目画素P8の画素値が1である。
条件(2)・・・注目画素P8の上方の3画素(P1〜P3)、および、注目画素P8の左隣の1画素(P4)の画素値が0である。
条件(3)・・・注目画素P8の右隣の1画素(P0)、および、注目画素P8の下方の3画素(P5〜P7)のうち少なくとも1つの画素の画素値が1である。
Next, in step S7, the
Condition (1)... The pixel value of the target pixel P8 is 1.
Condition (2): Pixel values of three pixels (P1 to P3) above the target pixel P8 and one pixel (P4) adjacent to the left of the target pixel P8 are zero.
Condition (3): The pixel value of at least one of the one pixel (P0) right adjacent to the target pixel P8 and the three pixels (P5 to P7) below the target pixel P8 is 1.
画像処理プロセッサ94は、全画素の中から頂点に該当する画素を検索し、作成した頂点データ(頂点の位置を示す座標データ)を頂点データ格納用メモリ99に格納する。
The
次に、ステップS8において、画像処理プロセッサ94は、エッジトレース処理を実行する。画像処理プロセッサ94には、上記したように、エッジトレース処理回路が設けられており、エッジトレース処理回路によりエッジトレース処理が実行される。このエッジトレース処理では、まず、頂点データからエッジトレースを開始する座標を特定し、この座標からプライムコードと、予め記憶されている進行方向を決定するためのコードとに基づいて、粒子像のエッジトレースを行う。そして、画像処理プロセッサ94は、エッジトレースの際に、各粒子像の面積値、直行カウント数、斜行カウント数、コーナカウント数および位置を算出する。ここで、粒子像の面積値とは、粒子像を構成する画素の総数、すなわち、エッジで囲まれた領域の内側に含まれる画素の総数をいう。また、直行カウント数とは、粒子像の3画素以上のエッジ画素が上下方向または左右方向に直線状に並ぶ場合に、その直線区間の両端のエッジ画素を除いたエッジ画素の総数をいう。すなわち、直行カウント数は、粒子像のエッジのうち、上下方向または左右方向へ延びた直線成分を構成するエッジ画素の総数のことである。また、斜行カウント数とは、粒子像の3画素以上のエッジ画素が斜め方向に直線状に並ぶ場合に、その斜め方向の直線区間の両端のエッジ画素を除いたエッジ画素の総数をいう。すなわち、斜行カウント数は、粒子像のエッジのうち、斜め方向へ延びた直線成分を構成するエッジ画素の総数のことである。また、コーナカウント数とは、粒子像のエッジ画素のうち、隣り合う複数のエッジ画素がそれぞれ異なる方向で接する(たとえば、一方のエッジ画素とは上方で隣り合い、他方のエッジ画素とは左方で隣り合う場合など)エッジ画素の総数をいう。すなわち、コーナカウント数は、粒子像のエッジのうち、コーナを構成するエッジ画素の総数のことである。また、粒子像の位置は、粒子像の右端、左端、上端および下端の座標により決定される。画像処理プロセッサ94は、上記した算出結果のデータを、画像処理プロセッサ94に内蔵されている内部メモリ(図示せず)に格納する。
Next, in step S8, the
次に、ステップS9において、画像処理プロセッサ94は、粒子の重なりチェック処理を実行する。画像処理プロセッサ94には、上記したように、重なりチェック回路が設けられており、この重なりチェック回路によって、重なりチェック処理が実行される。この粒子の重なりチェック処理においては、まず、画像処理プロセッサ94が、上記したエッジトレース処理による粒子像の解析結果に基づいて、1つの粒子像(外側粒子像)の中に他の粒子像(内側粒子像)が包含されているか否かを判別する。そして、外側粒子像の中に内側粒子像が存在する場合には、内側粒子像を後述する結果データ作成処理における部分画像の切り出し対象から除外する。次に、内側粒子像が存在するか否かの判別原理について説明する。まず、図23に示すように、2つの粒子像G1およびG2を選択し、一方の粒子像G1のX座標の最大値G1XMAXおよび最小値G1XMINと、Y座標の最大値G1YMAXおよび最小値G1YMINとを特定する。次に、他方の粒子像G2のX座標の最大値G2XMAXおよび最小値G2XMINと、Y座標の最大値G2YMAXおよび最小値G2YMINとを特定する。そして、以下の4つの条件(条件(4)〜条件(7))を全て満たす場合に、粒子像G1は、粒子像G2を包含していると判別されて、内側粒子像が存在すると判別される。
条件(4)・・・粒子像G1のX座標の最大値G1XMAXが、粒子像G2のX座標の最大値G2XMAXよりも大きい。
条件(5)・・・粒子像G1のX座標の最小値G1XMINが、粒子像G2のX座標の最小値G2XMINよりも小さい。
条件(6)・・・粒子像G1のY座標の最大値G1YMAXが、粒子像G2のY座標の最大値G2YMAXよりも大きい。
条件(7)・・・粒子像G1のY座標の最小値G1YMINが、粒子像G2のY座標の最小値G2YMINよりも小さい。
Next, in step S9, the
Condition (4)... The maximum X coordinate value G1XMAX of the particle image G1 is larger than the maximum X coordinate value G2XMAX of the particle image G2.
Condition (5): The X coordinate minimum value G1XMIN of the particle image G1 is smaller than the X coordinate minimum value G2XMIN of the particle image G2.
Condition (6): The maximum Y coordinate G1YMAX of the particle image G1 is larger than the maximum Y coordinate G2YMAX of the particle image G2.
Condition (7): The minimum Y-coordinate value G1YMIN of the particle image G1 is smaller than the minimum Y-coordinate value G2YMIN of the particle image G2.
上記した重なりチェック処理の結果データは、画像処理プロセッサ94の内部メモリ(図示せず)に格納される。
The result data of the overlap check process described above is stored in an internal memory (not shown) of the
次に、ステップS10において、画像処理プロセッサ94は、上記したステップS1〜S9における処理により特定した個々の粒子像を個別に含む部分画像を粒子画像から切り出す(抽出する)とともに、画像処理結果データを作成する。画像処理プロセッサ94には、上記したように、結果データ作成回路が設けられており、結果データ作成回路により結果データ作成処理が実行される。この結果データ作成処理により作成される部分画像は、粒子画像から、1つの粒子と、予め設定されている余白値によって決定される粒子の周囲の領域とを含む矩形領域を切り出した画像である。なお、本実施形態による矩形領域は、図24に示す粒子像の上端の座標(YMIN)、下端の座標(YMAX)、左端の座標(XMIN)および右端の座標(XMAX)により決定される領域R1よりも上下左右方向に各々3画素分ずつ広い領域R2のことをいう。
Next, in step S10, the
ここで、画像処理結果データは、図25に示すように、上記したステップS10における画像処理によって認識された全ての粒子像についての部分画像データ、粒子像の面積値(画素数)、直行カウント数、斜行カウント数およびコーナカウント数などのデータに加えて、粒子像を含む部分画像の位置のデータ(XMIN、XMAX、YMINおよびYMAX)や、画像データの格納位置のデータを含んでいる。この画像処理結果データは、1フレーム毎に生成される。なお、1フレームの画像処理結果データ(1フレームデータ)の大きさは、64キロバイトの固定長である。このため、1粒子データの大きさによって、1フレームデータの大きさが変化することはない。また、1フレームデータは、前フレームデータに上書きされて生成される。図25に示した1フレームデータでは、各々の1粒子データが非常に大きいため、4つの粒子データのみが埋め込まれている。1粒子データ長が小さい場合や、1粒子データの数が少ない場合には、1フレームデータの先頭からデータが埋め込まれていくので、1フレームデータの末尾に前フレームデータが残ることがある。しかしながら、転送先の画像データ処理部2bでは、1粒子データ内に記憶されている1フレーム内の粒子総数によって、1フレームデータ内の1粒子データを認識するため、末尾に残った前フレームデータが認識されることはない。画像処理プロセッサ94は、結果データ作成処理によって作成した画像処理結果データを結果データ格納用メモリ100に格納する。このようにして、画像処理プロセッサ94による画像処理(粒子像の抽出)が終了する。なお、画像処理プロセッサ94は、以上のような一連の画像処理をパイプライン処理によって繰り返し実行し、1フレーム毎の部分画像を3600フレーム分について生成する。なお、1フレーム内に粒子画像が存在しない場合は、図25に示した1フレーム内の1粒子データの先頭データを上書きするとともに、ヘッダーとフッターとの間の粒子情報を「0」で埋める。
Here, as shown in FIG. 25, the image processing result data includes the partial image data, the area value (number of pixels) of the particle image, and the direct count number for all the particle images recognized by the image processing in step S10 described above. In addition to the data such as the skew count number and the corner count number, the position data (XMIN, XMAX, YMIN and YMAX) of the partial image including the particle image and the data of the storage position of the image data are included. This image processing result data is generated for each frame. The size of one frame of image processing result data (one frame data) is a fixed length of 64 kilobytes. Therefore, the size of one frame data does not change depending on the size of one particle data. One frame data is generated by overwriting the previous frame data. In the one-frame data shown in FIG. 25, each particle data is very large, so only four particle data are embedded. When the length of one particle data is small or when the number of one particle data is small, the previous frame data may remain at the end of one frame data because the data is embedded from the beginning of the one frame data. However, since the transfer destination image
図26は、図15に示した一実施形態による画像データ処理部の画像解析処理モジュールの動作手順を示したフローチャートである。次に、図26を参照して、画像データ処理装置2の画像データ処理部2bによる部分画像の解析処理の動作について説明する。
FIG. 26 is a flowchart showing an operation procedure of the image analysis processing module of the image data processing unit according to the embodiment shown in FIG. Next, with reference to FIG. 26, the operation of partial image analysis processing by the image
前述したように、画像データ処理部2bのハードディスクには、部分画像の解析処理を行うためのアプリケーションプログラム(画像解析処理モジュール)がインストールされている。そして、この画像解析処理モジュールにより部分画像の解析処理が実行される。この部分画像の解析処理動作では、まず、図26に示したステップS21において、画像データ処理部2bが、1フレーム分の画像処理結果データ(部分画像を含む)を受信する。そして、ステップS22において、受信した1フレーム分の画像処理結果データ内に入っている粒子数を取得する。
As described above, an application program (image analysis processing module) for performing partial image analysis processing is installed in the hard disk of the image
ここで、ステップS23において、画像データ処理部2bは、画像データ格納位置(図14参照)に基づいて、1フレーム分の画像処理結果データから部分画像を抽出する。そして、ステップS24、S25、S26、S27およびS28において、ノイズ除去処理、バックグラウンド補正処理、2値化しきい値設定処理、2値化処理およびエッジトレース処理の各処理を実行する。なお、ステップS24〜S28において実行される各処理は、それぞれ、図16に示した画像処理プロセッサ94の処理手順フロー中のステップS1、S2、S4、S5およびS8における各処理に対応する。すなわち、画像処理プロセッサ94において行われる各処理を、画像データ処理部2bにおいても行うことが可能である。これにより、画像処理プロセッサ94において行われた各処理の条件と異なる条件で、画像データ処理部2bにおいて各処理を行うことが可能である。また、画像処理プロセッサ94での処理がハードウェア処理されているのに対して、画像データ処理部2bでの処理は、ソフトウェア処理されている。
Here, in step S23, the image
次に、ステップS29において、1フレーム分の全ての部分画像が解析処理されたか否かが判断される。そして、ステップS29において、1フレーム分の全ての部分画像が解析処理されていないと判断された場合には、ステップS23に戻り、画像データ格納位置(図25参照)に基づいて、1フレーム分の画像処理結果データから他の部分画像を抽出する。一方、ステップS29において、1フレーム分の全ての部分画像が解析処理されたと判断された場合には、ステップS30に進む。ステップS30において、全て(3600枚)のフレームについて画像処理結果データを受信したか否かが判断される。そして、ステップS30において、全てのフレームについて画像処理結果データを受信していないと判断された場合には、ステップS21に戻り、他の1フレーム分の画像処理結果データを受信する。一方、ステップS30において、全てのフレームについて画像処理結果データを受信したと判断された場合には、そのまま終了する。これにより、60秒間の粒子の撮像により得られた3600フレーム分の部分画像に対応する粒子画像の画像解析処理が終了する。 Next, in step S29, it is determined whether or not all partial images for one frame have been analyzed. If it is determined in step S29 that all partial images for one frame have not been analyzed, the process returns to step S23, and one frame's worth is obtained based on the image data storage position (see FIG. 25). Another partial image is extracted from the image processing result data. On the other hand, if it is determined in step S29 that all partial images for one frame have been analyzed, the process proceeds to step S30. In step S30, it is determined whether image processing result data has been received for all (3600) frames. If it is determined in step S30 that image processing result data has not been received for all frames, the process returns to step S21, and image processing result data for another frame is received. On the other hand, if it is determined in step S30 that the image processing result data has been received for all the frames, the processing ends. Thereby, the image analysis processing of the particle image corresponding to the partial image for 3600 frames obtained by imaging the particles for 60 seconds is completed.
図27は、本実施形態による粒子画像撮像装置において暗視野照明を用いる場合の自動焦点調整の動作について説明するためのフローチャートである。次に、図7および図27を参照して、本実施形態による粒子画像撮像装置の暗視野照明時の自動焦点調整の動作について説明する。なお、自動焦点調整が行われる際に撮像される試料は、大きさおよび形状の実質的に均一な粒子(ラテックス粒子)である。 FIG. 27 is a flowchart for explaining the operation of automatic focus adjustment when dark field illumination is used in the particle image capturing apparatus according to the present embodiment. Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 27, the operation | movement of the automatic focus adjustment at the time of dark field illumination of the particle image imaging device by this embodiment is demonstrated. Note that the sample imaged when the automatic focus adjustment is performed is particles (latex particles) that are substantially uniform in size and shape.
まず、ステップS31において、粒子画像処理装置1のCPU基板7による制御により駆動モータ16を駆動することによって、フローセル8を36パルス(0.37μm × 36=13.32μm)分、図9の矢印A方向(対物レンズ61に対して離間する方向)に移動する。そして、ステップS32において、n=1とした後、ステップS33において、粒子を60フレーム分撮像する。
First, in step S31, the
次に、ステップS34において、撮像した複数の粒子像の一つ一つにおいて平均輝度値を求める。その平均輝度値をさらに平均することにより、評価値(60フレーム分の平均輝度値)を算出する。 Next, in step S34, an average luminance value is obtained for each of the plurality of captured particle images. An evaluation value (average luminance value for 60 frames) is calculated by further averaging the average luminance value.
次に、ステップS35において、n=25を満たすか否かを判断する。n=25を満たす場合は、ステップS38に移動する。また、n=25を満たさない場合は、ステップS36において、n=n+1(本説明ではn=2)とするとともに、ステップS37において、フローセル8を3パルス(0.37μm × 3=1.11μm)分、図9の矢印B方向(対物レンズ61に対して接近する方向)に移動する。その状態で、ステップS33およびステップS34において、粒子を撮像するとともに、評価値(60フレーム分の平均輝度値)を算出する。その後、n=25を満たすまで(25回になるまで)、同様に、ステップS33からステップS37までの処理を繰り返す。つまり、本実施形態では、フローセル8は、36パルス(13.32μm)分、図9の矢印A方向(対物レンズ61に対して離間する方向)に移動された後、図9の矢印B方向(対物レンズ61に対して接近する方向)に、25回にわたって、3パルス(1.11μm)分ずつ移動されながら、各位置における評価値が算出される。これにより、フローセル8の位置(nの値)と粒子像の評価値(60フレーム分の平均輝度値)との関係を示すデータが得られる。なお、フローセル8は、(予想される)焦点位置およびその近傍を通過するように、十分に大きい移動範囲で移動される。
Next, in step S35, it is determined whether n = 25 is satisfied. If n = 25 is satisfied, the process moves to step S38. If n = 25 is not satisfied, n = n + 1 (n = 2 in this description) is set in step S36, and 3 pulses (0.37 μm × 3 = 1.11 μm) are set in the
また、ステップS35において、n=25になった場合には、ステップS38において、ステップS33〜ステップS37で算出した評価値(60フレーム分の平均輝度値)とフローセル8の位置(nの値)との関係を図28に示すような6次関数に近似する。 If n = 25 in step S35, the evaluation value (average luminance value for 60 frames) calculated in steps S33 to S37 and the position of the flow cell 8 (value n) are obtained in step S38. Is approximated to a sixth-order function as shown in FIG.
次に、ステップS39において、図28に示した6次関数の極大値を求めることによって評価値(60フレーム分の平均輝度値)が最も大きくなるフローセル8の位置(ピーク位置)を焦点位置として算出する。
Next, in step S39, the position (peak position) of the
次に、ステップS40において、上記ピーク位置(焦点位置)にフローセル8を移動する。その後、ステップS41において、確認測定が行われる。そして、確認測定の結果をユーザが確認することにより自動焦点調整は終了する。
Next, in step S40, the
なお、明視野照明における自動焦点調整の場合、撮像した複数の粒子像の面積(画素数)の平均値とフローセル8の位置(nの値)との関係を6次関数に近似する。そして、焦点が合うほど、面積(画素数)が少なくなることを考慮して、面積の平均値が最も小さくなるフローセル8の位置(ピーク位置)を焦点位置として算出する。そして、算出したピーク位置にフローセル8が移動されることによって、焦点が調整される。
In the case of automatic focus adjustment in bright field illumination, the relationship between the average value of the areas (number of pixels) of a plurality of captured particle images and the position (value of n) of the
図29は、ランプ31のストロボ発光強度の自動調整動作を説明するためのフローチャートである。次に、図29を参照して、本実施形態による粒子画像分析装置のストロボ発光強度の自動調整動作について説明する。
FIG. 29 is a flowchart for explaining the automatic adjustment operation of the strobe light emission intensity of the
まず、ステップS51において、画像データ分析装置2の画像表示部(ディスプレイ)2aにおいてストロボ発光強度の調整指示が行われたか否かを判断する。調整指示が行われていない場合には、この判断が繰り返される。また、調整指示が行われた場合は、ステップS52において、フローセル8にシース液が流されることにより、フローセル8が自動的に洗浄される。
First, in step S51, it is determined whether or not a strobe emission intensity adjustment instruction has been issued in the image display unit (display) 2a of the image
この後、ユーザによって試料の投入が行われる。ここで使用される試料は、大きさおよび形状の実質的に均一な粒子(ラテックス粒子)である。なお、明視野照明の場合は、粒径2μmのラテックス粒子が投入される。また、暗視野の場合は、粒径7μmのラテックス粒子が投入される。 Thereafter, the sample is loaded by the user. The samples used here are substantially uniform particles (latex particles) of size and shape. In the case of bright field illumination, latex particles having a particle size of 2 μm are input. In the case of a dark field, latex particles having a particle diameter of 7 μm are input.
その後、ステップS53において、画像データ分析装置2の画像表示部(ディスプレイ)2aにおいて測定開始ボタン(図示せず)が押下されたか否かが判断される。測定開始ボタン(図示せず)の押下がない場合は、この判断が繰り返される。また、測定開始ボタン(図示せず)の押下があった場合は、ステップS54において、ストロボ発光強度が自動的に調整される。この点については、後に詳細に説明する。
Thereafter, in step S53, it is determined whether or not a measurement start button (not shown) is pressed in the image display unit (display) 2a of the image
ストロボ発光強度の調整が終了した後、ステップS55において、フローセル8にシース液が流されることにより、もう一度フローセル8の自動洗浄が行われる。以上により、ストロボ発光強度の調整動作が終了する。
After the adjustment of the stroboscopic light emission intensity is completed, the
図30は、暗視野照明時におけるストロボ発光強度の自動調整動作を説明するためのフローチャートであり、図31は、DA値の具体例を示す図である。次に、図30および図31を参照して、暗視野照明時におけるストロボ発光強度の自動調整動作を説明する。 FIG. 30 is a flowchart for explaining the automatic adjustment operation of the strobe emission intensity during dark field illumination, and FIG. 31 is a diagram showing a specific example of the DA value. Next, with reference to FIG. 30 and FIG. 31, the automatic adjustment operation of the strobe light emission intensity during dark field illumination will be described.
まず、ステップS61において、n=9とするとともに、Dn=1(本説明では、D9=1)とする。すなわち、DA値を「1000000000」と設定する。なお、DA値は、前述のように、10桁の2進数によって表され、「0000000000」〜「1111111111」までの1024段階に可変であり、約400V〜1000Vの電圧値に対応している。DA値「1000000000」は、約400V〜1000Vの中間値(約700V)に対応している。 First, in step S61, n = 9 and Dn = 1 (D9 = 1 in this description). That is, the DA value is set to “1000000000”. As described above, the DA value is represented by a 10-digit binary number, is variable in 1024 steps from “0000000000000” to “1111111111”, and corresponds to a voltage value of about 400V to 1000V. The DA value “1000000000” corresponds to an intermediate value (about 700 V) of about 400 V to 1000 V.
次に、ステップS62において、DA値「1000000000」に対応するストロボ電圧(約700V)をランプ31に印加することにより粒子の撮像を20フレーム分行う。そして、ステップS63において、上記20フレーム分の粒子像の平均輝度値(測定輝度値Lm)を算出する。
Next, in step S <b> 62, a strobe voltage (about 700 V) corresponding to the DA value “1000000000” is applied to the
次に、ステップS64において、Lt(目標輝度値)≧Lm(測定輝度値)を満たすかどうかを判断する。Lt(目標輝度値)≧Lm(測定輝度値)を満たす場合には、ステップS65において、n=9におけるDA値(D9)の値を1に決定する。また、Lt(目標輝度値)≧Lm(測定輝度値)を満たさない場合には、ステップS66において、n=9におけるDA値(D9)の値を0に決定する。 Next, in step S64, it is determined whether Lt (target luminance value) ≧ Lm (measured luminance value) is satisfied. If Lt (target luminance value) ≧ Lm (measured luminance value) is satisfied, the DA value (D9) at n = 9 is determined to be 1 in step S65. If Lt (target luminance value) ≧ Lm (measured luminance value) is not satisfied, the DA value (D9) at n = 9 is determined to be 0 in step S66.
次に、ステップS67において、n=0を満たすか(n=0になったか)どうかを判断する。n=0を満たす(n=0になった)場合には、ステップS68に移動する。n=0を満たさない(n=0になっていない)場合には、ステップS69において、n=n−1(本説明ではn=8)とされる。 Next, in step S67, it is determined whether n = 0 is satisfied (whether n = 0). If n = 0 is satisfied (when n = 0), the process moves to step S68. If n = 0 is not satisfied (n = 0 is not satisfied), n = n−1 (n = 8 in this description) is set in step S69.
この後、ステップS61〜ステップS67において、n=8におけるDA値(D8)が0または1に決定される(図31では、D8=0)。また、同様にして、図31に示すように、n=7〜0におけるDA値(D7〜D0)が0または1に決定される。図31では、n=0のときのD9〜D0の値がDA値(DA値=1010001010)になる。 Thereafter, in steps S61 to S67, the DA value (D8) at n = 8 is determined to be 0 or 1 (D8 = 0 in FIG. 31). Similarly, as shown in FIG. 31, the DA value (D7 to D0) at n = 7 to 0 is determined to be 0 or 1. In FIG. 31, the values of D9 to D0 when n = 0 are DA values (DA value = 1010001010).
そして、ステップS69において、決定されたDA値(図31では、DA値=1010001010)に対応するストロボ発光電圧によって撮像する。そして、ステップS70において、撮像した粒子の測定輝度値Lm(平均輝度値)が、
Lt−5≦Lm≦Lt+5 ・・・ 式(4)
を満たすか否かを判断する。測定輝度値Lmが上記式(4)の関係を満たす場合は、ストロボ発光強度の自動調整動作は終了する。また、測定輝度値Lmが上記式(4)の関係を満たさない場合は、ステップS71において、画像データ分析装置2がエラーを出力し、DA値は、自動調整前の値に戻る。
In step S69, an image is captured with the strobe light emission voltage corresponding to the determined DA value (DA value = 1010001010 in FIG. 31). In step S70, the measured luminance value Lm (average luminance value) of the imaged particles is
Lt−5 ≦ Lm ≦ Lt + 5 (4)
It is determined whether or not the above is satisfied. When the measured luminance value Lm satisfies the relationship of the above expression (4), the automatic adjustment operation of the strobe light emission intensity ends. If the measured luminance value Lm does not satisfy the relationship of the above equation (4), the image
本実施形態では、暗視野照明時において、上記のようなフィードバック制御によってDA値が決定される。この決定されたDA値に対応するストロボ発光電圧が、試料の測定時においてランプ31に印加される。
In this embodiment, the DA value is determined by feedback control as described above during dark field illumination. A strobe light emission voltage corresponding to the determined DA value is applied to the
なお、明視野照明時においては、背景の輝度値が所定の値(目標輝度値)になるように、フィードバック制御によってDA値が決定されるように構成されている。 During bright field illumination, the DA value is determined by feedback control so that the background luminance value becomes a predetermined value (target luminance value).
本実施形態では、上記のように、静止画像の粒子像の平均輝度値に基づいて、焦点調整を行うことによって、焦点調整の際に背景画像に含まれるノイズの影響を受けることを抑制することができる。また、粒子像中に含まれるノイズの影響は粒子像の平均輝度値を求めることによって少なくすることができる。これにより、焦点がずれた位置を焦点位置とすることを抑制することができるので、焦点調整を精度よく行うことができる。 In this embodiment, as described above, the focus adjustment is performed based on the average luminance value of the particle image of the still image, thereby suppressing the influence of noise included in the background image during the focus adjustment. Can do. Further, the influence of noise contained in the particle image can be reduced by obtaining the average luminance value of the particle image. Thereby, since it can suppress that the position which the focus shifted | deviated is made into a focus position, focus adjustment can be performed accurately.
また、本実施形態では、上記のように、静止画像から抽出された複数の粒子像の平均輝度値に基づいて、焦点調整を行うことによって、粒子像の平均輝度値がばらつくのを抑制することができる。これにより、より精度よく焦点調整を行うことができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the focus adjustment is performed based on the average luminance value of the plurality of particle images extracted from the still image, thereby suppressing variation in the average luminance value of the particle images. Can do. Thereby, focus adjustment can be performed with higher accuracy.
また、本実施形態では、上記のように、フローセル8を移動させることにより、異なる複数の位置において複数の静止画像を撮像し、複数の静止画像の複数の粒子像の平均輝度値に基づいて、焦点調整を行うことによって、容易に、フローセル8の異なる複数の位置における粒子像の平均輝度値を取得することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, by moving the
また、本実施形態では、上記のように、複数の静止画像の複数の粒子像の平均輝度値が最大となる位置を、焦点位置とすることによって、容易に、焦点位置に対応するフローセル8の位置を特定することができる。
In the present embodiment, as described above, the position where the average luminance value of the plurality of particle images of the plurality of still images is maximized is set as the focal position, so that the
また、本実施形態では、上記のように、フローセル8を、矢印A方向(対物レンズ61に対して離間する方向)に36パルス分移動した後、矢印B方向(対物レンズ61に対して接近する方向)に75パルス(3パルス × 25=75パルス)分移動することにより、複数の静止画像の複数の粒子像の平均輝度値が最大となる位置およびその近傍が含まれる領域を通過するように移動させることによって、静止画像を撮像した複数の位置に、確実に、焦点位置が含まれるので、確実に焦点位置を特定することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、フローセル8の異なる複数の位置と、フローセル8の異なる複数の位置における複数の静止画像の複数の粒子像の平均輝度値との関係を6次関数によって近似し、関数を解析することによって、複数の静止画像の複数の粒子像の平均輝度値が最大となる位置を算出することによって、容易に、平均輝度値が最大となる位置を算出することができる。
In the present embodiment, as described above, the relationship between the plurality of different positions of the
また、本実施形態では、上記のように、CPU基板7の制御によりステッピングモータ(駆動モータ16)のパルス数を制御することによって、フローセル8の移動制御を行うことによって、容易に、フローセル8の異なる位置への移動制御を行うことができる。
In the present embodiment, as described above, the movement of the
また、本実施形態では、上記のように、照明光学系4が、粒子の流れに対して暗視野照明を行う。このように構成すれば、暗視野照明による静止画像においては、背景画像に対して粒子像が明るく映るため、粒子像の平均輝度値に基づいて、容易に、焦点調整を行うことができる。
In the present embodiment, as described above, the illumination
また、本実施形態では、上記のように、粒子の大きさおよび形状が実質的に均一であるラテックス粒子を焦点調整に用いることによって、静止画像の平均輝度値がばらつくのを抑制することができるので、より精度よく焦点位置を算出することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, it is possible to suppress variation in the average luminance value of a still image by using latex particles having substantially uniform particle sizes and shapes for focus adjustment. Therefore, the focal position can be calculated with higher accuracy.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent are included.
たとえば、上記実施形態では、フローセル8を移動させることにより、焦点調整を行う例を示したが、本発明はこれに限らず、対物レンズ61を移動させることにより焦点調整を行うように構成してもよいし、フローセル8および対物レンズ61の両方を移動させることによって焦点調整を行うように構成してもよい。
For example, in the above embodiment, an example in which the focus adjustment is performed by moving the
また、上記実施形態では、自動焦点調整の際に、60フレーム分の撮像を行う例を示したが、本発明はこれに限らず、60フレームより多いフレーム分撮像を行ってもよいし、60フレームよりも少ないフレーム分撮像を行ってもよい。 In the above-described embodiment, an example in which imaging for 60 frames is performed at the time of automatic focus adjustment is shown. However, the present invention is not limited to this, and imaging for more than 60 frames may be performed. Imaging may be performed for fewer frames than frames.
また、上記実施形態では、フローセル8の位置と、フローセル8の位置に対応する評価値との関係を6次関数に近似した例を示したが、本発明はこれに限らず、6次関数以外の関数に近似してもよい。
In the above embodiment, an example is shown in which the relationship between the position of the
また、上記実施形態では、暗視野照明と、明視野照明との両方の照明方法を用いることが可能である例を示したが、本発明はこれに限らず、暗視野照明のみが可能であるように構成してもよい。 Moreover, although the example which can use both the illumination method of dark field illumination and bright field illumination was shown in the said embodiment, this invention is not restricted to this, Only dark field illumination is possible. You may comprise as follows.
1 粒子画像処理装置
4 照明光学系(照明部)
5 撮像光学系(撮像部)
7 CPU基板(制御部)
8 フローセル
16 駆動モータ(ステッピングモータ)
61 対物レンズ
1 Particle
5 Imaging optical system (imaging unit)
7 CPU board (control unit)
8
61 Objective lens
Claims (9)
前記粒子の流れを形成するフローセルと、
前記粒子の流れに対して照明を行う照明部と、
照明された前記粒子を撮像し、静止画像を取得する撮像部とを備え、
前記静止画像の各粒子像の輝度値に基づいて、前記撮像部の焦点調整を行う、粒子画像分析装置。 A particle image analyzer for analyzing an image of a captured particle,
A flow cell forming a flow of the particles;
An illumination unit that illuminates the particle flow;
An imaging unit that images the illuminated particles and obtains a still image;
A particle image analyzer that performs focus adjustment of the imaging unit based on a luminance value of each particle image of the still image.
前記フローセルまたは前記対物レンズの少なくともいずれか一方が移動可能であり、
前記フローセルと前記対物レンズとの少なくともいずれか一方を移動させることにより、異なる複数の位置において複数の前記静止画像を撮像し、
前記複数の静止画像の平均輝度値に基づいて、前記撮像部の焦点調整を行う、請求項2に記載の粒子画像分析装置。 The imaging unit includes an objective lens,
At least one of the flow cell or the objective lens is movable;
By moving at least one of the flow cell and the objective lens, the plurality of still images are captured at different positions,
The particle image analysis apparatus according to claim 2, wherein focus adjustment of the imaging unit is performed based on an average luminance value of the plurality of still images.
前記ステッピングモータを制御するための制御部とをさらに備え、
前記制御部により前記ステッピングモータの入力パルス数を制御することによって、前記フローセルまたは前記対物レンズの少なくとも一方の移動制御が行われる、請求項3〜6のいずれか1項に記載の粒子画像分析装置。 A stepping motor for moving at least one of the flow cell and the objective lens;
A control unit for controlling the stepping motor;
The particle image analyzer according to any one of claims 3 to 6, wherein movement control of at least one of the flow cell and the objective lens is performed by controlling the number of input pulses of the stepping motor by the control unit. .
The particle image analyzer according to any one of claims 1 to 8, wherein the size and shape of particles used for focus adjustment of the imaging unit are substantially uniform.
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- 2006-05-15 JP JP2006135392A patent/JP2007304059A/en not_active Withdrawn
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