JP2008051773A - Fluorescence image acquisition device and fluorescence image acquisition method - Google Patents

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浩 田邉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescence image acquisition device and a fluorescence image acquisition method capable of acquiring suitably a fluorescence observation image of a sample with high resolution. <P>SOLUTION: This fluorescence image acquisition device has a configuration equipped with a sample stage 15, an image acquisition part 30 including an imaging device 31 for acquiring an image using a prescribed direction as a longitudinal direction, a fluorescence optical system unit 44 including a dichroic mirror 45 for vertical illumination by excitation light from an excitation light source 40, a scanning part for acquiring a partial image by scanning the sample S by the imaging device 31 repeatedly in a plurality of times, an image synthesis part for generating the fluorescence observation image of the sample S by synthesizing a plurality of partial images, a correction data storage part 76 for storing shading correction data in correspondence with the optical system unit 44, and an image correction processing part 75 for performing shading correction to each of the plurality of partial images on reference to the shading correction data. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料の蛍光観察画像を取得するための蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法に関するものである。   The present invention relates to a fluorescence image acquisition device and a fluorescence image acquisition method for acquiring a fluorescence observation image of a sample.

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。   In recent years, in the field of pathology and the like, a virtual microscope that can be operated as if a sample is being viewed with an actual microscope in a virtual space such as a personal computer is known. The sample data handled by this virtual microscope is based on image data of a sample acquired in advance with high resolution using an actual microscope.

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。このような高解像度の画像取得には、例えば、撮像装置で試料を2次元に走査することによって、試料全体に対する観察画像を取得する方法が用いられている。また、このような画像取得装置での画像取得の対象となる試料としては、吸光性の色素で染色された試料の観察画像に加えて、蛍光性の色素で染色された試料を対象とする蛍光観察画像の取得が検討されている(例えば、特許文献1:特開2005−164815号公報、特許文献2:特表2004−514920号公報参照)。
特開2005−164815号公報 特表2004−514920号公報 特開2004−347454号公報
As described above, an image acquisition apparatus that acquires image data of a sample used in a virtual microscope is required to acquire an image of the sample with a sufficiently high resolution in order to realize an image operation with the virtual microscope. For such high-resolution image acquisition, for example, a method of acquiring an observation image for the entire sample by scanning the sample two-dimensionally with an imaging device is used. In addition to the observation image of the sample stained with the light-absorbing dye, the sample that is the target of image acquisition with such an image acquisition device is a fluorescence that targets the sample stained with the fluorescent dye. Acquisition of observation images has been studied (for example, see Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-164815, Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2004-514920).
JP 2005-164815 A JP-T-2004-514920 JP 2004-347454 A

上記した高解像度の画像取得方法としては、具体的には例えば、所定の方向を長手方向とする画像を取得する撮像装置を用い、この撮像装置によって試料を長手方向に直交する方向に走査して部分画像を取得するとともに、この部分画像の取得を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を取得する方法がある。この場合、得られた複数の部分画像を並べて合成することで、高解像度の試料の蛍光観察画像を取得することが可能である。   As the above-described high-resolution image acquisition method, specifically, for example, an imaging device that acquires an image having a predetermined direction as a longitudinal direction is used, and a sample is scanned in a direction orthogonal to the longitudinal direction by the imaging device. There is a method for acquiring a plurality of partial images by acquiring a partial image and repeating the acquisition of the partial image a plurality of times while shifting the imaging position. In this case, it is possible to obtain a fluorescence observation image of a high-resolution sample by arranging the obtained partial images side by side.

一方、試料の蛍光観察画像を取得するための蛍光顕微鏡では、試料を載置する試料ステージと画像を取得する撮像装置との間に設けられたダイクロイックミラーを用いて、試料に励起光を照射する落射照明の構成が用いられる。このような構成では、ダイクロイックミラーを含む励起光照射光学系、あるいは画像取得に用いられる撮像装置等に起因して、得られる画像においてシェーディングが発生する(特許文献3:特開2004−347454号公報参照)。このようなシェーディングの影響は、上記したように複数の部分画像を合成して蛍光観察画像を生成するような場合に、例えば隣接する部分画像の境界で不自然な画像変化が生じるなど、顕著に現れる。   On the other hand, in a fluorescence microscope for acquiring a fluorescence observation image of a sample, the sample is irradiated with excitation light using a dichroic mirror provided between a sample stage on which the sample is placed and an imaging device for acquiring the image. An epi-illumination configuration is used. In such a configuration, shading occurs in an obtained image due to an excitation light irradiation optical system including a dichroic mirror, an imaging device used for image acquisition, or the like (Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-347454). reference). The effect of such shading is noticeable when, for example, a fluorescence observation image is generated by combining a plurality of partial images as described above, such as an unnatural image change at the boundary between adjacent partial images. appear.

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、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適に取得することが可能な蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a fluorescence image acquisition apparatus and a fluorescence image acquisition method capable of suitably acquiring a fluorescence observation image of a sample at high resolution. For the purpose.

このような目的を達成するために、本発明による蛍光画像取得装置は、(1)蛍光測定の対象となる試料を載置する試料ステージと、(2)試料の蛍光観察画像として、第1の方向を長手方向とする1次元画像または2次元画像を取得する撮像装置を含む画像取得手段と、(3)試料に対して蛍光測定用の励起光を供給する励起光供給手段と、(4)励起光供給手段からの励起光を反射して試料へと照射するとともに、試料からの蛍光を画像取得手段へと通過させるダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニットと、(5)撮像装置によって試料を第2の方向に走査して部分画像を取得するとともに、この部分画像の取得を第1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を取得するように、試料ステージと画像取得手段との位置関係を調整する走査手段と、(6)複数の部分画像を第1の方向に並べて合成することで、試料の蛍光観察画像を生成する画像合成手段と、(7)撮像装置によって取得される画像に対するシェーディング補正データを、蛍光光学系ユニットに対応させて記憶する補正データ記憶手段と、(8)補正データ記憶手段に記憶されたシェーディング補正データを参照して、複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行う画像補正処理手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the fluorescence image acquisition apparatus according to the present invention includes (1) a sample stage on which a sample to be subjected to fluorescence measurement is placed, and (2) a first fluorescence observation image of the sample. Image acquisition means including an imaging device for acquiring a one-dimensional image or a two-dimensional image whose direction is the longitudinal direction, (3) excitation light supply means for supplying excitation light for fluorescence measurement to the sample, and (4) A fluorescent optical system unit including a dichroic mirror that reflects the excitation light from the excitation light supply means to irradiate the sample and passes the fluorescence from the sample to the image acquisition means; The sample stage and the image are acquired so as to acquire a partial image by scanning in the direction of 2 and repeatedly acquiring the partial image a plurality of times while shifting the imaging position along the first direction. Scanning means for adjusting the positional relationship with the acquisition means, (6) image synthesizing means for generating a fluorescence observation image of the sample by arranging and synthesizing a plurality of partial images in the first direction, and (7) an imaging device. Correction data storage means for storing the shading correction data for the image acquired in accordance with the fluorescence optical system unit, and (8) a plurality of partial images with reference to the shading correction data stored in the correction data storage means And an image correction processing means for performing shading correction for each of the above.

また、本発明による蛍光画像取得方法は、(a)試料ステージ上に載置された試料を蛍光測定の対象とし、試料の蛍光観察画像として、画像取得手段に含まれる撮像装置によって第1の方向を長手方向とする1次元画像または2次元画像を取得する画像取得ステップと、(b)試料に対して蛍光測定用の励起光を供給し、励起光を反射して試料へと照射するとともに、試料からの蛍光を画像取得手段へと通過させるダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニットを介して励起光を試料へと照射する励起光照射ステップと、(c)撮像装置によって試料を第2の方向に走査して部分画像を取得するとともに、この部分画像の取得を第1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を取得するように、試料ステージと画像取得手段との位置関係を調整する走査ステップと、(d)複数の部分画像を第1の方向に並べて合成することで、試料の蛍光観察画像を生成する画像合成ステップと、(e)撮像装置によって取得される画像に対するシェーディング補正データを、蛍光光学系ユニットに対応させて記憶する補正データ記憶ステップと、(f)補正データ記憶ステップで記憶されたシェーディング補正データを参照して、複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行う画像補正処理ステップとを備えることを特徴とする。   In the fluorescence image acquisition method according to the present invention, (a) a sample placed on a sample stage is a target for fluorescence measurement, and a fluorescence observation image of the sample is obtained in the first direction by an imaging device included in the image acquisition unit. And (b) supplying excitation light for fluorescence measurement to the sample, reflecting the excitation light and irradiating the sample, An excitation light irradiation step of irradiating the sample with excitation light via a fluorescence optical system unit including a dichroic mirror that passes fluorescence from the sample to the image acquisition means; and (c) the sample is moved in the second direction by the imaging device. A sample stage that scans and acquires partial images, and acquires the partial images by repeating the acquisition several times while shifting the imaging position along the first direction. A scanning step for adjusting the positional relationship with the image acquisition means; (d) an image combining step for generating a fluorescence observation image of the sample by combining a plurality of partial images in a first direction; and (e) imaging. A correction data storage step for storing shading correction data for an image acquired by the apparatus in association with the fluorescence optical system unit; and (f) a plurality of portions with reference to the shading correction data stored in the correction data storage step. And an image correction processing step for performing shading correction for each of the images.

上記した蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法においては、試料の画像を取得する画像取得手段において、第1の方向を長手方向とする画像を取得する撮像装置を用いる。そして、この撮像装置によって第2の方向を走査方向として、撮像位置をずらしながら試料を複数回走査し、得られた複数の部分画像を合成することで試料の蛍光観察画像を取得している。これにより、試料の蛍光観察画像を充分に高い解像度で効率良く取得することが可能となる。   In the fluorescent image acquisition device and the fluorescent image acquisition method described above, an image acquisition unit that acquires an image of a sample uses an imaging device that acquires an image having a first direction as a longitudinal direction. The imaging apparatus scans the sample a plurality of times while shifting the imaging position with the second direction as the scanning direction, and obtains a fluorescence observation image of the sample by synthesizing the obtained partial images. Thereby, it is possible to efficiently acquire a fluorescence observation image of the sample with sufficiently high resolution.

さらに、試料に対して励起光を照射する励起光照射光学系を、ダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニット(蛍光キューブ)を用いた落射照明光学系として構成するとともに、蛍光光学系ユニットに対応させてシェーディング補正データを用意して、複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行っている。ここで、試料の蛍光測定においては、対象とする試料の種類や蛍光測定の種類等により、使用する蛍光光学系ユニットを交換する場合がある。これに対して、上記構成によれば、蛍光光学系ユニット毎に最適なシェーディング補正を行うことができる。これにより、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適な状態で取得することが可能となる。   Furthermore, the excitation light irradiation optical system for irradiating the sample with excitation light is configured as an epi-illumination optical system using a fluorescence optical system unit (fluorescence cube) including a dichroic mirror, and is adapted to the fluorescence optical system unit. Shading correction data is prepared, and shading correction is performed for each of a plurality of partial images. Here, in the fluorescence measurement of the sample, the fluorescence optical system unit to be used may be exchanged depending on the type of the target sample and the type of fluorescence measurement. On the other hand, according to the above configuration, it is possible to perform the optimum shading correction for each fluorescence optical system unit. This makes it possible to acquire a fluorescence observation image of the sample with high resolution in a suitable state.

撮像装置による試料の走査については、蛍光画像取得装置は、走査手段が、撮像装置が取得する画像の長手方向となる第1の方向に直交する方向を、試料の走査方向となる第2の方向とすることが好ましい。同様に、蛍光画像取得方法は、走査ステップにおいて、撮像装置が取得する画像の長手方向となる第1の方向に直交する方向を、試料の走査方向となる第2の方向とすることが好ましい。   Regarding the scanning of the sample by the imaging apparatus, the fluorescence image acquisition apparatus has a second direction in which the scanning unit is set to a direction orthogonal to the first direction that is the longitudinal direction of the image acquired by the imaging apparatus. It is preferable that Similarly, in the fluorescence image acquisition method, in the scanning step, a direction orthogonal to the first direction that is the longitudinal direction of the image acquired by the imaging device is preferably the second direction that is the scanning direction of the sample.

また、蛍光画像取得装置は、補正データ記憶手段が、撮像装置によって取得される画像に対するダーク補正データを、撮像装置での露光時間に対応させて記憶するとともに、画像補正処理手段は、シェーディング補正に加えて、補正データ記憶手段に記憶されたダーク補正データを参照して、複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うことが好ましい。   In the fluorescence image acquisition device, the correction data storage unit stores dark correction data for the image acquired by the imaging device in correspondence with the exposure time in the imaging device, and the image correction processing unit performs shading correction. In addition, it is preferable to perform dark correction on each of the plurality of partial images with reference to the dark correction data stored in the correction data storage means.

同様に、蛍光画像取得方法は、補正データ記憶ステップにおいて、撮像装置によって取得される画像に対するダーク補正データを、撮像装置での露光時間に対応させて記憶するとともに、画像補正処理ステップにおいて、シェーディング補正に加えて、補正データ記憶ステップで記憶されたダーク補正データを参照して、複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うことが好ましい。   Similarly, in the fluorescence image acquisition method, dark correction data for an image acquired by the imaging device is stored in correspondence with the exposure time in the imaging device in the correction data storage step, and shading correction is performed in the image correction processing step. In addition, it is preferable to perform dark correction on each of the plurality of partial images with reference to the dark correction data stored in the correction data storage step.

このように撮像装置で取得される画像に対してシェーディング補正に加えてダーク補正を行うことにより、得られる試料の蛍光観察画像を、より高精度な画像とすることが可能となる。また、画像取得における露光時間に対応させてダーク補正データを用意することにより、設定された露光時間に応じて最適なダーク補正を行うことができる。   In this way, by performing dark correction in addition to shading correction on an image acquired by the imaging apparatus, it is possible to obtain a fluorescence observation image of the obtained sample as a more accurate image. Also, by preparing dark correction data corresponding to the exposure time in image acquisition, optimal dark correction can be performed according to the set exposure time.

また、試料の蛍光観察画像の取得に用いられる画像取得手段は、試料からの蛍光を異なる3つの波長成分に分解する波長分解光学系を有するとともに、撮像装置として、波長分解光学系によって分解された3つの波長成分のそれぞれによる蛍光観察画像を取得する3つの撮像装置を含むことが好ましい。このような構成では、3つの撮像装置は、異なる波長成分(色成分)によってそれぞれ形成される試料の光像を取得する。これにより、3つの撮像装置のそれぞれで取得された光像に基づいて、試料のカラーでの蛍光観察画像を取得することが可能となる。   Further, the image acquisition means used for acquiring the fluorescence observation image of the sample has a wavelength resolving optical system that decomposes fluorescence from the sample into three different wavelength components, and is decomposed by the wavelength resolving optical system as an imaging device. It is preferable to include three imaging devices that acquire fluorescence observation images based on the three wavelength components. In such a configuration, the three imaging devices acquire optical images of samples formed by different wavelength components (color components), respectively. Thereby, it becomes possible to acquire the fluorescence observation image in the color of the sample based on the optical image acquired by each of the three imaging devices.

この場合、蛍光画像取得装置は、補正データ記憶手段が、3つの撮像装置のそれぞれによって取得される画像に対する3種類のシェーディング補正データを記憶することが好ましい。同様に、蛍光画像取得方法は、補正データ記憶ステップにおいて、3つの撮像装置のそれぞれによって取得される画像に対する3種類のシェーディング補正データを記憶することが好ましい。これにより、画像取得手段に含まれる3つの撮像装置のそれぞれにおいて、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適な状態で取得することが可能となる。   In this case, in the fluorescence image acquisition device, it is preferable that the correction data storage means store three types of shading correction data for images acquired by each of the three imaging devices. Similarly, in the fluorescence image acquisition method, it is preferable to store three types of shading correction data for images acquired by each of the three imaging devices in the correction data storage step. Thereby, in each of the three imaging devices included in the image acquisition unit, it is possible to acquire the fluorescence observation image of the sample at a high resolution in a suitable state.

また、画像取得手段における撮像装置については、第1の方向を長手方向とする1次元画像の取得が可能な1次元センサ、または第1の方向を長手方向とする2次元画像の取得及びTDI駆動が可能な2次元センサである構成を用いることが好ましい。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走査することで、試料の蛍光観察画像を充分に高解像度で効率良く取得することが可能となる。   As for the imaging device in the image acquisition means, a one-dimensional sensor capable of acquiring a one-dimensional image having the first direction as the longitudinal direction, or acquiring a two-dimensional image having the first direction as the longitudinal direction and TDI driving. It is preferable to use a configuration which is a two-dimensional sensor capable of According to such a configuration, it is possible to efficiently obtain a fluorescence observation image of a sample with sufficiently high resolution by scanning the sample with a one-dimensional sensor or a TDI-driven two-dimensional sensor.

また、画像取得手段における撮像装置は、アレイ状に配列された複数の画素を有し、画素において光入射量に応じて生成された電荷を出力する光検出手段と、光検出手段に対して複数の画素の一方の配列方向に沿って設けられ、配列方向について分割された複数の部分電荷転送部を有する電荷転送手段とを有し、複数の部分電荷転送部のそれぞれは、光検出手段のうちの所定の光検出領域内にある画素からの電荷を出力方向に転送して出力端から出力する構成を用いても良い。   In addition, the imaging device in the image acquisition unit includes a plurality of pixels arranged in an array, and a plurality of light detection units that output charges generated according to the amount of light incident on the pixels, and a plurality of light detection units. Charge transfer means having a plurality of partial charge transfer sections divided along the arrangement direction, each of the plurality of partial charge transfer sections being included in the light detection means. Alternatively, a configuration may be used in which charges from pixels in the predetermined light detection region are transferred in the output direction and output from the output end.

上記構成の撮像装置では、光検出手段の複数の画素、または光検出手段を構成する複数の垂直シフトレジスタからの電荷が並列に入力される電荷転送手段を、それぞれが出力端を有する複数の部分電荷転送部に分割したマルチタップ構造が採用されている。このような構成では、光検出手段の各画素において生成された電荷の読み出しが高速化される。また、得られる画像に対して上記のようにシェーディング補正を行うことにより、隣接するタップ間での不自然な画像変化の発生が防止される。   In the imaging apparatus having the above-described configuration, the plurality of pixels each having an output end are provided with a plurality of pixels of the light detection means or charge transfer means to which charges from a plurality of vertical shift registers constituting the light detection means are input in parallel. A multi-tap structure divided into charge transfer units is employed. With such a configuration, reading of the charges generated in each pixel of the light detection means is speeded up. Further, by performing the shading correction on the obtained image as described above, an unnatural image change between adjacent taps can be prevented.

本発明の蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法によれば、試料の画像取得に第1の方向を長手方向とする画像を取得する撮像装置を用い、この撮像装置によって試料を第2の方向に複数回走査し、得られた複数の部分画像を合成することで試料の蛍光観察画像を取得するとともに、試料に対して励起光を照射する光学系をダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニットを用いた落射照明光学系として構成し、かつ、蛍光光学系ユニットに対応させてシェーディング補正データを用意して、複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行うことにより、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適な状態で取得することが可能となる。   According to the fluorescence image acquisition device and the fluorescence image acquisition method of the present invention, an image pickup device that acquires an image having the first direction as the longitudinal direction is used for image acquisition of the sample, and the sample is moved in the second direction by the image pickup device. Fluorescence optical system unit including a dichroic mirror is used as the optical system for irradiating the sample with excitation light. Fluorescent observation image of the sample at high resolution by configuring shading correction data corresponding to the fluorescence optical system unit and performing shading correction for each of the partial images Can be acquired in a suitable state.

以下、図面とともに本発明による蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法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。   Hereinafter, preferred embodiments of a fluorescence image acquisition device and a fluorescence image acquisition method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.

まず、蛍光画像取得装置の全体構成について説明する。図1は、本発明による蛍光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。本実施形態による蛍光画像取得装置は、試料Sの蛍光観察画像を高解像度で取得するために用いられる蛍光顕微鏡システムであり、試料Sの蛍光観察画像取得を行う顕微鏡装置10と、顕微鏡装置10における画像取得の制御等を行う制御装置60とを備える。蛍光測定の対象となる試料Sとしては、例えば、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、スライドガラスに蛍光性の色素で染色された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。   First, the overall configuration of the fluorescence image acquisition device will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a fluorescence image acquisition apparatus according to the present invention. The fluorescence image acquisition apparatus according to the present embodiment is a fluorescence microscope system used for acquiring a fluorescence observation image of a sample S with high resolution. The microscope apparatus 10 that acquires the fluorescence observation image of the sample S, and the microscope apparatus 10 And a control device 60 that performs control of image acquisition and the like. As the sample S to be subjected to fluorescence measurement, for example, a slide in which a biological sample such as a tissue section stained with a fluorescent dye is sealed on a slide glass when acquiring image data used in a virtual microscope ( An example is a preparation).

顕微鏡装置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。   The microscope apparatus 10 includes a sample storage unit 11, a macro image acquisition unit 20, and a micro image acquisition unit 30. The sample storage unit 11 is storage means configured to be capable of storing a plurality of samples (for example, a plurality of slides each sealed with a biological sample) S that are objects of image acquisition. The sample storage unit 11 is provided with a door 12 used for storing and taking out the sample S by an operator. In the present embodiment, an interlock mechanism 13 is provided to prevent the door 12 from being accidentally opened during image acquisition.

マクロ画像取得部20は、試料Sの低倍率画像である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、蛍光観察画像であるミクロ画像の取得に先立って、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。マクロ画像は、例えば、試料Sの蛍光観察画像を取得する際の撮像条件を設定するために、必要に応じて用いられる。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照射するマクロ用光源25が設置されている。   The macro image acquisition unit 20 is a first image acquisition unit for acquiring a macro image that is a low-magnification image of the sample S. In the image acquisition unit 20, a macro image with a low resolution corresponding to the entire image of the sample S is acquired prior to acquisition of a micro image that is a fluorescence observation image. For example, the macro image is used as necessary in order to set an imaging condition when acquiring a fluorescence observation image of the sample S. Further, a macro light source 25 that irradiates light for generating a light image of the sample S at the time of macro image acquisition is installed in the macro image acquisition unit 20.

一方、ミクロ画像取得部30は、試料Sの高倍率画像である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。本実施形態においては、後述するように、このミクロ画像取得部30が、試料Sの高解像度での蛍光観察画像を取得するための撮像装置を含む画像取得手段として機能する。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照射するミクロ用光源35が設置されている。   On the other hand, the micro image acquisition unit 30 is a second image acquisition unit for acquiring a micro image that is a high-magnification image of the sample S. In the image acquisition unit 30, a micro image of the target sample S at a high resolution is acquired. In the present embodiment, as will be described later, the micro image acquisition unit 30 functions as an image acquisition unit including an imaging device for acquiring the fluorescence observation image of the sample S at a high resolution. Further, a micro light source 35 that irradiates light for generating a light image of the sample S at the time of micro image acquisition is installed in the micro image acquisition unit 30.

また、顕微鏡装置10には、顕微鏡装置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での試料S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、必要に応じて試料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。   In addition, the microscope apparatus 10 is provided with a sample transport unit 14 and a sample stage 15 as sample moving means for moving the sample S between positions in the microscope apparatus 10. The sample transport unit 14 transports the sample S between the storage position of the sample S in the sample storage unit 11 and the image acquisition positions in each of the macro image acquisition unit 20 and the micro image acquisition unit 30 as necessary. It is the conveyance means to do. The sample stage 15 is used for setting and adjusting the image acquisition position of the sample S while the sample S is placed when acquiring a macro image or a micro image.

制御装置60は、顕微鏡装置10における画像取得動作の制御、画像取得条件の設定、及び取得された試料Sの画像データの処理等を行う制御手段である。制御装置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、この制御装置60に対して、表示装置71、及び入力装置72が接続されている。表示装置71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72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。   The control device 60 is a control unit that performs control of an image acquisition operation in the microscope apparatus 10, setting of image acquisition conditions, processing of acquired image data of the sample S, and the like. The control device 60 is configured by a computer including a CPU and a storage device such as a necessary memory and a hard disk. A display device 71 and an input device 72 are connected to the control device 60. The display device 71 is, for example, a CRT display or a liquid crystal display, and is used for displaying an operation screen necessary for the operation of the image acquisition device, displaying an image of the acquired sample S, or the like. The input device 72 is, for example, a keyboard or a mouse, and is used for inputting information necessary for image acquisition, inputting instructions for an image acquisition operation, and the like.

図1に示した画像取得装置の構成について、さらに説明する。図2は、蛍光画像取得装置における顕微鏡装置10、及び制御装置60の構成の一例を示すブロック図である。また、図3は、顕微鏡装置10におけるマクロ画像取得用の光学系の構成の一例を概略的に示す図である。また、図4は、顕微鏡装置10におけるミクロ画像取得用(高解像度での蛍光観察画像取得用)の光学系の構成の一例を概略的に示す図である。   The configuration of the image acquisition apparatus shown in FIG. 1 will be further described. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the microscope apparatus 10 and the control apparatus 60 in the fluorescence image acquisition apparatus. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of an optical system for obtaining a macro image in the microscope apparatus 10. FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the configuration of an optical system for micro image acquisition (for high-resolution fluorescence observation image acquisition) in the microscope apparatus 10.

ここで、図3及び図4中に示すように、顕微鏡装置10の構成について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、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。また、本顕微鏡装置10において画像取得の対象となる試料Sは、上述したように、例えば蛍光性の色素で染色された生体サンプルが密封されたスライドである。   Here, as shown in FIGS. 3 and 4, in the configuration of the microscope apparatus 10, two directions orthogonal to each other in the horizontal direction are defined as an X-axis direction and a Y-axis direction, and a vertical direction orthogonal to the horizontal direction is defined as a Z-axis direction. To do. Of these, the Z-axis direction, which is the vertical direction, is the direction of the optical axis for image acquisition in the microscope system. In FIG. 2, the sample storage unit 11, the sample transport unit 14, and the like are not shown. In addition, as described above, the sample S that is an object of image acquisition in the microscope apparatus 10 is a slide in which a biological sample stained with, for example, a fluorescent pigment is sealed.

蛍光測定の対象となる試料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(水平方向)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。   The sample S to be subjected to fluorescence measurement is placed on the sample stage 15 when the image acquisition units 20 and 30 acquire images. The sample stage 15 is configured as an XY stage that can move in the X-axis direction and the Y-axis direction (horizontal direction) using a stepping motor, a DC motor, a servo motor, or the like. In such a configuration, the image acquisition position with respect to the sample S in the image acquisition units 20 and 30 is set and adjusted by driving the sample stage 15 in the XY plane. In the present embodiment, the sample stage 15 is movable between an image acquisition position in the macro image acquisition unit 20 and an image acquisition position in the micro image acquisition unit 30.

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、図3に示すように、光軸20aに対して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照明手段である。   With respect to the macro image acquisition position for acquiring the macro image of the sample S, as shown in FIG. 3, the macro image acquisition unit 20 and the macro light source 25 are respectively installed at predetermined positions with respect to the optical axis 20a. . The macro light source 25 is illumination means for irradiating the sample S with light for generating a macro image acquisition light image.

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センサなどのマクロ用撮像装置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。   The macro image acquisition unit 20 is configured using a macro imaging device 21 such as a two-dimensional CCD sensor capable of acquiring a two-dimensional image from an optical image of the sample S. An imaging optical system 22 is provided between the macro image acquisition position where the sample S is arranged and the imaging device 21 as an optical system for guiding the optical image of the sample S.

図3に示す構成例においては、マクロ用光源25として、暗視野光源26、及び明視野光源27の2つの光源が設けられている。これらのうち、マクロ用暗視野光源26は、試料Sのマクロ画像として試料Sからの散乱光を検出することによる暗視野マクロ画像を取得する際に用いられる暗視野照明手段であり、マクロ画像を取得する際の光軸と直交する面に対して、マクロ画像取得部20とは反対側から斜めに光を照射する位置に配置されている。   In the configuration example shown in FIG. 3, two light sources, a dark field light source 26 and a bright field light source 27, are provided as the macro light source 25. Among these, the macro dark field light source 26 is dark field illumination means used when acquiring a dark field macro image by detecting scattered light from the sample S as a macro image of the sample S. It arrange | positions in the position which irradiates light diagonally from the opposite side to the macro image acquisition part 20 with respect to the surface orthogonal to the optical axis at the time of acquisition.

具体的には、図3に示す構成においては、暗視野光源26は、光軸20aに対して、試料Sの斜め下方から光を照射する位置に斜光照明手段として設置されている。このような暗視野光源26によれば、蛍光性の色素で染色された試料Sが画像取得の対象となっている場合でも、試料Sのマクロ画像を充分なコントラストで好適に取得することができる。このような高コントラストのマクロ画像は、蛍光観察画像であるミクロ画像を取得する際の画像取得範囲などの撮像条件の設定に利用する上で有効であり、蛍光観察画像の撮像条件を確実に設定することが可能となる。   Specifically, in the configuration shown in FIG. 3, the dark field light source 26 is installed as oblique illumination means at a position where light is irradiated from an obliquely lower side of the sample S with respect to the optical axis 20a. According to such a dark field light source 26, a macro image of the sample S can be suitably acquired with sufficient contrast even when the sample S stained with a fluorescent dye is an object of image acquisition. . Such a high-contrast macro image is effective for setting imaging conditions such as the image acquisition range when acquiring a micro image that is a fluorescence observation image, and reliably sets the imaging conditions for the fluorescence observation image. It becomes possible to do.

また、本構成例では、マクロ用光源25として、暗視野光源26に加えて、明視野光源27が設置されている。マクロ用明視野光源27は、試料Sのマクロ画像として明視野マクロ画像を取得する際に用いられる明視野照明手段であり、試料ステージ15の下方に透過照明手段として設置されている。これらの暗視野光源26及び明視野光源27は、具体的な試料Sの状態等によって必要に応じて使い分けられる。   In this configuration example, a bright field light source 27 is installed as the macro light source 25 in addition to the dark field light source 26. The macro bright field light source 27 is a bright field illumination unit used when acquiring a bright field macro image as a macro image of the sample S, and is installed below the sample stage 15 as a transmission illumination unit. The dark field light source 26 and the bright field light source 27 are selectively used as needed depending on the specific state of the sample S and the like.

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、図4に示すように、光軸30aに対して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照明手段である。   On the other hand, as shown in FIG. 4, with respect to the micro image acquisition position for acquiring the micro image of the sample S, the micro image acquisition unit 30 and the micro light source 35 are installed at predetermined positions with respect to the optical axis 30a. ing. The micro light source 35 is an illuminating unit that irradiates the sample S with light for generating a micro image acquisition light image.

また、ミクロ画像取得部30は、試料Sの光像による高解像度の画像を取得可能なミクロ用撮像装置31を含んで構成されている。ミクロ用撮像装置31は、具体的には、所定の方向(第1の方向)を長手方向(長軸方向)とする1次元画像または2次元画像を取得可能な撮像装置であり、試料Sの蛍光観察画像、またはその他の高解像度での観察画像の取得に用いられる。   The micro image acquisition unit 30 includes a micro imaging device 31 that can acquire a high-resolution image based on an optical image of the sample S. Specifically, the micro imaging device 31 is an imaging device capable of acquiring a one-dimensional image or a two-dimensional image in which a predetermined direction (first direction) is a longitudinal direction (major axis direction). It is used to acquire a fluorescence observation image or other observation image at a high resolution.

このようなミクロ画像取得部30の撮像装置31に対し、試料ステージ15は、蛍光観察画像を取得する際に、撮像装置31によって試料Sを第2の方向に走査して部分画像を取得するように、試料ステージ15と画像取得部30との位置関係を調整する走査手段として機能する。さらに、試料ステージ15は、上記した部分画像の取得を第1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を取得するように、試料ステージ15と画像取得部30との位置関係を調整する。   For the imaging device 31 of such a micro image acquisition unit 30, the sample stage 15 scans the sample S in the second direction with the imaging device 31 to acquire a partial image when acquiring a fluorescence observation image. Furthermore, it functions as a scanning unit that adjusts the positional relationship between the sample stage 15 and the image acquisition unit 30. Furthermore, the sample stage 15 repeats the acquisition of the partial image described above a plurality of times while shifting the imaging position along the first direction so that the sample stage 15 and the image acquisition unit 30 acquire a plurality of partial images. Adjust the positional relationship.

ここで、撮像装置31による試料Sに対する撮像領域(視野)の長手方向となる第1の方向と、試料Sの走査方向となる第2の方向とは、XY面(水平面)内において互いに異なる方向、好ましくは互いに直交する方向として設定される。また、試料Sの高解像度での蛍光観察画像を取得する際の試料Sの走査方法については、詳しくは後述する。   Here, the first direction which is the longitudinal direction of the imaging region (field of view) with respect to the sample S by the imaging device 31 and the second direction which is the scanning direction of the sample S are different directions in the XY plane (horizontal plane). , Preferably set as directions orthogonal to each other. The scanning method of the sample S when acquiring the fluorescence observation image of the sample S with high resolution will be described in detail later.

また、試料ステージ15上で試料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の光像を撮像装置31へと導く光学系として、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からの光(例えば蛍光)を入射して、試料Sの光像(例えば蛍光像)を生成する。また、導光光学系34は、例えばチューブレンズによって構成され、対物レンズ32を通過した試料Sの蛍光像などの光像をミクロ用撮像装置31へと導く。   In addition, between the micro image acquisition position where the sample S is arranged on the sample stage 15 and the imaging device 31, an objective lens 32 and a guide are provided as an optical system that guides the optical image of the sample S to the imaging device 31. An optical optical system 34 is provided. The objective lens 32 receives light (for example, fluorescence) from the sample S and generates a light image (for example, fluorescence image) of the sample S. The light guide optical system 34 is constituted by, for example, a tube lens, and guides a light image such as a fluorescent image of the sample S that has passed through the objective lens 32 to the micro imaging device 31.

また、図4に示した構成では、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。   In the configuration shown in FIG. 4, a Z stage 33 using a stepping motor or a piezo actuator is provided for the objective lens 32, and the objective lens 32 is driven in the Z-axis direction by the Z stage 33. Thus, focusing on the sample S and the like are possible.

図4に示す構成例においては、ミクロ用光源35として、透過光源36、及び励起光源40の2つの光源が設けられている。これらのうち、透過光源36は、試料Sのミクロ画像として透過観察画像を取得する際に用いられる透過照明手段であり、透過照明光学系37とともに試料ステージ15の下方から光を照射するように設置されている。また、透過照明光学系37には、透過照明のON/OFFを切り換えるためのシャッタ38が設けられている。   In the configuration example shown in FIG. 4, two light sources, a transmissive light source 36 and an excitation light source 40, are provided as the micro light source 35. Among these, the transmission light source 36 is a transmission illumination means used when acquiring a transmission observation image as a micro image of the sample S, and is installed so as to irradiate light from below the sample stage 15 together with the transmission illumination optical system 37. Has been. The transmission illumination optical system 37 is provided with a shutter 38 for switching ON / OFF of the transmission illumination.

また、励起光源40は、試料Sのミクロ画像として試料Sで発生した蛍光による蛍光観察画像を取得する際に用いられる励起光供給手段であり、試料Sに対して蛍光測定用の励起光を供給する落射照明手段として構成されている。このような励起光源40は、例えば放電管を用いて構成される。また、この励起光源40に対し、試料Sへと励起光を照射するための光学系として、導光光学系42及び蛍光光学系ユニット44を含む励起光照射光学系41が設置されている。   The excitation light source 40 is excitation light supply means used when acquiring a fluorescence observation image by fluorescence generated in the sample S as a micro image of the sample S, and supplies excitation light for fluorescence measurement to the sample S. It is configured as an epi-illumination means. Such an excitation light source 40 is configured using, for example, a discharge tube. An excitation light irradiation optical system 41 including a light guide optical system 42 and a fluorescence optical system unit 44 is installed as an optical system for irradiating the excitation light to the sample S with respect to the excitation light source 40.

励起光照射光学系41のうちで励起光源40側の光学系部分を構成する導光光学系42には、励起光による落射照明のON/OFFを切り換えるためのシャッタ43が設けられている。また、蛍光光学系ユニット(蛍光キューブ)44は、励起光源40からの励起光を反射して試料ステージ15上の試料Sへと照射するとともに、試料Sからの蛍光を画像取得部30の撮像装置31へと通過させるダイクロイックミラー45を含んで構成されている。   Of the excitation light irradiation optical system 41, a light guide optical system 42 that constitutes an optical system portion on the excitation light source 40 side is provided with a shutter 43 for switching ON / OFF of epi-illumination by excitation light. Further, the fluorescence optical system unit (fluorescence cube) 44 reflects the excitation light from the excitation light source 40 and irradiates the sample S on the sample stage 15, and the fluorescence from the sample S is captured by the image acquisition unit 30. It includes a dichroic mirror 45 that passes through to 31.

また、この蛍光光学系ユニット44は、図4及び図5に示すように、ミクロ画像取得用の光軸30aに対して、光軸30aを含む挿入位置と、光軸30aを外れた待機位置との間で移動可能に構成されている。透過光源36からの透過照明によって試料Sの透過観察画像を取得する際には、図5(a)に示すように、光学系ユニット44は光軸30aを外れた待機位置(図4中に破線で示す位置)に配置される。一方、励起光源40からの落射照明によって試料Sの蛍光観察画像を取得する際には、図5(b)に示すように、光学ユニット44は光軸30aを含む挿入位置(図4中に実線で示す位置)に配置される。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the fluorescence optical system unit 44 includes an insertion position including the optical axis 30a and a standby position off the optical axis 30a with respect to the optical axis 30a for micro image acquisition. It is configured to be movable between. When a transmission observation image of the sample S is acquired by transmission illumination from the transmission light source 36, as shown in FIG. 5A, the optical system unit 44 is in a standby position off the optical axis 30a (broken line in FIG. 4). (Position indicated by). On the other hand, when acquiring a fluorescence observation image of the sample S by epi-illumination from the excitation light source 40, the optical unit 44 is inserted at the insertion position including the optical axis 30a (shown by a solid line in FIG. 4), as shown in FIG. (Position indicated by).

励起光照射光学系41のうちで蛍光光学系ユニット44以外の光学系部分については、具体的には様々な構成を用いて良い。そのような励起光照射光学系41の例として、励起光源40から試料Sへと照射される励起光の照射領域を整形するためのシリンドリカルレンズ系を含む構成を用いることができる。このシリンドリカルレンズ系は、図4に示した構成では、例えば導光光学系42内において設けられる。光学系41においてこのようなシリンドリカルレンズ系を用いることにより、試料Sに対する励起光の照射領域を、所定の方向を長手方向(長軸方向)とする領域に設定することができる。   For the optical system portion other than the fluorescence optical system unit 44 in the excitation light irradiation optical system 41, specifically, various configurations may be used. As an example of such an excitation light irradiation optical system 41, a configuration including a cylindrical lens system for shaping the irradiation region of the excitation light irradiated from the excitation light source 40 to the sample S can be used. In the configuration shown in FIG. 4, this cylindrical lens system is provided, for example, in the light guide optical system 42. By using such a cylindrical lens system in the optical system 41, the irradiation area of the excitation light with respect to the sample S can be set to an area having a predetermined direction as a longitudinal direction (long axis direction).

また、このシリンドリカルレンズ系を含む励起光照射光学系41は、試料Sでの励起光の照射領域と、撮像装置31による試料S上での撮像領域(撮像の視野)とで長軸方向が互いに一致するとともに、照射領域が撮像領域よりも広くなるように励起光を試料Sへと照射するように構成されることが好ましい。この場合、励起光照射光学系41は、試料Sでの撮像領域が励起光の照射領域内に含まれる照射条件で、励起光を試料Sへと照射することとなる。   In addition, the excitation light irradiation optical system 41 including this cylindrical lens system has a major axis direction that is different between the irradiation region of the excitation light on the sample S and the imaging region (imaging field of view) on the sample S by the imaging device 31. It is preferable that the sample S be configured to irradiate the excitation light so that the irradiation area is wider than the imaging area. In this case, the excitation light irradiation optical system 41 irradiates the sample S with the excitation light under the irradiation conditions in which the imaging region of the sample S is included in the excitation light irradiation region.

なお、試料Sと撮像装置31との間の光路上、あるいは励起光源40とダイクロイックミラー45との間の光路上には、必要に応じて励起光または蛍光を選択するための光フィルタを設置しても良い。また、このような励起フィルタあるいは蛍光フィルタなどの光フィルタについては、蛍光光学系ユニット44においてダイクロイックミラー45と一体に設ける構成としても良い。図4においては、そのような構成の例として、蛍光光学系ユニット44内において、ダイクロイックミラー45の励起光源40側に励起フィルタ45aを設け、試料ステージ15側に蛍光フィルタ45bを設けた構成を示している。   An optical filter for selecting excitation light or fluorescence is installed on the optical path between the sample S and the imaging device 31 or on the optical path between the excitation light source 40 and the dichroic mirror 45 as necessary. May be. Such an optical filter such as an excitation filter or a fluorescence filter may be provided integrally with the dichroic mirror 45 in the fluorescence optical system unit 44. In FIG. 4, as an example of such a configuration, a configuration in which an excitation filter 45a is provided on the excitation light source 40 side of the dichroic mirror 45 and a fluorescence filter 45b is provided on the sample stage 15 side in the fluorescence optical system unit 44 is shown. ing.

図6は、図4に示したミクロ画像取得用の光学系の構成の具体例を示す図である。本構成例では、励起光を供給する励起光源40として、放電管である水銀ランプ40aが用いられている。また、励起光源40と蛍光光学系ユニット44との間の導光光学系42は、シリンドリカルレンズ系46、フォーカスレンズ系47、及びコリメートレンズ系48の3つのレンズ系によって構成されている。   FIG. 6 is a diagram showing a specific example of the configuration of the optical system for obtaining a micro image shown in FIG. In this configuration example, a mercury lamp 40a, which is a discharge tube, is used as the excitation light source 40 that supplies excitation light. The light guide optical system 42 between the excitation light source 40 and the fluorescence optical system unit 44 is composed of three lens systems, a cylindrical lens system 46, a focus lens system 47, and a collimating lens system 48.

蛍光光学系ユニット44のダイクロイックミラー45等とともに励起光照射光学系41を構成するこれらのレンズ系46、47、48は、それぞれ1または複数のレンズによって構成されている。また、透過光源36と試料Sとの間の透過照明光学系37は、ライトガイド37a、コリメートレンズ37b、ミラー37c、及びコンデンサレンズ37dによって構成されている。   These lens systems 46, 47, and 48 that constitute the excitation light irradiation optical system 41 together with the dichroic mirror 45 and the like of the fluorescence optical system unit 44 are each constituted by one or a plurality of lenses. The transmission illumination optical system 37 between the transmission light source 36 and the sample S is constituted by a light guide 37a, a collimating lens 37b, a mirror 37c, and a condenser lens 37d.

試料Sの蛍光観察画像などのミクロ画像の取得に用いられるミクロ画像取得部30での撮像装置31としては、上記したように第1の方向を長手方向とする1次元画像または2次元画像を取得可能な撮像装置が用いられる。この撮像装置31としては、具体的には、第1の方向を長手方向とする1次元画像の取得が可能な1次元センサを用いることができる。あるいは、撮像装置31として、第1の方向を長手方向とする2次元画像の取得及びTDI駆動が可能な2次元センサを用いることができる。   As described above, the imaging device 31 in the micro image acquisition unit 30 used for acquiring a micro image such as a fluorescence observation image of the sample S acquires a one-dimensional image or a two-dimensional image having the first direction as the longitudinal direction as described above. Possible imaging devices are used. Specifically, a one-dimensional sensor capable of acquiring a one-dimensional image with the first direction as the longitudinal direction can be used as the imaging device 31. Alternatively, as the imaging device 31, a two-dimensional sensor capable of acquiring a two-dimensional image having the first direction as a longitudinal direction and TDI driving can be used.

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、マクロ用光源25である光源26、27、及びミクロ用光源35である光源36、40に対して、それらを駆動制御する制御手段としてステージ制御部16、マクロ用光源制御部17、及びミクロ用光源制御部18が設けられている。また、マクロ画像取得部20、ミクロ画像取得部30は、それぞれ撮像制御部の機能を含んで構成されている。   Control for driving these sample stage 15, macro image acquisition unit 20, micro image acquisition unit 30, light sources 26 and 27 that are macro light sources 25, and light sources 36 and 40 that are micro light sources 35. As means, a stage control unit 16, a macro light source control unit 17, and a micro light source control unit 18 are provided. The macro image acquisition unit 20 and the micro image acquisition unit 30 are configured to include the functions of the imaging control unit.

ステージ制御部16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、蛍光観察画像取得時の撮像装置31による試料Sの走査等を制御する。また、マクロ用光源制御部17は、暗視野光源26及び明視野光源27を駆動制御することにより、試料Sの暗視野マクロ画像及び明視野マクロ画像を取得する際の光の照射を制御する。また、ミクロ用光源制御部18は、透過光源36、励起光源40、及びシャッタ38、43を駆動制御することにより、試料Sの透過観察画像及び蛍光観察画像を取得する際の光の照射を制御する。   The stage control unit 16 drives and controls the sample stage 15 and the Z stage 33 that are XY stages, thereby setting and adjusting the imaging conditions for the sample S, scanning the sample S by the imaging device 31 when acquiring the fluorescence observation image, and the like. To control. Further, the macro light source control unit 17 controls the irradiation of light when acquiring the dark field macro image and the bright field macro image of the sample S by driving and controlling the dark field light source 26 and the bright field light source 27. In addition, the micro light source control unit 18 controls the irradiation of light when acquiring the transmission observation image and the fluorescence observation image of the sample S by drivingly controlling the transmission light source 36, the excitation light source 40, and the shutters 38 and 43. To do.

制御装置60は、マクロ画像取得制御部61及びミクロ画像取得制御部62を含む画像取得制御部と、マクロ画像処理部68及びミクロ画像処理部69を含む画像データ処理部と、撮像条件設定部65とを有している。画像取得制御部は、上記した制御部16〜18等を介して、顕微鏡装置10における試料Sの画像取得動作を制御する。   The control device 60 includes an image acquisition control unit including a macro image acquisition control unit 61 and a micro image acquisition control unit 62, an image data processing unit including a macro image processing unit 68 and a micro image processing unit 69, and an imaging condition setting unit 65. And have. The image acquisition control unit controls the image acquisition operation of the sample S in the microscope apparatus 10 through the above-described control units 16 to 18 and the like.

また、画像データ処理部には、画像データ通信I/F(インターフェイス)66、67を介して、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。また、画像データ処理部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で用いられる制御情報等は、必要に応じてデータ記憶部に記憶、保持される。   In addition, the image data processing unit includes the image data of the macro image acquired by the image acquisition unit 20 and the micro image acquired by the image acquisition unit 30 via the image data communication I / F (interfaces) 66 and 67. Image data is input, and necessary data processing is performed on these image data. In addition, image data input to the image data processing unit, various data and information obtained by processing the image data, or control information used in the image acquisition control unit are stored in the data storage unit as necessary. , Retained.

具体的には、画像取得制御部のマクロ画像取得制御部61は、ステージ制御部16、マクロ画像取得部20、及びマクロ用光源制御部17を介し、試料Sのマクロ画像取得位置の設定動作、マクロ画像取得部20の撮像装置21によるマクロ画像の取得動作、暗視野光源26による暗視野マクロ画像取得用の光の照射動作、及び明視野光源27による明視野マクロ画像取得用の光の照射動作を制御する。   Specifically, the macro image acquisition control unit 61 of the image acquisition control unit is configured to set the macro image acquisition position of the sample S via the stage control unit 16, the macro image acquisition unit 20, and the macro light source control unit 17. Macro-image acquisition operation by the imaging device 21 of the macro-image acquisition unit 20, dark-field macro image acquisition light irradiation operation by the dark-field light source 26, and bright-field macro image acquisition light irradiation operation by the bright-field light source 27 To control.

ミクロ画像取得制御部62は、ステージ制御部16、ミクロ画像取得部30、及びミクロ用光源制御部18を介し、試料Sのミクロ画像取得位置の設定動作、ミクロ画像取得部30の撮像装置31によるミクロ画像の取得動作、透過光源36による透過観察画像取得用の光の照射動作、励起光源40による蛍光観察画像取得用の励起光の照射動作、及び光学系ユニット44の移動動作を制御する。また、ミクロ画像取得制御部62は、撮像条件設定部65で設定された撮像条件を参照して、試料Sのミクロ画像の取得を制御する。   The micro image acquisition control unit 62 is configured to set the micro image acquisition position of the sample S via the stage control unit 16, the micro image acquisition unit 30, and the micro light source control unit 18, and the imaging device 31 of the micro image acquisition unit 30. The micro image acquisition operation, the light irradiation operation for transmitting observation image acquisition by the transmission light source 36, the excitation light irradiation operation for acquiring the fluorescence observation image by the excitation light source 40, and the movement operation of the optical system unit 44 are controlled. The micro image acquisition control unit 62 controls acquisition of the micro image of the sample S with reference to the imaging conditions set by the imaging condition setting unit 65.

マクロ画像処理部68には、マクロ用画像データ通信I/F66を介して、マクロ画像取得部20の撮像装置21によって取得された試料Sのマクロ画像の画像データが入力されている。この画像処理部68は、入力されたマクロ画像の画像データに対して補正、加工、記憶などの必要なデータ処理を実行する。   The macro image processing unit 68 receives image data of the macro image of the sample S acquired by the imaging device 21 of the macro image acquisition unit 20 via the macro image data communication I / F 66. The image processing unit 68 performs necessary data processing such as correction, processing, and storage on the image data of the input macro image.

ミクロ画像処理部69には、ミクロ用画像データ通信I/F67を介して、ミクロ画像取得部30の撮像装置31によって取得された試料Sのミクロ画像の画像データが入力されている。この画像処理部69は、画像処理部68と同様に、入力されたミクロ画像の画像データに対して補正、加工、記憶などの必要なデータ処理を実行する。本実施形態においては、ミクロ画像処理部69は、取得されたミクロ画像の画像データを用い、目的とする試料Sの高解像度の蛍光観察画像のデータである試料データを作成する。   The micro image processing unit 69 receives image data of the micro image of the sample S acquired by the imaging device 31 of the micro image acquisition unit 30 via the micro image data communication I / F 67. Similar to the image processing unit 68, the image processing unit 69 performs necessary data processing such as correction, processing, and storage on the input image data of the micro image. In the present embodiment, the micro image processing unit 69 uses the acquired micro image image data to create sample data that is high-resolution fluorescence observation image data of the target sample S.

撮像条件設定部65は、顕微鏡装置10のマクロ画像取得部20で取得された試料Sの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。撮像条件設定部65は、マクロ画像処理部68において必要な処理が行われたマクロ画像を参照し、試料Sの蛍光観察画像などのミクロ画像の撮像条件として、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲を設定する。あるいは、撮像条件設定部65は、必要に応じて他の撮像条件、例えば焦点合わせを実行するための焦点計測位置、画像取得範囲での対象物の画像取得についての焦点情報などの焦点関連情報を設定する。   The imaging condition setting unit 65 is a setting unit that sets the imaging condition of the micro image with reference to the macro image of the sample S acquired by the macro image acquisition unit 20 of the microscope apparatus 10. The imaging condition setting unit 65 refers to the macro image on which the necessary processing is performed in the macro image processing unit 68, and sets the imaging condition of the micro image such as the fluorescence observation image of the sample S in a range including the target of image acquisition. Set the corresponding image acquisition range. Alternatively, the imaging condition setting unit 65 may include other imaging conditions as necessary, for example, focus-related information such as a focus measurement position for performing focusing and focus information for acquiring an image of an object in an image acquisition range. Set.

また、本実施形態の蛍光画像取得装置においては、図4に示すように、蛍光観察画像を取得するためのミクロ画像取得部30に対し、画像補正処理部75と、補正データ記憶部76とが設けられている。補正データ記憶部76は、撮像装置31によって取得される画像に対するシェーディング補正データを記憶しておく記憶手段である。このシェーディング補正データは、試料Sに対する蛍光測定に適用される蛍光光学系ユニット44に対応させて補正データ記憶部76に記憶される。   Moreover, in the fluorescence image acquisition apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 4, with respect to the micro image acquisition unit 30 for acquiring a fluorescence observation image, an image correction processing unit 75 and a correction data storage unit 76 are provided. Is provided. The correction data storage unit 76 is a storage unit that stores shading correction data for an image acquired by the imaging device 31. The shading correction data is stored in the correction data storage unit 76 in correspondence with the fluorescence optical system unit 44 applied to the fluorescence measurement for the sample S.

また、画像補正処理部75は、補正データ記憶部76に記憶されたシェーディング補正データを参照して、撮像装置31で取得された画像に対してシェーディング補正を行う。具体的には、撮像装置31で試料Sを2次元に走査して得られた複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正が行われる。   The image correction processing unit 75 refers to the shading correction data stored in the correction data storage unit 76 and performs shading correction on the image acquired by the imaging device 31. Specifically, shading correction is performed for each of a plurality of partial images obtained by scanning the sample S two-dimensionally with the imaging device 31.

また、補正データ記憶部76は、必要に応じて、撮像装置31によって取得される画像に対するダーク補正データを、撮像装置31での露光時間に対応させて記憶しておくこととしても良い。この場合、画像補正処理部75は、シェーディング補正に加えて、補正データ記憶部76に記憶されたダーク補正データを参照して、複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うことが好ましい。   Further, the correction data storage unit 76 may store dark correction data for an image acquired by the imaging device 31 in correspondence with the exposure time in the imaging device 31 as necessary. In this case, the image correction processing unit 75 preferably performs dark correction on each of the plurality of partial images with reference to the dark correction data stored in the correction data storage unit 76 in addition to the shading correction.

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、蛍光観察画像などの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組織切片等の生体サンプル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、または蛍光性の色素で染色された生体サンプルを含む所定範囲の画像が取得される。   Here, acquisition of the macro image and the micro image of the sample S in the image acquisition units 20 and 30 will be described. The macro image acquisition unit 20 acquires a macro image that is an overall image of the sample S used for setting the imaging conditions of a micro image such as a fluorescence observation image. For example, when a slide in which a biological sample such as a tissue section is sealed on the above-described slide glass is used as the sample S, the macro image includes an image of a predetermined range including the whole slide or a biological sample stained with a fluorescent dye. Is acquired.

また、図3に示した構成の光学系では、マクロ画像の取得においては、対象となる試料Sの種類、あるいは取得しようとするマクロ画像の種類等に応じて、試料Sに対して斜め下方に配置された暗視野光源26による斜光照明、または試料Sの下方に配置された明視野光源27による透過照明が、適宜選択されて用いられる。   Further, in the optical system having the configuration shown in FIG. 3, in acquiring a macro image, the macro image is obliquely below the sample S depending on the type of the sample S to be acquired or the type of the macro image to be acquired. The oblique illumination by the arranged dark field light source 26 or the transmitted illumination by the bright field light source 27 arranged below the sample S is appropriately selected and used.

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、好ましくは図7(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カメラあるいはTDI駆動2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について、例えば、試料Sに対して平行なXY面内において、撮像装置31による撮像領域の長軸方向(第1の方向)をX軸方向、この長軸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による撮像領域の長軸方向に直交する方向、図7(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(第2の方向)となる。   The micro image acquisition unit 30 acquires a micro image of the sample S at a target resolution with reference to the set imaging conditions. The acquisition of the micro image is preferably performed by two-dimensionally scanning the sample S at a predetermined resolution higher than that of the macro image, as schematically shown in FIG. Here, regarding acquisition of a micro image using the imaging device 31 such as a one-dimensional CCD camera or a TDI-driven two-dimensional CCD camera, for example, in the XY plane parallel to the sample S, the length of the imaging region by the imaging device 31 The axial direction (first direction) is the X-axis direction, and the direction orthogonal to the long-axis direction is the Y-axis direction. At this time, in the micro image acquisition, the direction orthogonal to the major axis direction of the imaging region by the imaging device 31, and the negative direction of the Y axis in FIG. 7A is the scanning direction (second direction) with respect to the sample S. )

画像取得部30の撮像装置31を用いた蛍光観察画像の取得(画像取得ステップ)においては、まず、試料Sに対して、蛍光光学系ユニット44を含む励起光照射光学系41を介して励起光を照射するとともに(励起光照射ステップ)、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。   In acquisition of a fluorescence observation image using the imaging device 31 of the image acquisition unit 30 (image acquisition step), first, excitation light is applied to the sample S via the excitation light irradiation optical system 41 including the fluorescence optical system unit 44. (Excitation light irradiation step), the sample S on the sample stage 15 is scanned in the scanning direction by the imaging device 31 to obtain a strip-shaped partial image A having a desired resolution.

さらに、図7(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軸方向(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(走査ステップ)。このような試料Sの走査は、例えば、走査手段として機能する試料ステージ15を駆動して試料ステージ15と画像取得部30の撮像装置31との位置関係を調整することによって行われる。   Furthermore, as shown in FIG. 7A, such partial image acquisition is repeated a plurality of times while shifting the imaging position along the long axis direction (the positive direction of the X axis) of the imaging surface. Images A, B, ..., I are acquired (scanning step). Such scanning of the sample S is performed, for example, by driving the sample stage 15 that functions as a scanning unit and adjusting the positional relationship between the sample stage 15 and the imaging device 31 of the image acquisition unit 30.

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の全体の蛍光観察画像など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。   By combining the partial images A to I obtained in this way in the X-axis direction, a micro image such as an entire fluorescence observation image of the sample S can be generated. According to such a micro image acquisition method, the image data of the sample S can be preferably acquired with sufficiently high resolution.

なお、図7(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での撮像面に対応し、X軸方向を長軸方向とする試料S上での撮像領域を示している。また、このような撮像領域に対して、シリンドリカルレンズ系を含む励起光照射光学系41を用いている場合には、光学系41による励起光の照射領域は、図7(a)中において上記の撮像領域を囲む破線によって示すように、照射領域と撮像領域とで長軸方向が互いに一致するとともに、照射領域が撮像領域よりも広くなるように設定されることが好ましい。なお、このような励起光の照射領域については、励起光照射光学系41の具体的な構成に応じて、様々な領域に設定して良い。   In FIG. 7A, the region having the X-axis direction indicated by the oblique lines in the partial image A as the longitudinal direction corresponds to the imaging surface of the imaging device 31, and the X-axis direction is the long-axis direction. An imaging region on the sample S is shown. In addition, when the excitation light irradiation optical system 41 including a cylindrical lens system is used for such an imaging region, the irradiation region of the excitation light by the optical system 41 is the above-described region in FIG. As indicated by a broken line surrounding the imaging region, it is preferable that the major axis direction of the irradiation region and the imaging region coincide with each other and that the irradiation region is wider than the imaging region. Such excitation light irradiation regions may be set in various regions depending on the specific configuration of the excitation light irradiation optical system 41.

また、蛍光観察画像などのミクロ画像の撮像条件の設定については、撮像条件設定部65において、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、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蛍光観察画像を取得することが可能となる。   In addition, regarding the setting of the imaging conditions of the micro image such as the fluorescence observation image, the imaging condition setting unit 65 refers to the macro image acquired by the macro image acquisition unit 20 and the image acquisition range as the micro image imaging condition, It is preferable to set the focus measurement position. Thereby, it is possible to suitably set parameters used for micro image acquisition, and to acquire a fluorescence observation image of a sample in a good state with high resolution.

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7(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7(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、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1点または複数点の焦点計測位置につ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、焦点面、焦点マップ等を決定する。   Specifically, when the slide is the sample S as described above, as shown in FIG. 7B, the image acquisition range for the sample S is a rectangle including the biological sample L in the slide that is the target of image acquisition. It can be set by the shape range R. Two-dimensional scanning (see FIG. 7A) of the sample S in the micro image acquisition unit 30 is performed within the image acquisition range R set in this way. The focus measurement position is used when the micro image acquisition unit 30 acquires focus information for the sample S prior to acquisition of the micro image of the sample S. The micro image acquisition unit 30 performs focus measurement on the set one or a plurality of focus measurement positions to obtain a focus position, a focal plane, a focus map, and the like as focus information when acquiring a micro image of the sample S. decide.

図7(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。   FIG. 7B shows an example in which nine focus measurement positions are automatically set for setting a focus measurement position using a macro image. Here, the image acquisition range R previously set for the sample S is divided into 9 equal parts by 3 × 3, and nine focus measurement positions P are set by the center points of the respective areas.

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の範囲外にあるため、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。また、このような焦点計測位置については、自動ではなく操作者による手動で設定する構成としても良い。   In addition, here, among the nine focus measurement positions, eight of the initial positions are included in the range of the biological sample L that is the object of image acquisition, and thus are set as the focus measurement positions as they are. The On the other hand, since the lower left point is outside the range of the biological sample L, the focus measurement position at the lower left is focused on the position Q obtained by, for example, moving toward the center within the image acquisition range R. It may be set as a measurement position. Alternatively, such a position may be excluded from the focus measurement position. Further, such a focus measurement position may be set manually by an operator instead of automatically.

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などの撮像条件に基づいて、試料Sの蛍光観察画像などのミクロ画像の取得が行われる。   As in the example described above, when the sample S is a slide, with respect to the imaging conditions for acquiring the micro image, preferably, referring to the macro image acquired by the macro image acquisition unit 20 first, the micro image is obtained. As an image capturing condition, an image acquisition range R including the biological sample L and a focus measurement position P with a predetermined number of points are set. Then, the micro image acquisition unit 30 acquires focus information about a focus position or a focal plane with respect to the sample S based on the focus measurement position P, and captures the obtained focus information and the set image acquisition range R and the like. Based on the conditions, acquisition of a micro image such as a fluorescence observation image of the sample S is performed.

また、ミクロ画像処理部69における試料Sの蛍光観察画像の画像データの作成は、例えば図7(a)に示した複数の部分画像A、B、…、Iを元にして、図8に示すように行われる。ここでは、ミクロ画像取得部30の撮像装置31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、画像データ通信I/F67を介して制御装置60に入力される。   Further, the creation of the image data of the fluorescence observation image of the sample S in the micro image processing unit 69 is shown in FIG. 8 based on the plurality of partial images A, B,..., I shown in FIG. To be done. Here, as the image data of the micro image acquired by the imaging device 31 of the micro image acquisition unit 30, the image data group of the strip-shaped partial images A, B, C,... Is transmitted via the image data communication I / F 67. It is input to the control device 60.

ミクロ画像処理部69は、これらの複数の部分画像を撮像領域の長手方向に並べて合成することにより、試料Sの全体に対する蛍光観察画像となる画像データを生成して試料データとする(画像合成ステップ)。これにより、ミクロ画像処理部69は、複数の部分画像を合成して試料Sの蛍光観察画像を生成する画像合成手段として機能する。この画像処理部69によって生成された試料データは、例えば、バーチャル顕微鏡での蛍光観察画像データとして利用することができる。   The micro image processing unit 69 generates image data that becomes a fluorescence observation image for the entire sample S by combining the plurality of partial images in the longitudinal direction of the imaging region, and uses the image data as sample data (image combining step). ). Thereby, the micro image processing unit 69 functions as an image combining unit that generates a fluorescence observation image of the sample S by combining a plurality of partial images. The sample data generated by the image processing unit 69 can be used as fluorescence observation image data in a virtual microscope, for example.

また、本実施形態においては、撮像装置31で取得された複数の部分画像A、B、…、Iのそれぞれについてシェーディング補正、あるいはさらに必要に応じてダーク補正が行われる。補正データ記憶部76には、蛍光光学系ユニット44に対応したシェーディング補正データが記憶されて用意される(補正データ記憶ステップ)。また、シェーディング補正に加えてダーク補正を行う場合には、補正データ記憶部76には、設定された露光時間に対応したダーク補正データが記憶されて用意される。   In the present embodiment, shading correction or dark correction is performed as necessary for each of the plurality of partial images A, B,... The correction data storage unit 76 stores and prepares shading correction data corresponding to the fluorescence optical system unit 44 (correction data storage step). When dark correction is performed in addition to shading correction, dark correction data corresponding to the set exposure time is stored and prepared in the correction data storage unit 76.

画像補正処理部75は、これらのシェーディング補正データ、ダーク補正データを参照し、撮像装置31で取得された画像に対して必要なシェーディング補正、あるいはさらにダーク補正を行う(画像補正処理ステップ)。ここで使用される補正データについては、あらかじめ用意された補正データ、あるいは本測定に先立って予備的な測定を行って取得された補正データを用いることができる。   The image correction processing unit 75 refers to these shading correction data and dark correction data, and performs necessary shading correction or further dark correction on the image acquired by the imaging device 31 (image correction processing step). As the correction data used here, correction data prepared in advance or correction data obtained by performing a preliminary measurement prior to the main measurement can be used.

本実施形態による蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法の効果について説明する。   The effects of the fluorescence image acquisition device and the fluorescence image acquisition method according to the present embodiment will be described.

上記した蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法においては、試料Sの高解像度の画像を取得する画像取得手段であるミクロ画像取得部30において、第1の方向を長手方向とする画像を取得する撮像装置31を用いる。そして、この撮像装置31によって第2の方向を走査方向として、撮像位置を第1の方向にずらしながら試料Sを複数回走査し、得られた複数の部分画像をミクロ画像処理部69で合成することで試料Sの蛍光観察画像を取得している。これにより、試料Sの蛍光観察画像を充分に高い解像度で効率良く取得することが可能となる。   In the fluorescent image acquisition device and the fluorescent image acquisition method described above, the micro image acquisition unit 30 that is an image acquisition unit that acquires a high-resolution image of the sample S acquires an image having the first direction as the longitudinal direction. An imaging device 31 is used. Then, the imaging device 31 scans the sample S a plurality of times while shifting the imaging position in the first direction with the second direction as the scanning direction, and the micro image processing unit 69 synthesizes the obtained partial images. Thus, the fluorescence observation image of the sample S is acquired. Thereby, the fluorescence observation image of the sample S can be efficiently acquired with sufficiently high resolution.

さらに、試料Sに対する励起光照射光学系41を、ダイクロイックミラー45を含む蛍光光学系ユニット44を用いた落射照明光学系として構成するとともに、補正データ記憶部76において蛍光光学系ユニット44に対応させてシェーディング補正データを用意しておき、この補正データを用いて画像補正処理部75において複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行っている。   Further, the excitation light irradiation optical system 41 for the sample S is configured as an epi-illumination optical system using the fluorescence optical system unit 44 including the dichroic mirror 45, and the correction data storage unit 76 corresponds to the fluorescence optical system unit 44. Shading correction data is prepared, and using this correction data, the image correction processing unit 75 performs shading correction for each of a plurality of partial images.

ここで、試料Sの蛍光測定においては、励起光源40、及びダイクロイックミラー45を含む励起光照射光学系41による試料Sに対する照明ムラ、あるいは蛍光観察画像の取得に用いられる撮像装置31での感度ムラ、信号ムラ等に起因して、例えば撮像装置31で取得される画像の長手方向においてシェーディングが発生する。また、上記構成では、蛍光測定の対象とする試料Sの種類や蛍光測定の具体的な方法等により、使用する蛍光光学系ユニット44を交換する場合がある。   Here, in the fluorescence measurement of the sample S, the illumination unevenness with respect to the sample S by the excitation light irradiation optical system 41 including the excitation light source 40 and the dichroic mirror 45, or the sensitivity unevenness in the imaging device 31 used for acquiring the fluorescence observation image. For example, shading occurs in the longitudinal direction of an image acquired by the imaging device 31 due to signal unevenness or the like. In the above configuration, the fluorescence optical system unit 44 to be used may be exchanged depending on the type of the sample S to be subjected to fluorescence measurement, a specific method of fluorescence measurement, or the like.

例えば、蛍光光学系ユニット44においてダイクロイックミラー45に加えて蛍光フィルタが設けられている場合、複数種類の蛍光光学系ユニットから、測定しようとする蛍光に合った特性の蛍光フィルタを有する光学系ユニットが選択されて用いられる。このように、励起光照射光学系41に適用される蛍光光学系ユニット44が代わると、蛍光観察画像の取得において発生するシェーディング特性も変化することとなる。また、蛍光光学系ユニット44において励起フィルタが設けられている場合も同様である。   For example, when a fluorescence filter is provided in the fluorescence optical system unit 44 in addition to the dichroic mirror 45, an optical system unit having a fluorescence filter having characteristics suitable for the fluorescence to be measured is selected from a plurality of types of fluorescence optical system units. Selected and used. As described above, when the fluorescence optical system unit 44 applied to the excitation light irradiation optical system 41 is replaced, the shading characteristics generated in the acquisition of the fluorescence observation image also change. The same applies when an excitation filter is provided in the fluorescence optical system unit 44.

これに対して、上記構成によれば、蛍光光学系ユニット44に対応したシェーディング補正データを用意しておくことにより、使用する蛍光光学系ユニット毎に最適な補正データを用いて、画像に対するシェーディング補正を行うことができる。これにより、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適な状態で取得することが可能となる。また、試料Sを2次元に走査することで取得される複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行うことにより、それらの部分画像を合成して生成される蛍光観察画像において、隣接する部分画像の境界で不自然な画像変化(例えば不連続な輝度変化)が発生するなどの画質の劣化が防止される。   On the other hand, according to the above configuration, by preparing shading correction data corresponding to the fluorescence optical system unit 44, the shading correction for the image is performed using the optimum correction data for each fluorescence optical system unit to be used. It can be performed. This makes it possible to acquire a fluorescence observation image of the sample with high resolution in a suitable state. In addition, by performing shading correction on each of a plurality of partial images acquired by scanning the sample S two-dimensionally, in the fluorescence observation image generated by combining the partial images, adjacent partial images Degradation of image quality such as an unnatural image change (for example, discontinuous luminance change) at the boundary is prevented.

このようなシェーディング補正は、上記したように励起光照射光学系41や画像取得部30などの光学系に起因するデータばらつきについての補正である。したがって、シェーディング補正データは、均一な蛍光試料を較正用試料とした蛍光測定を行うことによって取得することができる。また、このようなシェーディング補正データとしては、例えば、外部から制御装置60に入力された補正データを用いることができる。あるいは、較正用に行われた蛍光測定で取得された画像を参照して、制御装置60のミクロ画像処理部69において作成された補正データを用いても良い。この場合、ミクロ画像処理部69は、補正データ作成手段として機能する。   Such shading correction is correction for data variation caused by optical systems such as the excitation light irradiation optical system 41 and the image acquisition unit 30 as described above. Therefore, the shading correction data can be acquired by performing fluorescence measurement using a uniform fluorescent sample as a calibration sample. In addition, as such shading correction data, for example, correction data input from the outside to the control device 60 can be used. Or you may use the correction data produced in the micro image processing part 69 of the control apparatus 60 with reference to the image acquired by the fluorescence measurement performed for calibration. In this case, the micro image processing unit 69 functions as correction data creation means.

また、画像補正処理部75で行われる補正については、上記したように、補正データ記憶部76において、撮像装置31での露光時間に対応させてダーク補正データを用意しておき、このダーク補正データを用いて複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うこととしても良い。このように、撮像装置31で取得される画像に対してシェーディング補正に加えてダーク補正を行うことにより、得られる試料Sの蛍光観察画像を、より高精度な画像とすることが可能となる。   As for the correction performed by the image correction processing unit 75, as described above, dark correction data is prepared in the correction data storage unit 76 in correspondence with the exposure time in the imaging device 31, and the dark correction data. It is good also as performing dark correction about each of several partial images using. In this way, by performing dark correction in addition to shading correction on the image acquired by the imaging device 31, the fluorescence observation image of the sample S obtained can be made a more accurate image.

ここで、試料Sの蛍光測定においては、試料Sで発生する蛍光量などに応じて、撮像装置31による撮像の露光時間を変更する場合がある。また、ダーク補正による補正量は、露光時間によって異なる。したがって、上記のように露光時間に対応したダーク補正データを用意しておくことにより、試料Sに対して設定された露光時間毎に最適な補正データを用いて、画像に対するダーク補正を行うことができる。なお、上記したシェーディング補正データについても、露光時間に応じて取得しておくことによって、さらにその精度を向上することができる。   Here, in the fluorescence measurement of the sample S, the exposure time of imaging by the imaging device 31 may be changed according to the amount of fluorescence generated in the sample S or the like. Further, the correction amount by dark correction varies depending on the exposure time. Therefore, by preparing the dark correction data corresponding to the exposure time as described above, the dark correction can be performed on the image using the optimal correction data for each exposure time set for the sample S. it can. The accuracy of the shading correction data described above can be further improved by acquiring it according to the exposure time.

このようなダーク補正は、蛍光観察画像の取得に用いられる撮像装置31が暗中で有するダーク出力についての補正である。したがって、ダーク補正データは、暗中の条件下で撮像装置31を用いて撮像を行うことで取得することができる。また、ダーク補正データの作成等については、シェーディング補正データに関して上述した通りである。   Such dark correction is correction for dark output that the imaging device 31 used for acquiring the fluorescence observation image has in the dark. Therefore, the dark correction data can be acquired by performing imaging using the imaging device 31 under dark conditions. The creation of dark correction data and the like is as described above with respect to shading correction data.

図4に示した画像補正処理部75、及び補正データ記憶部76については、具体的にはミクロ用撮像装置31内、または制御装置60内に設けることができる。あるいは、撮像装置31、制御装置60とは別に画像補正処理装置として設ける構成としても良い。   Specifically, the image correction processing unit 75 and the correction data storage unit 76 illustrated in FIG. 4 can be provided in the micro imaging device 31 or the control device 60. Alternatively, the image correction processing device may be provided separately from the imaging device 31 and the control device 60.

図9は、蛍光観察画像の取得に用いられる撮像装置及び制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本構成例では、画像補正処理部及び補正データ記憶部は撮像装置31内に設けられている。具体的には、撮像装置31は、1次元アレイまたは2次元アレイ状に配列された複数の画素を有する光検出部31aと、光検出部31aの画素から出力された電荷に対してA/D変換を行うA/D変換部31bと、画像補正処理部75aと、補正データ記憶部76aと、画像データ通信I/F31cとを有している。   FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the configuration of an imaging device and a control device used for acquiring a fluorescence observation image. In this configuration example, the image correction processing unit and the correction data storage unit are provided in the imaging device 31. Specifically, the imaging device 31 performs A / D on the light detection unit 31a having a plurality of pixels arranged in a one-dimensional array or a two-dimensional array, and charges output from the pixels of the light detection unit 31a. An A / D conversion unit 31b that performs conversion, an image correction processing unit 75a, a correction data storage unit 76a, and an image data communication I / F 31c are included.

また、制御装置60は、画像データ通信I/F67と、ハードディスクなどの記憶装置60aと、メモリ60bとを有して構成されている。このような構成において、制御装置60に外部から入力された補正データ、あるいはミクロ画像処理部69において作成された補正データは、記憶装置60aに格納される。撮像装置31の補正データ記憶部76aは、通信I/F31c、67を介して、記憶装置60aに格納された必要な補正データを取得する。そして、この補正データを用いて、画像補正処理部75aにおいて画像に対する補正が行われる。なお、画像データ通信I/Fとしては、例えば CameraLink I/F を用いることができる。   The control device 60 includes an image data communication I / F 67, a storage device 60a such as a hard disk, and a memory 60b. In such a configuration, the correction data input from the outside to the control device 60 or the correction data created by the micro image processing unit 69 is stored in the storage device 60a. The correction data storage unit 76a of the imaging device 31 acquires necessary correction data stored in the storage device 60a via the communication I / Fs 31c and 67. Then, using the correction data, the image correction processing unit 75a corrects the image. For example, a CameraLink I / F can be used as the image data communication I / F.

図10は、撮像装置及び制御装置の構成の他の例を示すブロック図である。本構成例では、画像補正処理部及び補正データ記憶部は制御装置60内に設けられている。具体的には、撮像装置31は、光検出部31aと、A/D変換部31bと、画像データ通信I/F31cとを有している。   FIG. 10 is a block diagram illustrating another example of the configuration of the imaging device and the control device. In this configuration example, the image correction processing unit and the correction data storage unit are provided in the control device 60. Specifically, the imaging device 31 includes a light detection unit 31a, an A / D conversion unit 31b, and an image data communication I / F 31c.

また、制御装置60は、画像データ通信I/F67と、メモリ60bと、画像補正処理部75bと、補正データ記憶部76bとを有して構成されている。このような構成において、補正データは、制御装置60内に設けられた補正データ記憶部76bに直接格納される。そして、この補正データを用いて、画像補正処理部75bにおいて画像に対する補正が行われる。なお、補正データ記憶部76bは、例えばハードディスクなどの記憶装置によって構成される。   The control device 60 includes an image data communication I / F 67, a memory 60b, an image correction processing unit 75b, and a correction data storage unit 76b. In such a configuration, the correction data is directly stored in the correction data storage unit 76 b provided in the control device 60. Then, using the correction data, the image correction processing unit 75b corrects the image. The correction data storage unit 76b is configured by a storage device such as a hard disk.

なお、上記実施形態の蛍光画像取得装置では、励起光照射光学系41に設置されたシリンドリカルレンズ系46により、試料Sに対する照射領域が所定の方向を長軸方向とする領域となるように励起光源40からの励起光束を整形するとともに、試料Sでの励起光の照射領域の長軸方向と、撮像装置31による視野となる撮像領域の長軸方向とを互いに一致させている。これにより、試料Sに供給される励起光の光量のうちで撮像装置31の視野外に照射される余分な励起光の光量が低減される。   In the fluorescence image acquisition apparatus of the above embodiment, the excitation light source is configured such that the irradiation region with respect to the sample S becomes a region having the predetermined direction as the major axis direction by the cylindrical lens system 46 installed in the excitation light irradiation optical system 41. The excitation light beam from 40 is shaped, and the major axis direction of the irradiation region of the excitation light on the sample S and the major axis direction of the imaging region serving as a field of view by the imaging device 31 are made to coincide with each other. Thereby, the light quantity of the extra excitation light irradiated out of the visual field of the imaging device 31 among the light quantity of the excitation light supplied to the sample S is reduced.

また、上記構成では、試料Sへの励起光の照射領域について、照射領域が撮像領域よりも広くなるように設定している。これにより、色収差によって波長に応じた照射領域の変化が生じている場合であっても、撮像装置31による撮像領域を、励起光の各波長成分での照射領域内に確実に位置させることが可能となる。   In the above configuration, the irradiation region of the excitation light to the sample S is set so that the irradiation region is wider than the imaging region. As a result, even when the irradiation region changes according to the wavelength due to chromatic aberration, the imaging region by the imaging device 31 can be reliably positioned within the irradiation region with each wavelength component of the excitation light. It becomes.

また、上記した蛍光画像取得装置においては、図4に示したように、励起光照射光学系41において、励起光源40からの励起光を反射して試料Sへと照射するとともに、試料Sからの蛍光を画像取得部30の撮像装置31へと通過させるダイクロイックミラー45を含む蛍光光学系ユニット(落射照明光学系ユニット)44を設けた構成としている。このような構成によれば、試料Sに対する励起光の落射照明光学系と、試料Sにおいて発生した蛍光の画像取得部30への導光光学系とを好適に両立させることができる。   In the fluorescence image acquisition apparatus described above, as shown in FIG. 4, the excitation light irradiation optical system 41 reflects the excitation light from the excitation light source 40 and irradiates the sample S. A fluorescence optical system unit (epi-illumination optical system unit) 44 including a dichroic mirror 45 that allows fluorescence to pass to the imaging device 31 of the image acquisition unit 30 is provided. According to such a configuration, the incident illumination optical system for the excitation light with respect to the sample S and the light guide optical system for the fluorescence image acquisition unit 30 generated in the sample S can be preferably made compatible.

また、このような蛍光光学系ユニット44については、図5に示したように、ミクロ画像取得用の光軸30aに対して、光軸30aを含む挿入位置と、光軸30aを外れた待機位置との間で移動可能に構成されていることが好ましい。このような構成では、さらに、透過光源36による試料Sの透過観察画像の取得と、励起光源40による蛍光観察画像の取得とを好適に両立させることができる。   For such a fluorescence optical system unit 44, as shown in FIG. 5, the insertion position including the optical axis 30a and the standby position deviating from the optical axis 30a with respect to the optical axis 30a for micro image acquisition. It is preferable that it is configured to be movable between. In such a configuration, the acquisition of the transmission observation image of the sample S by the transmission light source 36 and the acquisition of the fluorescence observation image by the excitation light source 40 can be preferably made compatible.

図11及び図12は、蛍光光学系ユニット(蛍光キューブ)44の移動機構を含む励起光の落射照明光学系の構成の一例を示す斜視図である。本構成例では、励起光源40に対して所定方向に配置された光学系支持板41a上に、光源40側から順にシリンドリカルレンズ系46、落射照明用シャッタ43、フォーカスレンズ系47、コリメートレンズ系48、及び蛍光光学系ユニット44が設置されている。また、蛍光光学系ユニット44に対して移動機構44aが設けられており、蛍光光学系ユニット44を待機位置(図11、図5(a))、及び挿入位置(図12、図5(b))の間で移動することが可能な構成となっている。なお、図11及び図12においては、この移動機構44aの具体的な構造については、図示を省略している。   FIGS. 11 and 12 are perspective views showing an example of the configuration of an epi-illumination optical system for excitation light including a moving mechanism of the fluorescence optical system unit (fluorescence cube) 44. FIG. In this configuration example, a cylindrical lens system 46, an epi-illumination shutter 43, a focus lens system 47, and a collimating lens system 48 are sequentially arranged on the optical system support plate 41 a arranged in a predetermined direction with respect to the excitation light source 40 from the light source 40 side. , And a fluorescence optical system unit 44 are installed. Further, a moving mechanism 44a is provided for the fluorescence optical system unit 44, and the fluorescence optical system unit 44 is placed in a standby position (FIGS. 11 and 5A) and an insertion position (FIGS. 12 and 5B). ) Between each other. In FIGS. 11 and 12, the specific structure of the moving mechanism 44a is not shown.

また、このような蛍光光学系ユニット44では、上記したように、必要に応じて、ダイクロイックミラー45に加えて励起光の波長成分を選択する励起フィルタ、あるいは蛍光成分に対する蛍光フィルタ等をさらに設置して光学系ユニットを構成しても良い。また、移動機構44aにおいて、蛍光光学系ユニット44の着脱、交換が可能な構成となっていることが好ましい。   In addition, as described above, in such a fluorescence optical system unit 44, an excitation filter for selecting a wavelength component of excitation light in addition to the dichroic mirror 45, or a fluorescence filter for the fluorescence component, and the like are further installed as necessary. An optical system unit may be configured. Moreover, it is preferable that the moving mechanism 44a has a configuration in which the fluorescence optical system unit 44 can be attached and detached.

また、蛍光測定の対象となる試料Sには様々な種類のものがある。このため、励起光照射光学系41においては、励起光の光量を調整するためのNDフィルタ等を必要に応じて設置するための光学素子設置部を設けておくことが好ましい。また、各レンズ系の前側焦点位置、及び後側焦点位置は、このような光学素子の設置位置等を考慮して設定することが好ましい。   There are various types of samples S to be subjected to fluorescence measurement. For this reason, in the excitation light irradiation optical system 41, it is preferable to provide an optical element installation part for installing an ND filter or the like for adjusting the amount of excitation light as required. In addition, it is preferable to set the front focal position and the rear focal position of each lens system in consideration of such an installation position of the optical element.

上記した蛍光画像取得装置において励起光源40として放電管を用いる場合、その放電管については、励起光として白色光を供給する白色光源であることが好ましい。このような放電管としては、具体的には例えば、水銀ランプ、あるいはハロゲンランプなどが挙げられる。また、これ以外の放電管、あるいは放電管以外の光源装置を励起光源として用いても良い。そのような励起光源としては、例えばLEDなどの発光素子が挙げられる。   When a discharge tube is used as the excitation light source 40 in the fluorescence image acquisition device described above, the discharge tube is preferably a white light source that supplies white light as excitation light. Specific examples of such a discharge tube include a mercury lamp and a halogen lamp. Further, other discharge tubes or light source devices other than the discharge tubes may be used as the excitation light source. Examples of such an excitation light source include a light emitting element such as an LED.

また、試料Sの蛍光観察画像を取得するための撮像装置としては、上記したように、1次元CCDセンサを用いることができる。また、1次元センサ以外にも、例えば、TDI駆動が可能な2次元CCDセンサを用いることができる。このようなTDI駆動2次元センサの利用は、試料Sを撮像装置で走査することによる高解像度の蛍光観察画像の取得を高速化、高感度化する上で有効である。   Further, as described above, a one-dimensional CCD sensor can be used as the imaging device for acquiring the fluorescence observation image of the sample S. In addition to the one-dimensional sensor, for example, a two-dimensional CCD sensor capable of TDI driving can be used. Use of such a TDI drive two-dimensional sensor is effective in increasing the speed and sensitivity of obtaining a high-resolution fluorescence observation image by scanning the sample S with an imaging device.

図13は、TDI駆動が可能な2次元CCDセンサからなる撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。本構成例による撮像装置90は、光検出部91と、電荷転送部92と、A/D変換部93とを備えている。また、この撮像装置90は、電荷の出力端を複数有するマルチタップの構成を有している。このようなマルチタップ構造によれば、光検出部91の各画素において生成された電荷の読み出しが高速化される。また、得られる画像に対して上記のようにシェーディング補正を行うことにより、隣接するタップ間での不自然な画像変化の発生が防止される。   FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an imaging apparatus including a two-dimensional CCD sensor capable of TDI driving. The imaging device 90 according to this configuration example includes a light detection unit 91, a charge transfer unit 92, and an A / D conversion unit 93. The imaging device 90 has a multi-tap configuration having a plurality of charge output ends. According to such a multi-tap structure, reading of charges generated in each pixel of the light detection unit 91 is speeded up. Further, by performing the shading correction on the obtained image as described above, an unnatural image change between adjacent taps can be prevented.

光検出部91は、2次元アレイ状に配列され、それぞれ光電変換機能を有する複数の画素を有し、画素において光入射量に応じて生成された電荷を出力するように構成されている。また、光検出部91に対し、その図中の下方に複数の画素の一方の配列方向である水平方向(図中の左右方向)に沿って、電荷転送部92が設けられている。この電荷転送部92は、光検出部10を構成する複数の垂直シフトレジスタから出力されて並列に入力された電荷を、水平方向に転送して出力端から出力する水平シフトレジスタである。   The light detection unit 91 is arranged in a two-dimensional array, has a plurality of pixels each having a photoelectric conversion function, and is configured to output charges generated according to the amount of light incident on the pixels. In addition, with respect to the light detection unit 91, a charge transfer unit 92 is provided along the horizontal direction (left-right direction in the drawing) that is one of the arrangement directions of the plurality of pixels below the drawing. The charge transfer unit 92 is a horizontal shift register that transfers charges output from a plurality of vertical shift registers constituting the light detection unit 10 and input in parallel to each other in a horizontal direction and output from an output terminal.

本構成例においては、電荷転送部92は、水平方向について複数に分割された16個の部分電荷転送部T01〜T16を有している。部分電荷転送部T01〜T16は、それぞれ複数かつ同数のセルを有して構成され、図中の左側から右側に向けて順に配置されている。また、部分電荷転送部T01〜T16のそれぞれでの電荷転送方向は、水平方向で図中の右側から左側に向かう方向であり、その左端部が電荷の出力端となっている。   In the present configuration example, the charge transfer unit 92 includes 16 partial charge transfer units T01 to T16 divided into a plurality in the horizontal direction. Each of the partial charge transfer units T01 to T16 includes a plurality of and the same number of cells, and is arranged in order from the left side to the right side in the drawing. In addition, the charge transfer direction in each of the partial charge transfer units T01 to T16 is a direction from the right side to the left side in the drawing in the horizontal direction, and the left end portion is an output end of charges.

また、この電荷転送部92での部分電荷転送部T01〜T16に対し、光検出部91を対応する16個の光検出領域R01〜R16に区分することができる。このような構成において、電荷転送部92の第1部分電荷転送部T01は、光検出部91の第1光検出領域R01内にある画素から垂直シフトレジスタによって出力された電荷を出力方向に転送して、その出力端から出力する。このとき、部分電荷転送部T01の出力端から出力される信号は、光検出領域R01内の複数の垂直シフトレジスタから部分電荷転送部T01の複数のセルに並列に入力された電荷による信号が順次出力される信号列となる。電荷転送部92の第2〜第16部分電荷転送部T02〜T16、及び光検出部91の第2〜第16光検出領域R02〜R16についても、その構成は第1部分電荷転送部T01、及び第1光検出領域R01と同様である。   Further, with respect to the partial charge transfer units T01 to T16 in the charge transfer unit 92, the photodetection unit 91 can be divided into 16 corresponding photodetection regions R01 to R16. In such a configuration, the first partial charge transfer unit T01 of the charge transfer unit 92 transfers the charges output from the pixels in the first photodetection region R01 of the photodetection unit 91 by the vertical shift register in the output direction. And output from the output terminal. At this time, a signal output from the output terminal of the partial charge transfer unit T01 is sequentially a signal due to charges input in parallel to a plurality of cells of the partial charge transfer unit T01 from a plurality of vertical shift registers in the photodetection region R01. This is the output signal sequence. The configurations of the second to sixteenth partial charge transfer units T02 to T16 of the charge transfer unit 92 and the second to sixteenth photodetection regions R02 to R16 of the photodetection unit 91 also include the first partial charge transfer unit T01 and This is the same as the first light detection region R01.

これらの部分電荷転送部T01〜T16に対応して、A/D変換部93には、16個のA/D変換器C01〜C16が設けられている。部分電荷転送部T01〜T16の出力端から出力された光検出部91からの電荷によるアナログ信号は、A/D変換器C01〜C16のうちの対応するA/D変換器においてデジタルのデータ信号へと変換されて、後段の処理回路等へと出力される。   Corresponding to these partial charge transfer units T01 to T16, the A / D conversion unit 93 is provided with 16 A / D converters C01 to C16. The analog signal due to the charge from the photodetection unit 91 output from the output terminals of the partial charge transfer units T01 to T16 is converted into a digital data signal in the corresponding A / D converter among the A / D converters C01 to C16. And output to a subsequent processing circuit or the like.

図14は、図13に示した撮像装置における光検出部及び電荷転送部の構成の一例を示す平面図である。本構成例においては、光検出部91は、水平方向に4096セル、垂直方向に70ラインで、2次元アレイ状の4096×70画素から構成されている。また、垂直方向については、上下のそれぞれ3ラインずつがダミー領域91bとされ、内側の64ラインが光検出に用いられる領域91aとなっている。   FIG. 14 is a plan view illustrating an example of the configuration of the light detection unit and the charge transfer unit in the imaging apparatus illustrated in FIG. 13. In this configuration example, the light detection unit 91 includes 4096 × 70 pixels in a two-dimensional array with 4096 cells in the horizontal direction and 70 lines in the vertical direction. In the vertical direction, the upper and lower three lines are each a dummy area 91b, and the inner 64 lines are an area 91a used for light detection.

この光検出部91に対応して、電荷転送部92は、それぞれ256セルで16個の部分電荷転送部T01〜T16によって構成されている。また、個々の部分電荷転送部の出力端側には、必要に応じてダミーセルが設けられる。また、本構成例においては、光検出部91と電荷転送部92との間に、光検出部91と同様に4096セル、70ラインの蓄積部92aが設けられている。   Corresponding to the photodetection unit 91, the charge transfer unit 92 is composed of 16 partial charge transfer units T01 to T16 each having 256 cells. A dummy cell is provided on the output end side of each partial charge transfer unit as necessary. Further, in this configuration example, a storage unit 92 a having 4096 cells and 70 lines is provided between the light detection unit 91 and the charge transfer unit 92, similarly to the light detection unit 91.

さらに、図14の構成においては、光検出部91の上方に、下方の蓄積部92a及び電荷転送部92と同様の構成の蓄積部93a、及び部分電荷転送部T17〜T32を有する電荷転送部93を設けている。このような構成により、本構成例においては、光検出部91の垂直シフトレジスタにおける電荷転送方向を上下2つの方向のいずれにも設定可能となっている。なお、この図14の構成は、TDI駆動が可能なマルチタップ構造の2次元CCDセンサの構成の一例を示すものであり、具体的にはこれ以外にも、例えばマルチタップ構造の1次元CCDセンサ、あるいはシングルタップ構造のCCDセンサなど、様々な構成を用いることができる。   Further, in the configuration of FIG. 14, a charge transfer unit 93 including a storage unit 93 a having the same configuration as the lower storage unit 92 a and the charge transfer unit 92, and partial charge transfer units T <b> 17 to T <b> 32 above the light detection unit 91. Is provided. With this configuration, in the present configuration example, the charge transfer direction in the vertical shift register of the light detection unit 91 can be set to any of the two upper and lower directions. The configuration of FIG. 14 shows an example of the configuration of a multi-tap two-dimensional CCD sensor capable of TDI driving. Specifically, for example, a multi-tap one-dimensional CCD sensor is also available. Alternatively, various configurations such as a single tap structure CCD sensor can be used.

図13に示したようなマルチタップ構造の1次元センサまたは2次元センサを撮像装置31として用いる場合、マルチタップ構造での16チャンネルの出力に対してそれぞれ設けられているA/D変換器などの読み出し回路において、チャンネル間で特性ばらつきが生じる場合がある。このような特性ばらつきは、隣接するチャンネル間での画像の境界で不自然な画像変化が生じるなどのシェーディングの原因となる。これに対して、上記したように撮像装置31で取得される画像に対してシェーディング補正を行う構成では、このようなマルチタップ構造に起因する画質の劣化を防止することができる。   When a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor having a multi-tap structure as shown in FIG. 13 is used as the imaging device 31, an A / D converter or the like provided for each of 16-channel outputs in the multi-tap structure In the readout circuit, characteristic variations may occur between channels. Such variation in characteristics causes shading such as an unnatural image change at the boundary between images between adjacent channels. On the other hand, in the configuration in which the shading correction is performed on the image acquired by the imaging device 31 as described above, it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to such a multi-tap structure.

また、試料の蛍光観察画像の取得に用いられる画像取得手段は、上記実施形態においては単一の撮像装置31を有するミクロ画像取得部30を用いているが、画像取得手段の構成については、具体的には様々な構成を用いることが可能である。そのような構成の1つとして、試料Sからの蛍光を異なる3つの波長成分に分解する波長分解光学系を有するとともに、試料の蛍光観察画像を取得するための撮像装置として、波長分解光学系によって分解された3つの波長成分のそれぞれによる蛍光観察画像を取得する3つの撮像装置を含む構成を用いることができる。このような構成では、3つの撮像装置は、異なる波長成分(色成分)によってそれぞれ形成される試料の光像を取得する。これにより、3つの撮像装置のそれぞれで取得された光像に基づいて、試料のカラーでの蛍光観察画像を取得することが可能となる。   In addition, the image acquisition unit used for acquiring the fluorescence observation image of the sample uses the micro image acquisition unit 30 having the single imaging device 31 in the above embodiment, but the configuration of the image acquisition unit is specifically described. In particular, various configurations can be used. As one of such configurations, a wavelength-resolving optical system that decomposes fluorescence from the sample S into three different wavelength components and an imaging device for acquiring a fluorescence observation image of the sample are used by the wavelength-resolving optical system. A configuration including three imaging devices that acquire fluorescence observation images based on the three decomposed wavelength components can be used. In such a configuration, the three imaging devices acquire optical images of samples formed by different wavelength components (color components), respectively. Thereby, it becomes possible to acquire the fluorescence observation image in the color of the sample based on the optical image acquired by each of the three imaging devices.

図15は、試料の蛍光観察画像の取得に用いられる画像取得部(上記実施形態におけるミクロ画像取得部30)の変形例を示す構成図である。本構成例の画像取得部80は、モアレ縞を抑制するためのローパスフィルタ81と、ローパスフィルタ81を透過した光のうち赤外線を更にカットするIRフィルタ82とを有する。また、画像取得部80は、IRフィルタ82を透過した入射光L10を3つの波長成分の緑色光L11、赤色光L12及び青色光L13に分解する波長分解光学系である色分解光学系83を有する。   FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a modification of the image acquisition unit (micro image acquisition unit 30 in the above embodiment) used for acquiring the fluorescence observation image of the sample. The image acquisition unit 80 of this configuration example includes a low-pass filter 81 for suppressing moire fringes, and an IR filter 82 that further cuts infrared light out of the light transmitted through the low-pass filter 81. The image acquisition unit 80 also includes a color separation optical system 83 that is a wavelength separation optical system that separates the incident light L10 transmitted through the IR filter 82 into green light L11, red light L12, and blue light L13 having three wavelength components. .

色分解光学系83は、IRフィルタ82側から順に配置された3つのプリズム(ダイクロイックプリズム)84、85、86から構成されている。そして、色分解光学系83の一部を構成するプリズム84のうち、プリズム85と対面する面上には赤色領域の波長の光成分を反射するダイクロイック膜84aが形成されている。また、プリズム85とプリズム86との間には、青色領域の波長の光成分を反射するダイクロイック膜85aが形成されている。また、これらのダイクロイック膜84a、85aは、何れも緑色領域の波長の光成分を透過させる。   The color separation optical system 83 includes three prisms (dichroic prisms) 84, 85, 86 arranged in order from the IR filter 82 side. A dichroic film 84 a that reflects a light component having a wavelength in the red region is formed on a surface facing the prism 85 among the prisms 84 constituting a part of the color separation optical system 83. In addition, a dichroic film 85 a that reflects light components having a wavelength in the blue region is formed between the prism 85 and the prism 86. These dichroic films 84a and 85a both transmit light components having a wavelength in the green region.

従って、プリズム84が有しIRフィルタ82と対面する受光面F10から入射した入射光L10のうち緑色光L11は色分解光学系83内を直進し、プリズム86が有する光出射面F11から出力される。また、赤色光L12は、ダイクロイック膜84aで反射した後、プリズム84内で更に反射してからプリズム84が有する光出射面F12から出力される。更に、青色光L13は、ダイクロイック膜84aを透過した後にダイクロイック膜85aによって反射し、プリズム85内で更に反射してからプリズム85が有する光出射面F13から出力される。   Therefore, among the incident light L10 incident from the light receiving surface F10 that the prism 84 has and faces the IR filter 82, the green light L11 travels straight in the color separation optical system 83 and is output from the light emitting surface F11 that the prism 86 has. . Further, the red light L12 is reflected by the dichroic film 84a and then further reflected within the prism 84, and then output from the light exit surface F12 of the prism 84. Further, the blue light L13 is transmitted through the dichroic film 84a, then reflected by the dichroic film 85a, further reflected in the prism 85, and then output from the light exit surface F13 of the prism 85.

各光出射面F11、F12、F13上には、それぞれ各色成分の光の分光特性を整えるためのトリミングフィルタ87を介して、試料Sの蛍光観察画像を取得するための撮像装置88であるCCDセンサが設けられている。また、これらの3つの撮像装置88のそれぞれは、撮像制御部89に接続されている。このように、色分解光学系83と、3つの撮像装置88とを用いる構成によれば、上記したように試料Sのカラーでの蛍光観察画像を取得することが可能となる。   A CCD sensor, which is an imaging device 88 for acquiring a fluorescence observation image of the sample S, is provided on each of the light emission surfaces F11, F12, and F13 via a trimming filter 87 for adjusting the spectral characteristics of the light of each color component. Is provided. Further, each of these three imaging devices 88 is connected to an imaging control unit 89. Thus, according to the configuration using the color separation optical system 83 and the three imaging devices 88, it is possible to acquire a fluorescence observation image in the color of the sample S as described above.

このような場合には、補正データ記憶部76において、3つの撮像装置88のそれぞれによって取得される画像に対する3種類のシェーディング補正データを記憶しておき、画像補正処理部75において3つの撮像装置88のそれぞれについて対応するシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うことが好ましい。これにより、画像取得部に含まれる3つの撮像装置のそれぞれにおいて、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適な状態で取得することが可能となる。このことは、画像に対してダーク補正を行う場合にも同様である。また、このような構成では、蛍光フィルタとしてトリプルバンドパスフィルタを設けても良い。   In such a case, the correction data storage unit 76 stores three types of shading correction data for images acquired by the three imaging devices 88, and the image correction processing unit 75 stores the three imaging devices 88. It is preferable to perform shading correction using the corresponding shading correction data for each of the above. Thereby, in each of the three imaging devices included in the image acquisition unit, it is possible to acquire the fluorescence observation image of the sample at a high resolution in a suitable state. This is the same when dark correction is performed on an image. In such a configuration, a triple band pass filter may be provided as the fluorescent filter.

ここで、図15に示した構成において、3つの撮像装置88としてそれぞれ図13に示した16タップ構造のCCDセンサを用いた場合における画像のシェーディング補正について、具体例とともに説明する。図16は、3つの撮像装置のそれぞれで取得される画像データの一例を示すグラフである。ここでは、撮像装置での撮像面の長手方向(4096画素)に沿った1次元の画像データを示している。また、16タップ構造における1タップ当たりの画素数は256である。   Here, shading correction of an image when the 16-tap CCD sensor shown in FIG. 13 is used as each of the three imaging devices 88 in the configuration shown in FIG. 15 will be described together with a specific example. FIG. 16 is a graph illustrating an example of image data acquired by each of the three imaging devices. Here, one-dimensional image data is shown along the longitudinal direction (4096 pixels) of the imaging surface of the imaging apparatus. The number of pixels per tap in the 16 tap structure is 256.

図16のグラフにおいて、横軸は長手方向での画素を示し、縦軸は各チャンネルでの輝度値(8bit、0〜255)を示している。また、グラフR1は赤色光用の撮像装置で得られた画像データを示し、グラフG1は緑色光用の撮像装置で得られた画像データを示し、グラフB1は青色光用の撮像装置で得られた画像データを示している。これらのグラフでは、カメラのアナログゲインをすべてのタップ、すべての撮像装置で1倍に設定している。また、アナログオフセットについては、ダークレベルが一様となるように調整している。   In the graph of FIG. 16, the horizontal axis indicates the pixels in the longitudinal direction, and the vertical axis indicates the luminance value (8 bits, 0 to 255) in each channel. Graph R1 shows image data obtained by the red light imaging device, graph G1 shows image data obtained by the green light imaging device, and graph B1 obtained by the blue light imaging device. Image data is shown. In these graphs, the analog gain of the camera is set to 1 time for all the taps and all the imaging devices. The analog offset is adjusted so that the dark level is uniform.

図16に示すグラフR1、G1、B1では、そのそれぞれにおいて、光学系、及び撮像装置でのタップ間の特性ばらつき等に起因するシェーディングが生じている。また、各グラフ間では、RGBでの分光特性の違いによって輝度値のレベルが異なっている。また、図17のグラフR2、G2、B2は、図16に示したグラフR1、G1、B1の画像データについてアナログゲインを調整した後の画像データを示している。ここでは、RGBのレベルはほぼ同程度となっているが、タップ間の特性ばらつき等によるシェーディングの影響は残っている。   In each of the graphs R1, G1, and B1 shown in FIG. 16, shading occurs due to variations in characteristics between taps in the optical system and the imaging device. In addition, the luminance value levels differ between the graphs due to differences in spectral characteristics of RGB. In addition, graphs R2, G2, and B2 in FIG. 17 indicate image data after the analog gain is adjusted for the image data in the graphs R1, G1, and B1 illustrated in FIG. Here, the RGB levels are approximately the same, but the influence of shading due to characteristic variations between taps remains.

一方、図18のグラフR3、G3、B3は、図17に示したグラフR2、G2、B2に対してさらに、上記した方法によってシェーディング補正を行った後の画像データを示している。これらのグラフでは、上記したすべてのシェーディング要素の影響が除かれて、均一の画像データが得られていることがわかる。なお、図17及び図18に示すグラフにおいては、輝度値の縦軸について一部を拡大して示している。   On the other hand, graphs R3, G3, and B3 in FIG. 18 show image data after the shading correction is further performed on the graphs R2, G2, and B2 shown in FIG. 17 by the method described above. In these graphs, it is understood that uniform image data is obtained by removing the influence of all the shading elements described above. In the graphs shown in FIGS. 17 and 18, a part of the vertical axis of the luminance value is enlarged.

上記構成の蛍光画像取得装置を用いた試料Sの画像取得方法の一例について説明する。図19は、試料の蛍光画像取得方法、及び蛍光画像取得装置の各部の駆動方法について概略的に示す図である。まず、画像取得を実行する試料であるスライドSを試料格納部11から取り出して、試料搬送部14で搬送して試料ステージ15上の所定位置にロードする(ステップ1)。そして、マクロ画像取得部20により、スライドSのマクロ画像を取得する。   An example of an image acquisition method for the sample S using the fluorescence image acquisition apparatus having the above configuration will be described. FIG. 19 is a diagram schematically illustrating a method for acquiring a fluorescent image of a sample and a method for driving each unit of the fluorescent image acquiring apparatus. First, the slide S, which is a sample for executing image acquisition, is taken out from the sample storage unit 11, transported by the sample transport unit 14, and loaded at a predetermined position on the sample stage 15 (step 1). Then, the macro image acquisition unit 20 acquires a macro image of the slide S.

スライドSのマクロ画像の取得においては、スライドS中の生体サンプルLの画像を取得する際には、暗視野光源26が用いられる(ステップ2)。また、スライドSのラベルなどの他の部分の画像を取得する際には、明視野光源27が用いられる(ステップ3)。また、マクロ画像の取得においては、ミクロ画像取得用の光学系では、透過照明用のシャッタ38、及び励起光の落射照明用のシャッタ43はともに閉じた状態である。なお、図19においてはシャッタが閉じた状態を「×」で示し、シャッタが開いた状態を「○」で示している。   In acquiring the macro image of the slide S, the dark field light source 26 is used when acquiring the image of the biological sample L in the slide S (step 2). Further, when acquiring an image of another part such as a label of the slide S, the bright field light source 27 is used (step 3). In the macro image acquisition, in the micro image acquisition optical system, the transmission illumination shutter 38 and the excitation light epi-illumination shutter 43 are both closed. In FIG. 19, the state where the shutter is closed is indicated by “x”, and the state where the shutter is open is indicated by “◯”.

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は、制御装置60のマクロ画像処理部68へと入力され、マクロ画像に対して必要な処理が行われる。続いて、撮像条件設定部65において、スライドSのマクロ画像を参照して、蛍光観察画像であるミクロ画像の撮像条件として、画像取得の対象物である生体サンプルLを含む範囲に応じた画像取得範囲Rが設定され、さらに、焦点計測位置Pが設定される。   The image data of the macro image acquired by the macro image acquisition unit 20 is input to the macro image processing unit 68 of the control device 60, and necessary processing is performed on the macro image. Subsequently, the imaging condition setting unit 65 refers to the macro image of the slide S, and acquires an image according to a range including the biological sample L that is an object of image acquisition as an imaging condition for the micro image that is the fluorescence observation image. A range R is set, and a focus measurement position P is set.

一方、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。そして、設定された焦点計測位置Pのそれぞれに対して焦点計測を行うことによる自動焦点合わせが実行され、ミクロ画像の撮像条件として、画像取得範囲Rでの対象物である生体サンプルLの画像取得についての焦点情報が取得される(ステップ4)。   On the other hand, the slide S for which the acquisition of the macro image has been completed is moved from the image acquisition position in the macro image acquisition unit 20 by the sample transport unit 14 or the sample stage 15 and set to the image acquisition position in the micro image acquisition unit 30. Is done. Then, automatic focusing is performed by performing focus measurement on each of the set focus measurement positions P, and an image acquisition of the biological sample L that is the object in the image acquisition range R is performed as an imaging condition for the micro image. Focus information about is acquired (step 4).

この焦点情報の取得においては、透過照明用のシャッタ38が開の状態とされ、透過光源36からの透過照明によって焦点情報の取得が行われる(図5(a)参照)。また、このとき、蛍光光学系ユニット44については、必要に応じて待機位置(OUT)または挿入位置(IN)に配置される。また、蛍光測定の対象となるスライドSに対して、露光時間の設定が行われる(ステップ5)。ここでは、落射照明用のシャッタ43が開の状態とされるとともに、蛍光光学系ユニット44が挿入位置(IN)に配置され、励起光源40からの励起光の落射照明によって露光時間の設定が行われる(図5(b)参照)。   In acquiring the focus information, the transmission illumination shutter 38 is opened, and the focus information is acquired by the transmission illumination from the transmission light source 36 (see FIG. 5A). At this time, the fluorescence optical system unit 44 is disposed at the standby position (OUT) or the insertion position (IN) as necessary. Further, an exposure time is set for the slide S to be subjected to fluorescence measurement (step 5). Here, the epi-illumination shutter 43 is opened, the fluorescence optical system unit 44 is disposed at the insertion position (IN), and the exposure time is set by the epi-illumination of the excitation light from the excitation light source 40. (See FIG. 5B).

続いて、取得された焦点情報、及び設定された露光時間に基づいて、スライドS中の生体サンプルLの蛍光観察画像であるミクロ画像が取得される(ステップ6)。このとき、撮像装置31によってスライドSを走査して部分画像を取得している際には、落射照明用のシャッタ43が開の状態とされ、蛍光光学系ユニット44が挿入位置に配置される。また、部分画像の取得の間で撮像位置を移動する際には、蛍光光学系ユニット44は挿入位置に配置されたままであるが、落射照明用のシャッタ43は閉の状態とされる。以上のステップによってスライドSについて蛍光観察画像の取得を終了したら、そのスライドSをアンロードして試料格納部11へと戻す(ステップ7)。   Subsequently, a micro image that is a fluorescence observation image of the biological sample L in the slide S is acquired based on the acquired focus information and the set exposure time (step 6). At this time, when the image pickup device 31 scans the slide S to acquire a partial image, the epi-illumination shutter 43 is opened and the fluorescence optical system unit 44 is disposed at the insertion position. In addition, when the imaging position is moved during the acquisition of the partial image, the fluorescence optical system unit 44 remains in the insertion position, but the epi-illumination shutter 43 is closed. When the acquisition of the fluorescence observation image for the slide S is completed by the above steps, the slide S is unloaded and returned to the sample storage unit 11 (step 7).

次に、上記した補正データ記憶部76に保持される補正データの取得方法、及び補正データを用いた蛍光観察画像の取得方法について説明する。なお、以下の図20及び図21に示す画像取得等の動作は、基本的には高解像度の蛍光観察画像を取得するためのミクロ画像取得部30を用いて行われるものである。   Next, a method for acquiring correction data held in the correction data storage unit 76 and a method for acquiring a fluorescence observation image using the correction data will be described. The following operations such as image acquisition shown in FIGS. 20 and 21 are basically performed using the micro image acquisition unit 30 for acquiring a high-resolution fluorescence observation image.

図20は、シェーディング補正データの取得方法の一例を示すフローチャートである。まず、蛍光測定の対象となる試料Sに対して適切な蛍光光学系ユニット44を選択して、光学系の所定位置にセットする(ステップS01)。また、顕微鏡装置10の試料格納部11の所定の格納位置に、シェーディング補正データ取得用の較正用スライドをセットする(S02)。較正用スライドとしては、上記したように蛍光物質が均一に入れられたスライドを用いることができる(例えば、特開平11−352299号公報参照)。   FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of a method for acquiring shading correction data. First, an appropriate fluorescence optical system unit 44 is selected for the sample S to be subjected to fluorescence measurement, and is set at a predetermined position of the optical system (step S01). Further, a calibration slide for acquiring shading correction data is set at a predetermined storage position of the sample storage unit 11 of the microscope apparatus 10 (S02). As the calibration slide, a slide in which a fluorescent substance is uniformly placed as described above can be used (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-352299).

次に、較正用スライドを試料ステージ15上にロードする(S03)。そして、ミクロ画像取得部30の撮像装置31により、シェーディング補正用の較正データとなる較正用スライドの画像データを取得する(S04)。ここでは、X軸方向を長手方向とする1次元画像を取得可能な1次元センサまたはTDI駆動2次元センサによって、較正用スライドをY軸方向に1回走査して、較正用部分画像を取得する。   Next, the calibration slide is loaded on the sample stage 15 (S03). Then, the image data of the calibration slide serving as calibration data for shading correction is acquired by the imaging device 31 of the micro image acquisition unit 30 (S04). Here, a calibration partial image is obtained by scanning the calibration slide once in the Y-axis direction by a one-dimensional sensor or a TDI-driven two-dimensional sensor capable of obtaining a one-dimensional image having the X-axis direction as a longitudinal direction. .

また、取得された較正用の画像データについて、制御装置60のミクロ画像処理部69において、必要な画像処理が行われる(S05)。ここでの画像処理としては、例えばゴミ除去処理がある。すなわち、較正用部分画像の取得では、その走査範囲において較正用スライド上にゴミがある場合がある。これに対して、まず、得られた部分画像でX軸方向の1画素毎にY軸方向での最頻値を求め、この最頻値から±数%の範囲外の画素をゴミと判定し、その画素を含む画素ラインを除く。そして、残ったラインについて、1画素毎にY軸方向の平均値を求めるなどの処理を行って、最終的なシェーディング補正データD1を作成する(S06)。   The acquired image data for calibration is subjected to necessary image processing in the micro image processing unit 69 of the control device 60 (S05). Examples of the image processing here include dust removal processing. That is, when acquiring the calibration partial image, there may be dust on the calibration slide in the scanning range. In contrast, first, the mode value in the Y-axis direction is obtained for each pixel in the X-axis direction in the obtained partial image, and pixels outside the range of ± several% from this mode value are determined as dust. , Excluding the pixel line containing the pixel. Then, for the remaining lines, processing such as obtaining an average value in the Y-axis direction for each pixel is performed to create final shading correction data D1 (S06).

作成されたシェーディング補正データD1は、撮像装置31内または制御装置60内にある補正データ記憶部76に、セットされている蛍光光学系ユニット44と対応付けて記憶される。シェーディング補正データD1の作成、記憶が終了したら、較正用スライドをアンロードし(S07)、シェーディング補正データの取得作業を終了する。なお、撮像装置として3つの撮像装置が用いられており、対応する3種類のシェーディング補正データ(例えばRGB3種類の補正データ)を取得する必要がある場合には、それぞれの撮像装置で画像が取得される波長成分に対応した3種類の較正用スライドを用意し、そのそれぞれについて較正データの取得、及び補正データの作成を行うことが好ましい。   The created shading correction data D1 is stored in the correction data storage unit 76 in the imaging device 31 or the control device 60 in association with the set fluorescence optical system unit 44. When the creation and storage of the shading correction data D1 is finished, the calibration slide is unloaded (S07), and the shading correction data acquisition operation is finished. In addition, when three imaging devices are used as the imaging device and it is necessary to acquire three types of corresponding shading correction data (for example, three types of RGB correction data), images are acquired by the respective imaging devices. It is preferable to prepare three types of calibration slides corresponding to the wavelength components to be obtained, and to obtain calibration data and create correction data for each of them.

図21は、ダーク補正データ及び試料の蛍光観察画像の取得方法の一例を示すフローチャートである。まず、実際に蛍光測定の対象となる試料のスライドSを試料格納部11にセットする(S11)。ここで、蛍光光学系ユニット44については、先に行われているシェーディング補正データの取得時に適切なユニットが選択されてセットされている。   FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of a method for acquiring dark correction data and a fluorescence observation image of a sample. First, a slide S of a sample that is actually subject to fluorescence measurement is set in the sample storage unit 11 (S11). Here, as for the fluorescence optical system unit 44, an appropriate unit is selected and set when the shading correction data is acquired previously.

次に、スライドSを試料ステージ15上にロードする(S12)。そして、制御装置60において、そのスライドSの蛍光観察画像を取得するために好適な露光時間が設定される(S13)。また、シャッタを閉じた暗中の条件において、ミクロ画像取得部30の撮像装置31により、設定された露光時間に対応したダーク補正用の較正データが取得され(S14)、制御装置60のミクロ画像処理部69において、ダーク補正データD2が作成される(S15)。作成されたダーク補正データD2は、撮像装置31内または制御装置60内にある補正データ記憶部76に、設定された露光時間と対応付けて記憶される。   Next, the slide S is loaded on the sample stage 15 (S12). Then, in the control device 60, an exposure time suitable for acquiring the fluorescence observation image of the slide S is set (S13). Further, under the dark condition with the shutter closed, the calibration device for dark correction corresponding to the set exposure time is acquired by the imaging device 31 of the micro image acquisition unit 30 (S14), and the micro image processing of the control device 60 is performed. In the part 69, dark correction data D2 is created (S15). The created dark correction data D2 is stored in the correction data storage unit 76 in the imaging device 31 or the control device 60 in association with the set exposure time.

続いて、スライドSに対して蛍光測定の本測定が行われ、その蛍光観察画像の画像データが取得される(S16)。このとき、画像補正処理部75において、補正データ記憶部76に記憶されたシェーディング補正データ、及びダーク補正データを参照して、必要なデータ補正が行われる。蛍光観察画像データの取得が終了したら、スライドSをアンロードし(S17)、スライドSの蛍光観察画像の取得作業を終了する。なお、蛍光測定の対象となるスライドSが複数ある場合には、必要なステップを繰り返して実行する。   Subsequently, the main measurement of the fluorescence measurement is performed on the slide S, and image data of the fluorescence observation image is acquired (S16). At this time, the image correction processing unit 75 performs necessary data correction with reference to the shading correction data and dark correction data stored in the correction data storage unit 76. When the acquisition of the fluorescence observation image data is completed, the slide S is unloaded (S17), and the operation for acquiring the fluorescence observation image of the slide S is ended. In addition, when there are a plurality of slides S to be subjected to fluorescence measurement, necessary steps are repeatedly executed.

本発明による蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法は、上記した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、上記実施形態では、高解像度の蛍光観察画像を取得するためのミクロ画像取得部30に加えて、マクロ画像取得部20を設けた構成としているが、このようなマクロ画像取得部20等については、不要であれば設けない構成としても良い。また、蛍光観察画像を取得するための画像取得部を含む光学系の具体的な構成については、図4はその一例を示すものであり、具体的には様々な構成を用いて良い。   The fluorescence image acquisition device and the fluorescence image acquisition method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and configuration examples, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the macro image acquisition unit 20 is provided in addition to the micro image acquisition unit 30 for acquiring a high-resolution fluorescence observation image. May be omitted if unnecessary. Further, FIG. 4 shows an example of a specific configuration of an optical system including an image acquisition unit for acquiring a fluorescence observation image. Specifically, various configurations may be used.

また、上記において、ミクロ画像取得部30について3板CCDを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば単板CCDなど具体的には様々な変形が可能である。このように単板CCDを用いる場合、光源または単板CCDセンサ前において波長選択フィルタを交換可能としておき、3回画像を取得してそれらを画像合成する構成を用いることができる。あるいは、波長選択せずに単色で画像を取得しても良い。   In the above description, the three-plate CCD is exemplified for the micro image acquisition unit 30. However, the present invention is not limited to this, and various modifications such as a single-plate CCD are possible. When a single-plate CCD is used in this way, it is possible to use a configuration in which the wavelength selection filter is exchangeable in front of the light source or the single-plate CCD sensor, images are acquired three times, and they are combined. Alternatively, an image may be acquired in a single color without selecting a wavelength.

本発明は、高解像度での試料の蛍光観察画像を好適に取得することが可能な蛍光画像取得装置、及び蛍光画像取得方法として利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a fluorescence image acquisition apparatus and a fluorescence image acquisition method that can suitably acquire a fluorescence observation image of a sample with high resolution.

蛍光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。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of a fluorescence image acquisition apparatus. 顕微鏡装置及び制御装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of a microscope apparatus and a control apparatus. マクロ画像取得用の光学系の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically an example of a structure of the optical system for macro image acquisition. 蛍光観察画像であるミクロ画像取得用の光学系の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of a structure of the optical system for the micro image acquisition which is a fluorescence observation image. 蛍光光学系ユニットの待機位置及び挿入位置について示す図である。It is a figure shown about the standby position and insertion position of a fluorescence optical system unit. 図4に示したミクロ画像取得用の光学系の構成の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a structure of the optical system for micro image acquisition shown in FIG. 試料の観察画像の取得方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the acquisition method of the observation image of a sample. 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。It is a figure showing typically about creation of sample data using a micro picture. 撮像装置及び制御装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of an imaging device and a control apparatus. 撮像装置及び制御装置の構成の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of a structure of an imaging device and a control apparatus. 励起光の落射照明光学系の構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a structure of the epi-illumination optical system of excitation light. 励起光の落射照明光学系の構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a structure of the epi-illumination optical system of excitation light. 撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of an imaging device. 図13に示した撮像装置における光検出部及び電荷転送部の構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the photon detection part and electric charge transfer part in the imaging device shown in FIG. 画像取得部の変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the modification of an image acquisition part. 画像データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of image data. ゲイン調整後の画像データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the image data after gain adjustment. シェーディング補正後の画像データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the image data after shading correction. 試料の蛍光画像取得方法、及び蛍光画像取得装置の各部の駆動方法について示す図である。It is a figure shown about the fluorescence image acquisition method of a sample, and the drive method of each part of a fluorescence image acquisition apparatus. シェーディング補正データの取得方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the acquisition method of shading correction data. ダーク補正データ及び試料の蛍光観察画像の取得方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the acquisition method of the dark correction data and the fluorescence observation image of a sample.

符号の説明Explanation of symbols

10…顕微鏡装置、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、16…ステージ制御部、17…マクロ用光源制御部、18…ミクロ用光源制御部、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、26…暗視野光源、27…明視野光源、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…透過光源、37…透過照明光学系、38…透過照明用シャッタ、40…励起光源、41…励起光照射光学系、42…導光光学系、43…落射照明用シャッタ、44…蛍光光学系ユニット、45…ダイクロイックミラー、46…シリンドリカルレンズ系、47…フォーカスレンズ系、48…コリメートレンズ系、
60…制御装置、61…マクロ画像取得制御部、62…ミクロ画像取得制御部、65…撮像条件設定部、66、67…画像データ通信I/F、68…マクロ画像処理部、69…ミクロ画像処理部、71…表示装置、72…入力装置、75…画像補正処理部、76…補正データ記憶部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Microscope apparatus, 11 ... Sample storage part, 12 ... Door, 13 ... Interlock mechanism, 14 ... Sample conveyance part, 15 ... Sample stage, 16 ... Stage control part, 17 ... Macro light source control part, 18 ... Micro Light source control unit, 20 ... macro image acquisition unit, 21 ... macro imaging device, 22 ... imaging optical system, 25 ... macro light source, 26 ... dark field light source, 27 ... bright field light source, 30 ... micro image acquisition unit, 31 Image capturing device for micro, 32 ... objective lens, 33 ... Z stage, 34 ... light guide optical system, 35 ... light source for micro, 36 ... transmission light source, 37 ... transmission illumination optical system, 38 ... shutter for transmission illumination, 40 ... Excitation light source, 41 ... excitation light irradiation optical system, 42 ... light guide optical system, 43 ... epi-illumination shutter, 44 ... fluorescence optical system unit, 45 ... dichroic mirror, 46 ... cylindrical lens system, 47 ... Okasurenzu system, 48 ... the collimating lens system,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... Control apparatus, 61 ... Macro image acquisition control part, 62 ... Micro image acquisition control part, 65 ... Imaging condition setting part, 66, 67 ... Image data communication I / F, 68 ... Macro image processing part, 69 ... Micro image Processing unit 71... Display device 72. Input device 75. Image correction processing unit 76.

Claims (12)

蛍光測定の対象となる試料を載置する試料ステージと、
前記試料の蛍光観察画像として、第1の方向を長手方向とする1次元画像または2次元画像を取得する撮像装置を含む画像取得手段と、
前記試料に対して蛍光測定用の励起光を供給する励起光供給手段と、
前記励起光供給手段からの前記励起光を反射して前記試料へと照射するとともに、前記試料からの蛍光を前記画像取得手段へと通過させるダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニットと、
前記撮像装置によって前記試料を第2の方向に走査して部分画像を取得するとともに、この部分画像の取得を前記第1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を取得するように、前記試料ステージと前記画像取得手段との位置関係を調整する走査手段と、
前記複数の部分画像を前記第1の方向に並べて合成することで、前記試料の蛍光観察画像を生成する画像合成手段と、
前記撮像装置によって取得される画像に対するシェーディング補正データを、前記蛍光光学系ユニットに対応させて記憶する補正データ記憶手段と、
前記補正データ記憶手段に記憶された前記シェーディング補正データを参照して、前記複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行う画像補正処理手段と
を備えることを特徴とする蛍光画像取得装置。
A sample stage on which a sample to be subjected to fluorescence measurement is placed;
An image acquisition means including an imaging device for acquiring a one-dimensional image or a two-dimensional image having a first direction as a longitudinal direction as a fluorescence observation image of the sample;
Excitation light supply means for supplying excitation light for fluorescence measurement to the sample;
A fluorescence optical system unit including a dichroic mirror that reflects the excitation light from the excitation light supply means and irradiates the sample with fluorescence, and allows the fluorescence from the sample to pass to the image acquisition means;
The sample is scanned in the second direction by the imaging device to acquire a partial image, and the acquisition of the partial image is repeated a plurality of times while shifting the imaging position along the first direction. Scanning means for adjusting the positional relationship between the sample stage and the image acquisition means so as to acquire;
Image combining means for generating a fluorescence observation image of the sample by combining the plurality of partial images in the first direction; and
Correction data storage means for storing shading correction data for an image acquired by the imaging device in association with the fluorescence optical system unit;
An fluorescence image acquisition apparatus comprising: an image correction processing unit that performs shading correction for each of the plurality of partial images with reference to the shading correction data stored in the correction data storage unit.
前記補正データ記憶手段は、前記撮像装置によって取得される画像に対するダーク補正データを、前記撮像装置での露光時間に対応させて記憶するとともに、
前記画像補正処理手段は、前記シェーディング補正に加えて、前記補正データ記憶手段に記憶された前記ダーク補正データを参照して、前記複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うことを特徴とする請求項1記載の蛍光画像取得装置。
The correction data storage means stores dark correction data for an image acquired by the imaging device in correspondence with an exposure time in the imaging device;
The image correction processing unit performs dark correction on each of the plurality of partial images with reference to the dark correction data stored in the correction data storage unit in addition to the shading correction. Item 2. The fluorescent image acquisition device according to Item 1.
前記画像取得手段は、前記試料からの蛍光を異なる3つの波長成分に分解する波長分解光学系を有するとともに、
前記撮像装置として、前記波長分解光学系によって分解された3つの波長成分のそれぞれによる前記蛍光観察画像を取得する3つの撮像装置を含むことを特徴とする請求項1または2記載の蛍光画像取得装置。
The image acquisition means has a wavelength resolving optical system for decomposing fluorescence from the sample into three different wavelength components,
3. The fluorescent image acquisition device according to claim 1, wherein the imaging device includes three imaging devices that acquire the fluorescence observation image based on each of the three wavelength components resolved by the wavelength resolving optical system. .
前記補正データ記憶手段は、前記3つの撮像装置のそれぞれによって取得される画像に対する3種類の前記シェーディング補正データを記憶することを特徴とする請求項3記載の蛍光画像取得装置。   4. The fluorescent image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the correction data storage means stores three types of shading correction data for images acquired by each of the three imaging devices. 前記画像取得手段における前記撮像装置は、前記第1の方向を長手方向とする1次元画像の取得が可能な1次元センサ、または前記第1の方向を長手方向とする2次元画像の取得及びTDI駆動が可能な2次元センサであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の蛍光画像取得装置。   The imaging device in the image acquisition means may be a one-dimensional sensor capable of acquiring a one-dimensional image having the first direction as a longitudinal direction, or acquiring a two-dimensional image having the first direction as a longitudinal direction and TDI. The fluorescence image acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorescence image acquisition apparatus is a two-dimensional sensor that can be driven. 前記画像取得手段における前記撮像装置は、
アレイ状に配列された複数の画素を有し、前記画素において光入射量に応じて生成された電荷を出力する光検出手段と、
前記光検出手段に対して前記複数の画素の一方の配列方向に沿って設けられ、前記配列方向について分割された複数の部分電荷転送部を有する電荷転送手段とを有し、
前記複数の部分電荷転送部のそれぞれは、前記光検出手段のうちの所定の光検出領域内にある画素からの電荷を出力方向に転送して出力端から出力することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の蛍光画像取得装置。
The imaging device in the image acquisition means is
A light detection means having a plurality of pixels arranged in an array, and outputting charges generated according to the amount of light incident on the pixels;
Charge transfer means having a plurality of partial charge transfer portions provided along one arrangement direction of the plurality of pixels with respect to the light detection means and divided in the arrangement direction;
2. Each of the plurality of partial charge transfer units transfers charges from pixels in a predetermined light detection region of the light detection means in an output direction and outputs the charges from an output end. The fluorescence image acquisition apparatus as described in any one of -5.
試料ステージ上に載置された試料を蛍光測定の対象とし、前記試料の蛍光観察画像として、画像取得手段に含まれる撮像装置によって第1の方向を長手方向とする1次元画像または2次元画像を取得する画像取得ステップと、
前記試料に対して蛍光測定用の励起光を供給し、前記励起光を反射して前記試料へと照射するとともに、前記試料からの蛍光を前記画像取得手段へと通過させるダイクロイックミラーを含む蛍光光学系ユニットを介して前記励起光を前記試料へと照射する励起光照射ステップと、
前記撮像装置によって前記試料を第2の方向に走査して部分画像を取得するとともに、この部分画像の取得を前記第1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を取得するように、前記試料ステージと前記画像取得手段との位置関係を調整する走査ステップと、
前記複数の部分画像を前記第1の方向に並べて合成することで、前記試料の蛍光観察画像を生成する画像合成ステップと、
前記撮像装置によって取得される画像に対するシェーディング補正データを、前記蛍光光学系ユニットに対応させて記憶する補正データ記憶ステップと、
前記補正データ記憶ステップで記憶された前記シェーディング補正データを参照して、前記複数の部分画像のそれぞれについてシェーディング補正を行う画像補正処理ステップと
を備えることを特徴とする蛍光画像取得方法。
A sample placed on the sample stage is a target for fluorescence measurement. As a fluorescence observation image of the sample, a one-dimensional image or a two-dimensional image having a first direction as a longitudinal direction by an imaging device included in an image acquisition unit is used. An image acquisition step to acquire;
Fluorescence optics including a dichroic mirror that supplies excitation light for fluorescence measurement to the sample, reflects the excitation light to irradiate the sample, and passes fluorescence from the sample to the image acquisition means An excitation light irradiation step of irradiating the sample with the excitation light via a system unit;
The sample is scanned in the second direction by the imaging device to acquire a partial image, and the acquisition of the partial image is repeated a plurality of times while shifting the imaging position along the first direction. A scanning step of adjusting a positional relationship between the sample stage and the image acquiring means so as to acquire;
An image synthesis step for generating a fluorescence observation image of the sample by combining the plurality of partial images in the first direction,
A correction data storage step for storing shading correction data for an image acquired by the imaging device in association with the fluorescence optical system unit;
A fluorescence image acquisition method comprising: an image correction processing step of performing shading correction on each of the plurality of partial images with reference to the shading correction data stored in the correction data storage step.
前記補正データ記憶ステップにおいて、前記撮像装置によって取得される画像に対するダーク補正データを、前記撮像装置での露光時間に対応させて記憶するとともに、
前記画像補正処理ステップにおいて、前記シェーディング補正に加えて、前記補正データ記憶ステップで記憶された前記ダーク補正データを参照して、前記複数の部分画像のそれぞれについてダーク補正を行うことを特徴とする請求項7記載の蛍光画像取得方法。
In the correction data storing step, dark correction data for an image acquired by the imaging device is stored in correspondence with an exposure time in the imaging device, and
The dark correction is performed on each of the plurality of partial images with reference to the dark correction data stored in the correction data storage step in addition to the shading correction in the image correction processing step. Item 8. The fluorescent image acquiring method according to Item 7.
前記画像取得手段は、前記試料からの蛍光を異なる3つの波長成分に分解する波長分解光学系を有するとともに、
前記撮像装置として、前記波長分解光学系によって分解された3つの波長成分のそれぞれによる前記蛍光観察画像を取得する3つの撮像装置を含むことを特徴とする請求項7または8記載の蛍光画像取得方法。
The image acquisition means has a wavelength resolving optical system for decomposing fluorescence from the sample into three different wavelength components,
9. The fluorescent image acquisition method according to claim 7, wherein the imaging device includes three imaging devices that acquire the fluorescence observation image based on each of the three wavelength components resolved by the wavelength resolving optical system. .
前記補正データ記憶ステップにおいて、前記3つの撮像装置のそれぞれによって取得される画像に対する3種類の前記シェーディング補正データを記憶することを特徴とする請求項9記載の蛍光画像取得方法。   10. The fluorescent image acquisition method according to claim 9, wherein in the correction data storage step, three types of shading correction data for images acquired by each of the three imaging devices are stored. 前記画像取得手段における前記撮像装置は、前記第1の方向を長手方向とする1次元画像の取得が可能な1次元センサ、または前記第1の方向を長手方向とする2次元画像の取得及びTDI駆動が可能な2次元センサであることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項記載の蛍光画像取得方法。   The imaging device in the image acquisition means may be a one-dimensional sensor capable of acquiring a one-dimensional image having the first direction as a longitudinal direction, or acquiring a two-dimensional image having the first direction as a longitudinal direction and TDI. The fluorescence image acquisition method according to claim 7, wherein the fluorescence image acquisition method is a two-dimensional sensor that can be driven. 前記画像取得手段における前記撮像装置は、
アレイ状に配列された複数の画素を有し、前記画素において光入射量に応じて生成された電荷を出力する光検出手段と、
前記光検出手段に対して前記複数の画素の一方の配列方向に沿って設けられ、前記配列方向について分割された複数の部分電荷転送部を有する電荷転送手段とを有し、
前記複数の部分電荷転送部のそれぞれは、前記光検出手段のうちの所定の光検出領域内にある画素からの電荷を出力方向に転送して出力端から出力することを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項記載の蛍光画像取得方法。
The imaging device in the image acquisition means is
A light detection means having a plurality of pixels arranged in an array and outputting charges generated according to the amount of light incident on the pixels;
Charge transfer means provided along one arrangement direction of the plurality of pixels with respect to the light detection means, and having a plurality of partial charge transfer units divided in the arrangement direction;
8. Each of the plurality of partial charge transfer units transfers charges from pixels in a predetermined light detection region of the light detection means in an output direction and outputs the charges from an output end. The fluorescence image acquisition method as described in any one of -11.
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