JP2008139488A - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被観察物を繰り返し所定時間間隔で撮像して複数の画像を生成するタイムラプス撮像部と、複数の画像のうち、タイムラプス撮像部により繰り返し撮像を行ったタイムラプス期間内の所定の期間において生成した複数の画像からなる画像群を記録するか、または、複数の画像のうち、所定の時間間隔で間引いた複数の画像からなる画像群を記録する記録部とを備える。または、上述した記録部に代えて、タイムラプス撮像部により生成した複数の画像のそれぞれについて、所定の領域の画像を切り出し、切り出した複数の画像からなる画像群を記録する記録部を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明の顕微鏡システムは、被観察物の像を繰り返し撮像して複数の画像を生成する撮像部を備えた顕微鏡装置において、タイムラプス撮影時に生成されるデータを好適に管理することを目的とする。
また、好ましくは、前記被観察物を蛍光観察するための観察用部材を備え、前記選択部は、少なくとも2種類の異なる波長における前記蛍光観察時に、前記タイムラプス撮像部によりそれぞれ生成した画像に基づいて、蛍光強度比を求めることにより前記被観察物の状態変化を検出しても良い。
なお、好ましくは、前記複数の画像のうち、少なくとも2つの画像において、前記切り出しを行う領域を指定するユーザ指示を受け付ける受付部を備え、前記記録部は、前記ユーザ指示に基づいて、前記複数の画像のそれぞれにおいて前記切り出しを行う領域を決定しても良い。
また、好ましくは、前記被観察物を蛍光観察するための観察用部材を備え、前記選択部は、少なくとも2種類の異なる波長における前記蛍光観察時に、前記タイムラプス撮像部によりそれぞれ生成した画像に基づいて、蛍光強度比を求めることにより前記被観察物の状態変化を検出しても良い。
図1は、本実施形態の顕微鏡装置1の構成図である。図1に示すように、顕微鏡装置1は、装置本体10と、コンピュータ170と、モニタ160と、入力器180とを備える。装置本体10には、顕微鏡部150と、透過照明部40と、冷却カメラ300と、励起用光源70と、光ファイバ7とが備えられる。
ステージ23には、透明な培養容器20を収めたチャンバ100が載置される。培養容器20は培地で満たされており、蛍光物質で標識された培養細胞がその培地内で生育している。その培養細胞をチャンバ100の外側から観察するため、チャンバ100の底面の一部aと、チャンバ100の上面の一部bとはそれぞれ透明部になっている。ここでは簡単のため、培養容器20の上面が開放されている場合を説明するが、必要があれば培養容器20の上面は培養容器20と同質の蓋で覆われる。
蛍光フィルタ部34には、図1のX方向に亘り複数種類のフィルタブロックが装着されており、蛍光フィルタ部34が不図示の機構によりX方向へ駆動されると、装置本体10の光路に配置されるフィルタブロックの種類が切り替わる。この切り替えもコンピュータ170の制御下で行われる。
このうち位相差観察と蛍光観察との間では、光路に配置されるフィルタブロックの種類と、光路に配置されうる対物レンズの種類との双方が異なり、2種対の蛍光観察の間では、光路に配置されるフィルタブロックの種類のみが異なる。また、位相差観察と蛍光観察との間では、照明方法も異なる。
また、チャンバ100には、不図示のシリコーンチューブを介して不図示の加湿器が接続されており、チャンバ100の内部の湿度及びCO2濃度は、予め決められた値の近傍にそれぞれ制御される。また、チャンバ100の周辺の雰囲気は、不図示の熱交換器によって適度に循環され、それによってチャンバ100の内部温度も予め決められた値の近傍に制御される。このようなチャンバ100の内部の湿度、CO2濃度、温度は、不図示のセンサにより測定される。そして、測定結果は、コンピュータ170へ取り込まれる。その一方で、冷却カメラ300は装置本体10との他の部分とは別の筐体に収められており、チャンバ100の内部温度に拘わらず装置本体10の外気温度と同程度に保たれる。
コンピュータ170には、観察用のプログラムがインストールされており、コンピュータ170はそのプログラムに従って動作するものとする。ユーザからコンピュータ170への情報入力は、何れも入力器180を介して行われるものとする。
図2は、コンピュータ170の動作フローチャートである。図2に示すとおり、最初にコンピュータ170は、装置本体10の観察方法を位相差観察(正確には低倍率の位相差観察)に設定し、その状態でバードビュー画像の画像データを取得し、それをモニタ160へ表示する(ステップS11)。バードビュー画像とは、培養容器20の比較的広い領域の画像である。
コンピュータ170は、ユーザから条件が入力されると(ステップS11YES)、その条件が書き込まれたレシピを作成する(ステップS13)。レシピの格納先は、例えばコンピュータ170のハードディスクである。以下、レシピに書き込まれたインターバル、ラウンド数、観察ポイント、観察方法をそれぞれ「指定インターバル」、「指定ラウンド数」、「指定ポイント」、「指定観察方法」と称す。
タイムラプス撮影では、コンピュータ170は、培養容器20の観察ポイントcを指定ポイントに一致させると共に、装置本体10の観察方法を指定観察方法に設定し、その状態で画像データを取得する。指定観察方法が3種類であった場合は、装置本体10の観察方法を3種類の指定観察方法の間で切り替えながら3種類の画像データを連続的に取得する。これによって、第1ラウンドの撮影が終了する。
さらに、以下の撮影は、実行済みのラウンド数が指定ラウンド数に達するまで(ステップS16YESとなるまで)繰り返される。
さらに、コンピュータ170は、タイムラプス撮影の期間中又はタイムラプス撮影の終了後にユーザから確認指示が入力されると、その時点における実施経過ファイルの内容を参照し、それに基づき以下に説明する実施経過確認用画面をモニタ160へ表示する。
表示領域101は、位相差画像の動画像が表示されるべき領域であり、表示領域102は、2種類の蛍光画像の一方(第1の蛍光画像)の動画像が表示されるべき領域であり、表示領域103は、2種類の蛍光画像の他方(第2の蛍光画像)の動画像が表示されるべき領域である。また、表示領域104は、位相差画像と蛍光画像との合成画像の動画像が表示されるべき領域である。
図3Bは、再生コントロール部105の拡大図である。図3Bに示すとおり再生コントロール部105には、停止ボタン52、スキップボタン53、再生ボタン54、早送りボタン55、クリッピングボタン56(詳細は後述する)、タイムライン50などが配置される。
動画像ファイルにおける再生箇所は、タイムライン50に反映される。ライムライン50の左端(1)は動画像ファイルの先頭(タイムラプス撮影の開始時点)を示し、タイムライン50の右端(2)は動画像ファイルの後尾(タイムラプス撮影の終了時点)を示す。なお、タイムラプス撮影が終了していないときには、タイムライン50の右端(2)は現時点を示す。このタイムライン50上にスラーダーバー60が配置され、動画像ファイルにおける再生箇所は、スラーダーバー60の左右方向の位置によってリアルタイムで表される。
ところで、上述したタイムラプス撮影を長期間に亘って実施すると、生成される動画像ファイルは膨大な量になる。そこで、本実施形態では目的の画像データを含む別の動画像ファイルを、時間クリッピングと空間クリッピングとの2つの手法を用いて作成する。
時間クリッピングには2種類の方法がある。第1の方法は、タイムラプス撮影の期間中の所定の期間において生成した複数の画像からなる動画像ファイルを作成する方法である。また、第2の方法は、タイムラプス撮影の期間中に生成した複数の画像のうち、所定の時間間隔で間引いた複数の画像からなる動画像ファイルを作成する方法である。
(1)−[1]手動の場合
ユーザがクリッピングボタン56を選択すると、コンピュータ170は図5Aに示すクリッピング指定用画面をモニタ160へ表示する。ユーザは、入力器180を介して、時間クリッピングを行う期間及び間引き間隔を入力することによりこれらを指定することができる。なお、間引き間隔は、必ずしも均一でなくても良い。例えば、最初の1時間は10分ごと、次の1時間は20分ごと、その次の1時間は10分ごとなどというように、間引き間隔を指定しても良い。
さらに、図5Cに示すように、再生コントロール部105に、クリッピングボタン56に代えてマーキングボタン57を設けても良い。そして、タイムラプス撮影の期間中及びタイムラプス撮影終了後に、ユーザが、入力器180を介して、マーキングボタン57を選択することにより所望の時点を指定する構成としても良い。この場合、図5Cに示すようにタイムライン50上にもマーク(57−1,57−2)を表示すると良い。
何れの場合も、ユーザが入力器180を介して目的の画像にマークを付けることにより、この画像を中心とした時間クリッピングを行うことができる。
コンピュータ170により、被観察物の状態を監視し、状態変化に応じて自動的に時間クリッピングを行う構成としても良い。具体的には、タイムラプス撮影の期間中に生成した画像に基づいて被観察物の状態を監視し、監視結果に基づいて(1)−[1]で説明したマーキングボタン57と同様の処理を行っても良い。例えば、上述した第1の蛍光画像及び第2の蛍光画像の蛍光強度比を求め、この蛍光強度比に基づいて被観察物の状態変化を監視することができる。
空間クリッピングは、タイムラプス撮影の期間中の所定の期間において生成した複数の画像のそれぞれについて、所定の領域の画像を切り出し、切り出した複数の画像からなる動画像ファイルを作成する方法である。
空間クリッピングにおける切り出し領域の指定には以下の2つの方法がある。
ユーザがクリッピングボタン56(図3B参照)を選択すると、コンピュータ170は図6Aに示すように、表示領域上にクリッピング枠58−1を表示する。そして、タイムラプス撮影の期間中に生成した複数の画像のうち、1枚の画像(図6Aの例では、最初の画像)において、ユーザが入力器180を介して表示領域上の切り出し領域を指定する。そして、全ての画像について、同じ切り出し領域で空間クリッピングを行う。
何れの場合も、ユーザが入力器180を介して目的の領域を切り出し領域として指定することにより、この領域を中心とした空間クリッピングを行うことができる。
コンピュータ170により、被観察物の状態を監視し、状態変化に応じて自動的に空間クリッピングを行う構成としても良い。具体的には、タイムラプス撮影の開始時点においてユーザが入力器180を介して切り出し領域を指定する。そして、その後タイムラプス撮影期間中に生成した第1の蛍光画像及び第2の蛍光画像の蛍光強度分布を求め、この蛍光強度分布に基づいて、ユーザにより指定された切り出し領域をトレースすることができる。なお、タイムラプス撮影の途中において、ユーザが入力器180を介して切り出し領域を指定し、その後タイムラプス撮影期間中に生成した画像に基づいて切り出し領域をトレースしても良い。
(1)で説明した時間クリッピング及び(2)で説明した空間クリッピングを組み合わせて実行しても良い。なお、時間クリッピングを行った後に空間クリッピングを行っても良いし、空間クリッピングを行った後に時間クリッピングを行っても良い。また、時間クリッピングと空間クリッピングとを同時に実行しても良い。特に、時間クリッピングを行った後に空間クリッピングを行うと、コンピュータ170による処理を軽減することができる。
Claims (8)
- 被観察物を繰り返し所定時間間隔で撮像して複数の画像を生成するタイムラプス撮像部と、
前記複数の画像のうち、前記タイムラプス撮像部により繰り返し撮像を行ったタイムラプス期間内の所定の期間において生成した複数の画像からなる画像群を記録するか、または、前記複数の画像のうち、所定の時間間隔で間引いた複数の画像からなる画像群を記録する記録部と
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項1に記載の顕微鏡装置において、
前記複数の画像のうち、前記画像群として記録する画像を、前記被観察物の状態変化に応じて選択する選択部を備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項2に記載の顕微鏡装置において、
前記被観察物を蛍光観察するための観察用部材を備え、
前記選択部は、少なくとも2種類の異なる波長における前記蛍光観察時に、前記タイムラプス撮像部によりそれぞれ生成した画像に基づいて、蛍光強度比を求めることにより前記被観察物の状態変化を検出する
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 被観察物を繰り返し所定時間間隔で撮像して複数の画像を生成するタイムラプス撮像部と、
前記タイムラプス撮像部により生成した複数の画像のそれぞれについて、所定の領域の画像を切り出し、切り出した複数の画像からなる画像群を記録する記録部と
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項4に記載の顕微鏡装置において、
前記複数の画像のうち、少なくとも2つの画像において、前記切り出しを行う領域を指定するユーザ指示を受け付ける受付部を備え、
前記記録部は、前記ユーザ指示に基づいて、前記複数の画像のそれぞれにおいて前記切り出しを行う領域を決定する
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項4に記載の顕微鏡装置において、
前記複数の画像のそれぞれにおいて前記切り出しを行う領域を、前記被観察物の状態変化に応じて選択する選択部を備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項6に記載の顕微鏡装置において、
前記被観察物を蛍光観察するための観察用部材を備え、
前記選択部は、少なくとも2種類の異なる波長における前記蛍光観察時に、前記タイムラプス撮像部によりそれぞれ生成した画像に基づいて、蛍光強度比を求めることにより前記被観察物の状態変化を検出する
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 被観察物を繰り返し所定時間間隔で撮像して複数の画像を生成するタイムラプス撮像部と、
前記複数の画像のうち、前記タイムラプス撮像部により繰り返し撮像を行ったタイムラプス期間内の所定の期間において生成した複数の画像からなる第1の画像群と、前記複数の画像のうち、所定の時間間隔で間引いた複数の画像からなる第2の画像群との何れかを生成し、さらに、生成した前記画像群を構成する複数の画像のそれぞれについて、所定の領域の画像を切り出し、切り出した複数の画像からなる第3の画像群を記録する記録部とを備えた
ことを特徴とする顕微鏡装置。
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