JP4875591B2 - 結晶観察装置 - Google Patents
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Description
そこで、例えば特許文献1に記載の技術では、観察画像中の輝度変化情報を利用して微分処理などの画像処理によって液滴部を背景から抽出する手法が提案されている。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、液滴と背景との輝度差が小さい場合であっても、液滴部分の画像の抽出を容易とし、また、液滴の拡大画像を効率的に取得し得る結晶観察装置を提供することを目的としている。
同図に示すように、この結晶化プレート12は、ハンギングドロップ法用の結晶化プレートであり、この結晶化プレート12の表面には複数のウェル13が格子状に整列している。この結晶化プレート12の使用方法は、ウェル13にリザーバ溶液を分注し、別に用意するカバーガラス13aの表面に蛋白質溶液とリザーバ溶液との混合ドロップを作製した後、カバーガラスを反転させ、ウェル13の開口部にかぶせる。なお、ウェルの開口面には、予めグリスなどのシール剤が塗布されており、カバーガラス13aを載せるだけで、ウェル13の開口部が密閉されるようになっている。このようにして、ハンギングドロップ法では、カバーガラス13aの表面に液滴を作製し、そのカバーガラス13aを反転して結晶化プレート12上のウェル13の開口部にかぶせる作業を行った結晶化プレート12を用いる。
同図に示すように、この結晶観察装置10は、矩形の平板からなるテーブル2を有し、そのテーブル2上には、スライド移動装置3が設置されている。このスライド移動装置3は、テーブル2にその左右(X)方向に沿って固定された案内レール部3aと、その案内レール部3aに沿ってスライド移動可能に設けられたスライド移動部3bと、そのスライド移動部3bを駆動する電動アクチュエータ部3cとを備えて構成されている。そして、この電動アクチュエータ部3cは、制御部30に接続されており、制御部30からの制御信号に応じてスライド移動部3bを左右(X)方向に所望の移動量だけスライド移動可能になっている。
さらに、上記テーブル2上には、スライド移動装置3よりも奥側に支柱4が立設されており、この支柱4の上部には、XY駆動装置15を介して観察用のカメラ11が装備されている。このカメラ11は、上記一対の結晶化プレート支持部材3d上に載置された結晶化プレート12の上方に対向配置されており、結晶化プレート12の表面を、上記照明装置14によって下方から照らされた液滴の反対の側から撮像することができる。
制御部30は、以下いずれも図示しない、所定の制御プログラムに基づいて、演算およびこの結晶観察装置10のシステム全体を制御するCPUと、所定領域に予めCPUの制御プログラム等を格納しているROMと、ROM等から読み出したデータやCPUの演算過程で必要な演算結果を格納するためのRAMと、上記カメラ11、XY駆動装置15、スライド移動装置3の電動アクチュエータ部3c、表示装置32およびキーボード等の入力装置34を含めた外部装置に対してデータの入出力を媒介するI/F(インターフェイス)とを有して構成されている。これらは、データを転送するための信号線であるバスで相互にかつデータ授受可能に接続されている。そして、入力装置34からは、結晶観察装置10を作動させる所定の操作信号が、観察者によるスイッチ操作により入力されるようになっている。
この結晶観察装置10では、観察者が入力装置34から所定の操作信号を入力すると、制御部30では、図3に示す液滴中心特定処理がCPUにおいて実行されて、まず、ステップS1に移行するようになっている。
ステップS2では、一連の第一の特定処理が実行されてステップS3に移行する。ここで、この第一の特定処理は、ステップS1で取得したいずれか一の画像データに基づいて、当該いずれか一の画像データのみから液滴中心を特定する処理である。なお、以下説明する第一ないし第二の特定処理において、画像データの二値化および領域分割等の画像処理は、通常なされる画像処理同様の処理なので、詳しい説明は省略する。
ここで、上述のスライド移動装置3が上記スライド移動手段に対応し、観察用のカメラであるカメラ11が上記画像データ取得手段を兼ねてこれに対応している。また、制御部30で実行される液滴中心特定処理でのステップS1〜ステップS6が上記液滴中心特定手段に対応し、そのうちのステップS2(ステップS11〜S16)が上記第一の特定手段に対応し、ステップS4(ステップS21〜S31)が上記第二の特定手段に対応している。また、上記XY駆動装置15および液滴中心特定処理でのステップS7が上記カメラ光軸移動手段に対応している。
すなわち、照明装置14と結晶化プレート12との間に遮光板20を配した状態で、液滴に対しその径方向に複数の段階(n)に分けて遮光板20を相対移動させて画像を撮影すると、撮影された画像は、図5(a)〜(d)に示すように変遷する。
そして、処理が進んでゆくと、液滴Eは、図5(d)に示すような状態で、こんどは左側の端部が照明領域Hから遮光領域S側に突出したような状態となるため、この突出した部分ZLを液滴Eの左側の端部部分と推定し、この最も左側の端部部分ZLの座標である最左端座標を求め、これをその撮像位置での最左座標として記憶する。そして、上記記憶した最右座標および最左座標との中間点を液滴Eの中心座標と推定し、その座標を求める。これにより、液滴Eの輪郭Zが不鮮明で一の画像データのみからの液滴Eの輪郭Zの特定が難しい場合であっても、左右端部に位置する二つの画像データから液滴の中心を特定することができるので、その分の処理時間を要するものの、確実に液滴の中心を特定可能である(ステップS4〜S5)。
例えば、上記実施形態では、遮光板をフィルタとして用いたが、これに限定されず、液滴表面に、明るい部分およびそれよりも暗い部分の二つの明るさの異なる部分をつくり、液滴の輪郭Zを強調することができるフィルタであれば、種々のフィルタを採用することができる。しかし、二つの明るさの異なる部分を液滴表面に簡単につくる上では、フィルタとして遮光板を用いることは好ましい。
3 スライド移動装置(スライド移動手段)
4 支柱
10 結晶観察装置
11 カメラ
12 結晶化プレート
13 ウェル
14 照明装置
15 XY駆動装置(カメラ光軸移動手段)
20 遮光板(フィルタ)
30 制御部
32 表示装置
34 入力装置
CL 液滴の中央部
E 液滴
H 照明領域
L 照明光
S 遮光領域
W ウェルの輪郭
Z 液滴の輪郭
ZL 左側の端部部分
ZR 右側の端部部分
Claims (3)
- 液滴中の高分子化合物の結晶を観察する結晶観察装置であって、
結晶化プレートのウェル内の液滴表面を照らすように対向配置された照明装置と、その照明装置と前記結晶化プレートとの間に配置されて前記液滴の輪郭を強調するためのフィルタとを備え、前記フィルタは、前記液滴表面に、明るい部分およびそれよりも暗い部分の二つの明るさの異なる部分をつくるように配置されていることを特徴とする結晶観察装置。 - 前記フィルタを前記液滴に対しその径方向に相対的にスライド移動させるスライド移動手段と、そのスライド移動手段での所定の移動段階での画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した画像データに基づいて画像処理を行って液滴中心を特定する液滴中心特定手段と、その液滴中心特定手段で特定された液滴中心と観察用のカメラの光軸とを一致させるカメラ光軸移動手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の結晶観察装置。
- 前記液滴中心特定手段は、前記画像データ取得手段で取得したいずれか一の画像データに基づいて、当該いずれか一の画像データのみから液滴中心を特定する第一の特定手段と、前記第一の特定手段で液滴中心が特定されないときに、前記複数の段階に分けて取得した画像データのうち、左右端部に位置する情報をもつ二つの画像データを選定し、当該選定した二つの画像データのもつ前記左右端部に位置する情報から液滴中心を特定する第二の特定手段とを有することを特徴とする請求項2に記載の結晶観察装置。
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