JP4917331B2 - 画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラム - Google Patents

画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラム Download PDF

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Description

本発明は、試料の画像を取得するための画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムに関するものである。
近年、病理学の分野などにおいて、パーソナルコンピュータ等の仮想空間上であたかも実際の顕微鏡で試料を見ているかのように操作可能なバーチャル顕微鏡が知られている。このバーチャル顕微鏡で扱われる試料データは、予め実際の顕微鏡を利用して高解像度で取得された試料の画像データに基づいている。
このようにバーチャル顕微鏡で利用される試料の画像データを取得する画像取得装置では、バーチャル顕微鏡での画像操作を実現するために、充分に高解像度で試料の画像を取得することが要求される。また、このような高解像度の画像の取得について、その画像取得時の焦点情報を設定することが、例えば特許文献１：米国特許第６８１６６０６号公報に記載されている。
米国特許第６８１６６０６号公報
バーチャル顕微鏡で利用される試料の画像データの取得においては、スライドガラスに生体サンプル等が密封されたスライドが画像取得の対象の試料となる。また、このようなスライドを試料とした画像取得処理では、画像取得の対象物の生体サンプルについて、その画像を取得する際に参照すべき撮像条件として焦点マップなどの焦点情報が設定され、その焦点情報に基づいて焦点制御を行いつつ、対象物に対する画像取得が行われる。
一方、上記したスライドに密封された生体サンプルなど、試料に含まれている所定の対象物を目的とする画像取得では、その試料内に、例えば複数の生体サンプルなどの複数の対象物が含まれる場合がある。このような場合、複数の対象物のそれぞれについて画像を取得するために、例えば同一の試料に対して複数回の画像取得処理を実行するなど、その画像取得作業が複雑化するという問題がある。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、試料内に複数の対象物が含まれる場合でも、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能な画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムを提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明による画像取得装置は、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段と、試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び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を設定する撮像条件設定手段と、ミクロ画像取得手段によるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御手段とを備え、（２）ミクロ画像取得手段は、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、撮像条件設定手段は、マクロ画像を参照して、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、ミクロ画像の取得に先立って、焦点計測位置に対してミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定し、（３）ミクロ画像取得制御手段は、画像取得範囲、及び焦点情報を設定した上で行われるミクロ画像の取得において、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、（４）撮像条件設定手段は、試料に対して、対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、撮像条件設定手段は、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことを特徴とする。
また、本発明による画像取得方法は、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得ステップと、試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得ステップと、試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び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を設定する撮像条件設定ステップと、ミクロ画像取得ステップによるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御ステップとを備え、（２）ミクロ画像取得ステップは、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するミクロ画像取得手段を用いるとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、撮像条件設定ステップは、マクロ画像を参照して、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、ミクロ画像の取得に先立って、焦点計測位置に対してミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定し、（３）ミクロ画像取得制御ステップは、画像取得範囲、及び焦点情報を設定した上で行われるミクロ画像の取得において、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、（４）撮像条件設定ステップは、試料に対して、対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、撮像条件設定ステップは、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことを特徴とする。
また、本発明による画像取得プログラムは、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段とを備える画像取得装置に適用され、試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び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を設定する撮像条件設定処理と、ミクロ画像取得手段によるミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御処理とをコンピュータに実行させるとともに、（２）ミクロ画像取得手段は、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、撮像条件設定処理は、マクロ画像を参照して、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、ミクロ画像の取得に先立って、焦点計測位置に対してミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定し、（３）ミクロ画像取得制御処理は、画像取得範囲、及び焦点情報を設定した上で行われるミクロ画像の取得において、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、（４）撮像条件設定処理は、試料に対して、対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、撮像条件設定処理は、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことを特徴とする。
上記した画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムにおいては、試料内に含まれる画像取得の対象物について、画像取得範囲、及び画像取得時に参照すべき焦点マップなどの焦点情報を撮像条件として設定する。そして、このような構成において、例えば試料内に複数の対象物が含まれている場合など、試料に対して複数の画像取得範囲が設定された場合に、画像取得範囲毎に焦点情報を求めることとしている。これにより、複数の画像取得範囲を含む試料全体に対する焦点制御を好適に行うことができる。
また、試料に対してこのような複数の画像取得範囲、及びそれに対応する複数の焦点情報（例えば複数の焦点マップ）が設定された場合で、さらに、試料を走査して取得される複数の部分画像のうちで、複数の画像取得範囲が混在している部分画像がある場合、その部分画像の走査において途中で焦点情報を切り換える構成としている。このような構成では、複数の対象物のそれぞれについての画像を好適に焦点制御を行いつつ１回の画像取得処理で取得することができる。これにより、試料内に複数の対象物が含まれる場合でも、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能となる。また、そのような複数の対象物を含む試料に対して必要な画像取得作業が簡単化される。
ここで、画像取得装置は、ミクロ画像取得手段が、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向を走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御手段は、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。
同様に、画像取得方法は、ミクロ画像取得ステップが、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を用いるとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向を走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御ステップは、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。
同様に、画像取得プログラムは、ミクロ画像取得手段が、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面の長手方向に直交する方向を走査方向として構成され、ミクロ画像取得制御処理は、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、複数の部分画像を取得させる制御を行うことが好ましい。
このような構成によれば、１次元センサまたはＴＤＩ駆動２次元センサで試料を一方向に走査したストリップ状の部分画像を高解像度で取得するとともに、他方向について複数の部分画像を合成して試料の全体のミクロ画像とすることで、試料の画像データを充分に高い解像度で好適に取得することができる。
また、画像取得装置は、試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段をさらに備え、撮像条件設定手段は、マクロ画像を参照して画像取得範囲、及び焦点情報を設定することが好ましい。同様に、画像取得方法は、試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得ステップをさらに備え、撮像条件設定ステップは、マクロ画像を参照して画像取得範囲、及び焦点情報を設定することが好ましい。同様に、画像取得プログラムは、画像取得装置が、試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段をさらに備え、撮像条件設定処理は、マクロ画像を参照して画像取得範囲、及び焦点情報を設定することが好ましい。
このように、画像取得の対象となる試料に対してマクロ画像取得手段とミクロ画像取得手段とを設け、試料の全体像を示すマクロ画像を参照して撮像条件を設定した上で高解像度のミクロ画像の取得を行うことにより、例えばバーチャル顕微鏡で用いられる試料の画像データとなるような高解像度の試料のミクロ画像を、効率良く取得することができる。
また、画像取得装置は、撮像条件設定手段が、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、焦点計測位置に対して焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定することが好ましい。同様に、画像取得方法は、撮像条件設定ステップが、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、焦点計測位置に対して焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定することが好ましい。同様に、画像取得プログラムは、撮像条件設定処理が、画像取得範囲、及び画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、焦点計測位置に対して焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定することが好ましい。
このように、最初に焦点計測位置を設定し、その焦点計測位置について試料に対する焦点計測を行った上で焦点情報を設定することにより、試料に含まれる対象物の画像を良好な状態で取得することが可能となる。また、この場合、マクロ画像取得手段で取得されたマクロ画像を参照して画像取得範囲及び焦点計測位置を設定するとともに、焦点計測位置に対してミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行うことで、焦点マップなどの焦点情報を設定することが好ましい。
また、画像取得装置は、撮像条件設定手段が、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、焦点情報を第１焦点情報として、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことが好ましい。
同様に、画像取得方法は、撮像条件設定ステップが、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、焦点情報を第１焦点情報として、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことが好ましい。
同様に、画像取得プログラムは、撮像条件設定処理が、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、焦点情報を第１焦点情報として、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことが好ましい。
これにより、試料に対して複数の画像取得範囲が設定された場合に、ミクロ画像となる部分画像の取得において、複数の画像取得範囲が混在している部分画像、及びそのような画像取得範囲の混在がない部分画像のいずれについても、部分画像を取得するための試料の走査を好適に実行することが可能となる。
また、画像取得範囲の設定に関しては、画像取得装置は、撮像条件設定手段が、試料に対して、対象物として少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定することが好ましい。
同様に、画像取得方法は、撮像条件設定ステップが、試料に対して、対象物として少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定することが好ましい。
同様に、画像取得プログラムは、撮像条件設定処理が、試料に対して、対象物として少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、第１対象物の像と第２対象物の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定することが好ましい。
これにより、試料内に複数の対象物が含まれている場合でも、それに対応する複数の画像取得範囲を好適かつ確実に設定することが可能となる。また、第１、第２対象物の像の間での区分線の設定については、例えばマクロ画像での対象物の像について膨張処理を行って得られる第１、第２対象物の境界線を区分線とする方法など、様々な設定方法を用いることが可能である。
また、本発明による他の画像取得装置は、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、マクロ画像を参照し、試料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、及び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を設定する撮像条件設定手段とを備え、（２）撮像条件設定手段は、ミクロ画像の取得方法について、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成されたミクロ画像取得手段を用い、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる方法を想定し、（３）画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うように、撮像条件を設定することを特徴とする。
また、本発明による画像取得方法は、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得ステップと、マクロ画像を参照し、試料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、及び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を設定する撮像条件設定ステップとを備え、（２）撮像条件設定ステップは、ミクロ画像の取得方法について、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成されたミクロ画像取得手段を用い、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる方法を想定し、（３）画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うように、撮像条件を設定することを特徴とする。
また、本発明による画像取得プログラムは、（１）試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段を備える画像取得装置に適用され、マクロ画像を参照し、試料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、及び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を設定する撮像条件設定処理をコンピュータに実行させるとともに、（２）撮像条件設定処理は、ミクロ画像の取得方法について、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成されたミクロ画像取得手段を用い、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる方法を想定し、（３）画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うように、撮像条件を設定することを特徴とする。
上記した画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムにおいては、試料内に含まれる画像取得の対象物について、試料のマクロ画像を参照し、画像取得範囲、及び画像取得時に参照すべき焦点マップなどの焦点情報を、ミクロ画像の撮像条件として設定する。そして、このような構成において、例えば試料内に複数の対象物が含まれている場合など、試料に対して複数の画像取得範囲が設定された場合に、画像取得範囲毎に焦点情報を求めることとしている。これにより、複数の画像取得範囲を含む試料全体に対する焦点制御を好適に行うことができる。
また、試料に対してこのような複数の画像取得範囲、及びそれに対応する複数の焦点情報（例えば複数の焦点マップ）が設定された場合で、さらに、試料を走査して取得される複数の部分画像のうちで、複数の画像取得範囲が混在している部分画像がある場合、その部分画像の走査において途中で焦点情報を切り換えるように撮像条件を設定している。このような構成では、複数の対象物のそれぞれについての画像を好適に焦点制御を行いつつ１回の画像取得処理で取得することができる。これにより、試料内に複数の対象物が含まれる場合でも、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能となる。また、そのような複数の対象物を含む試料に対して必要な画像取得作業が簡単化される。
本発明の画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムによれば、画像取得の対象となる試料に対して複数の画像取得範囲、及びそれに対応する複数の焦点情報が設定された場合で、さらに、試料を走査して取得される複数の部分画像のうちで、複数の画像取得範囲が混在している部分画像がある場合に、その部分画像の走査において途中で焦点情報を切り換える構成とすることにより、試料内に複数の対象物が含まれる場合でも、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能となる。
以下、図面とともに本発明による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
まず、画像取得装置の全体構成について説明する。図１は、本発明による画像取得装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態による画像取得装置は、試料Ｓの画像を高解像度で取得するために用いられる顕微鏡システムであり、試料Ｓの画像取得を行う顕微鏡部１０と、顕微鏡部１０における画像取得の制御等を行う制御部６０とを備える。画像取得の対象となる試料Ｓとしては、バーチャル顕微鏡で利用される画像データを取得する場合における、スライドガラスに組織切片等の生体サンプルが密封されたスライド（プレパラート）が例として挙げられる。
顕微鏡部１０は、試料格納部１１と、マクロ画像取得部２０と、ミクロ画像取得部３０とを有している。試料格納部１１は、それぞれ画像取得の対象となる複数の試料（例えばそれぞれ生体サンプルが密封された複数のスライド）Ｓを格納可能に構成された格納手段である。本実施形態においては、このような試料格納部１１を設けることにより、複数の試料Ｓを対象とする画像取得処理が可能となっている。この試料格納部１１には、操作者による試料Ｓの格納、及び取り出し等に用いられる扉１２が設けられている。また、本実施形態においては、画像取得中に誤って扉１２が開放されることを防止するためのインターロック機構１３が付設されている。
マクロ画像取得部２０は、試料Ｓの低倍率画像としてマクロ画像を取得するための第１の画像取得手段である。この画像取得部２０では、試料Ｓの全体像に相当する低解像度でのマクロ画像が取得される。また、マクロ画像取得部２０に対して、マクロ画像取得時に試料Ｓの光像を生成するための光を供給するマクロ用光源２５が設置されている。これらのマクロ画像取得部２０及びマクロ用光源２５は、必要に応じて設けられる。
一方、ミクロ画像取得部３０は、試料Ｓの高倍率画像としてミクロ画像を取得するための第２の画像取得手段である。この画像取得部３０では、試料Ｓを所定の解像度で２次元に走査して、目的とする試料Ｓの高解像度でのミクロ画像が取得される。また、ミクロ画像取得部３０に対して、ミクロ画像取得時に試料Ｓの光像を生成するための光を供給するミクロ用光源３５が設置されている。
また、図１においては、画像取得部３０で取得されるミクロ画像について、画像データに必要な補正を行うための画像補正部３８が設けられている。この画像補正部３８で行われる補正としては、ダーク補正、シェーディング補正などが挙げられる。例えば、シェーディング補正を行う場合、あらかじめ生体サンプルがのっていないスライドなどの参照用試料を撮像したブランク画像を取得しておき、このブランク画像を参照してシェーディング補正を行う方法を用いることができる。また、これらの画像補正については、マクロ画像についても同様に行う構成としても良い。
また、顕微鏡部１０内での各位置の間で試料Ｓを移動させる試料移動手段として、試料搬送部１４及び試料ステージ１５が設けられている。試料搬送部１４は、試料格納部１１での格納位置と、マクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０のそれぞれでの画像取得位置との間で試料Ｓを搬送する搬送手段である。また、試料ステージ１５は、マクロ画像またはミクロ画像の画像取得時に試料Ｓが載置されるとともに、試料Ｓの画像取得位置の設定、調整等に用いられる。また、顕微鏡部１０には、これらの顕微鏡部１０の各部を駆動制御するための駆動制御部４０が設けられている。
制御部６０は、データ処理部７０と、データ記憶部７５と、画像取得制御部８０とを有している。データ処理部７０には、マクロ画像取得部２０で取得されたマクロ画像の画像データ、及びミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像の画像データが入力されており、これらの画像データについて必要なデータ処理が行われる。また、このデータ処理部７０では、ミクロ画像取得に対する撮像条件の設定も行われる。
画像取得制御部８０は、駆動制御部４０を介して、顕微鏡部１０における試料Ｓの画像取得動作を制御する。また、データ処理部７０に入力された画像データ、画像データを処理して得られた各種のデータや情報、あるいは画像取得制御部８０で用いられる制御情報等は、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶、保持される。
この制御部６０は、例えばＣＰＵ及び必要なメモリ、ハードディスクなどの記憶装置を含むコンピュータによって構成される。また、この制御部６０に対して、表示装置６１、及び入力装置６２が接続されている。表示装置６１は、例えばＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイであり、本画像取得装置の動作に必要な操作画面の表示、あるいは取得された試料Ｓの画像の表示等に用いられる。また、入力装置６２は、例えばキーボードまたはマウスであり、画像取得に必要な情報の入力、画像取得動作についての指示の入力等に用いられる。
次に、図１に示した画像取得装置における顕微鏡部１０の構成について説明する。図２は、顕微鏡部１０の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、本実施形態による顕微鏡部１０は、試料Ｓの光像の取得に利用される透過型の顕微鏡システムとして構成されている。ここで、図中に示すように、水平方向で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平方向に直交する垂直方向をＺ軸方向とする。これらのうち、垂直方向であるＺ軸方向が本顕微鏡システムにおける画像取得の光軸の方向となっている。また、図２においては、主にマクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０の構成を示し、試料格納部１１及び試料搬送部１４等については図示を省略している。
試料Ｓは、画像取得部２０、３０における画像取得時には、試料ステージ１５上に載置される。この試料ステージ１５は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはサーボモータ等を用い、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージとして構成されている。このような構成において、試料ステージ１５をＸＹ面内で駆動することにより、画像取得部２０、３０での試料Ｓに対する画像取得位置の設定、調整が行われる。また、本実施形態においては、この試料ステージ１５は、マクロ画像取得部２０での画像取得位置、及びミクロ画像取得部３０での画像取得位置の間で移動可能となっている。
試料Ｓのマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得位置に対し、光軸２０ａ上の所定位置にそれぞれマクロ画像取得部２０、及びマクロ用光源２５が設置されている。マクロ用光源２５は、試料Ｓに対してマクロ画像取得用の光像を生成するための光を照射する光源であり、試料ステージ１５の下方に設置されている。
また、マクロ画像取得部２０は、試料Ｓの光像による２次元画像の取得が可能な２次元ＣＣＤセンサなどの撮像装置２１を用いて構成されている。また、試料Ｓが配置されるマクロ画像取得位置と、撮像装置２１との間には、試料Ｓの光像を導く光学系として撮像光学系２２が設けられている。
一方、試料Ｓのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得位置に対し、光軸３０ａ上の所定位置にそれぞれミクロ画像取得部３０、及びミクロ用光源３５が設置されている。ミクロ用光源３５は、試料Ｓに対してミクロ画像取得用の光像を生成するための光を照射する光源であり、集光レンズ３６とともに試料ステージ１５の下方に設置されている。
また、ミクロ画像取得部３０は、試料Ｓの光像による１次元画像の取得が可能な１次元ＣＣＤセンサなどの撮像装置３１を用いて構成されている。また、試料Ｓが配置されるミクロ画像取得位置と、撮像装置３１との間には、試料Ｓの光像を導く光学系として対物レンズ３２、及び導光光学系３４が設けられている。対物レンズ３２は、試料Ｓを透過した光を入射して試料Ｓの光像を生成する。また、導光光学系３４は、例えばチューブレンズから構成され、試料Ｓの光像を撮像装置３１へと導く。
また、対物レンズ３２に対して、ステッピングモータまたはピエゾアクチュエータ等を用いたＺステージ３３が設けられており、このＺステージ３３で対物レンズ３２をＺ軸方向に駆動することで、試料Ｓに対する焦点合わせ等が可能となっている。なお、このミクロ画像取得部３０での撮像装置３１としては、１次元画像の取得が可能な撮像装置に限らず、例えば、２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置などを用いることも可能である。一般には、撮像装置３１としては、具体的な画像取得装置の構成等に応じて、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を適宜選択して用いれば良い。
また、このミクロ画像取得用の撮像装置３１としては、例えば３板式ＣＣＤカメラなどのカラー画像が取得可能な撮像装置を用いることが好ましい。なお、マクロ画像取得用の撮像装置２１については、必要に応じて、白黒画像取得用の撮像装置、またはカラー画像が取得可能な撮像装置のいずれを用いても良い。また、撮像装置３１についても、カラー画像を取得する必要がない場合には、白黒画像取得用の撮像装置を用いても良い。
これらの試料ステージ１５、マクロ画像取得部２０、ミクロ画像取得部３０、及び光源２５、３５に対して、駆動制御部４０には、ステージ制御部４１、撮像装置制御部４２、及び光源制御部４３が設けられている。ステージ制御部４１は、ＸＹステージである試料ステージ１５、及びＺステージ３３を駆動制御することにより、試料Ｓに対する撮像条件の設定、調整等を行う。また、撮像装置制御部４２は、撮像装置２１、３１を駆動制御することにより、試料Ｓの画像取得を制御する。また、光源制御部４３は、光源２５、３５を駆動制御することにより、試料Ｓに対する画像取得用の光の照射を制御する。なお、顕微鏡部１０の各部の制御については、駆動制御部４０を介さずに制御部６０の画像取得制御部８０によって直接に制御する構成など、他の構成を用いても良い。
ここで、画像取得部２０、３０における試料Ｓのマクロ画像及びミクロ画像の取得について説明しておく。マクロ画像取得部２０では、ミクロ画像の撮像条件の設定に用いられる試料Ｓの全体像であるマクロ画像が取得される。例えば、上記したスライドガラスに生体サンプル等が密封されたスライドを試料Ｓとした場合、マクロ画像としては、スライド全体、またはスライドのうちで画像取得の対象物となる生体サンプルを含む所定範囲の画像が取得される。
また、ミクロ画像取得部３０では、設定された撮像条件を参照して、目的とする解像度での試料Ｓのミクロ画像が取得される。このミクロ画像の取得は、図３（ａ）に模式的に示すように、マクロ画像よりも高い所定の解像度で試料Ｓを２次元に走査することによって行われる。ここで、１次元ＣＣＤカメラなどの撮像装置３１を用いたミクロ画像の取得では、試料Ｓに対して平行なＸＹ面内において、撮像装置３１での撮像面の長手方向をＸ軸方向、この長手方向に直交する方向をＹ軸方向とする。このとき、ミクロ画像の取得においては、撮像装置３１での撮像面の長手方向に直交する方向、図３（ａ）においてはＹ軸の負の方向が、試料Ｓに対する走査方向となる。
１次元ＣＣＤカメラなどの撮像装置３１を用いたミクロ画像の取得では、まず、撮像装置３１によって試料ステージ１５上の試料Ｓを走査方向（Ｙ軸の負の方向）に走査して、所望の解像度を有するストリップ状の部分画像Ａを取得する。さらに、図３（ａ）に示すように、このような部分画像の取得を撮像面の長手方向（Ｘ軸の正の方向）に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰り返して、複数の部分画像Ａ、Ｂ、…、Ｉを取得する。
このようにして得られた部分画像Ａ〜ＩをＸ軸方向に並べて合成することで、試料Ｓの全体のミクロ画像（例えば、バーチャル顕微鏡でのデジタルスライド）を生成することができる。このようなミクロ画像の取得方法によれば、試料Ｓの画像データを充分に高い解像度で好適に取得することが可能である。なお、図３（ａ）中において、部分画像Ａ内に斜線で示したＸ軸方向を長手方向とする領域は、撮像装置３１での撮像面に対応する撮像領域を示している。
なお、一般にミクロ画像取得部３０が１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を用いて構成されている場合、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向とする。そして、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰り返すことで、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得することができる。
また、ミクロ画像の撮像条件の設定については、マクロ画像取得部２０の撮像装置２１で取得されたマクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として画像取得範囲、及び焦点計測位置を設定することが好ましい。これにより、試料Ｓの全体像であるマクロ画像で得られる情報から、ミクロ画像取得に用いられるパラメータを好適に設定して、高解像度で良好な状態の試料の画像データを取得することが可能となる。
具体的には、上記と同様にスライドを試料Ｓとした場合、図３（ｂ）に示すように、試料Ｓに対する画像取得範囲は、画像取得の対象であるスライド中の生体サンプルＳ０を含む矩形状の範囲Ｒによって設定することができる。ミクロ画像取得部３０における試料Ｓの２次元の走査（図３（ａ）参照）は、このように設定された画像取得範囲Ｒ内について行われる。また、このような画像取得範囲Ｒの設定を自動で行う場合には、例えば、マクロ画像での輝度パターンに対して設定された閾値を参照して画像を二値化することで画像取得の対象物（例えば生体サンプルＳ０）が存在する範囲を判別し、その判別結果に基づいて画像取得範囲Ｒを設定する方法を用いることができる。
図４は、マクロ画像を二値化するための閾値の設定方法を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸はマクロ画像の各画素での輝度値を示している。ここで、本実施形態で取得されるマクロ画像では、マクロ画像取得部２０の透過型の構成により、生体サンプルＳ０が存在しないスライドガラスのみの領域で最も輝度が高くなる。
マクロ画像に対する閾値の設定においては、例えば、図４に示すように、その輝度分布において２つのピークＰ１、Ｐ２を求め、その中心の輝度値を閾値Ｔとして設定する方法を用いることができる。そして、この閾値によって画像を二値化することによって、画像中で対象物Ｓ０が存在する範囲を容易に判別することができる。さらに、判別された範囲のうち、指定された面積以上の連続した範囲を１つの対象物Ｓ０の範囲とし、すべての対象物Ｓ０を包含する最小の矩形の領域を画像取得範囲Ｒとして設定する。なお、閾値の設定については、上記した方法以外にも、例えばピークの輝度値に対してあらかじめ固定に決められた割合で閾値を設定する方法など、様々な方法を用いることができる。
また、二値化されたマクロ画像における対象物Ｓ０が存在する範囲の判別においては、二値化された画像での対象物の像に対して、ｎ回の収縮処理（erosion処理：絵の塊を小さくする処理）を行い、続いて、ｎ回の膨張処理（dilation処理：絵の塊を大きくする処理）を行うことが好ましい。これにより、画像中で対象物の像以外の小さいノイズ等を取り除くことができる。また、スライドのカバーグラスのエッジやスライド内のゴミを取り除くためのフィルタリング処理をさらに行っても良い。
また、焦点計測位置は、ミクロ画像取得部３０において、試料Ｓのミクロ画像の取得に先立って試料Ｓに対する焦点情報を取得する際に用いられるものである。ミクロ画像取得部３０では、設定された焦点計測位置について撮像装置３１を用いて焦点計測を行って、試料Ｓのミクロ画像を取得する際の焦点情報としての焦点位置を決定する。この焦点計測位置は、例えば試料Ｓの水平面内での傾き、すなわち水平面内での焦点位置のずれが問題にならない場合には、試料Ｓに対して１点の焦点計測位置を設定すれば良い。
また、水平面内での焦点位置のずれを考慮する必要がある場合には、試料Ｓに対して３点以上の焦点計測位置を設定することが好ましい。このように、３点もしくはそれ以上の焦点計測位置を設定して焦点計測を行うことにより、試料Ｓの画像取得範囲Ｒに対する２次元の焦点マップを求めることができる。例えば、焦点位置についての焦点マップを平面状の焦点面として決定する場合、３点の焦点計測位置での計測結果点を含む平面から焦点面を求めることができる。また、４点以上の焦点計測位置を用いた場合、その計測結果点から最小二乗法等のフィッティング手法を用いて焦点面を求めることができる。
図３（ｂ）においては、マクロ画像を用いた焦点計測位置の設定について、９点の焦点計測位置を自動で設定する場合の例を示している。ここでは、試料Ｓに対して先に設定された画像取得範囲Ｒを３×３で９等分し、そのそれぞれの領域の中心点によって、９点の焦点計測位置Ｐを設定している。
また、ここでは、９点の焦点計測位置のうち８点については初期設定された位置が画像取得の対象物である生体サンプルＳ０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Ｓ０の範囲外にあり、そのままでは焦点計測位置とすることができない。このため、この左下の焦点計測位置については、例えば画像取得範囲Ｒ内で中心に向けて移動するなどの方法で求められる位置Ｑを焦点計測位置として設定しても良い。あるいは、このような位置については焦点計測位置から除外しても良い。
なお、４点以上の焦点計測位置から最小二乗法を用いて焦点面を求める場合、焦点計測位置の中で求められた焦点面から離れすぎている計測位置があれば、それを除いて再度、焦点面を求め直すことが好ましい。また、焦点面を正常に求めることができなかった場合には、その対象物はゴミであるとして除外することが好ましい。
以上説明した例のように、試料Ｓをスライドとした場合、ミクロ画像を取得するための撮像条件については、好ましくは、まず、マクロ画像取得部２０で取得されたマクロ画像を参照して、ミクロ画像の撮像条件として生体サンプルＳ０を含む画像取得範囲Ｒ、及び所定の点数の焦点計測位置Ｐを設定する。そして、ミクロ画像取得部３０において焦点計測位置Ｐに基づいて試料Ｓに対する焦点位置または焦点面などについての焦点情報を取得するとともに、得られた焦点情報、及び設定された画像取得範囲Ｒに基づいて、試料Ｓのミクロ画像の取得が行われる。
なお、試料Ｓのマクロ画像を用いた画像取得範囲Ｒ、及び焦点計測位置Ｐの設定については、図３（ｂ）に示した例に限らず、具体的には様々な方法を用いて良い。例えば、図３（ｂ）においては、焦点計測位置Ｐの設定については所定の設定アルゴリズムを用いて自動で設定する例を示したが、手動で焦点計測位置を設定する場合には、操作者がマクロ画像を確認した上で、適当な点数、配置となるように焦点計測位置を設定すれば良い。また、ミクロ画像の撮像条件の設定方法については、さらに後述する。
続いて、図１に示した画像取得装置における制御部６０の構成について説明する。図５は、制御部６０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態による制御部６０は、データ処理部７０と、データ記憶部７５と、画像取得制御部８０とを有して構成されている。
データ処理部７０は、撮像条件設定部７１と、試料データ作成部７２とを有する。撮像条件設定部７１は、試料Ｓに対するミクロ画像取得の際の撮像条件として、画像取得の対象物Ｓ０を含む範囲（対象物の全部または撮像したい一部を含む範囲）に応じた画像取得範囲Ｒ、及び画像取得範囲Ｒでの対象物Ｓ０の画像取得についての焦点情報（例えば焦点位置、焦点面、焦点マップ等）を設定する設定手段である。また、試料データ作成部７２は、ミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像を用い、試料Ｓの画像データである試料データを作成する。
図６は、ミクロ画像を用いた試料データの作成について模式的に示す図である。ここでは、顕微鏡部１０のミクロ画像取得部３０で取得されたミクロ画像の画像データとして、ストリップ状の部分画像Ａ、Ｂ、Ｃ、…の画像データ群が制御部６０に入力される（図３（ａ）参照）。試料データ作成部７２は、これらの複数の部分画像を並べて合成し、試料Ｓの全体に対するミクロ画像となる画像データを生成して試料データとする。この試料データは、例えば、バーチャル顕微鏡での画像データとして利用することができる。なお、試料Ｓの画像データについては、必要に応じて、データ圧縮を行っても良い。また、顕微鏡部１０から入力された画像データ、及び試料データ作成部７２で作成された試料データは、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶される。
画像取得制御部８０は、マクロ画像取得制御部８１と、ミクロ画像取得制御部８２とを有する。マクロ画像取得制御部８１は、マクロ画像取得部２０による試料Ｓのマクロ画像の取得動作を制御する。また、ミクロ画像取得制御部８２は、ミクロ画像取得部３０によるミクロ画像の取得動作を制御する。
また、これらの画像取得制御部８１、８２による試料Ｓのマクロ画像及びミクロ画像の取得動作の制御、及び撮像条件設定部７１による撮像条件の設定は、画像取得処理について選択された制御モードにしたがって行われる。本実施形態においては、制御部６０は、その制御モードとして、全自動モード、手動モード、及び半自動モードの３つの制御モードを有している。
全自動モードにおいては、制御部６０のマクロ画像取得制御部８１は、試料格納部１１で格納位置にある試料Ｓをマクロ画像取得部２０での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させる制御を行う。また、撮像条件設定部７１は、マクロ画像が取得された試料Ｓについて、マクロ画像に対応するミクロ画像の撮像条件を自動で設定する。また、ミクロ画像取得制御部８２は、撮像条件が設定された試料Ｓをミクロ画像取得部３０での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う。
なお、手動モードについては、各ステップを操作者からの指示によって手動で行う以外は、基本的には全自動モードでの画像取得手順と同様である。ただし、手動モードにおいても、操作者からの指示が不要なステップについては、自動で行うこととしても良い。
半自動モードにおいては、制御部６０のマクロ画像取得制御部８１は、複数の試料Ｓのそれぞれについて、試料格納部１１で格納位置にある試料Ｓをマクロ画像取得部２０での画像取得位置に配置してマクロ画像を取得させ、さらに試料Ｓを待機位置に配置させる制御を行う。また、撮像条件設定部７１は、マクロ画像が取得された試料Ｓについて、マクロ画像、及びそれに対応する撮像条件を操作者に確認させてミクロ画像の撮像条件を設定する。また、ミクロ画像取得制御部８２は、待機位置にあって撮像条件が設定された試料Ｓをミクロ画像取得部３０での画像取得位置に配置し、撮像条件を参照してミクロ画像を取得させる制御を行う。なお、本実施形態においては、試料Ｓの待機位置は、試料格納部１１での格納位置に設定されている。
なお、本実施形態の画像取得装置においては、操作者によって試料格納部１１にセットされる複数の試料Ｓに対応してセッションが定義され、複数の試料Ｓの試料グループと、それに対応するマクロ画像、撮像条件、ミクロ画像などのデータグループとが、このセッションによって対応付けられる。このような構成に対応して、図５に示した制御部６０には、データ処理部７０においてセッション管理部７３が、また、画像取得制御部８０においてセッション切換部８３が設けられている。
セッション管理部７３は、マクロ画像、撮像条件、ミクロ画像などのデータグループをセッション毎に管理し、必要に応じてデータ記憶部７５に記憶させる。図５のデータ記憶部７５においては、そのようなデータ管理の例として、セッション１、セッション２、…の複数のセッションのデータグループが記憶されている場合を示している。また、セッション切換部８３は、複数の試料Ｓの試料グループの交換に伴う画像取得処理の切換えを制御するとともに、セッション管理部７３に対して、対応するデータグループの切換えを指示する。このように、複数の試料Ｓの試料グループと画像取得でのデータグループとを、セッションという概念を用いて対応付けることにより、試料Ｓの画像取得処理の制御、及びそれに対応するデータの管理を好適に行うことができる。
次に、制御部６０の撮像条件設定部７１における撮像条件の設定方法についてさらに説明する。撮像条件設定部７１では、上述したように、試料Ｓに対するミクロ画像取得の際の撮像条件として、画像取得の対象物Ｓ０を含む範囲に応じた画像取得範囲Ｒ、及び画像取得範囲Ｒでの対象物Ｓ０の画像取得についての焦点情報が設定される。
本実施形態による画像取得装置においては、顕微鏡部１０にマクロ画像取得部２０が設けられていることに対応して、撮像条件設定部７１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、画像取得範囲Ｒ、及び焦点情報を含むミクロ画像の撮像条件が設定される。この場合、好ましくは、撮像条件設定部７１は、試料Ｓに対して取得されたマクロ画像を参照して、画像取得範囲Ｒ、及び画像取得範囲Ｒ内での焦点計測位置Ｐを自動で、または操作者によって手動で設定する（図３（ｂ）参照）。そして、ミクロ画像取得制御部８２を介して、ミクロ画像取得部３０を用いて焦点計測位置に対して焦点計測を行い、その計測結果を参照して焦点情報を設定する。
ミクロ画像取得部３０を用いた焦点計測の具体的な方法については、例えば、撮像装置３１または別個に設けられた焦点計測用の撮像装置を用いて、焦点計測位置Ｐを含む所定範囲で試料Ｓの２次元画像を取得する。そして、焦点が合っている場合に画像のコントラストが大きくなることを利用して、その焦点計測位置Ｐで焦点が合うＺ位置（焦点位置）を決定する方法を用いることができる。また、試料Ｓを含む水平面内での焦点位置の分布を考慮する必要がある場合における複数の焦点計測位置Ｐの設定、及びそれらを用いた焦点面または焦点マップの設定については、上述した通りである。
このような試料Ｓに対する焦点情報を含む撮像条件の設定、及びミクロ画像取得時での撮像条件の適用については、図３（ｂ）に示したように、試料Ｓ内に単一の対象物Ｓ０がある場合には、対象物Ｓ０に対応して設定された画像取得範囲Ｒの全体に対して共通の焦点情報を設定すれば良い。そのような焦点情報の設定方法としては、例えば、画像取得範囲Ｒの全体に対して単一の焦点面を設定する方法がある。
一方、画像取得の対象となる試料Ｓでは、図７に示すように、試料Ｓ内において複数の対象物（図７中では３つの対象物Ｓ１〜Ｓ３）が存在する場合がある。例えば、スライドガラスに人体や動物などの生体サンプル（組織サンプル）が密封されたスライドを試料Ｓとする場合、画像取得の対象となる生体サンプルのサイズは様々である。したがって、スライドの大きさに対して生体サンプルのサイズが小さい場合には、複数個の生体サンプル（複数個の対象物）を含む状態でスライド（試料）が作成されることがある。代表的なものとしては、サンプリングされた検体が多数配列された組織マイクロアレイ（tissue microarray）が挙げられる。
また、画像取得の対象となる生体サンプルは、サンプルの厚さは同様のものとして操作者によって作成されるのが通常であるが、スライスを作成する機械の精度、あるいは操作者の熟練度などにより、生体サンプルの厚さ、あるいはサンプル内での厚さ分布にばらつきが発生する。このようなばらつきがある場合、複数個の生体サンプルを含む単一の画像取得範囲、及びそれに対応する単一の焦点面を設定する方法では、複数のサンプルのそれぞれについて、良好な状態の画像を取得することができない。
これに対して、本実施形態の画像取得装置では、撮像条件設定部７１において、試料Ｓに対する画像取得範囲Ｒは必ずしも単一の範囲ではなく、複数の画像取得範囲を設定することが可能となっている。このような複数の画像取得範囲の設定は、例えば、試料Ｓのマクロ画像を参照し、高解像度でのミクロ画像取得を行うべき対象物の像のマクロ画像内での個数、配置、及び形状等を考慮して自動で、または操作者によって手動で行われる。
具体的には、図７に示した画像例においては、試料Ｓに対して設定された全体の画像取得範囲内において、画像取得の対象物として、第１対象物Ｓ１、第２対象物Ｓ２、及び第３対象物Ｓ３の３つの対象物の像が存在している。また、マクロ画像上での画像取得範囲に対して、ミクロ画像取得時での部分画像の走査領域に対応する画像領域Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌ１８を考えると、対象物Ｓ１は画像領域Ｌ２〜Ｌ５内に、対象物Ｓ２は画像領域Ｌ６〜Ｌ１２内に、また、対象物Ｓ３は画像領域Ｌ１４〜Ｌ１７内にそれぞれ存在する。
このような例では、それぞれミクロ画像での部分画像に対応する複数の画像領域Ｌ１〜Ｌ１８のうちで、複数の対象物の像が混在している画像領域が存在しない。このため、図７中に実線で区分して示すように、画像領域Ｌ１〜Ｌ５を対象物Ｓ１に対応する第１画像取得範囲Ｒ１、画像領域Ｌ６〜Ｌ１２を対象物Ｓ２に対応する第２画像取得範囲Ｒ２、画像領域Ｌ１３〜Ｌ１８を対象物Ｓ３に対応する第３画像取得範囲Ｒ３として、３つの画像取得範囲を設定することができる。また、これらの３つの画像取得範囲Ｒ１〜Ｒ３を合わせた範囲が全体の画像取得範囲Ｒとなる。
また、この場合、これらの画像取得範囲Ｒ１〜Ｒ３に対応して、それぞれ別個の焦点情報として第１焦点情報、第２焦点情報、及び第３焦点情報が設定される。これらの焦点情報については、例えば上述したように、それぞれの画像取得範囲において対象物の像内で焦点計測位置を設定し、その焦点計測位置に対して焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定する方法を用いることができる。また、図７の例では、上記したように複数の画像取得範囲が混在している画像領域がなく、すべての画像領域において、適用される焦点情報は対応する単一の焦点情報となっている。
一方、図８に示した画像例においては、全体の画像取得範囲内において、図７と同様に第１対象物Ｓ１、第２対象物Ｓ２、及び第３対象物Ｓ３の３つの対象物の像が存在している。また、マクロ画像上での画像取得範囲で画像領域Ｌ１〜Ｌ１８を考えると、対象物Ｓ１は画像領域Ｌ４〜Ｌ７内に、対象物Ｓ２は画像領域Ｌ６〜Ｌ１２内に、また、対象物Ｓ３は画像領域Ｌ１１〜Ｌ１４内にそれぞれ存在する。
このような例では、複数の画像領域Ｌ１〜Ｌ１８のうちで、複数の対象物の像が混在している画像領域が存在する。したがって、この場合には、図８中に実線で区分して示すように、対象物Ｓ１〜Ｓ３がそれぞれ異なる画像取得範囲内に位置するように、対応する３つの画像取得範囲Ｒ１〜Ｒ３を設定することが好ましい。
ここでは、画像領域（ミクロ画像での部分画像）Ｌ１〜Ｌ１８のうちで、例えば画像領域Ｌ７に着目すると、この画像領域Ｌ７には、その上方部分を構成して第１画像取得範囲Ｒ１に属する第１領域と、下方部分を構成して第２画像取得範囲Ｒ２に属する第２領域とが混在している。このように、複数の画像取得範囲が混在している画像領域については、ミクロ画像取得時に対応する部分画像を走査する際に、上記した第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点制御に適用される焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料Ｓの走査を行うように、撮像条件を設定する。
図９は、部分画像を取得するための試料の走査方法の例を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は走査方向での位置（ａ．ｕ．）を示し、縦軸は焦点位置に対応するＺ位置（ａ．ｕ．）を示している。この走査例では、その前半の走査区間Ｆ１において、第１画像取得範囲Ｒ１に対応する第１焦点面が適用されて焦点制御が行われている。また、その後半の走査区間Ｆ２においては焦点情報が切り換えられ、第２画像取得範囲Ｒ２に対応する第２焦点面Ｆ２が適用されて焦点制御が行われている。
なお、図１に示した画像取得装置において実行される画像取得方法に対応する処理は、画像取得処理をコンピュータに実行させるための画像取得プログラムによって実現可能である。例えば、画像取得装置の制御部６０は、画像取得処理に必要な各ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵと、上記ソフトウェアプログラムなどが記憶されるＲＯＭと、プログラムの実行中に一時的にデータが記憶されるＲＡＭとによって構成することができる。このような構成において、ＣＰＵによって所定の画像取得プログラムを実行することにより、上記した画像取得装置、及び画像取得方法を実現することができる。
また、試料の画像取得のための各処理をＣＰＵによって実行させるための上記プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録して頒布することが可能である。このような記録媒体には、例えば、ハードディスク及びフレキシブルディスクなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学媒体、フロプティカルディスクなどの磁気光学媒体、あるいはプログラム命令を実行または格納するように特別に配置された、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、及び半導体不揮発性メモリなどのハードウェアデバイスなどが含まれる。
本実施形態による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムの効果について説明する。
上記した画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムにおいては、試料Ｓ内に含まれる画像取得の対象物について、撮像条件設定部７１において、画像取得範囲Ｒ、及びミクロ画像取得時に参照すべき焦点面などの焦点情報を撮像条件として設定する。そして、このような構成において、例えば図７及び図８に示したように試料Ｓ内に複数の対象物Ｓ１〜Ｓ３が含まれている場合など、試料Ｓに対して複数の画像取得範囲が設定された場合に、その画像取得範囲毎に別個に焦点情報を求めることとしている。これにより、複数の画像取得範囲を含む試料全体に対する焦点制御を好適に行うことができる。
また、試料Ｓに対してこのような複数の画像取得範囲、及びそれに対応する複数の焦点情報（例えば複数の焦点面、焦点マップ）が設定された場合で、さらに、試料Ｓを走査して取得される複数の部分画像のうちで、複数の画像取得範囲が混在している部分画像がある場合、例えば図９のグラフに示したように、その部分画像の走査において途中で焦点情報を切り換える構成としている。このような構成では、複数の対象物のそれぞれについての画像を、好適に焦点制御を行いつつ１回の画像取得処理で取得することができる。これにより、試料Ｓ内に複数の対象物が含まれる場合でも、それらの対象物に対応して複数の画像取得範囲及び焦点情報を設定して、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能となる。また、そのような複数の対象物を含む試料Ｓに対して必要な画像取得作業が簡単化される。
ここで、ミクロ画像取得部３０に用いられる撮像装置３１については、１次元画像の取得が可能、または２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置３１を用い、撮像装置３１での撮像面の長手方向に直交する方向を走査方向としてミクロ画像取得部３０を構成することが好ましい。また、この場合、ミクロ画像取得制御部８２によって制御されるミクロ画像の取得において、撮像装置３１によって試料Ｓを走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の長手方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得することが好ましい。
このような構成によれば、図３（ａ）に示したように、１次元センサまたはＴＤＩ駆動２次元センサで試料Ｓを一方向に走査したストリップ状の部分画像を高解像度で取得するとともに、他方向について複数の部分画像を合成して試料Ｓの全体のミクロ画像とすることで、試料の画像データを充分に高い解像度で好適に取得することができる。
また、図１に示した画像取得装置では、ミクロ画像取得部３０に加えてマクロ画像取得部２０を設けるとともに、撮像条件設定部７１においてマクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件となる画像取得範囲、及び焦点情報を設定している。これにより、試料Ｓに対するミクロ画像の撮像条件を好適に設定して、例えばバーチャル顕微鏡で用いられる試料の画像データとなるような高解像度のミクロ画像を効率良く取得することができる。
また、上記した画像取得装置では、試料Ｓに対してミクロ画像取得を行う際の焦点面などの焦点情報の設定方法については、撮像条件設定部７１において、画像取得範囲Ｒ、及び画像取得範囲Ｒ内での焦点計測位置Ｐを設定するとともに、焦点計測位置Ｐに対して焦点計測を行った計測結果を参照して焦点情報を設定している。
このように、最初に焦点計測位置Ｐを設定し、その焦点計測位置Ｐについて試料Ｓに対する焦点計測を行った上で焦点情報を設定することにより、試料Ｓに含まれる対象物の画像を良好な状態で取得することが可能となる。また、この場合、上述したように、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画像取得範囲Ｒ及び焦点計測位置Ｐを設定するとともに、焦点計測位置Ｐに対して、ミクロ画像取得部３０を用いて焦点計測を行うことで、焦点面または焦点マップなどの焦点情報を設定することが好ましい。
また、試料Ｓ内に複数の対象物が含まれる場合の画像取得範囲の設定方法については、撮像条件設定部７１において、試料Ｓに対して画像取得の対象物として第１対象物Ｓ１、及び第２対象物Ｓ２が判別された場合（図８参照）に、第１対象物Ｓ１の像と第２対象物Ｓ２の像との間で試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲Ｒ１と、第２画像取得範囲Ｒ２とを設定することが好ましい。
これにより、試料Ｓ内に複数の対象物が含まれている場合でも、それに対応する複数の画像取得範囲を好適かつ確実に設定することが可能となる。また、第１、第２対象物の像の間での区分線の設定については、例えばマクロ画像での対象物の像について膨張処理を行って得られる第１、第２対象物の境界線を区分線とする方法を用いることができる。また、これ以外にも様々な設定方法を用いることが可能である。
具体的には、例えばマクロ画像を二値化した後、複数の対象物の像を含む二値化されたマクロ画像に対して、膨張処理（dilation処理：絵の塊を大きくする処理）を行う。そして、複数の対象物のそれぞれを最大まで膨張させたときに形成される対象物同士の境界線を区分線として、画像取得範囲を設定する方法を用いることができる。このような方法では、隣接する対象物同士の中間の位置が画像取得範囲の区分位置となる。このように、対象物同士の中間の位置を区分位置とする方法は、マクロ画像とミクロ画像との間での撮像位置のずれの影響、あるいはＺステージ３３で対物レンズ３２を駆動する際の駆動ずれの影響（図２参照）等を防止する点でも有効である。
また、このような複数の画像取得範囲の設定では、上記した膨張処理の例のように、所定の設定アルゴリズムを用いて自動で範囲設定を実行することが可能な設定方法を用いることが好ましい。このような自動での撮像条件の設定は、例えば、図１に示した画像取得装置のように、試料格納部１１にセットされた複数の試料Ｓを対象として画像取得処理を行うような場合に有用である。
また、部分画像を取得するための試料Ｓの走査における焦点情報の切換については、図１０のグラフに示すように、第１画像取得範囲Ｒ１に属する第１領域に対応する前半の走査区間Ｆ１で第１焦点面を適用し、第２画像取得範囲Ｒ２に属する第２領域に対応する後半の走査区間Ｆ２で第２焦点面を適用するとともに、それらの区間Ｆ１、Ｆ２の境界点で適用する焦点面を切り換える方法を用いることができる。このような焦点情報の切換方法は、例えば焦点制御に用いられる対物レンズ３２のＺステージ３３がピエゾアクチュエータを用いて構成され、高速での切換が可能な場合に好適である。
あるいは、図１１のグラフに示すように、同様に、第１画像取得範囲Ｒ１に属する第１領域に対応する前半の走査区間Ｆ１で第１焦点面を適用し、第２画像取得範囲Ｒ２に属する第２領域に対応する後半の走査区間Ｆ２で第２焦点面を適用するとともに、それらの区間Ｆ１、Ｆ２の境界点を含む一定幅の区間を切換区間Ｆ０として焦点面を切り換える方法を用いることができる。このような焦点情報の切換方法は、例えばＺステージ３３がステッピングモータを用いて構成されていて、高速でのＺ位置の変化への追従が難しいような場合に好適である。この場合、切換区間Ｆ０でのＺ位置の変化率は、ステッピングモータ等の駆動手段での最大変化速度以下に設定することが好ましい。
また、このような部分画像の走査時における焦点情報の切換は、必要に応じて２回以上行っても良い。例えば図１２に示す例では、図１２（ａ）に示すように画像領域（部分画像の走査領域）Ｌにおいて、２つの対象物Ｓ１、Ｓ２の像が混在している。具体的には、画像領域Ｌを走査方向に沿ってみると、図１２（ｂ）に示すように、対象物Ｓ２の像を含む領域Ｒ２ａ、対象物の像を含まない領域Ｒ０ａ、対象物Ｓ１の像を含む領域Ｒ１ａ、対象物の像を含まない領域Ｒ０ｂ、及び対象物Ｓ２の像を含む領域Ｒ２ｂが存在する。
これに対応して、領域Ｒ０ａ、Ｒ０ｂのそれぞれでの中間点を境界点として、領域Ｒ１ａを含み第１画像取得範囲を構成する第１領域Ｒ１、及び領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂを含み第２画像取得範囲を構成する第２領域Ｒ２を設定して、対応する走査区間Ｆ１、Ｆ２で焦点情報の切換を行うことが可能である。また、このような焦点情報の切換は、画像領域に３つ以上の対象物の像が混在する場合にも同様に実行することが可能である。
また、撮像条件設定部７１において、第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定され、それに対応して第１焦点情報、及び第２焦点情報が設定された場合でも、複数の画像取得範囲が混在していない部分画像、例えば第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、第２画像取得範囲に属する第２領域がない部分画像については、焦点情報を単一の第１焦点情報として、その部分画像を取得するための試料の走査を行うことが好ましい。
これにより、試料Ｓに対して複数の画像取得範囲が設定された場合に、ミクロ画像の取得において、複数の画像取得範囲が混在している部分画像、及びそのような画像取得範囲の混在がない部分画像のいずれについても、部分画像を取得するための試料の走査を好適に実行することが可能となる。
ただし、このように複数の画像取得範囲が混在していない部分画像での試料の走査については、具体的な画像取得範囲の設定方法に応じた走査方法を用いれば良い。例えば、図１３に示した画像例では、対象物Ｓ１〜Ｓ３の配置は図７の例と同様であるが、それに対応する画像取得範囲Ｒ１〜Ｒ３の設定方法が異なっている。すなわち、図１３の例では、複数の対象物の像が混在している画像領域は存在しないものの、画像取得範囲Ｒ１〜Ｒ３の設定においては図８の例と同様の設定方法が適用されている。このような方法では、複数の画像取得範囲の設定が必要な場合において、複数の対象物の像が混在している画像領域が存在しているか否かにかかわらず、同一の方法で画像取得範囲の設定を実行することができる。
なお、上記実施形態の画像取得装置では、制御部６０において、各試料Ｓに対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、マクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件を設定する際に操作者が必要な確認を行う半自動モードを設けている。これにより、例えば試料Ｓとなるスライド内に余分な対象物があった場合でも、その影響を確実に除外して試料に対する撮像条件を正しく設定することが可能となる。
また、上記した半自動モードにおいて、マクロ画像取得部２０でマクロ画像が取得された試料Ｓを待機位置に配置することとしている。このような構成では、試料Ｓのマクロ画像の取得、及びマクロ画像を用いた撮像条件の設定を、ミクロ画像の取得とは独立に行うことが可能となる。これにより、操作者は、複数の試料Ｓに対するマクロ画像の取得、及び撮像条件の設定を終了した後は、ミクロ画像の取得が完了するまで画像取得装置に付いている必要がなくなる。これにより、操作者の作業負担が大幅に軽減される。
なお、マクロ画像取得後の試料Ｓの待機位置については、上記実施形態においては、試料格納部１１での格納位置を待機位置とし、マクロ画像が取得された試料Ｓを再び格納位置に戻す構成としている。これにより、顕微鏡部１０の構成を簡素化することができる。あるいは、試料格納部１１とは別に、複数の試料Ｓを待機させることが可能な試料待機部を設ける構成としても良い。
また、上記した画像取得装置は、複数の試料Ｓのそれぞれを、試料格納部１１での格納位置と、待機位置（上記構成では格納位置と一致）と、マクロ画像取得部２０及びミクロ画像取得部３０のそれぞれでの画像取得位置との間で移動させる試料移動手段として、試料搬送部１４、及びＸＹステージである試料ステージ１５を設けている。このような構成では、試料Ｓを各位置の間で移動させつつ行われるマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を好適に実現することができる。
また、制御部６０による画像取得動作の制御モードとしては、半自動モードに加えて、全自動モードを用意している。このような構成では、各試料に対するマクロ画像の取得、撮像条件の設定、及びミクロ画像の取得を制御する制御モードとして、半自動モードによる画像取得と、全自動モードによる画像取得とのいずれかを操作者が適宜選択することにより、画像取得の対象となる複数の試料Ｓの状態、例えば各試料Ｓにゴミが多いか少ないか等に応じて、好適な方法で画像取得を実行することが可能となる。なお、これらの制御モードについては、例えば半自動モードの実行中での全自動モードへの切換えなど、制御モードの切換えを可能に構成しても良い。また、全自動モード及び半自動モードのいずれにおいても、画像取得処理が完了した後に、取得されたミクロ画像に問題があれば、その試料Ｓについて再度、画像取得をやり直すことが可能となっていることが好ましい。
本発明による画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムは、上記実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、撮像条件設定部７１においてマクロ画像を参照してミクロ画像の撮像条件となる画像取得範囲、及び焦点計測位置を設定し、さらに、焦点計測位置に基づいて試料Ｓに対する焦点情報を取得しているが、試料に対する画像取得範囲と焦点情報との設定方法については、これ以外にも様々な方法を用いて良い。
また、上記実施形態の画像取得装置では、マクロ画像取得部２０と、ミクロ画像取得部３０とを別個に備える構成としたが、マクロ画像またはミクロ画像の取得に応じて切換可能な画像取得用光学系を設けることにより、光源、画像取得手段を単一の光源、単一の画像取得手段として構成しても良い。この場合、切換可能な画像取得用光学系としては、マクロ画像取得用対物レンズと、ミクロ画像取得用対物レンズとを含むレボルバを備える光学系が例として挙げられる。
また、上記実施形態においては、ミクロ画像取得部３０での撮像装置３１として、１次元画像の取得が可能な撮像装置や、２次元画像の取得及びＴＤＩ駆動が可能な撮像装置を例示したが、これらに限定されるものではなく、例えば２次元ＣＣＤカメラ（エリアセンサ）などの撮像装置を用いても良い。この場合、米国特許第６８１６６０６号公報に開示されているように、高解像度のタイル画像を複数取得して合成することにより、試料Ｓの全体のミクロ画像を生成することができる。
また、上記実施形態においては、透過型の顕微鏡システムを用いて画像取得装置を構成したが、これに限定されない。例えば、蛍光観察の場合にあっては、光源を透過照明に代えて落射照明とし、反射型の顕微鏡システムとして構成すれば良い。
なお、例えば、マクロ画像を取得するための画像取得装置に対して、ミクロ画像取得装置を別に設けるような場合には、マクロ画像用の画像取得装置においては、ミクロ画像取得装置でのミクロ画像の取得方法を適切に想定し、それに対して上記と同様の方法で撮像条件を設定すれば良い。
このような場合には、画像取得装置は、試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得部と、マクロ画像を参照し、試料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、及び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を設定する撮像条件設定部とを備えて構成すれば良い。
また、このような構成において、ミクロ画像の取得方法を適切に想定することについては、撮像条件設定部は、ミクロ画像の取得方法について、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、撮像装置での撮像面における一の方向をミクロ画像を取得する際の走査方向として構成されたミクロ画像取得手段を用い、撮像装置によって試料を走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる方法を想定することが好ましい。
また、撮像条件の設定については、上記実施形態と同様に、撮像条件設定部は、画像取得範囲として少なくとも第１画像取得範囲、及び第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、複数の部分画像に含まれる部分画像について、第１画像取得範囲に属する第１領域と、第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、第１領域と第２領域とのそれぞれで、焦点情報を第１焦点情報と第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための試料の走査を行うように、撮像条件を設定することが好ましい。このような構成は、画像取得方法、及び画像取得プログラムについても同様である。
本発明は、試料内に複数の対象物が含まれる場合でも、そのそれぞれの画像を好適に取得することが可能な画像取得装置、画像取得方法、及び画像取得プログラムとして利用可能である。
画像取得装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 画像取得装置における顕微鏡部の構成を概略的に示す図である。 試料の画像の取得方法を模式的に示す図である。 マクロ画像を二値化するための閾値の設定方法を示すグラフである。 画像取得装置における制御部の構成を示すブロック図である。 ミクロ画像を用いた試料データの作成について模式的に示す図である。 試料に対する画像取得範囲の設定の例を模式的に示す図である。 試料に対する画像取得範囲の設定の例を模式的に示す図である。 部分画像を取得するための試料の走査方法の例を示すグラフである。 部分画像を取得するための試料の走査方法の例を示すグラフである。 部分画像を取得するための試料の走査方法の例を示すグラフである。 部分画像を取得するための試料の走査方法の例を示すグラフである。 試料に対する画像取得範囲の設定の例を模式的に示す図である。
符号の説明
１０…顕微鏡部、１１…試料格納部、１２…扉、１３…インターロック機構、１４…試料搬送部、１５…試料ステージ、２０…マクロ画像取得部、２１…マクロ用撮像装置、２２…撮像光学系、２５…マクロ用光源、３０…ミクロ画像取得部、３１…ミクロ用撮像装置、３２…対物レンズ、３３…Ｚステージ、３４…導光光学系、３５…ミクロ用光源、３６…集光レンズ、３８…画像補正部、４０…駆動制御部、４１…ステージ制御部、４２…撮像装置制御部、４３…光源制御部、
６０…制御部、６１…表示装置、６２…入力装置、７０…データ処理部、７１…撮像条件設定部、７２…試料データ作成部、７３…セッション管理部、７５…データ記憶部、８０…画像取得制御部、８１…マクロ画像取得制御部、８２…ミクロ画像取得制御部、８３…セッション切換部。

Claims (12)

  1. 試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、
    前記試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段と、
    前記試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び前記画像取得範囲での前記対象物の画像取得についての焦点情報を設定する撮像条件設定手段と、
    前記ミクロ画像取得手段による前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御手段とを備え、
    前記ミクロ画像取得手段は、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、前記撮像装置での撮像面における一の方向を前記ミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、
    前記撮像条件設定手段は、前記マクロ画像を参照して、前記画像取得範囲、及び前記画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、前記ミクロ画像の取得に先立って、前記焦点計測位置に対して前記ミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して前記焦点情報を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御手段は、前記画像取得範囲、及び前記焦点情報を設定した上で行われる前記ミクロ画像の取得において、前記撮像装置によって前記試料を前記走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を前記撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、前記ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、
    前記撮像条件設定手段は、前記試料に対して、前記対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、前記第１対象物の像と前記第２対象物の像との間で前記試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、
    前記撮像条件設定手段は、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域と、前記第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、前記第１領域と前記第２領域とのそれぞれで、前記焦点情報を前記第１焦点情報と前記第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする画像取得装置。
  2. 前記撮像条件設定手段は、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として前記第１焦点情報、及び前記第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、前記第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、前記焦点情報を前記第１焦点情報として、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。
  3. 前記撮像条件設定手段は、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点で焦点面を切り換えることを特徴とする請求項１または２記載の画像取得装置。
  4. 前記撮像条件設定手段は、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点を含む一定幅の区間を切換区間として焦点面を切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の画像取得装置。
  5. 試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得ステップと、
    前記試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得ステップと、
    前記試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び前記画像取得範囲での前記対象物の画像取得についての焦点情報を設定する撮像条件設定ステップと、
    前記ミクロ画像取得ステップによる前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御ステップとを備え、
    前記ミクロ画像取得ステップは、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するミクロ画像取得手段を用いるとともに、前記撮像装置での撮像面における一の方向を前記ミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、
    前記撮像条件設定ステップは、前記マクロ画像を参照して、前記画像取得範囲、及び前記画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、前記ミクロ画像の取得に先立って、前記焦点計測位置に対して前記ミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して前記焦点情報を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御ステップは、前記画像取得範囲、及び前記焦点情報を設定した上で行われる前記ミクロ画像の取得において、前記撮像装置によって前記試料を前記走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を前記撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、前記ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、
    前記撮像条件設定ステップは、前記試料に対して、前記対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、前記第１対象物の像と前記第２対象物の像との間で前記試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、
    前記撮像条件設定ステップは、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域と、前記第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、前記第１領域と前記第２領域とのそれぞれで、前記焦点情報を前記第１焦点情報と前記第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする画像取得方法。
  6. 前記撮像条件設定ステップは、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として前記第１焦点情報、及び前記第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、前記第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、前記焦点情報を前記第１焦点情報として、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする請求項５記載の画像取得方法。
  7. 前記撮像条件設定ステップは、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点で焦点面を切り換えることを特徴とする請求項５または６記載の画像取得方法。
  8. 前記撮像条件設定ステップは、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点を含む一定幅の区間を切換区間として焦点面を切り換えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項記載の画像取得方法。
  9. 試料のマクロ画像を取得するためのマクロ画像取得手段と、前記試料を所定の解像度で走査して、そのミクロ画像を取得するためのミクロ画像取得手段とを備える画像取得装置に適用され、
    前記試料に対して、画像取得の対象物を含む範囲に応じた画像取得範囲、及び前記画像取得範囲での前記対象物の画像取得についての焦点情報を設定する撮像条件設定処理と、
    前記ミクロ画像取得手段による前記ミクロ画像の取得動作を制御するミクロ画像取得制御処理とをコンピュータに実行させるとともに、
    前記ミクロ画像取得手段は、１次元画像または２次元画像の取得が可能な撮像装置を有するとともに、前記撮像装置での撮像面における一の方向を前記ミクロ画像を取得する際の走査方向として構成され、
    前記撮像条件設定処理は、前記マクロ画像を参照して、前記画像取得範囲、及び前記画像取得範囲内での焦点計測位置を設定するとともに、前記ミクロ画像の取得に先立って、前記焦点計測位置に対して前記ミクロ画像取得手段を用いて焦点計測を行った計測結果を参照して前記焦点情報を設定し、
    前記ミクロ画像取得制御処理は、前記画像取得範囲、及び前記焦点情報を設定した上で行われる前記ミクロ画像の取得において、前記撮像装置によって前記試料を前記走査方向に走査して部分画像を取得し、この部分画像の取得を前記撮像面の他の方向に沿って撮像位置をずらしながら複数回繰返して、前記ミクロ画像となる複数の部分画像を取得させる制御を行い、
    前記撮像条件設定処理は、前記試料に対して、前記対象物として、少なくとも第１対象物、及び第２対象物が判別された場合に、前記第１対象物の像と前記第２対象物の像との間で前記試料の像を区分することによって、第１画像取得範囲と、第２画像取得範囲とを設定するとともに、
    前記撮像条件設定処理は、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として第１焦点情報、及び第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域と、前記第２画像取得範囲に属する第２領域とが混在する場合に、前記第１領域と前記第２領域とのそれぞれで、前記焦点情報を前記第１焦点情報と前記第２焦点情報とで切り換えて、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする画像取得プログラム。
  10. 前記撮像条件設定処理は、前記画像取得範囲として少なくとも前記第１画像取得範囲、及び前記第２画像取得範囲が設定された場合に、それに対応して前記焦点情報として前記第１焦点情報、及び前記第２焦点情報を設定し、かつ、前記複数の部分画像に含まれる部分画像について、前記第１画像取得範囲に属する第１領域が存在して、前記第２画像取得範囲に属する第２領域がない場合に、前記焦点情報を前記第１焦点情報として、その部分画像を取得するための前記試料の走査を行うことを特徴とする請求項９記載の画像取得プログラム。
  11. 前記撮像条件設定処理は、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点で焦点面を切り換えることを特徴とする請求項９または１０記載の画像取得プログラム。
  12. 前記撮像条件設定処理は、前記第１画像取得範囲、前記第２画像取得範囲に対応する前記第１焦点情報、前記第２焦点情報として、それぞれ第１焦点面、第２焦点面を設定し、前記第１領域に対応する走査区間で前記第１焦点面を適用し、前記第２領域に対応する走査区間で前記第２焦点面を適用するとともに、それらの走査区間の境界点を含む一定幅の区間を切換区間として焦点面を切り換えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項記載の画像取得プログラム。
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