JP5104637B2 - Observation device - Google Patents
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本発明は、明部と暗部とを繰り返し配置してなる面光源(ストライプ光源)を照明に採用することにより、生体細胞など透明な被観察物を広視野で観察することを可能とした観察装置(ストライプ照明型の観察装置)に関する。 The present invention employs a surface light source (striped light source) in which a bright part and a dark part are repeatedly arranged for illumination, thereby observing a transparent object such as a living cell in a wide field of view. The present invention relates to a stripe illumination type observation apparatus.
ストライプ照明型の観察装置(特許文献1参照)は、被観察物のうちストライプ光源の暗部に正対する部分を、その暗部に隣接する2つの明部によって斜光照明するので、ストライプ状の暗視野画像を取得することができる。よって、ストライプ光源の明暗の位相をシフトさせながら複数枚の画像を取得して暗部の画像のみを合成すれば、例えば、培養容器中に点在する細胞群を一望するような暗視野画像を生成することもできる。
しかしながら、ストライプ照明型の観察装置では、培養容器内に存在する培養液のメニスカス効果により、直線状のストライプ模様が円弧状等に変形して撮像されることがあり、このような場合には、位相をシフトさせながら撮像された複数枚の画像から暗部の画像のみを抽出して合成することが困難になるという問題があった。 However, in the stripe illumination type observation apparatus, a linear stripe pattern may be deformed into an arc shape or the like due to the meniscus effect of the culture medium present in the culture vessel, and in such a case, There has been a problem that it is difficult to extract and synthesize only a dark part image from a plurality of images taken while shifting the phase.
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、合成画像の作成時に暗部の抽出を容易に行うことができるストライプ照明型の観察装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a stripe illumination type observation apparatus that can easily extract a dark part when a composite image is created.
第1の発明の観察装置は、明部と暗部とを交互に設けてなる面光源を有し、前記面光源により被観察物を透過照明する照明手段と、前記照明手段により照明された前記被観察物からの射出光を結像する結像光学系と、前記結像光学系が形成した前記被観察物の光像を取得する撮像手段と、前記照明手段の透過照明光が前記被観察物を透過することで変形された前記面光源の明暗部の光像を補正する照明光補正手段と、前記照明光補正手段により補正された前記面光源の明暗部の位相をシフトさせながら前記撮像手段に複数の光像を取得し、前記複数の光像から合成画像を生成する画像合成手段と、を有することを特徴とする。 Observation apparatus of the first invention has a surface light source formed by providing a light and dark portions are alternately illuminating means for transmission illumination the I Rikomu observation object to the surface light source, illuminated by the illuminating means an imaging optical system for imaging light emitted from the object under observation, an imaging unit for obtaining an optical image of said object under observation which imaging optical system is formed, the transmissive illumination light is the object of the illumination means Illumination light correction means for correcting the light image of the bright and dark portions of the surface light source deformed by transmitting the observation object, and the phase of the light and dark portions of the surface light source corrected by the illumination light correction means while shifting And image synthesizing means for acquiring a plurality of light images in the imaging means and generating a composite image from the plurality of light images .
第2の発明の観察装置は、第1の発明の観察装置において、前記補正手段は、前記撮像手段で取得された光像の明暗部が直線になるように前記面光源の照明状態を補正することを特徴とする。 Observation apparatus according to the second invention, in the observation apparatus of the first aspect of the invention, the correction means, light dark light image acquired by the imaging means to correct the lighting conditions of the surface light source so that a straight line It is characterized by that.
第3の発明の観察装置は、第2の発明の観察装置において、前記補正手段は、前記透明容器に関する情報に基づいて、前記面光源の照明状態を補正し、前記透明容器に関する情報は、透明容器の種類、透明容器の材質、培養液の種類、培養液の量であることを特徴とする。 The observation device according to a third aspect is the observation device according to the second aspect, wherein the correction means corrects an illumination state of the surface light source based on information about the transparent container, and information about the transparent container is transparent. It is characterized by the type of the container, the material of the transparent container, the type of the culture solution, and the amount of the culture solution.
第4の発明の観察装置は、第2の発明の観察装置において、前記補正手段は、前記撮像手段で取得した前記被観察物の光像の画像から前記明暗部の形状変化を求め、前記撮像手段の画素ごとの歪補正率を求め、前記面光源の照明状態を補正し、前記面光源は、透過型液晶パネルであることを特徴とする。 The observation device according to a fourth aspect is the observation device according to the second aspect , wherein the correction means obtains a shape change of the bright and dark part from an image of the optical image of the observation object acquired by the imaging means, and the imaging The distortion correction factor for each pixel of the means is obtained, the illumination state of the surface light source is corrected, and the surface light source is a transmissive liquid crystal panel .
第5の発明の観察装置は、明部と暗部とを交互に設けてなる面光源により被観察物を透過照明する照明手段と、前記照明手段により照明された前記被観察物からの射出光を結像する結像光学系と、前記結像光学系が形成した前記被観察物の画像を取得する撮像手段と、前記面光源の明暗の位相をシフトさせながら前記撮像手段に複数枚の画像を取得させる制御手段と、前記照明手段の透過照明光が前記被観察物を透過することで変形された前記撮像手段で取得された前記被観察物の画像の明暗部の歪を補正するように画像処理する補正手段と、を有することを特徴とする。 Fifth monitoring apparatus invention comprises an illuminating means for transmission illumination the I Rikomu observation object surface light source formed by providing a light and dark portions are alternately emitted from the object under observation which is illuminated by said illuminating means An imaging optical system for imaging light, an imaging means for acquiring an image of the object formed by the imaging optical system, and a plurality of sheets on the imaging means while shifting the light / dark phase of the surface light source The control means for acquiring an image, and the distortion of the bright and dark part of the image of the observed object acquired by the imaging means deformed by the transmitted illumination light of the illuminating means being transmitted through the observed object. And a correction means for image processing .
第6の発明の観察装置は、第5の発明の観察装置において、前記補正手段は、前記照明手段の明暗部を直線にした状態で前記撮像手段により画像を取得し、取得された各画像の明暗部が直線になるように補正することを特徴とする。 Sixth monitoring apparatus of the present invention is directed to the observation device of the fifth invention, the correcting means, by the imaging means in a state where the light dark portion of the illumination means in a straight line to acquire an image of each image acquired bright dark part and correcting so that a straight line.
第7の発明の観察装置は、第6の発明の観察装置において、前記補正手段は、取得された画像の明暗部が直線になるように補正した後、前記被観察物のサイズを元に戻す補正を行うことを特徴とする。 Seventh monitoring apparatus of the present invention is directed to the observation apparatus of the sixth aspect of the invention, the correction means after the light dark portion of the acquired image is corrected to be a straight line, back to the original size of the object under observation Correction is performed.
第8の発明の観察装置は、第1、第4ないし第7のいずれか1の発明の観察装置において、前記透明容器は、複数のウェルを有するウェルプレートであり、所定の1つのウェルを補正用の情報のみを取得するウェルとされていることを特徴とする。 An observation apparatus according to an eighth invention is the observation apparatus according to any one of the first, fourth to seventh inventions, wherein the transparent container is a well plate having a plurality of wells, and a predetermined one well is corrected. It is characterized by being a well for acquiring only information for use.
本発明によれば、合成画像の作成時に暗部の抽出を容易に行うことができるストライプ照明型の観察装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stripe illumination type observation apparatus that can easily extract a dark part when creating a composite image.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の観察装置の第1の実施形態を示している。この観察装置は、透過型液晶パネル11、ステージ(標本台)13、結像光学系15、撮像素子17、パネルコントローラ19、コントローラ21、ディスプレイ23を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of the observation apparatus of the present invention. This observation apparatus includes a transmissive liquid crystal panel 11, a stage (specimen stage) 13, an imaging
ステージ13には、透明な培養容器(図では96ウェルプレート)25が載置されている。培養容器25のウェル25a内には、例えば、無染色の細胞等の被観察物が収容されている。
A transparent culture vessel (96 well plate in the figure) 25 is placed on the
透過型液晶パネル11は、バックライト付きであり培養容器25の略全域を照明する。その照明光が遮られないように、ステージ13のうち培養容器25を載置した部分は、例えば、ガラス等の透明部材で構成されるか、或いは中空となっている。
The transmissive liquid crystal panel 11 has a backlight and illuminates substantially the entire area of the
結像光学系15の視野は十分に大きく、培養容器25の略全域から射出した光は、結像光学系15によって捉えられ、撮像素子17の撮像面上に結像する。撮像素子17は、コントローラ21からの指示に応じて撮像面上の画像(輝度分布)を取得する。その画像は、コントローラ21へ取り込まれ、画像処理が施された後にディスプレイ23上へ表示される。コントローラ21は、画像処理前の画像や画像処理後の画像を必要に応じて保存することができる。また、画像処理前の画像を必要に応じてディスプレイ23へ表示することができる。
The visual field of the imaging
パネルコントローラ19は、コントローラ21からの指示に応じて、透過型液晶パネル11上に、明部と暗部とを繰り返し配置してなるストライプパターンを表示する。このとき、透過型液晶パネル11上に、ストライプ状の面光源が形成される。
In response to an instruction from the controller 21, the
図2は、コントローラ21の構成を示すブロック図である。コントローラ21は、入力部27、ステージ制御部29、パネル制御部31、照明制御部33、撮像素子制御部35、CPU37を有している。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the controller 21. The controller 21 includes an
入力部27は、ユーザからの指示を入力する。入力部27を介してユーザが入力可能な情報には、観察開始等の各種指示がある。後述する第2の実施形態では、培養容器25の種類、培養容器25の材質、培養液(培地)の種類、培養液(培地)の量等が入力される。
The
ステージ制御部29は、ステージ13の移動を制御して、ステージ13の光軸方向の位置(Z方向位置)および光軸方向に垂直な方向の位置(XY方向位置)を設定する。
The
パネル制御部31は、透過型液晶パネル11を移動して、透過型液晶パネル11の光軸方向の位置(Z方向位置)および光軸方向に垂直な方向の位置(XY方向位置)を設定する。 The panel control unit 31 moves the transmissive liquid crystal panel 11 to set a position in the optical axis direction (Z direction position) and a position in the direction perpendicular to the optical axis direction (XY direction position). .
照明制御部33は、パネルコントローラ21を制御して透過型液晶パネル11が表示するストライプパターンの形状を制御する。 The illumination control unit 33 controls the shape of the stripe pattern displayed on the transmissive liquid crystal panel 11 by controlling the panel controller 21.
撮像素子制御部35は、撮像素子17の駆動制御を行う。
The image sensor control unit 35 performs drive control of the
CPU37は、ステージ制御部29、パネル制御部31、照明制御部33、撮像素子制御部35を制御する。
The CPU 37 controls the
図3は上述した観察装置の原理を説明する図である。図3では、結像光学系15の撮像レンズ4の合焦面P1が培養容器25のウェル25aの底面近傍にあり、その底面に付着した細胞3aを観察するときの様子を示している。図3において符号1dで示すのはストライプパターン1の1つの暗部であり、符号1bで示すのは暗部1dの両側に位置する明部である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the observation apparatus described above. FIG. 3 shows a state where the focusing plane P1 of the
培養容器25のウェル25aのうち、暗部1dに正対する部分領域3dに着目すると、部分領域3dは2つの明部1bから射出した光Lbによって斜め方向から照明されるが、暗部1dからは光が射出しないので部分領域3dは正面から照明されることはない。つまり部分領域3dは、光Lbによって斜光照明される。よって、撮像素子17のうち部分領域3dと共役な領域には、部分領域3dの暗視野像5dが形成される。この暗視野像5dには、部分領域3d中に存在する細胞3aの像が現れる。この像(細胞像)は、細胞3aを透過した直接光による像ではなく、細胞3aのエッジで散乱した散乱光による像である。
Focusing on the
培養容器25のウェル25aのうち、明部1bに正対する部分領域3bに着目すると、部分領域3bは明部1bによって正面から照明される。よって、撮像素子17のうち部分領域3bと共役な領域には、部分領域3bの明視野像5bが形成される。この明視野像5bには、部分領域3b中に存在する細胞3aの像は現れない。
In the
したがって、撮像素子17上には、細胞像を含む暗視野像5dと細胞像を含まない明視野像5bとを繰り返し配置したストライプ像が形成される。よって、透過型液晶パネル11が表示するストライプパターンの位相をシフト(位相シフト)させながら撮像素子17で繰り返し撮像を行い、それによって得られた複数の画像の暗視野像5dを繋ぎ合わせれば、培養容器25の全域に点在する細胞群を一望可能な合成画像が得られる。
Therefore, a stripe image in which the
例えば、図4の(A)、(B)、(C)に示すように、ストライプパターンの位相をシフトピッチΔでシフトさせながら撮像素子17で撮像を行い、撮像により得られた図5の(A)、(B)、(C)に示す3枚の画像の有効領域(図4の幅Ba’の部分)を繋ぎ合わせれば、図6に示すように、培養容器25の全域に点在する細胞群を一望可能な合成画像が得られる。
For example, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, an image is picked up by the
図7は、被観察物の観察に関するコントローラ21のCPU37の動作を示すフローチャートである。なお、このフローは、ユーザによる入力部27への観察開始の入力によりスタートする。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the CPU 37 of the controller 21 relating to the observation of the object to be observed. This flow starts when the user inputs an observation start to the
ステップS1:CPU37は、図4に示したような直線のストライプパターンを透過型液晶パネル11に表示する。 Step S1: The CPU 37 displays a linear stripe pattern as shown in FIG.
ステップS2:CPU37は、培養容器25内の被観察物を撮像し画像を取得する。
Step S2: The CPU 37 captures an image of the observation object in the
図8は、撮像素子17により取得された画像G1を示している。この画像G1は、透明な培養容器25として96ウェルプレートを用いた時の1つのウェル25aの画像である。ウェル25a内に収容される培養液のメニスカス効果により透過型液晶パネル11に表示される直線のストライプパターンが円弧状に変形している。このように、直線状のストライプパターンが円弧状等に変形して撮像されると、図5に示すように位相をシフトさせながら撮像された複数枚の画像から暗部の画像のみを抽出して合成することが困難になる。
FIG. 8 shows an image G <b> 1 acquired by the
すなわち、図9に示すように、96ウェルプレートのウェル25a内に培養液41を収容すると、表面張力により培養液41の表面の外周部が盛り上がる。そして、培養液41の表面の盛り上がりによるメニスカス効果により、結像光学系15を介して撮像素子17に撮像される直線のストライプパターンが円弧状に変形する。なお、96ウェルプレートでは、ウェル25aの直径が6mmであり、培養液41の表面の形状が円弧状のレンズ形状に近いものになる。従って、被観察物の倍率は略均一な倍率に保たれる。
That is, as shown in FIG. 9, when the culture solution 41 is stored in the
ステップS3:CPU37は、取得した画像G1から暗部の形状変化を求める。この形状変化は、取得した画像G1を画像認識し、透過型液晶パネル11のストライプパターンと比較することにより行われる。 Step S3: The CPU 37 obtains the shape change of the dark part from the acquired image G1. This shape change is performed by recognizing the acquired image G1 and comparing it with the stripe pattern of the transmissive liquid crystal panel 11.
ステップS4:CPU37は、取得した画像G1の暗部B1の形状変化と要求される直線状パターンとの歪補正率を各画素ごとに算出し、これを適用することで、取得される画像の暗部の形状が直線になるような補正形状を求める。図10は、求められた補正形状H1を示している。 Step S4: The CPU 37 calculates the distortion correction rate between the shape change of the dark part B1 of the acquired image G1 and the required linear pattern for each pixel, and applies this to apply the correction of the dark part of the acquired image. A correction shape is obtained so that the shape becomes a straight line. FIG. 10 shows the obtained corrected shape H1.
ステップS5:CPU37は、求められた補正形状H1を透過型液晶パネル11に表示する。なお、補正形状H1の表示は、96ウェルプレートの観察しているウェル25aに対応する部分に対してのみ行っても良く、あるいは、96ウェルプレートの全体のウェル25aに対応する部分に行っても良い。
Step S5: The CPU 37 displays the obtained corrected shape H1 on the transmissive liquid crystal panel 11. The correction shape H1 may be displayed only on the portion corresponding to the
ステップS6:CPU37は、画像の取得および位相シフトからなる一連の処理を繰り返し予め設定されたm枚(例えば3枚)の画像を取得する。 Step S6: The CPU 37 repeats a series of processes including image acquisition and phase shift, and acquires m (for example, three) images set in advance.
ステップS7:CPU37は、取得されたm枚の画像の有効領域を取得順に並べて繋ぎ合わせることにより、1枚の合成画像を作成する。 Step S7: The CPU 37 creates one composite image by arranging the effective areas of the acquired m images in the order of acquisition and connecting them.
ステップS8:CPU37は、ステップS7で作成した合成画像をディスプレイ15へ表示し、フローを終了する。なお、その表示に先立ち、合成画像に対し輪郭抽出処理を施すことにより、細胞像の輪郭を際だたせてもよい。
Step S8: The CPU 37 displays the composite image created in step S7 on the
この実施形態では、透過型液晶パネル11の暗部を直線にした状態で撮像素子17により画像G1を取得し、取得された画像G1の暗部B1が直線になるように透過型液晶パネル11の明暗形状を補正したので、合成画像の作成時に暗部の抽出を容易に行うことができる。
(第2の実施形態)
図11は、本発明の観察装置の第2の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In this embodiment, the image G1 is acquired by the
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the observation apparatus of the present invention. In this embodiment, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ステップS1:CPU37は、入力部27に培養容器25に関する情報が入力されたか否かを判断する。培養容器25に関する情報とは、培養容器25の種類、培養容器25の材質、培養液(培地)41の種類、培養液(培地)41の量である。
Step S1: The CPU 37 determines whether or not information related to the
ステップS2:CPU37は、入力部27に入力された情報に基づいて、取得される画像の暗部の形状が直線になるような補正パターンを求める。
Step S2: The CPU 37 obtains a correction pattern that makes the shape of the dark part of the acquired image a straight line based on the information input to the
図12に示すように、培養容器25が96ウェルプレート等の場合には、ウェル25a内の培養液41の表面の曲率半径Rは、近似的に、
R=2・γ/g・h・ρ
となる。
As shown in FIG. 12, when the
R = 2 · γ / g · h · ρ
It becomes.
ここで、γは表面張力であり培養容器25の材質から求めることができる。gは重力定数である。hは培養液41の最低面高さであり培養液41の量から求めることができる。ρは培養液41の密度であり培養液41の種類から求めることができる。図12で、Dはウェル25aの内径であり培養容器25の種類から求めることができる。
Here, γ is the surface tension and can be determined from the material of the
この培養容器25がステージ13上に載置されると、通常の結像光学系15の光路内に曲率半径Rで、かつ、直径がDのレンズを、底面からhの距離に挿入したと等価な光学系になる。従って、CPU37は、上述した式により曲率半径Rを求め、曲率半径Rで直径Dのレンズによる影響を受けた時に撮像された暗部が直線になるような補正パターンを求める。
When the
すなわち、CPU37は、入力部27から入力された培養容器25の材質から表面張力γを、培養液41の量から培養液41の最低面高さhを、培養液41の種類から培養液41の密度ρを求め、曲率半径Rを演算する。そして、培養容器25の種類からウェル25aの内径Dを求め、明暗のストライプパターン(図4)が曲率半径Rで直径Dのレンズによる影響を受けたと想定されるレンズの収差である歪関数(ディストーション)を求める。具体的には、直径Dのレンズと撮像素子17の結像光学系15の光学性能とから決まる収差の歪関数である。上記補正パターンは、この求めた歪関数の逆関数により形成される明暗パターンとなる。
That is, the CPU 37 determines the surface tension γ from the material of the
図13の(a)は求められた補正パターンH2を示している。この補正パターンH2は図10に近似したものになる。この補正パターンH2を透過型液晶パネル11に表示すると、図13の(b)に示すように、撮像素子17により撮像された画像G2の暗部B2が直線になる。
FIG. 13A shows the obtained correction pattern H2. This correction pattern H2 is approximate to FIG. When this correction pattern H2 is displayed on the transmissive liquid crystal panel 11, the dark part B2 of the image G2 imaged by the
ステップS3:CPU37は、求められた補正パターンH2を透過型液晶パネル11に表示する。 Step S3: The CPU 37 displays the obtained correction pattern H2 on the transmissive liquid crystal panel 11.
ステップS4:CPU37は、画像の取得および位相シフトからなる一連の処理を繰り返し予め設定されたm枚(例えば3枚)の画像を取得する。 Step S4: The CPU 37 repeats a series of processes including image acquisition and phase shift, and acquires m (for example, three) images set in advance.
ステップS5:CPU37は、取得されたm枚の画像の有効領域を取得順に並べて繋ぎ合わせることにより、1枚の合成画像を作成する。 Step S5: The CPU 37 creates one composite image by arranging and connecting the effective areas of the acquired m images in the order of acquisition.
ステップS6:CPU37は、ステップS5で作成した合成画像をディスプレイ15へ表示し、フローを終了する。
Step S6: The CPU 37 displays the composite image created in step S5 on the
この実施形態では、培養容器25に関する情報に基づいて、取得された画像G2の暗部B2が直線になるように透過型液晶パネル11の明暗形状を補正したので、合成画像の作成時に暗部の抽出を容易に行うことができる。
(第3の実施形態)
図14は、本発明の観察装置の第3の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In this embodiment, since the bright and dark shape of the transmissive liquid crystal panel 11 is corrected so that the dark part B2 of the acquired image G2 is a straight line based on the information about the
(Third embodiment)
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the third embodiment of the observation apparatus of the present invention. In this embodiment, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ステップS1:CPU37は、図4に示したような直線のストライプパターンを透過型液晶パネル11に表示する。 Step S1: The CPU 37 displays a linear stripe pattern as shown in FIG.
ステップS2:CPU37は、補正用の情報を取得するためのキャリブレーション用のウェル25aを撮像し画像を取得する。例えば、96ウェルプレートの場合には、96のウェル25aのうちの1つのウェル25aがキャリブレーション用のウェル25aとして予め設定されされている。このウェル25aには、被観察物が収容されるウェル25aと同一の量の培養液41のみが収容され被観察物は収容されていない。従って、被観察物の影響を受けることなくキャリブレーションを正確に行うことができる。
Step S2: The CPU 37 images the
図15(a)は、撮像素子17により取得された画像G3を示している。この画像G3は、透明な培養容器25として96ウェルプレートを用いた時のウェル25aの画像であり、ウェル25a内に収容される培養液41のメニスカス効果により透過型液晶パネル11に表示される直線のストライプパターンが円弧状に変形している。
FIG. 15A shows an image G <b> 3 acquired by the
ステップS3:CPU37は、取得した画像G3の暗部B3が直線になるような補正データを求める。この補正データは、取得した画像G3を画像認識し、直線のストライプパターンと比較することにより行われる。図15(b)は、透過型液晶パネル11に表示される直線のストライプパターンP3を示しており、暗部B4の幅が所定幅Wとされている。また、所定のピッチPを有している。 Step S3: The CPU 37 obtains correction data such that the dark part B3 of the acquired image G3 is a straight line. This correction data is performed by recognizing the acquired image G3 and comparing it with a straight stripe pattern. FIG. 15B shows a linear stripe pattern P3 displayed on the transmissive liquid crystal panel 11, and the width of the dark portion B4 is a predetermined width W. Further, it has a predetermined pitch P.
ステップS4:CPU37は、キャリブレーション用のウェル25a以外のウェル25aに対して、画像の取得および位相シフトからなる一連の処理を繰り返し予め設定されたm枚(例えば3枚)の画像を取得する。
Step S4: The CPU 37 repeats a series of processes including image acquisition and phase shift for the
ステップS5:CPU37は、取得されたm枚の画像の暗部が直線になるように補正する。この補正は、ステップS3で求められた補正データを用いて行われる。この補正により被観察物のサイズに誤差が発生する。 Step S5: The CPU 37 corrects so that the dark part of the acquired m images becomes a straight line. This correction is performed using the correction data obtained in step S3. This correction causes an error in the size of the object to be observed.
ステップS6:CPU37は、取得されたm枚の画像の有効領域を取得順に並べて繋ぎ合わせることにより、1枚の合成画像を作成する。 Step S6: The CPU 37 creates one composite image by arranging the effective areas of the acquired m images in the order of acquisition and connecting them.
ステップS7:CPU37は、ステップS6で作成した合成画像の被観察物のサイズを元に戻す。この補正は、ステップS3で求められた補正データを用いて行われる。この補正により被観察物のサイズ誤差を解消することができる。なお、被観察物のサイズに高い精度を要求されない場合には、このステップを省略しても良い。 Step S7: The CPU 37 restores the size of the object to be observed in the composite image created in step S6. This correction is performed using the correction data obtained in step S3. This correction can eliminate the size error of the object to be observed. If high accuracy is not required for the size of the object to be observed, this step may be omitted.
ステップS8:CPU37は、ステップS7で作成した合成画像をディスプレイ15へ表示し、フローを終了する。
Step S8: The CPU 37 displays the composite image created in step S7 on the
この実施形態では、透過型液晶パネル11の暗部を直線にした状態で撮像素子17により画像G3を取得し、取得された画像G3の暗部B3が直線になるように補正したので、合成画像の作成時に暗部の抽出を容易に行うことができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
In this embodiment, the image G3 is acquired by the
(Supplementary items of the embodiment)
As mentioned above, although this invention was demonstrated by embodiment mentioned above, the technical scope of this invention is not limited to embodiment mentioned above, For example, the following forms may be sufficient.
(1)上述した実施形態では、面光源を生成するために、バックライト付きの透過型液晶パネル11を用いたが、同様の面光源を生成できるのであれば、他のものを用いてもよい。例えば、LEDなどの小型光源を多数用意し、それらを密にアレイ状に配置し面光源を形成し、面光源上に、ストライプ状の開口を有したマスク部材を配置しても良い。 (1) In the above-described embodiment, the transmissive liquid crystal panel 11 with a backlight is used to generate the surface light source. However, other devices may be used as long as the same surface light source can be generated. . For example, a large number of small light sources such as LEDs may be prepared, and these may be densely arranged in an array to form a surface light source, and a mask member having a stripe-shaped opening may be disposed on the surface light source.
(2)上述した実施形態では、96ウェルプレートからなる培養容器25の観察に本発明を適用した例について説明したが、例えば、フラスコ等からなる培養容器にも適用することができる。例えば、フラスコの角部では、直線状のストライプパターンがメニスカス効果により比較的大きく変形するが、上述した実施形態と同様にして処理することができる。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the observation of the
(3)上述した第2の実施形態では、補正パターンを計算式により設定した例について説明したが、例えば、培養容器の種類、培養容器の材質、培養液の種類、培養液の量等に対応して補正パターンを設定可能な参照テーブルにより設定するようにしても良い。 (3) In the second embodiment described above, an example in which the correction pattern is set by a calculation formula has been described. However, for example, it corresponds to the type of the culture vessel, the material of the culture vessel, the type of the culture solution, the amount of the culture solution, and the like. Then, the correction pattern may be set by a reference table that can be set.
11…透過型液晶パネル、13…ステージ、15…結像光学系、17…撮像素子、21…コントローラ、25…培養容器、25a…ウェル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Transmission-type liquid crystal panel, 13 ... Stage, 15 ... Imaging optical system, 17 ... Imaging element, 21 ... Controller, 25 ... Culture container, 25a ... Well.
Claims (8)
前記照明手段により照明された前記被観察物からの射出光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系が形成した前記被観察物の光像を取得する撮像手段と、
前記照明手段の透過照明光が前記被観察物を透過することで変形された前記面光源の明暗部の光像を補正する照明光補正手段と、
前記照明光補正手段により補正された前記面光源の明暗部の位相をシフトさせながら前記撮像手段に複数の光像を取得し、前記複数の光像から合成画像を生成する画像合成手段と、
を有することを特徴とする観察装置。 Has a surface light source formed by providing alternating between bright and dark, and illuminating means for transmitting illuminating the O Rikomu observation object to the surface light source,
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the object illuminated by the illumination means;
An imaging means for acquiring a light image of the observation object formed by the imaging optical system;
Illumination light correction means for correcting a light image of a bright and dark part of the surface light source deformed by transmission of the illumination light of the illumination means through the object to be observed;
Image synthesizing means for acquiring a plurality of light images in the imaging means while shifting the phase of the bright and dark portions of the surface light source corrected by the illumination light correcting means, and generating a synthesized image from the plurality of light images;
An observation apparatus comprising:
前記補正手段は、前記撮像手段で取得された光像の明暗部が直線になるように前記面光源の照明状態を補正することを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 1,
Said correction means, an observation apparatus bright dark light image acquired by the imaging means and corrects the illumination state of the surface light source so that a straight line.
前記補正手段は、前記透明容器に関する情報に基づいて、前記面光源の照明状態を補正し、
前記透明容器に関する情報は、透明容器の種類、透明容器の材質、培養液の種類、培養液の量であることを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 2,
The correction means corrects the illumination state of the surface light source based on information on the transparent container,
The information regarding the transparent container is the type of the transparent container, the material of the transparent container, the type of the culture solution, and the amount of the culture solution.
前記補正手段は、前記撮像手段で取得した前記被観察物の光像の画像から前記明暗部の形状変化を求め、前記撮像手段の画素ごとの歪補正率を求め、前記面光源の照明状態を補正し、
前記面光源は、透過型液晶パネルであることを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 2 ,
The correction means obtains the shape change of the bright and dark part from the image of the optical image of the observation object acquired by the imaging means, obtains the distortion correction rate for each pixel of the imaging means, and determines the illumination state of the surface light source Correct ,
The observation apparatus , wherein the surface light source is a transmissive liquid crystal panel .
前記照明手段により照明された前記被観察物からの射出光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系が形成した前記被観察物の画像を取得する撮像手段と、
前記面光源の明暗の位相をシフトさせながら前記撮像手段に複数枚の画像を取得させる制御手段と、
前記照明手段の透過照明光が前記被観察物を透過することで変形された前記撮像手段で取得された前記被観察物の画像の明暗部の歪を補正するように画像処理する補正手段と、
を有することを特徴とする観察装置。 Illuminating means for transmission illumination the I Rikomu observation object surface light source formed by providing alternating between bright and dark,
An imaging optical system that forms an image of light emitted from the object illuminated by the illumination means;
Imaging means for acquiring an image of the object to be observed formed by the imaging optical system;
Control means for causing the imaging means to acquire a plurality of images while shifting the light-dark phase of the surface light source;
Correction means for performing image processing so as to correct distortion of a bright and dark part of the image of the object acquired by the imaging means deformed by transmission of the transmitted illumination light of the illumination means through the object ;
An observation apparatus comprising:
前記補正手段は、前記照明手段の明暗部を直線にした状態で前記撮像手段により画像を取得し、取得された各画像の明暗部が直線になるように補正することを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 5, wherein
It said correction means, observation apparatus obtains an image by the image pickup means while the bright dark portion in a straight line, light dark portion of each image acquired and correcting so that the straight line of the illumination means.
前記補正手段は、取得された画像の明暗部が直線になるように補正した後、前記被観察物のサイズを元に戻す補正を行うことを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 6, wherein
Wherein the correction means, the observation light dark portion of the acquired image after correcting to a straight line, and performs a correction to restore the size of the object under observation device.
前記透明容器は、複数のウェルを有するウェルプレートであり、所定の1つのウェルを補正用の情報のみを取得するウェルとされていることを特徴とする観察装置。 The observation device according to any one of claims 1 and 4 to 7,
The transparent device is a well plate having a plurality of wells, and a predetermined one well is a well that acquires only correction information.
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