JP5385028B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明は、顕微鏡装置に関するものである。
従来、異なる観察方法によって取得された複数の画像データを関連づけて１つの画像データファイルとして保存する顕微鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、この顕微鏡装置では、異なる観察方法により取得される画像データは同時に取得されたものに限られており、異なる画像取得方法によって異なるタイミングで複数の画像が取得された場合については処理することができないという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の画像取得方法によって異なるタイミングで取得された複数の画像情報を整理して保存することができる顕微鏡観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、時間を計数する計時手段と、複数の異なる画像取得手段と、該画像取得手段により画像情報が取得されたときに、取得された画像情報と前記計時手段により計数された時間情報とを対応づけて記憶する記憶手段と、前記画像情報を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示されたいずれかの画像情報を指定する画像指定手段と、該画像指定手段により指定された画像情報に対応づけて記憶されている時間情報に基づいて、指定された画像情報を取得した画像取得手段以外の画像取得手段により取得された画像情報を検索する画像検索手段と、を備え、前記画像表示手段が、前記画像検索手段により検索された画像情報を表示するを備える顕微鏡装置を提供する。
本発明の一態様は、時間を計数する計時手段と、複数の異なる画像取得手段と、該画像取得手段により画像情報が取得されたときに、取得された画像情報と前記計時手段により計数された時間情報とを対応づけて記憶する記憶手段と、前記画像情報を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示されたいずれかの画像情報を指定する画像指定手段と、該画像指定手段により指定された画像情報に対応づけて記憶されている時間情報に基づいて、指定された画像情報を取得した画像取得手段以外の画像取得手段により取得された画像情報を検索する画像検索手段と、を備え、前記画像表示手段が、前記画像検索手段により検索された画像情報を表示するを備える顕微鏡装置を提供する。
本発明によれば、複数の異なる画像取得手段により取得された画像情報が、計時手段により計数された共通の時間軸に対応づけられた形態で記憶手段に記憶されるので、画像取得手段が異なるタイミングで画像情報を取得しても時間情報を手がかりとして記憶手段に記憶されている画像情報を時間順に呼び出すことが可能となる。例えば、画像取得手段として、スキャナによりレーザ光を走査して蛍光を検出するＬＳＭ装置と被写体の２次元画像を撮影するＣＣＤ装置とが備えられている場合に、それぞれの画像取得のタイミングは異なるが、それぞれを同一の時間軸の時間情報に対応づけて記憶することで、相互に関連させて観察することができる。
また、画像表示手段によりいずれかの画像情報を表示した状態で、画像指定手段によっていずれかの画像を指定すると、画像検索手段によって、指定された画像情報に対応づけて記憶されている時間情報を手がかりとして他の画像取得手段により取得された画像情報が検索され、画像表示手段によって表示される。これにより、異なる画像取得手段により取得された関連する画像情報を簡易に呼び出して表示し、観察することができる。
また、画像表示手段によりいずれかの画像情報を表示した状態で、画像指定手段によっていずれかの画像を指定すると、画像検索手段によって、指定された画像情報に対応づけて記憶されている時間情報を手がかりとして他の画像取得手段により取得された画像情報が検索され、画像表示手段によって表示される。これにより、異なる画像取得手段により取得された関連する画像情報を簡易に呼び出して表示し、観察することができる。
上記発明においては、前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報および該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報に、前記画像情報を取得した画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号とをそれぞれ付与して別々に記憶してもよい。
このようにすることで、画像情報を時間情報に直接対応づけて記憶する場合と同様にして、画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号を介して間接的に画像情報と時間情報とを関連させて観察することができる。
このようにすることで、画像情報を時間情報に直接対応づけて記憶する場合と同様にして、画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号を介して間接的に画像情報と時間情報とを関連させて観察することができる。
また、上記発明においては、前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報および該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報に、前記画像情報を取得した画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号とをそれぞれ付与して、画像情報どうしおよび時間情報どうしで纏めて記憶してもよい。
また、上記発明においては、前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報と該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報とを対にして、時間情報の順序に従って配列して記憶してもよい。
また、上記発明においては、前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報と該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報とを対にして、時間情報の順序に従って配列して記憶してもよい。
本発明によれば、複数の画像取得方法によって異なるタイミングで取得された複数の画像情報を整理して保存することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１に示されるように、ＬＳＭ装置２と、該ＬＳＭ装置２に付属する面照明光源３およびＣＣＤ（撮像素子）４と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４を制御する制御部５と、制御部５に対して入力を行う入力部６と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４により取得された画像等を表示するモニタ７と、観察時間を計数するタイマ８と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４により取得された画像情報等を記憶する記憶部９とを備えている。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１に示されるように、ＬＳＭ装置２と、該ＬＳＭ装置２に付属する面照明光源３およびＣＣＤ（撮像素子）４と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４を制御する制御部５と、制御部５に対して入力を行う入力部６と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４により取得された画像等を表示するモニタ７と、観察時間を計数するタイマ８と、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４により取得された画像情報等を記憶する記憶部９とを備えている。
ＬＳＭ装置２は、共焦点顕微鏡であって、レーザ光を出射するレーザ光源１０と、該レーザ光源１０から出射されたレーザ光を２次元的に走査するスキャナ１１と、該スキャナ１１により走査されたレーザ光を標本Ａ上に集光し、標本Ａにおいて発生した蛍光を集光する対物レンズ１２と、該対物レンズ１２により集光されスキャナ１１を介して戻る蛍光をレーザ光の光路から分岐するダイクロイックミラー１３と、該ダイクロイックミラー１３により分岐された蛍光を集光する集光レンズ１４と、該集光レンズ１４の焦点位置に配置された共焦点ピンホール１５と、該共焦点ピンホール１５を通過した蛍光を検出する光検出器（ＰＭＴ：光電子増倍管）１６とを備えている。図中、符号１７，１８はダイクロイックミラーである。
スキャナ１１は、例えば、独立して揺動可能な一対のガルバノミラー（図示略）を備える、いわゆる近接ガルバノミラーである。制御部５はスキャナ１１に対してレーザ光の照射位置を指令し、スキャナ１１は制御部５からの指令に応じた揺動角度となるように各ガルバノミラーを駆動するようになっている。
また、制御部５は、ＬＳＭ装置２の光検出器１６から蛍光の輝度情報を受け取ると、その輝度情報をスキャナ１１の揺動角度位置と対応づけて逐次記憶することにより、２次元的なＬＳＭ画像情報を生成するようになっている。
また、制御部５は、ＣＣＤ４から画像信号を受け取ると、２次元的なＣＣＤ画像情報を生成し、モニタ７に表示するようになっている。
また、制御部５は、ＣＣＤ４から画像信号を受け取ると、２次元的なＣＣＤ画像情報を生成し、モニタ７に表示するようになっている。
さらに、制御部５は、図２に示されるように、ＣＣＤ４からの画像信号の受け取りが開始されると、その開始時にタイマ８から受け取った時間情報を、生成されたＣＣＤ画像情報に対応づけるようになっている。同様に、制御部５は、ＬＳＭ装置２のＰＭＴ１６からの蛍光輝度情報の受け取りが開始されると、その開始時にタイマ８から受け取った時間情報を、生成されたＬＳＭ画像情報に対応づけるようになっている。
図２においてＣＣＤ画像情報は、それぞれ複数の２次元画像であるフレームの集合から構成されており、ＬＳＭ画像情報は、それぞれ単一の２次元画像から構成されている。
図２においてＣＣＤ画像情報は、それぞれ複数の２次元画像であるフレームの集合から構成されており、ＬＳＭ画像情報は、それぞれ単一の２次元画像から構成されている。
タイマ８は、入力部６から入力された観察の開始指令に基づいて時間の計数を開始するようになっている。
記憶部９は、図３に示されるように、制御部５によって対応づけられた時間情報と画像情報との対を、時間情報の順序に従って配列して記憶するようになっている。この場合には時間情報には観察開始からタイマ８により計数された時間を示す情報のみが含まれていれば足りる。
記憶部９は、図３に示されるように、制御部５によって対応づけられた時間情報と画像情報との対を、時間情報の順序に従って配列して記憶するようになっている。この場合には時間情報には観察開始からタイマ８により計数された時間を示す情報のみが含まれていれば足りる。
入力部６は、ユーザにより操作されるキーボード、マウスあるいはジョイスティック等により構成されている。ユーザは入力部６を操作することにより、観察の開始を指令し、モニタ７に表示されたいずれかの画像を指定することができるようになっている。
そして、制御部５は、入力部６により特定の画像がユーザにより指定されると、指定された画像情報に関連づけて記憶されている時間情報を読み出し、さらに、読み出された時間情報に近い時間情報を検索し、当該時間情報に関連づけて記憶されている画像情報を読み出されてモニタ７に表示するようになっている。これにより、指定された画像に関連する他の画像を表示することができるようになっている。
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１を用いて標本Ａを観察するには、図４に示されるように、まず、ユーザが入力部６を操作して、ＬＳＭ画像の取得条件およびＣＣＤ画像の取得条件を設定する（ステップＳ１）。取得条件としては、ＬＳＭ画像の取得範囲であるスキャナ１１の揺動角度範囲、ＬＳＭ画像の取得タイミング（インタバル）、ＬＳＭ画像の取得枚数等、およびＣＣＤ画像の取得タイミング（インタバル）、ＣＣＤ画像の取得枚数等を挙げることができる。
本実施形態に係る顕微鏡装置１を用いて標本Ａを観察するには、図４に示されるように、まず、ユーザが入力部６を操作して、ＬＳＭ画像の取得条件およびＣＣＤ画像の取得条件を設定する（ステップＳ１）。取得条件としては、ＬＳＭ画像の取得範囲であるスキャナ１１の揺動角度範囲、ＬＳＭ画像の取得タイミング（インタバル）、ＬＳＭ画像の取得枚数等、およびＣＣＤ画像の取得タイミング（インタバル）、ＣＣＤ画像の取得枚数等を挙げることができる。
次いで、ユーザが入力部６を操作して、観察開始を指令すると（ステップＳ２）、タイマによる時間の計数が開始され（ステップＳ３、図２のｔ＝０）、取得条件に従って、ＬＳＭ画像の取得およびＣＣＤ画像の取得が並列して開始される。
ＬＳＭ画像の取得は、レーザ光源１０を作動させてレーザ光を出射し、スキャナ１１および対物レンズ１２を介して標本Ａに照射されたレーザ光を、スキャナ１１の作動によって、標本Ａ上において２次元的に走査することにより行われる。レーザ光が照射された標本Ａにおいては、蛍光物質が励起されて蛍光が発生し、発生した蛍光が、対物レンズ１２により集光され、ダイクロイックミラー１７，１８およびスキャナ１１を介して戻る途中で、ダイクロイックミラー１３によって分岐され、集光レンズ１４により集光され、共焦点ピンホール１５を通過したものが光検出器１６により検出される。
ＬＳＭ画像の取得が開始されると（ステップＳ４）、その開始された時点でタイマ８から読み取られた時間情報が記憶部９に記憶され（ステップＳ５）、その後に、ＬＳＭ画像が取得完了するまで待って（ステップＳ６）、取得されたＬＳＭ画像の画像情報が、ステップＳ５で記憶された時間情報に対応づけて記憶される（ステップＳ７）。取得条件によって設定された枚数のＬＳＭ画像が取得されたか否かが判定され（ステップＳ８）、取得されていない場合にはステップＳ４〜Ｓ８の工程が繰り返される。設定された枚数のＬＳＭ画像が取得された場合には、処理が終了される。
一方、ＣＣＤの取得は、面照明光源３を作動させて、対物レンズ１２を介して面照明光を標本Ａに照射することにより行われる。面照明光が照射されることで、標本Ａ内に存在する蛍光物質が励起されることにより発生した蛍光が、対物レンズ１２によって集光され、ＣＣＤにより撮影される。
ＣＣＤ画像の取得が開始されると（ステップＳ９）、その開始された時点でタイマ８から読み取られた時間情報が記憶部９に記憶され（ステップＳ１０）、その後に、ＣＣＤ画像が取得完了するまで待って（ステップＳ１１）、取得されたＣＣＤ画像の画像情報が、ステップＳ１０で記憶された時間情報に対応づけて記憶される（ステップＳ１２）。取得条件によって設定された枚数のＣＣＤ画像が取得されたか否かが判定され（ステップＳ１３）、取得されていない場合にはステップＳ９〜Ｓ１３の工程が繰り返される。設定された枚数のＣＣＤ画像が取得された場合には、処理が終了される。
このように、本実施形態に係る顕微鏡装置１によれば、ＬＳＭ装置２およびＣＣＤ４のように異なる画像取得方法によって異なるタイミングで取得された画像情報に、各画像情報を取得開始した時点での単一の時間軸に従う時間情報が対応づけて記憶されるので、ＬＳＭ装置２とＣＣＤ４のように取得タイミングが全く関連なく個別に画像情報が取得される場合であっても、取得された画像情報を事後的に容易に時系列に観察することができる。
そして、本実施形態に係る顕微鏡装置１によれば、例えば、ＣＣＤ画像をモニタ７に順次表示して観察している際に、ユーザが入力部６を操作して特定のＣＣＤ画像を指定すると、制御部５が、指定されたＣＣＤ画像に対応づけて記憶している時間情報を記憶部９から読み出し、読み出された時間情報に近い時間情報を有するＬＳＭ画像を記憶部９内において検索する。そして、制御部５は検索したＬＳＭ画像をモニタ７に表示する。
例えば、図２に示される例では、画像情報としてＣＣＤ画像（ＣＣＤ２）を指定したときに、該画像（ＣＣＤ２）に対応づけられている時間情報（ＣＣＤｔ２）が読み出され、制御部５は、この時間情報（ＣＣＤｔ２）に近い時間情報（ＬＳＭｔ２、ＬＳＭｔ３）を検索し、これに対応づけられているＬＳＭ画像（ＬＳＭ２，ＬＳＭ３）をモニタ７に表示する。
これにより、ＣＣＤ画像によって標本Ａの全体を観察している途中で、特に詳細に観察したい変化が標本Ａに発生した場合等に、その時点に最も近いＬＳＭ画像をモニタ７に表示して標本Ａを詳細に観察することができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、モニタ７上に表示したＣＣＤ画像を指定して、近接するＬＳＭ画像を呼び出すこととしたが、これに代えて、モニタ７上に表示したＬＳＭ画像を指定して近接するＣＣＤ画像を呼び出すことにしてもよい。
なお、本実施形態においては、モニタ７上に表示したＣＣＤ画像を指定して、近接するＬＳＭ画像を呼び出すこととしたが、これに代えて、モニタ７上に表示したＬＳＭ画像を指定して近接するＣＣＤ画像を呼び出すことにしてもよい。
また、本実施形態においては、タイマ８により計数した時間情報とＬＳＭ画像またはＣＣＤ画像とを対応づけた対のデータとして記憶することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、時間情報と画像情報とをそれぞれ纏めて記憶部９に記憶してもよい。この場合には、時間情報と画像情報とを相互に対応づけるために、時間情報および画像情報にそれぞれＬＳＭ画像に対応するものであるかＣＣＤ画像に対応するものであるかを示す識別情報と、時系列を示すシリアル番号とを対応づけて記憶する必要がある。
また、このように識別情報およびシリアル番号を対応づけて記憶する場合には、図６に示されるように、時間情報と画像情報とを別個のファイルとして記憶してもよい。さらに、図７に示されるように、ＬＳＭ画像に対応する時間情報、ＣＣＤ画像に対応する時間情報、ＬＳＭ画像情報およびＣＣＤ画像情報をそれぞれ別個のファイルとして記憶してもよい。さらに、全ての時間情報および画像情報を別個のファイルとして記憶してもよい。
また、画像取得手段としてＣＣＤおよびＰＭＴを例示したが、これに限定されるものではなく、画像取得方法の異なる任意の画像取得手段を採用することにしてもよい。例えば、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳやレゾナントスキャナを採用してもよい。
Ａ 標本
１ 顕微鏡装置
４ ＣＣＤ（画像取得手段）
５ 制御部（画像検索手段）
６ 入力部（画像指定手段）
７ モニタ（画像表示手段）
８ タイマ（計時手段）
９ 記憶部（記憶手段）
１６ ＰＭＴ（画像取得手段）
１ 顕微鏡装置
４ ＣＣＤ（画像取得手段）
５ 制御部（画像検索手段）
６ 入力部（画像指定手段）
７ モニタ（画像表示手段）
８ タイマ（計時手段）
９ 記憶部（記憶手段）
１６ ＰＭＴ（画像取得手段）
Claims (4)
- 時間を計数する計時手段と、
複数の異なる画像取得手段と、
該画像取得手段により画像情報が取得されたときに、取得された画像情報と前記計時手段により計数された時間情報とを対応づけて記憶する記憶手段と、
前記画像情報を表示する画像表示手段と、
該画像表示手段により表示されたいずれかの画像情報を指定する画像指定手段と、
該画像指定手段により指定された画像情報に対応づけて記憶されている時間情報に基づいて、指定された画像情報を取得した画像取得手段以外の画像取得手段により取得された画像情報を検索する画像検索手段と、を備え、
前記画像表示手段が、前記画像検索手段により検索された画像情報を表示する顕微鏡装置。 - 前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報および該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報に、前記画像情報を取得した画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号とをそれぞれ付与して別々に記憶する請求項１に記載の顕微鏡装置。
- 前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報および該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報に、前記画像情報を取得した画像取得手段を示す識別情報とシリアル番号とをそれぞれ付与して、画像情報どうしおよび時間情報どうしで纏めて記憶する請求項１に記載の顕微鏡装置。
- 前記記憶手段は、前記画像取得手段により取得された画像情報と該画像情報が取得されたときに前記計時手段により計数された時間情報とを対にして、時間情報の順序に従って配列して記憶する請求項１に記載の顕微鏡装置。
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