JP6270388B2 - 撮像装置、顕微鏡システム、撮像方法及び撮像プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る顕微鏡システムを示す図である。図1に示すように、実施の形態1に係る顕微鏡システム1は、撮像部200が設けられた顕微鏡装置2と、該顕微鏡装置2の動作を制御すると共に、撮像部200から画像データを取り込んで所定の演算処理を施す制御装置3とを備える。
位置決め部342は、同様にして、Y方向におけるステージ移動量及び重畳領域の座標値を決定する。
なお、試料SPの劣化を抑制するため、撮像(露光)時以外においては、試料SPを遮光しておくことが望ましい。
その後、処理はメインルーチンに戻る。
その後、処理はメインルーチンに戻る。
その後、顕微鏡システム1の動作は終了する。
次に、本発明の実施の形態1の変形例1−1について説明する。
図14は、本変形例1−1における視野絞りの配置を説明する模式図であり、図15は、図14に示す配置に応じた照射光の輝度プロファイルを示すグラフである。本変形例1−1においては、視野絞りの開口の大きさを調節すると共に、視野絞りの光軸方向における位置を調節することにより、照射光の輝度分布を制御する。
次に、本発明の実施の形態1の変形例1−2について説明する。
上記実施の形態1においては、遮光部材からなる絞り部材214a、214b(図3及び図4参照)を用いて、落射視野絞り214及び透過視野絞り224を構成した。しかしながら、開口端部から離れるに従って透過率が連続的に変化(減少)する部材によって絞り部材214a、214bを形成しても良い。具体的には、ガラス等の透明部材に金属を蒸着することにより薄膜を形成し、この際の膜厚を調節することにより透過率を変化させることができる。
次に、本発明の実施の形態1の変形例1−3について説明する。
上記実施の形態1においては、標準サンプルを撮像した結果に基づいて、各種制御情報(視野絞りの位置情報、ステージ移動量、重畳領域の座標値)を取得したが、一様な蛍光を発するものであれば、観察対象の試料を用いてこれらの制御情報等を取得しても良い。この場合、試料内の観察対象領域の劣化を防ぐため、観察対象領域以外の領域を撮像すると良い。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図16は、本発明の実施の形態2に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。図16に示すように、実施の形態2に係る顕微鏡システム4は、顕微鏡装置2及び制御装置5を備える。このうち、顕微鏡装置2の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
まず、ステップS20において、試料SPを観察する際の観察倍率を設定する。具体的には、レボルバ230を回転させて、所望の倍率の対物レンズ205を標本ステージ202と対向する位置に配置する。これにより、レボルバ230に設けられたエンコーダの出力値が制御装置5に入力される。制御部36は、該出力値に基づいて、顕微鏡装置2における観察倍率を取得する。
続くステップS13〜S17の動作は、実施の形態1と同様である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図18は、本発明の実施の形態3に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。図18に示すように、実施の形態3に係る顕微鏡システム6は、顕微鏡装置2及び制御装置7を備える。このうち、顕微鏡装置2の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
顕微鏡システム6の動作は、全体として図6と同様であり、ステップS15における画像の貼り合わせ処理が実施の形態1と異なる。図20は、実施の形態3における画像の貼り合わせ処理を示すフローチャートである。なお、ステップS151〜S153の処理は、実施の形態1と同様である(図9参照)。
その後、処理はメインルーチン(図6参照)に戻る。
なお、実施の形態3における画像の貼り合わせ処理を、実施の形態2に適用しても良い。
次に、本発明の実施の形態3の変形例3−1について説明する。
上記実施の形態3においては、シェーディング成分の輝度プロファイルp1、p2の中央値Imedを基準に補正ゲインを決定した。しかしながら、図24(a)、(b)に示すように、シェーディング成分の輝度プロファイルp1、p2の最大値Imaxを基準として、低輝度側のゲインを上げるようにシェーディング補正行っても良い。
2 顕微鏡装置
3、5、7 制御装置
31 入力部
32 画像取得部
33、51 記憶部
34、71 演算部
35 出力部
36 制御部
200 撮像部
201 アーム
202 標本ステージ
203 鏡筒
204 三眼鏡筒ユニット
205 対物レンズ
206 蛍光キューブ
207 接眼レンズ
208 接眼筒
209 ステージ位置変更部
210 落射照明ユニット
211 落射照明用光源
212 コレクタレンズ
213 落射フィルタ
214 落射視野絞り
214a、214b 絞り部材
214c 開口調節部
214d 開口端部
215 落射開口絞り
220 透過照明ユニット
221 透過照明用光源
222 コレクタレンズ
223 透過フィルタ
224 透過視野絞り
225 透過開口絞り
226 反射ミラー
227 窓レンズ
228 透過コンデンサレンズ
230 レボルバ
231 励起フィルタ
232 ダイクロイックミラー
233 吸収フィルタ
234、235 モータ
236 位置検出部
331 画像データ記憶部
341 照明輝度分布推定部
342 位置決め部
343、711 画像合成部
343a、711a トリミング部
343b、711c 合成部
344 画像輝度分布補正部
344a 輝度ムラ算出部
344b 補正ゲイン算出部
344c 補正部
361 照明輝度分布制御部
362 ステージ位置制御部
511 テーブル記憶部
711b 相対位置補正部
711b−1 シェーディング補正部
711b−2 特徴領域抽出部
711b−3 探索部
711b−4 位置補正部
Claims (13)
- 撮像範囲内の被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記撮像範囲に照射される光を発生する照明手段と、
前記撮像範囲内の周縁領域において前記光が減衰するように、前記光の輝度分布を制御する照明制御手段と、
前記被写体に対する前記撮像範囲を順次変化させる撮像範囲移動制御手段と、
前記撮像範囲が異なる複数の画像の画像データを前記撮像手段から順次取得し、前記複数の画像を貼り合わせて合成画像を作成する演算手段と、
を備え、
前記撮像範囲移動制御手段は、互いに隣接する撮像範囲において、前記光が減衰する前記周縁領域の全体同士が重複するように、前記撮像範囲を変化させ、
前記演算手段は、前記互いに隣接する撮像範囲にそれぞれ対応する画像を、前記周縁領域に対応する画像領域の全体同士が重複するように貼り合わせる、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記照明制御手段は、前記照明手段から前記被写体までの前記光の光路に設けられた視野絞りを備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記照明制御手段は、前記視野絞りの開口端部の像が前記撮像範囲の周縁部と重なるように、前記視野絞りの開口の大きさを調節する開口調節手段をさらに含み、
前記撮像範囲移動制御手段は、前記開口の大きさに応じて前記撮像範囲を順次変化させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記照明制御手段は、前記視野絞りを前記照明手段の光軸に沿って移動させる位置調節手段をさらに含み、
前記撮像範囲移動制御手段は、前記視野絞りの前記光軸方向における位置に応じて前記撮像範囲を順次変化させる、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。 - 前記視野絞りは、開口端部から離れるに従って前記光の透過率が連続的に変化する部材によって形成されていることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記演算手段は、さらに、前記互いに隣接する撮像範囲にそれぞれ対応する画像の前記画像領域から特徴領域を抽出し、該特徴領域に基づいて、前記対応する画像同士の位置合わせを行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記演算手段は、前記互いに隣接する撮像範囲にそれぞれ対応する画像の前記画像領域に対してシェーディング補正を行い、シェーディング補正済みの前記画像領域に基づいて前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 前記演算手段は、前記画像領域におけるシェーディング成分の最大値を基準として、前記シェーディング補正におけるゲインを決定することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 前記演算手段は、前記画像領域におけるシェーディング成分の中央値を基準として、前記シェーディング補正におけるゲインを決定することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記被写体が載置されるステージと、
前記ステージと対向して設けられた対物レンズと、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記被写体は、蛍光観察用の染色が施された試料であり、
前記照明手段は、前記試料を励起する励起光を発生する落射照明手段である、
ことを特徴とする請求項10に記載の顕微鏡システム。 - 撮像手段の撮像範囲内の周縁領域において光が減衰するように、該光の輝度分布を制御する輝度分布制御ステップと、
輝度分布が制御された前記光を前記撮像範囲に照射する光照射ステップと、
前記光が照射された前記撮像範囲内の被写体を撮像して画像データを生成する撮像ステップと、
前記被写体に対する前記撮像範囲を順次変化させる撮像範囲移動制御ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像データに基づき、前記撮像範囲が異なる複数の画像を順次取得し、該複数の画像を貼り合わせて合成画像を作成する演算ステップと、
を含み、
前記撮像範囲移動制御ステップは、互いに隣接する撮像範囲において、前記光が減衰する前記周縁領域の全体同士が重複するように、前記撮像範囲を変化させ、
前記演算ステップは、前記互いに隣接する撮像範囲にそれぞれ対応する画像を、前記周縁領域に対応する画像領域の全体同士が重複するように貼り合わせる、
ことを特徴とする撮像方法。 - 撮像手段の撮像範囲内の周縁領域において光が減衰するように、該光の輝度分布を制御する輝度分布制御ステップと、
照明手段に、輝度分布が制御された前記光を前記撮像範囲に照射させる光照射ステップと、
撮像手段に、前記光が照射された前記撮像範囲内の被写体を撮像させ、画像データを生成させる撮像ステップと、
前記被写体に対する前記撮像範囲を順次変化させる撮像範囲移動制御ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像データに基づき、前記撮像範囲が異なる複数の画像を順次取得し、該複数の画像を貼り合わせて合成画像を作成する演算ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記撮像範囲移動制御ステップは、互いに隣接する撮像範囲において、前記光が減衰する前記周縁領域の全体同士が重複するように、前記撮像範囲を変化させ、
前記演算ステップは、前記互いに隣接する撮像範囲にそれぞれ対応する画像を、前記周縁領域に対応する画像領域の全体同士が重複するように貼り合わせる、
ことを特徴とする撮像プログラム。
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