JP6681103B1 - Image data acquisition method - Google Patents

Image data acquisition method Download PDF

Info

Publication number
JP6681103B1
JP6681103B1 JP2019204761A JP2019204761A JP6681103B1 JP 6681103 B1 JP6681103 B1 JP 6681103B1 JP 2019204761 A JP2019204761 A JP 2019204761A JP 2019204761 A JP2019204761 A JP 2019204761A JP 6681103 B1 JP6681103 B1 JP 6681103B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
space
scanning
scanning step
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019204761A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021076770A (en
Inventor
河田 聡
聡 河田
省悟 河野
省悟 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SERENDIP RESEARCH
Original Assignee
SERENDIP RESEARCH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SERENDIP RESEARCH filed Critical SERENDIP RESEARCH
Priority to JP2019204761A priority Critical patent/JP6681103B1/en
Priority to CN202080024016.XA priority patent/CN113853544B/en
Priority to KR1020217030236A priority patent/KR20210145741A/en
Priority to PCT/JP2020/003652 priority patent/WO2020195154A1/en
Priority to EP20778641.9A priority patent/EP3951469A4/en
Priority to US17/422,918 priority patent/US11810324B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6681103B1 publication Critical patent/JP6681103B1/en
Publication of JP2021076770A publication Critical patent/JP2021076770A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

【課題】被写体の像データをより短時間で効率的に取得する方法を提供することを目的とする。【解決手段】1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップとを有する被写体の像データを取得する方法であり、前記第2走査ステップは、ランダムに観測点の位置を決定するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域を有しており、当該第2領域を前記第1領域よりも15%以上広くする。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a method for efficiently acquiring image data of a subject in a shorter time. A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional, and a second space including at least one of the locations. A second scanning step of scanning the inside of the object, wherein the second scanning step includes a step X of randomly determining the position of the observation point and the image data of the observation point. And a step Y to perform, and when the scanning in one of the second spaces is completed, the second space has a first region including 50% of the observation points and the first region. Has a second region that is outside the region and includes the remaining 50% of the observation points, and the second region is wider than the first region by 15% or more. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は像データの取得方法、像データの取得方法を実行するプログラム、像データの取得方法を実行する共焦点顕微鏡、像データの取得方法を実行するラマン顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to an image data acquisition method, a program for executing the image data acquisition method, a confocal microscope for executing the image data acquisition method, and a Raman microscope for executing the image data acquisition method.

顕微鏡や望遠鏡を始めとする像取得装置は、如何にして空間分解能や波長分解能を高めることができるか、或いは如何にして観測対象物の情報を迅速に取得できるか等の観点を中心にして様々な研究がなされている。   Image acquisition devices such as microscopes and telescopes are variously focused on how to improve spatial resolution and wavelength resolution, or how to quickly acquire information on an observation target. Research has been done.

例えば下記特許文献1には、迅速なデータ取得が可能とされる共焦点分光映像システムが記載されている。この共焦点分光映像システムは、同文献の請求項1に記載されているように光源手段と、照明開口を形成し検査している対象物の位置を共役するために予め定められた照明パターンを導くように構成されている光変調手段と、検出開口と分光分散素子と検出器カメラとを備えている解析手段とを具備し、照明および検出開口は共役光学平面に配置されている共焦点分光映像システムにおいて、光変調手段は光変調素子の2次元アレイから構成され、それら2次元アレイを構成する素子のグループは照明パターンにしたがって照明開口を形成するように配置され、その照明パターンが対象物の共役位置を時間に依存して変化するように光変調手段が制御可能に構成されているものである。   For example, Patent Document 1 listed below describes a confocal spectroscopic imaging system that enables rapid data acquisition. In this confocal spectroscopic imaging system, as described in claim 1 of the same document, a light source means and a predetermined illumination pattern for conjugating the position of an object being inspected by forming an illumination aperture are provided. A confocal spectroscope comprising light modulating means arranged to guide and analyzing means comprising a detection aperture, a spectral dispersive element and a detector camera, the illumination and detection apertures being arranged in a conjugate optical plane. In an imaging system, the light modulating means comprises a two-dimensional array of light modulating elements, the groups of elements forming the two-dimensional array are arranged to form an illumination aperture according to an illumination pattern, the illumination pattern being the object. The light modulating means is configured to be controllable so that the conjugate position of (1) changes depending on time.

特許文献1の段落[0014]に記載されているように、この共焦点分光映像システムの基本的なアイディアは、空間的光変調手段(以下SLMと言う)を備えた分光解析手段を有する共焦点光学的映像システムの動作にある。SLM手段は光変調素子のアレイを備えている。1つのアレイは光変調素子から構成されたマスクであり、それらの光変調素子は個々に制御可能である。その制御性は、透過、反射、または回折のような素子の光学的特徴に関係している。光変調素子のグループまたは全てを変更することによって照明および、または検出開口としてコード化された照明パターンを形成する。相互に整合された照明または検出のためのパターンは別々の、または共通の変調器によって発生されているものである。   As described in paragraph [0014] of Patent Document 1, the basic idea of this confocal spectroscopic imaging system is confocal having a spectral analysis means equipped with spatial light modulation means (hereinafter referred to as SLM). It is in operation of an optical image system. The SLM means comprises an array of light modulation elements. One array is a mask composed of light modulation elements, which are individually controllable. Its controllability is related to the optical characteristics of the element such as transmission, reflection or diffraction. By changing the group or all of the light modulation elements, an illumination and / or an illumination pattern coded as a detection aperture is formed. The mutually matched illumination or detection patterns are those generated by separate or common modulators.

特許文献1の段落[0015]に記載されているように、共焦点分光映像システムの照明パターンシーケンスは、どのようなものを用いても良い。例えば、有限長の疑似ランダムシーケンスまたはSマトリックス型のアダマールシーケンスのいずれかにしたがった規則的な間隔またはランダムな間隔の系統的にシフトとされたライン、例えば三角形、正方形、長方形、六角形等の規則的なドット格子、いわゆるウォルシュ、シリベスター、アダマールまたはゴリーシーケンスに基づいた有限長のランダムパターンまたは疑似ランダムパターン、交差するラインパターンから形成された正方形または長方形の格子、SLM上の順次取得された整数回数のSLM素子上における回転に適している平面充填パターンまたは上記パターンシーケンスの組合せのいずれかであるように選択することができるとされていた。   As described in paragraph [0015] of Patent Document 1, any illumination pattern sequence of the confocal spectroscopic imaging system may be used. For example, regularly or randomly spaced systematically shifted lines according to either a finite length pseudorandom sequence or an S-matrix Hadamard sequence, such as triangles, squares, rectangles, hexagons, etc. Regular dot grid, finite length random or pseudo-random pattern based on so-called Walsh, Sillivester, Hadamard or Gory sequences, square or rectangular grid formed from intersecting line patterns, sequentially acquired integers on SLM It was said that it could be chosen to be either a plane-fill pattern suitable for rotation on a number of SLM elements or a combination of the above pattern sequences.

特開平11−249023号公報JP, 11-249023, A

しかし、特許文献1には、被写体(観測対象物)の情報取得を迅速化するために特定の照明パターンシーケンスを用いることが有効であるといった具体的構成が記載されておらず、照明パターンシーケンスを変えたところで迅速化の程度は変わるものではないものとみられる。本発明は、被写体の像データをより短時間で効率的に取得する方法を提供することを目的とするものである。   However, Patent Document 1 does not describe a specific configuration in which it is effective to use a specific illumination pattern sequence in order to speed up the acquisition of information on a subject (observation target). It seems that the degree of speeding up will not change even if it is changed. An object of the present invention is to provide a method for efficiently acquiring image data of a subject in a shorter time.

[1]上記目的を達成し得た本発明の第1の局面における像データの取得方法は、1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、ランダムに観測点の位置を決定(以下、「第2ランダム決定」と記載)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも15%以上広いものである。
[1] The method of acquiring image data according to the first aspect of the present invention, which has achieved the above object, includes a step W of determining one place in a first space that is one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional. A first scanning step including a plurality of;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step includes a step X for randomly determining the position of an observation point (hereinafter, referred to as “second random determination”) and a step Y for acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points, and the second area is larger than the first area by 15% or more.

上記像データの取得方法では、第2ランダム決定が中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうものであるため、視野中心エリアをより高精細に把握し、視野周辺エリアはやや大雑把ではあるが広範囲に把握しようとする肉眼による情報取得形態に似ている。このように第2ランダム決定が中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうことにより、走査開始後の早い段階から観察者にとって把握されやすい像データを取得することが可能となっているものと考えられる。   In the above image data acquisition method, the second random decision follows a probability distribution in which the closer to the center position, the higher the probability of appearance is. Therefore, the visual field center area is grasped in a higher degree of detail, and the visual field peripheral area is slightly rough. However, it is similar to the way information is obtained with the naked eye to grasp a wide range. By following the probability distribution in which the second random determination is closer to the center position and having a higher appearance probability, it is possible to acquire image data that can be easily grasped by an observer from an early stage after the start of scanning. It is considered to be a thing.

[2]上記像データの取得方法において、前記第2走査ステップを開始する前に前記第2空間内を走査するプレ第2走査ステップを更に有しており、前記第2走査ステップの走査中心を前記プレ第2走査ステップにより決められる特定位置に合せることが好ましい。 [2] The image data acquiring method further includes a pre-second scanning step of scanning the inside of the second space before starting the second scanning step, and the scanning center of the second scanning step is It is preferable to adjust to a specific position determined by the pre-second scanning step.

[3]前記第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては前記第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了する[1]または[2]に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [3] The step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is step Xn, and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is step Yn. Then, the number of observation points acquired in the second scanning step is not fixed at the time of executing step X1, and the one or more image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy the predetermined condition. It is preferable to adopt the image data acquisition method described in [1] or [2], which terminates the second scanning step when satisfied.

[4]上記目的を達成し得た本発明の第2の局面における像データの取得方法は、1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(以下、「第2ランダム決定」と記載)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
前記第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては前記第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了するものである。
[4] The method of acquiring image data according to the second aspect of the present invention, which has achieved the above object, includes a step W of determining one place in the first space which is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional. A method of acquiring image data of a subject, comprising a plurality of first scanning steps, and a second scanning step of scanning in a second space including at least one of the locations,
The second scanning step includes a step X for randomly determining the position of an observation point in the second space (hereinafter referred to as “second random determination”) and a step Y for acquiring image data of the observation point. Have,
When the step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is step Xn and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is step Yn When the number of observation points acquired in the second scanning step is not fixed at the time of executing step X1, and one or a plurality of image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy a predetermined condition. Then, the second scanning step is finished.

[5]前記所定条件は、前記一又は複数の像データを引数とする強度関数が所定値以下となる[3]または[4]に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [5] The predetermined condition is preferably the image data acquisition method according to [3] or [4], in which the intensity function with the one or a plurality of image data as an argument is a predetermined value or less.

[6]前記ステップYnによるn点目のデータ取得が完了した時点における前記強度関数は、(n−m)点目からn点目までのm個の像データを引数とするものである[5]に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。但し、mおよびnは自然数であり、m<nである。 [6] The intensity function at the time point when the data acquisition of the nth point by the step Yn is completed uses m image data from the (n−m) th point to the nth point as an argument [5] ] The image data acquisition method described in [1] is preferable. However, m and n are natural numbers, and m <n.

[7]前記第2空間内において既に走査された観測点から所定距離以内の領域は走査しない[1]〜[6]のいずれか一項に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [7] The image data acquisition method according to any one of [1] to [6], in which an area within a predetermined distance from an observation point that has already been scanned in the second space is not scanned is preferable.

[8]前記第1走査ステップにより位置を決定された複数の第2空間は、互いに離散的となるように選択されている[1]〜[7]のいずれか一項に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [8] The plurality of second spaces whose positions have been determined by the first scanning step are selected so as to be discrete from each other, and the image data according to any one of [1] to [7]. The acquisition method is preferable.

[9]前記第1走査ステップは、該第1空間内においてランダムに前記第2空間の位置を決定(以下、「第1ランダム決定」と記載)するものである[1]〜[8]のいずれか一項に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [9] In the first scanning step, the position of the second space is randomly determined in the first space (hereinafter, referred to as “first random determination”). [1] to [8] It is preferable that the method for acquiring image data according to any one of items is used.

[10]前記第1ランダム決定は、一様乱数にしたがうものである[9]に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [10] It is preferable that the first random determination is performed by the method of acquiring image data according to [9], which follows a uniform random number.

[11]前記第2ランダム決定は、正規乱数にしたがうものである[1]〜[10]のいずれか一項に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [11] The image data acquisition method according to any one of [1] to [10], wherein the second random decision is according to a normal random number.

[12]一の前記ステップWと他の前記ステップWとの間に、前記第2走査ステップが実行される[1]〜[11]のいずれか一項に記載の像データの取得方法とすることが好ましい。 [12] The image data acquisition method according to any one of [1] to [11], in which the second scanning step is performed between the one step W and the other step W. It is preferable.

[13]前記第1空間内において、前記第2空間は、所定グリッドに沿って配置される[1]〜[12]のいずれか一項に記載の像データの取得方法。 [13] The method for acquiring image data according to any one of [1] to [12], wherein the second space is arranged along a predetermined grid in the first space.

[14]前記第1走査ステップにおいて、k番目(kは自然数)に第2空間の位置を決定するステップをステップWkとしたとき、前記所定グリッド内の空間であって前記ステップW1〜Wkの実行により既に決定されたk個の第2空間以外である残存第2空間が(k+1)番目の第2空間に決定される確率は、それぞれ同様に確からしい[13]に記載の像データの取得方法。 [14] When the step of determining the k-th (k is a natural number) position of the second space in the first scanning step is step Wk, the steps within the predetermined grid are executed and the steps W1 to Wk are executed. The probability that the remaining second space other than the k second spaces already determined by will be determined to be the (k + 1) th second space is likely to be the same, respectively. .

[15]前記第1空間内において、ステップWの累積実行回数が所定値となった場合に像データの取得を終了する[1]〜[14]のいずれか一項に記載の像データの取得方法。 [15] The acquisition of the image data according to any one of [1] to [14], in which the acquisition of the image data ends when the cumulative number of executions of step W reaches a predetermined value in the first space. Method.

[16]上記目的を達成し得た本発明の第3の局面における像データの取得方法は、
1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップとを有する被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
前記第2走査ステップを開始する前に前記第2空間内を走査するプレ第2走査ステップを更に有しており、前記第2走査ステップの走査中心を前記プレ第2走査ステップにより決められる特定位置に合せるものである。
[16] A method for acquiring image data according to the third aspect of the present invention, which has achieved the above object, comprises:
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional, and scanning in a second space that includes at least one of the locations. A method of acquiring image data of an object, comprising: a second scanning step,
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The method further comprises a pre-second scanning step of scanning the inside of the second space before starting the second scanning step, wherein a scanning center of the second scanning step is a specific position determined by the pre-second scanning step. To suit.

[17]上記目的を達成し得た本発明の第4の局面における像データの取得方法は、
1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップとを有する被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
前記ステップWは、前記第1空間内においてランダムに1つの場所の位置を決定(第1ランダム決定)するものである。
[17] A method of acquiring image data according to the fourth aspect of the present invention which can achieve the above object,
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional, and scanning in a second space that includes at least one of the locations. A method of acquiring image data of an object, comprising: a second scanning step,
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The step W is to randomly determine the position of one place in the first space (first random determination).

[18]上記目的を達成し得た本発明の第5の局面における像データの取得方法は、
1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップとを有する被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
一の前記ステップWと他の前記ステップWとの間に、前記第2走査ステップが実行されるものである。
[18] A method for acquiring image data according to the fifth aspect of the present invention, which has achieved the above object, comprises:
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional, and scanning in a second space that includes at least one of the locations. A method of acquiring image data of an object, comprising: a second scanning step,
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The second scanning step is executed between the one step W and the other step W.

[19]前記[1]〜[18]のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行するプログラムを構成することが好ましい。 [19] It is preferable to configure a program that executes the image data acquisition method according to any one of [1] to [18].

[20]前記[1]〜[18]のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行する共焦点顕微鏡を構成することが好ましい。 [20] It is preferable to configure a confocal microscope that executes the image data acquisition method according to any one of [1] to [18].

[21]前記[1]〜[18]のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行するラマン顕微鏡を構成することが好ましい。 [21] It is preferable to configure a Raman microscope that executes the image data acquisition method according to any one of [1] to [18].

本発明の像データの取得方法によれば、第1走査ステップと第2走査ステップという少なくとも2段階の走査を行うことを前提とし、その中でも、(1)第2ランダム決定の実行手順を、中心位置に近い箇所は周辺部分に比べて出現確率の高い確率分布にしたがうものとすることにより、或いは、(2)第2走査において取得された像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了することにより、走査開始後の早い段階から観察者にとって把握されやすい像データを取得することを可能にしたものである。   According to the image data acquisition method of the present invention, it is premised that at least two scanning steps of a first scanning step and a second scanning step are performed, and among them, (1) the execution procedure of the second random determination is mainly performed. The position close to the position follows a probability distribution having a higher appearance probability than the peripheral part, or (2) when the image data acquired in the second scan satisfies a predetermined condition, the second scan By ending the steps, it is possible to acquire image data that is easily grasped by an observer from an early stage after the start of scanning.

本発明の実施の形態1又は2に係る像データ取得方法のフローチャートである。6 is a flowchart of an image data acquisition method according to the first or second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る第2空間の決定位置を示すものである。It is a figure which shows the determined position of the 2nd space which concerns on Embodiment 1 of this invention. 参考例の像データの取得方法に係る第2空間の決定位置を示すものである。It is a figure which shows the determined position of the 2nd space which concerns on the acquisition method of the image data of a reference example. 本発明の実施の形態1に係る観測点の分布例を示すものである。3 shows an example of distribution of observation points according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る観測点の分布例を示すものである。3 shows an example of distribution of observation points according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る観測点の分布例を示すものである。3 shows an example of distribution of observation points according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1または実施の形態2に係る観測点の分布例を示すものである。5 is a diagram showing an example of distribution of observation points according to the first or second embodiment of the present invention. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1における像データの形成過程を示すものである。6 illustrates a process of forming image data in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2における像データの形成過程を示すものである。9 illustrates a process of forming image data in Example 2 and Comparative Example 2.

現在の最先端の科学分析・計測においては、計測試料の広大な面積、或いは体積から極めて微弱な発光或いは散乱光の空間分布を短い測定時間で検出することが求められている。しかし、最先端の計測技術と顕微鏡技術でもってしても、微弱信号と広大な面積と短時間を同時に満足させることは非常に困難である。本発明者らの着想は、像データ取得のための走査ルートを決定論的に決めるのではなく、ブラウン運動などの確率過程に走査を任せるというものであり、これは人が地図の中から意外な場所を発見したり、動物が広範なエリアから獲物を見つけ出したりする手法に似ているかもしれない。具体的応用として、例えば、生きた細胞内の分子分布を高い空間分解能かつ短時間でラマン散乱分光顕微鏡イメージングすることが可能である。また、カーボンナノチューブなどのナノ材料の欠陥分布やカイラリティー、先端半導体デバイスの歪み分布のイメージングなどに応用することも可能である。本発明においては走査ルートを決めるプロセスは少なくとも2つの走査階層を有しており、それぞれの階層が例えば、一様乱数、ランダムウオーク、そして情報エントロピーという統計、確率過程に従って走査ルートを決める。この手法を適用し得る観測対象は1次元や2次元画像に制限されることはなく、3次元構造に対するイメージングにおいても勿論有効に実施可能である。   In the current state-of-the-art scientific analysis and measurement, it is required to detect an extremely weak spatial distribution of emitted or scattered light from a large area or volume of a measurement sample in a short measurement time. However, even with the latest measurement technology and microscope technology, it is very difficult to satisfy weak signals, a large area, and a short time at the same time. The idea of the present inventors is that instead of deterministically determining the scanning route for acquiring image data, the scanning is left to a stochastic process such as Brownian motion. It may be similar to finding a unique place or finding animals in a large area. As a specific application, for example, it is possible to perform Raman scattering spectroscopic microscopy imaging of the molecular distribution in living cells with high spatial resolution and in a short time. It can also be applied to imaging defect distribution and chirality of nanomaterials such as carbon nanotubes, and strain distribution of advanced semiconductor devices. In the present invention, the process for determining the scanning route has at least two scanning layers, and each layer determines the scanning route in accordance with the statistical and stochastic processes such as uniform random number, random walk, and information entropy. The observation target to which this method can be applied is not limited to a one-dimensional or two-dimensional image, and can be effectively implemented in imaging of a three-dimensional structure.

以下、下記実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on the following embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and appropriate changes may be made within a range that can conform to the purpose of the preceding and the following. In addition, it is of course possible to implement them, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における像データの取得方法は、1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと を有する被写体の像データを取得する方法であって、第2走査ステップは、ランダムに観測点の位置を決定するステップXと、観測点の像データを取得するステップYとを有しており、1つの第2空間内の走査が終了した時点において、第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域を有しており、第2領域は第1領域よりも15%以上広いものである。
(Embodiment 1)
The image data acquisition method according to the first embodiment of the present invention includes a first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional; A second scanning step of scanning in a second space including at least one of the following, wherein the second scanning step randomly determines the position of the observation point. X and a step Y of acquiring image data of the observation points, and at the time when the scanning in one second space is completed, the second space contains the 50% of the observation points. It has one region and a second region outside the first region and containing the remaining 50% of observation points, and the second region is 15% or more wider than the first region. .

実施の形態1における像データの取得方法では、第2ランダム決定が第2空間の中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうものであるため、視野中心エリアをより高精細に把握し、視野周辺エリアはやや大雑把ではあるが広範囲に把握しようとする肉眼による情報取得形態に似ている。このように第2ランダム決定が中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうことにより、走査開始後の早い段階から観察者にとって把握されやすい像データを取得することが可能となっているものと考えられる。   In the image data acquisition method according to the first embodiment, the second random decision follows a probability distribution in which the closer to the center position of the second space, the higher the probability of appearance. Although the peripheral area of the visual field is somewhat rough, it is similar to the visual information acquisition mode for grasping a wide area. By following the probability distribution in which the second random determination is closer to the center position and having a higher appearance probability, it is possible to acquire image data that can be easily grasped by an observer from an early stage after the start of scanning. It is considered to be a thing.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態1における像データの取得方法の好ましい形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における像データの取得方法のフローチャートであり、以下に説明する各ステップを有している。   Hereinafter, a preferred mode of the method for acquiring image data according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart of a method for acquiring image data according to the first embodiment of the present invention, which has steps described below.

(1)第1走査ステップ
第1走査ステップは、複数のステップWにより構成されるものであり、ステップWは第1空間内において1つの場所を決定するステップである。このステップWは、第2空間の存在界域を画定するステップであってもよいし、第2空間に含まれる点を決定するステップであってもよいし、第2空間の中心位置を決定するステップであってもよい。
(1) First Scanning Step The first scanning step is composed of a plurality of steps W, and the step W is a step of determining one place in the first space. This step W may be a step of defining the existence field of the second space, a step of determining a point included in the second space, or a center position of the second space. It may be a step.

第2空間の存在界域は、(i)第1走査ステップにおけるステップWが実行されたときであって後述の第2走査ステップの開始前に予め決められていてもよいし、(ii)第2走査ステップの開始前には第2空間の存在界域が定まっておらず、第2走査ステップの完了時に、観測点の集合体を含む第2空間の存在界域が結果として決まるものであってもよい。   The existence field of the second space may be predetermined (i) when step W in the first scanning step is executed and before the second scanning step described later is started, or (ii) The existence region of the second space is not determined before the start of the two scanning steps, and the existence region of the second space including the set of observation points is determined as a result when the second scanning step is completed. May be.

第1走査ステップにおいて前記1つの場所を決定する順番や秩序に特に制限はなく複数の第2空間を順次決定してもよいし同時に決定してもよい。短時間で第1空間内の広範囲の領域をカバーするために第2空間は互いに離散的に決定されることが望ましく、より好ましくはランダムに決定(第1ランダム決定)されることが好ましい。本発明において「ランダム」とは、規則的ではない選択を示すものであり、必要に応じて不規則な値をコンピュータにより生成してもよいし、コンピュータと当該コンピュータ以外のデバイスから得られる偶発値(ノイズ等)の複合により生成することも可能である。また、不規則な値を都度生成するのではなく所定の偶発値リスト(いわゆる乱数表)を予め準備しておくこともできる。   There is no particular limitation on the order or order in which the one place is determined in the first scanning step, and a plurality of second spaces may be sequentially determined or may be determined simultaneously. In order to cover a wide area in the first space in a short time, it is preferable that the second spaces are discretely determined with respect to each other, and more preferably randomly (first random determination). In the present invention, “random” indicates an irregular selection, and an irregular value may be generated by a computer as necessary, or a random value obtained from the computer and a device other than the computer. It is also possible to generate by compounding (noise etc.). Further, instead of generating an irregular value each time, a predetermined random value list (so-called random number table) can be prepared in advance.

図2は、ステップWにより第1空間中に決定された1つの場所(典型的には第2空間の中心位置)1〜7を示すものである。図2に示すように、第2空間の場所1〜7は規則的ではない位置、つまりランダムに位置決めされているため各々、第1空間の全体にわたって互いに離散的に配置されている。   FIG. 2 shows one place (typically the central position of the second space) 1 to 7 determined in the first space by step W. As shown in FIG. 2, the locations 1 to 7 of the second space are not regularly positioned, that is, randomly positioned, and thus are respectively arranged discretely over the entire first space.

図3は、実施の形態1の範囲にあるものではなく、参考のために示されるラスタースキャンにより配置されている第2空間の場所1〜7を示すものである。図3に示すように、ラスタースキャンでは第1空間の隅から順次走査していくものであるため、画面上部の様子については走査開始後、比較的早期に判明するが、画面下部の様子は終盤まで走査しない限り判明しない。   FIG. 3 shows places 1 to 7 in the second space arranged by the raster scan shown for reference, not within the scope of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in raster scanning, scanning is performed sequentially from the corners of the first space, so the state of the upper part of the screen is found relatively early after the start of scanning, but the state of the lower part of the screen is in the final stage. It won't be known unless you scan up to.

(2)第2走査ステップ
(2−1)ステップX
ステップXは、第2走査ステップの一部をなすものであり、ステップWによって特定された1つの場所においてランダムに少なくとも1つの観測点の位置を決定(以下、「第2ランダム決定」と記載)するステップである。ここで第2ランダム決定は、中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうものであり、具体的には、1つの第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は第1領域よりも15%以上広いものである。
(2) Second scanning step (2-1) Step X
Step X forms a part of the second scanning step, and randomly determines the position of at least one observation point at one location specified by Step W (hereinafter, referred to as “second random determination”). It is a step to do. Here, the second random decision follows a probability distribution with a higher appearance probability at a position closer to the center position. Specifically, when the scanning in one second space is finished, the second space is , Having a first region containing 50% of the observation points and a second region existing outside the first region and containing the remaining 50% of the observation points, The second area is 15% or more wider than the first area.

第1領域は、例えば、第2空間の中心位置を中心とする球状または円状の領域であって、50%の観測点を含むための最小の半径を有する領域とすることができる。第2領域は、例えば、第2空間内の全ての観測点を含んでいる領域のうち最小の半径を有する球状または円状の領域から前記第1領域を除いた領域とすることができる。なお、3次元空間内または2次元平面内に配置するピクセル毎にステップXを実行する場合、上記球状または円状の領域の境界は、当然のことながら通常、滑らかなものにはならない。上記半径は、第2空間の中心位置と各セルの中心位置との距離とすることができる。各ピクセルは3次元空間内または2次元平面内に格子状に配置することもできるし、第2空間の中心に対して点対称に配置することもできる。   The first region may be, for example, a spherical or circular region centered on the center position of the second space, and may have a minimum radius for including 50% of observation points. The second region can be, for example, a region excluding the first region from a spherical or circular region having the smallest radius among regions including all the observation points in the second space. When step X is performed for each pixel arranged in the three-dimensional space or the two-dimensional plane, the boundary of the spherical or circular area is not naturally smooth as a matter of course. The radius may be a distance between the center position of the second space and the center position of each cell. The pixels may be arranged in a lattice in a three-dimensional space or a two-dimensional plane, or may be arranged point-symmetrically with respect to the center of the second space.

観測点の数が奇数である場合は、第1領域の観測点の数を第2領域の観測点の数よりも1つ多くすることができる。   When the number of observation points is an odd number, the number of observation points in the first area can be increased by one more than the number of observation points in the second area.

ここで、「第2領域は第1領域よりも広い」の意味は、第2空間が1次元のものである場合は、「第1領域の一方側および他方側に存在している第2領域の合計長さは第1領域の長さより長い」ことを意味し、第2空間が2次元のものである場合は、「第2領域の面積は第1領域の面積よりも広い」ことを意味し、第2空間が3次元のものである場合は、「第2領域の体積は第1領域の体積よりも大きい」ことを意味するものとする。   Here, the meaning of "the second region is wider than the first region" means that, when the second space is one-dimensional, "the second region existing on one side and the other side of the first region". Means that the total length of is longer than the length of the first region ", and that the second region is two-dimensional, it means that" the area of the second region is larger than the area of the first region ". However, when the second space is three-dimensional, it means that “the volume of the second region is larger than the volume of the first region”.

このように、観測点が中心位置に近い箇所ほど出現確率の高い確率分布にしたがうものであるため、中心エリアである第1領域をより高精細に把握し、周辺エリアである第2領域はやや大雑把ではあるが短時間で広範囲の情報を把握することができる。このような効果を一層有効に発揮させるため、第2領域は第1領域よりも20%以上広いことが好ましく、30%以上広いことがより好ましく、50%以上広いことがさらに好ましく、80%以上広いことがいっそう好ましい。   In this way, since the location where the observation point is closer to the central position follows the probability distribution with a higher appearance probability, the first area, which is the central area, can be grasped with higher precision, and the second area, which is the peripheral area, is slightly Although it is rough, it is possible to grasp a wide range of information in a short time. In order to exert such an effect more effectively, the second region is preferably 20% or more wider than the first region, more preferably 30% or more wider, further preferably 50% or more wider, and 80% or more. Wider is more preferable.

光学顕微鏡に実施の形態1のステップWおよびステップXを適用する場合、観察対象となる試料に照射する光をガルバノミラーで偏向させることによって制御すれば効率的で迅速な走査を行える。   When steps W and X of the first embodiment are applied to the optical microscope, efficient and quick scanning can be performed by controlling the light irradiating the sample to be observed by deflecting it with a galvanometer mirror.

図4〜図6は、それぞれ第2空間に設定された観測点の分布例を一次元的に示すものである。図4は観測点が正規分布にしたがって存在している例であり、図5は観測点が三角分布にしたがって存在している例であり、図6は観測点が階段状に分布している例である。   4 to 6 show one-dimensional examples of distributions of the observation points set in the second space, respectively. FIG. 4 shows an example in which the observation points exist according to a normal distribution, FIG. 5 shows an example in which the observation points exist according to a triangular distribution, and FIG. 6 shows an example in which the observation points are distributed in a stepwise manner. Is.

第2走査の中心は、第2空間の中心に必ずしも合致させる必要はない。好ましくは、第2走査の実行前に、第2空間内を走査(以下、「プレ第2走査」と記載する)することにより第2空間内にコントラスが強い等の有意なデータが存在している特定の位置を把握しておき、当該特定位置を中心として第2走査を行えば、有意なデータが存在している特定位置をよりいっそう重点的に解像することができる。プレ第2走査の走査法として、ラスタースキャンや一様ランダム走査等の一様な走査法を用いることが望ましい。   The center of the second scan does not necessarily have to match the center of the second space. Preferably, before executing the second scan, significant data such as strong contrast exists in the second space by scanning the second space (hereinafter referred to as “pre-second scan”). By grasping the specific position that exists and performing the second scan around the specific position, the specific position where significant data exists can be more intensively resolved. As a scanning method for the pre-second scanning, it is desirable to use a uniform scanning method such as raster scanning or uniform random scanning.

(2−2)ステップY
ステップYは、上述のステップXにより特定された観測点に対応する箇所の像データを取得するステップであり、基本的には観測点と同数の像データを取得するものであるが、取得する像データの数は観測点の数より少なくても構わない。情報の取得には、公知のアレイセンサを用いることもできるし、フォトダイオードなど単数のセンサを用いることもできる。
(2-2) Step Y
Step Y is a step of acquiring the image data of the location corresponding to the observation point specified in the above-mentioned step X, and basically acquiring the same number of image data as the observation points, but the acquired image The number of data may be smaller than the number of observation points. A publicly known array sensor can be used to acquire information, or a single sensor such as a photodiode can be used.

(3)第2走査ステップの継続/終了
第2空間内の特定の観測点に対応する箇所の像データを取得が完了すれば、図1に示すように、処理はステップXに戻され、同一の第2空間内において次の観測点を決定するプロセスが実行される。第2走査はこのようにして繰り返し継続されるのであるが、観測点の数が所定の値に到達した場合には第2空間内の像データが十分取得できたとして第2走査ステップを終了することができる。
(3) Continuation / end of the second scanning step When the acquisition of the image data of the part corresponding to the specific observation point in the second space is completed, the process is returned to step X, as shown in FIG. The process of determining the next observation point in the second space of is performed. The second scan is repeated in this manner, but when the number of observation points reaches a predetermined value, it is determined that the image data in the second space has been sufficiently acquired, and the second scan step is ended. be able to.

なお上記(3)で説明したように観測点の数が所定の値に到達した場合に第2走査ステップを終了することとは異なり、第2走査がn回繰り返し継続された後、観測点の数が所定の値に到達していなくても終了することもできる。例えば、第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定させずに、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときにも当該第2走査ステップを早期に終了することができる。   Note that unlike the case where the second scanning step is ended when the number of observation points reaches a predetermined value as described in (3) above, after the second scanning is repeated n times, It is possible to terminate even if the number has not reached a predetermined value. For example, the step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is set to step Xn, and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is set to step Yn. At this time, when the number of observation points acquired in the second scanning step is not fixed at the time of executing step X1, and one or a plurality of image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy a predetermined condition. Also, the second scanning step can be ended early.

(ア)早期終了その1
例えば、ステップY1〜ステップYnにより取得された像データにより既に十分なコントラストなど有意な情報を得ている場合は当該第2空間の概略像が把握できたとして第2走査ステップを早期に終了して他の第2空間の走査に移行することができる。他方ステップY1〜ステップYnにより取得された像データだけでは未だ有意な情報を得ていない場合は当該第2空間をさらに詳しく解像するために第2走査ステップを継続することもできる。
(A) Early termination part 1
For example, if significant information such as sufficient contrast has already been obtained from the image data acquired in steps Y1 to Yn, it is determined that the schematic image of the second space has been grasped, and the second scanning step is terminated early. It is possible to shift to scanning of another second space. On the other hand, if the image data acquired in steps Y1 to Yn alone do not provide significant information, the second scanning step may be continued in order to resolve the second space in more detail.

(イ)早期終了その2
上記(ア)とは逆に、上記ステップY1〜ステップYnにより取得された像データでは未だ十分な強度の情報を得ていない場合は、当該エリアには有意な情報があまり含まれていないと判断して第2走査ステップを早期に終了して処理をステップWに移して他の第2空間の走査を開始することができる。他方ステップY1〜ステップYnにより取得された像データによりコントラストなど有意な像情報を得ている場合には当該像の解像度をさらに上げるため第2走査ステップを継続することもできる。
(B) Early termination 2
On the contrary to the above (a), when the image data acquired in the above steps Y1 to Yn has not obtained sufficient intensity information, it is determined that the area does not include significant information. Then, the second scanning step can be ended early, the process can be moved to step W, and the scanning of another second space can be started. On the other hand, when significant image information such as contrast is obtained from the image data obtained in steps Y1 to Yn, the second scanning step can be continued in order to further increase the resolution of the image.

図7は、実施の形態1にかかる早期終了、または次に説明する実施の形態2にかかる早期終了の方法にて走査された観測点の分布例を示すものである。図7に示すように、3つの第2空間内でそれぞれ複数の観測点が走査されているが、第2空間によって観測点の数が異なる。このように各々の第2空間によって所定条件が満たされるタイミングが異なるため、観測点の数が少なく済んでいる第2空間と比較的多数の観測点を走査している第2空間とが混在している状態となる。観測点の数が少なく済んでいる第2空間は、像データの早期取得に特に貢献している部分である。   FIG. 7 shows an example of the distribution of the observation points scanned by the early termination method according to the first embodiment or the early termination method according to the second embodiment described below. As shown in FIG. 7, a plurality of observation points are scanned in each of the three second spaces, but the number of observation points differs depending on the second space. As described above, since the timing for satisfying the predetermined condition is different for each second space, the second space in which the number of observation points is small and the second space in which a relatively large number of observation points are scanned coexist. It will be in the state of being. The second space, in which the number of observation points is small, is a part particularly contributing to early acquisition of image data.

第2走査ステップの終了条件としては更に具体的な方法があるが、次に説明する本発明の実施の形態2にかかる像データの取得方法の説明と重複する部分もあるため早期終了に関する説明は一旦終了する。   Although there is a more specific method as the ending condition of the second scanning step, there is a part overlapping with the description of the image data acquiring method according to the second embodiment of the present invention which will be described below. It ends once.

早期終了の条件に合致した第2空間内の観測点の数は、他の第2空間内に含まれる観測点の数よりも少なくなり、それに伴い本発明の第1局面における要件の一部である「第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は第1領域よりも15%以上広いものである」という条件を満たさない第2空間が存在し得るが、このような第2空間が存在していても、第1空間の中に当該条件を満たす他の第2空間が存在している限りにおいては、本発明の第1局面を満足する実施態様に該当する。   The number of observation points in the second space that meets the condition for early termination becomes smaller than the number of observation points included in the other second space, and accordingly, it is part of the requirements in the first aspect of the present invention. A certain “second space has a first area including 50% of the observation points and a second area existing outside the first area and including the remaining 50% of the observation points. The second area is 15% or more wider than the first area. ”There may be a second space that does not satisfy the condition. However, even if such a second space exists, As long as there is another second space satisfying the condition in one space, it corresponds to the embodiment satisfying the first aspect of the present invention.

(4)第1走査ステップの継続/終了
所定の第2空間の像データ取得が完了していなければ、図1に示すように、処理はステップWに戻され、第1空間内において次の第2空間の位置を決定するプロセスが実行される。第1走査はこのようにして繰り返し継続されることにより複数の第2空間の像データが取得できる。第2空間の数が所定の値に到達した場合には第1空間内の像データが十分取得できたとして第1走査ステップを終了し、像データ取得の全工程を完了することができる。
(4) Continuation / end of the first scanning step If the image data acquisition of the predetermined second space is not completed, the process is returned to step W as shown in FIG. The process of determining the position of the two spaces is performed. By repeatedly continuing the first scan in this manner, a plurality of image data of the second space can be acquired. When the number of the second spaces reaches a predetermined value, it is considered that the image data in the first space has been sufficiently acquired, and the first scanning step is ended, and the entire process of acquiring the image data can be completed.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における像データの取得方法は、1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、を有する被写体の像データを取得する方法であって、第2走査ステップは第2空間においてランダムに観測点の位置を決定するステップXと、観測点の像データを取得するステップYとを有しており、第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては前記第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了するものである。
(Embodiment 2)
A method of acquiring image data according to Embodiment 2 of the present invention includes a first scanning step including a plurality of steps W for determining one place in a first space which is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional; A second scanning step of scanning in a second space including at least one of the following, wherein the second scanning step randomly positions the observation points in the second space. And a step Y of obtaining image data of the observation point, and a step of deciding the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is defined as step Xn. When the step of acquiring the nth image data corresponding to the observation point is step Yn, it is acquired in the second scanning step when step X1 is executed. The number of measurement points is not fixed, in which one or more of the image data obtained by the step Y1~ step Yn is completed the second scanning step when satisfies a predetermined condition.

実施の形態2における像データの取得方法は、実施の形態1と同じく図1のフローチャートによって実行されるものである。実施の形態1と実施の形態2が異なるのは、図1中の「(2−1)第2空間内においてランダムに1つの観測点の位置を決定するステップX」の具体的内容と、図1中の「(3)第2空間の走査継続/終了」の具体的内容の2点のみであるので、以下、この2つの相違部分を中心に説明する。   The image data acquisition method according to the second embodiment is executed according to the flowchart of FIG. 1 as in the first embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the specific content of "(2-1) Step X for randomly determining the position of one observation point in the second space" in FIG. Since there are only two specific contents of “(3) Continuation / termination of scanning of the second space” in No. 1, the difference between these two will be mainly described below.

まず、上記(2−1)のステップに関し、実施の形態1では観測点がランダムに決定されることの要件の他に、「1つの第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも15%以上広い」という要件が存在しているのに対して、実施の形態2では観測点がランダムに決定されること以外に特段の要件はない。   First, with regard to the step (2-1), in addition to the requirement that the observation points are randomly determined in the first embodiment, “at the time when the scanning in one second space is completed, the second The space has a first area containing 50% of the observation points and a second area existing outside the first area and containing the remaining 50% of the observation points, While there is a requirement that the second region is 15% or more wider than the first region, in the second embodiment, there is no special requirement other than that the observation points are randomly determined.

次に、図1中「(3)第2空間の走査継続/終了」のステップに関し、実施の形態1では特段の要件がないのに対して、実施の形態2では、「第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了する」という要件が存在している点において異なる。しかし当該要件は、実施の形態1の(3)において既に十分に説明しているため、重複する説明は省略する。   Next, regarding the step "(3) Continuation / termination of scanning of the second space" in FIG. 1, there is no particular requirement in the first embodiment, whereas in the second embodiment, "in the second scanning step" When the step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point is step Xn and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is step Yn, step X1 is executed. At this point in time, the number of observation points to be acquired in the second scanning step is not fixed, and when the one or more image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy the predetermined condition, the second scanning step is performed. The difference is that there is a requirement to "end." However, since the requirement has already been sufficiently described in (3) of the first embodiment, redundant description will be omitted.

(共通事項)
以下、実施の形態1においても実施の形態2においても共通する任意事項について説明する。実施の形態1の一部の態様および実施の形態2において、第2空間の走査を所定条件のもとに終了させることについて説明したが、当該所定条件は、一又は複数の像データを引数とする強度関数が所定値以下となることを含む。強度関数は、一又は複数の像データにおける強度の単純総和とすることもできるし、重み付けを伴った総和とすることもできる。その他、強度関数としては強度のエントロピーを示すもの、強度の標準偏差を示すものを用いることができる。
(Common subject matter)
Hereinafter, optional items common to both the first embodiment and the second embodiment will be described. In some aspects of the first embodiment and the second embodiment, it is described that the scanning of the second space is ended under a predetermined condition. However, the predetermined condition is that one or a plurality of image data is used as an argument. The intensity function to be performed is equal to or less than a predetermined value. The intensity function may be a simple summation of intensities in one or more image data, or may be a summation with weighting. In addition, as the intensity function, those showing the entropy of the intensity and those showing the standard deviation of the intensity can be used.

実施の形態1の一部の態様および実施の形態2において、ステップYnによるn点目のデータ取得が完了した時点における強度関数は、(n−m)点目からn点目までのm個の像データを引数とするものであってもよい。ステップYnによる1点目から(n−m−1)点目までの像データは敢えて無視して、(n−m)点目からn点目までのm個の像データを引数とすることにより、第2走査の走査途中で出現した直近のm個の像データに基づいて第2走査終了の可否を判断することができるからである。   In some aspects of the first embodiment and the second embodiment, the intensity function at the time point when the data acquisition at the n-th point in step Yn is completed is m pieces from the (n−m) th point to the nth point. Image data may be used as an argument. By intentionally ignoring the image data from the first point to the (n−m−1) th point in step Yn, the m image data from the (n−m) th point to the nth point are used as arguments. This is because it is possible to determine whether or not to end the second scan, based on the latest m pieces of image data that have appeared during the second scan.

実施の形態1および実施の形態2において、第2空間内において既に走査された観測点から所定距離以内の領域は走査しない、すなわちステップXを行わないことも好ましい態様である。ステップXを行わないことに伴いステップYも行わない。既に走査された点から所定距離以内の領域の像データは、既に得た像データと近似している可能性が相対的に高いため、観測点から所定距離を超えて離れた領域を優先して走査するほうが像データの早期完成の観点で好ましいためである。   In the first and second embodiments, it is also a preferable mode that the region within a predetermined distance from the observation point already scanned in the second space is not scanned, that is, step X is not performed. Since step X is not performed, neither step Y is performed. The image data of the area within a predetermined distance from the already scanned point is relatively likely to be similar to the image data already obtained, so prioritize the area beyond the predetermined distance from the observation point. This is because scanning is preferable in terms of early completion of image data.

実施の形態1および実施の形態2において、第2空間内において既に走査された観測点についてはステップXの対象から除外し、代わりに、その既観測点(既観測ピクセル)に最近接の未観測点(未観測ピクセル)をステップXの対象とすることが好ましい。最近接の未観測点の中でも、第2空間の中心位置から最遠方にある未観測点を対象にしてステップXおよびステップYを行うことにより、第2走査が進むにつれて第2走査が従う所定の確率分布(例えばガウス分布)の幅よりも広範囲を観測することもできる。   In the first and second embodiments, the observation point that has already been scanned in the second space is excluded from the target of step X, and instead, the observation point (observed pixel) that is closest to the observation point is not observed. It is preferable that the point (unobserved pixel) is the target of step X. Among the closest unobserved points, by performing step X and step Y for the unobserved point farthest from the center position of the second space, the predetermined second scanning follows as the second scanning progresses. It is also possible to observe a wider range than the width of the probability distribution (for example, Gaussian distribution).

実施の形態1および実施の形態2において、より数の少ない第2空間によって第1空間全体像を早期にカバーする観点から、第1走査ステップにより位置を決定された複数の第2空間は、互いに離散的となるように選択されていることが好ましい。例えば、第1空間の外周線(または外周面)および既に第2走査が完了した第2空間に内接する内接円(または内接球)の直径が最大となるものの中において次なる第2空間が選択されることが好ましい。また、既に第2走査が完了した第2空間同士が接することがないように次なる第2空間が選択されることが好ましい。   In the first and second embodiments, from the viewpoint of early covering the entire image of the first space by the smaller number of second spaces, the plurality of second spaces whose positions are determined by the first scanning step are It is preferably selected to be discrete. For example, the second space next to the outermost line (or outer peripheral surface) of the first space and the inscribed circle (or inscribed sphere) inscribed in the second space in which the second scanning has already been completed has the maximum diameter. Is preferably selected. Further, it is preferable to select the next second space so that the second spaces which have already been subjected to the second scanning do not come into contact with each other.

実施の形態1および実施の形態2において、第1走査ステップは、該第1空間内においてランダムに第2空間の位置を決定(第1ランダム決定)するものであることが好ましい。例えば、第1空間の全体像の把握に48時間を要するような微弱信号の観察をする場合、第1走査ステップをラスタースキャンによる走査を行う場合は48時間が経過するまでは第1空間の全体像は把握できないが、第1ランダム決定によれば、最初の例えば24時間で全体像が概ね把握可能であり、得られた像データから見て残りの24時間は、観察を打ち切るか、更に解像度を上げるための観察を継続するかの選択肢を得ることができる。また第1ランダム決定は、例えば一様乱数にしたがうものであることも好ましく実施し得る。   In the first and second embodiments, it is preferable that the first scanning step is to randomly determine the position of the second space within the first space (first random determination). For example, when observing a weak signal that requires 48 hours to grasp the entire image of the first space, when performing a raster scan in the first scanning step, the entire first space can be read until 48 hours have elapsed. Although the image cannot be grasped, according to the first random decision, the whole image can be generally grasped in the first 24 hours, for example, and the observation is terminated or the resolution is further reduced for the remaining 24 hours from the obtained image data. You have the option of continuing your observations to increase. It is also preferable that the first random decision is performed according to, for example, a uniform random number.

実施の形態1および実施の形態2において、一のステップWと他の前記ステップWとの間に、第2走査ステップが実行されることも好ましく実施し得るが、複数のステップWを同時に実行することにより最初の第2走査を開始する前に、全ての第2空間の位置の特定が完了していても良い。   In the first and second embodiments, the second scanning step may be preferably performed between one step W and the other step W, but a plurality of steps W are simultaneously performed. As a result, the specification of the positions of all the second spaces may be completed before starting the first second scan.

実施の形態1および実施の形態2において、第1空間内において、第2空間は所定グリッドに沿って配置されることが好ましい。グリッドの存在により、第2空間同士が重なってしまうことによる非効率の発生を回避することができるからである。   In the first and second embodiments, it is preferable that the second space is arranged along the predetermined grid in the first space. This is because the existence of the grid makes it possible to avoid the occurrence of inefficiency due to the overlapping of the second spaces.

実施の形態1および実施の形態2において、第1走査ステップにおいて、k番目(kは自然数)に第2空間の位置を決定するステップをステップWkとしたとき、所定グリッド内の空間であって前記ステップW1〜Wkの実行により既に決定されたk個の第2空間以外である残存第2空間が(k+1)番目の第2空間に決定される確率は、それぞれ同様に確からしいものとすることが好ましい。これは、既に説明したように複数の第2空間が互いに離散的に配置されるようにするための一つの手法である。   In the first and second embodiments, when the step of determining the k-th (k is a natural number) position of the second space in the first scanning step is step Wk, it means that the space is within a predetermined grid. The probabilities that the remaining second spaces other than the k second spaces already determined by the execution of steps W1 to Wk are determined to be the (k + 1) th second space may be similarly probable. preferable. This is one method for disposing the plurality of second spaces in a discrete manner as described above.

以上のように説明した像データの取得方法を実行するためのプログラムは、当該方法をコンピュータ上で実行するために有用なものである。当該プログラムは、像データの測定用装置に蓄積されているものであっても良いし、インターネットを経由して利用可能な状態に蓄積されているものであってもよい。   The program for executing the image data acquisition method described above is useful for executing the method on a computer. The program may be stored in a device for measuring image data, or may be stored in a usable state via the Internet.

以上説明した像データの取得方法を実施できる共焦点顕微鏡、ラマン顕微鏡は高速高精細な像の取得デバイスとして非常に有用である。   The confocal microscope and Raman microscope capable of implementing the image data acquisition method described above are very useful as a high-speed and high-definition image acquisition device.

以下、実際に光学顕微鏡を用いて、試料の像を形成する過程において上記実施の形態1にかかる方法(実施例1)、および実施の形態2にかかる方法(実施例2)によって像データを作成する実験、および、2段階走査を行わない従来のラスタースキャンの方法で像データ(比較例1、比較例2)を作成する実験を行ったので、以下、得られた像について説明する。像生成の詳細な条件は、以下の通りである。   Hereinafter, in the process of actually forming an image of a sample using an optical microscope, image data is created by the method according to the first embodiment (Example 1) and the method according to the second embodiment (Example 2). Experiments were performed and image data (Comparative Example 1 and Comparative Example 2) were created by a conventional raster scan method that does not perform two-step scanning. Therefore, the obtained images will be described below. The detailed conditions for image generation are as follows.

使用した顕微鏡:ナノフォトン社製 RAMAN drive
実験に用いた試料:ポリスチレン粒子
顕微鏡の拡大倍率:100倍
総観測点数:8000ピクセル
Microscope used: Nanophoton's RAMAN drive
Sample used for the experiment: polystyrene particles Microscope magnification: 100 times Total number of observation points: 8000 pixels

(実施例1および比較例1)
図8〜図15は、実施例1および比較例1の方法により得られた像データであり、各々の図において左半分に実施例1の像データ、右半分に比較例1の像データを隣接して表示したものである。図8〜図15は、それぞれ像データ生成における途中過程を示しており、図8は、1000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図9は、2000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図10は、3000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図11は、4000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図12は、5000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図13は、6000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図14は、7000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図15は、8000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものである。
(Example 1 and Comparative Example 1)
8 to 15 are image data obtained by the methods of Example 1 and Comparative Example 1. In each drawing, the image data of Example 1 is adjacent to the left half and the image data of Comparative Example 1 is adjacent to the right half. It is what was displayed. 8 to 15 each show an intermediate process in the generation of image data, FIG. 8 shows the image data at the time when the scanning of 1000 pixels is completed, and FIG. 9 shows the scanning of 2000 pixels. 10 shows the image data at the time of scanning, FIG. 10 shows the image data at the time when the scanning of 3000 pixels is completed, and FIG. 11 shows the image data at the time when the scanning of 4000 pixels is completed. 12 shows the image data when the scanning of 5000 pixels is completed, FIG. 13 shows the image data when the scanning of 6000 pixels is completed, and FIG. 14 shows 7000. FIG. 15 shows the image data at the time when the scanning of the pixels is completed, and FIG. 15 shows the image data at the time when the scanning of the 8000 pixels is completed.

図15から分かるように、画面右半分に表示されている比較例1により取得された像データは、走査がまだ画面全体の80%程度しか走査が進んでおらず画面の下部約20%の領域では像情報が全く得られていない。これに対して画面左半分に表示されている実施例1により取得された像データは視野全面にわたってほぼ完成しており、比較例1の像では全く確認できない特徴的な像8が現われている。   As can be seen from FIG. 15, the image data obtained in Comparative Example 1 displayed on the right half of the screen is scanned only about 80% of the entire screen, and the area of the lower 20% of the screen is about 20%. No image information has been obtained. On the other hand, the image data obtained in Example 1 displayed on the left half of the screen is almost completed over the entire field of view, and a characteristic image 8 which cannot be confirmed at all in the image of Comparative Example 1 appears.

(実施例2および比較例2)
図16〜図23は、実施例2および比較例2の方法により得られた像データであり、各々の図において左半分に実施例2の像データ、右半分に比較例2の像データを隣接して表示したものである。図16〜図23は、それぞれ像データ生成における途中過程を示しており、図16は、1000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図17は、2000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図18は、3000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図19は、4000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図20は、5000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図21は、6000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図22は、7000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものであり、図23は、8000ピクセルの走査が完了した時点の像データを示すものである。
(Example 2 and Comparative Example 2)
16 to 23 are image data obtained by the methods of Example 2 and Comparative Example 2, in which the image data of Example 2 is adjacent to the left half and the image data of Comparative Example 2 is adjacent to the right half in each drawing. It is what was displayed. 16 to 23 each show an intermediate process in the generation of image data, FIG. 16 shows image data at the time when scanning of 1000 pixels is completed, and FIG. 17 shows scanning of 2000 pixels. 18 shows the image data at the time of scanning, FIG. 18 shows the image data at the time when the scanning of 3000 pixels is completed, and FIG. 19 shows the image data at the time when the scanning of 4000 pixels is completed. 20 shows the image data at the time when the scanning of 5000 pixels is completed, FIG. 21 shows the image data at the time when the scanning of 6000 pixels is completed, and FIG. 22 shows the image data at 7000. FIG. 23 shows the image data at the time when the scanning of pixels is completed, and FIG. 23 shows the image data at the time when the scanning of 8000 pixels is completed.

図23から分かるように、画面右半分に表示されている比較例2により取得された像データは、走査がまだ画面全体の40%程度しか走査が進んでおらず画面の下部約60%の領域では像情報が全く得られていない。これに対して画面左半分に表示されている実施例2により取得された像データは視野全面にわたってほぼ完成しており、比較例2の像では全く確認できない特徴的な像8が現われている。   As can be seen from FIG. 23, the image data obtained in Comparative Example 2 displayed in the right half of the screen is scanned only about 40% of the entire screen, and the area at the bottom of the screen is about 60%. No image information has been obtained. On the other hand, the image data obtained in Example 2 displayed on the left half of the screen is almost completed over the entire field of view, and a characteristic image 8 that cannot be confirmed at all in the image of Comparative Example 2 appears.

例えばレーザー走査顕微鏡や走査型電子顕微鏡の他、レーザーレーダーや天体観測、電子ビームリソグラフィーや集束イオンビーム加工、3次元プリンターによる加工(2光子光重合法によるものを含む)、レーザーディスプレイ、レーザーテレビなどの表示システムなどの分野において、今後ますます大画面の効率的短時間走査が必要となり、これらは本発明の利用分野として適している。更には、ラマン散乱顕微鏡を初めとした微弱信号の画像分析をする最先端の計測機器が本発明を用いたものに一新される可能性もある。   For example, in addition to laser scanning microscopes and scanning electron microscopes, laser radar and astronomical observation, electron beam lithography, focused ion beam processing, 3D printer processing (including those using the two-photon photopolymerization method), laser displays, laser televisions, etc. In the field of display systems, etc., more and more efficient and short-time scanning of large screens will be required in the future, and these are suitable as fields of application of the present invention. Furthermore, the state-of-the-art measuring instrument for image analysis of weak signals such as Raman scattering microscope may be renewed to the one using the present invention.

1〜7: 第1走査の走査軌跡(第1空間における第2空間の場所)
8: 比較例では観察されていない像
1 to 7: scan locus of the first scan (location of the second space in the first space)
8: Image not observed in Comparative Example

Claims (21)

1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、ランダムに観測点の位置を決定(以下、「第2ランダム決定」と記載)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも15%以上広いことを特徴とする像データの取得方法。
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step includes a step X for randomly determining the position of an observation point (hereinafter, referred to as “second random determination”) and a step Y for acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points, and the second area is 15% or more wider than the first area.
前記第2走査ステップを開始する前に前記第2空間内を走査するプレ第2走査ステップを更に有しており、前記第2走査ステップの走査中心を前記プレ第2走査ステップにより決められる特定位置に合せる請求項1に記載の像データの取得方法。   The method further comprises a pre-second scanning step of scanning the inside of the second space before starting the second scanning step, wherein a scanning center of the second scanning step is a specific position determined by the pre-second scanning step. The method for acquiring image data according to claim 1, wherein 前記第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては前記第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了する請求項1または2に記載の像データの取得方法。   When the step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is step Xn and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is step Yn When the number of observation points acquired in the second scanning step is not fixed at the time of executing step X1, and one or a plurality of image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy a predetermined condition. The image data acquisition method according to claim 1, wherein the second scanning step is ended. 1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(以下、「第2ランダム決定」と記載)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
前記第2走査ステップにおいてn個目(nは自然数)の観測点の位置を決定するステップをステップXnとし、当該観測点に対応するn個目の像データを取得するステップをステップYnとしたとき、ステップX1を実行する時点においては前記第2走査ステップにおいて取得する観測点の個数は確定しておらず、ステップY1〜ステップYnにより取得された一又は複数の像データが所定条件を満足したときに当該第2走査ステップを終了することを特徴とする像データの取得方法。
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step includes a step X for randomly determining the position of an observation point in the second space (hereinafter referred to as “second random determination”) and a step Y for acquiring image data of the observation point. Have,
When the step of determining the position of the n-th (n is a natural number) observation point in the second scanning step is step Xn and the step of acquiring the n-th image data corresponding to the observation point is step Yn When the number of observation points acquired in the second scanning step is not fixed at the time of executing step X1, and one or a plurality of image data acquired in steps Y1 to Yn satisfy a predetermined condition. A method for acquiring image data, characterized in that the second scanning step is completed.
前記所定条件は、前記一又は複数の像データを引数とする強度関数が所定値以下となることである請求項3または4に記載の像データの取得方法。   The image data acquisition method according to claim 3, wherein the predetermined condition is that an intensity function having the one or more image data as arguments is equal to or less than a predetermined value. 前記ステップYnによるn点目のデータ取得が完了した時点における前記強度関数は、(n−m)点目からn点目までのm個の像データを引数とするものである請求項5に記載の像データの取得方法。但し、mおよびnは自然数であり、m<nである。   The intensity function at the time point when the data acquisition of the n-th point by the step Yn is completed uses m image data from the (n−m) th point to the nth point as an argument. How to get the image data of. However, m and n are natural numbers, and m <n. 前記第2空間内において既に走査された観測点から所定距離以内の領域は走査しない請求項1〜6のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The image data acquisition method according to claim 1, wherein an area within a predetermined distance from an observation point that has already been scanned in the second space is not scanned. 前記第1走査ステップにより位置を決定された複数の第2空間は、互いに離散的となるように選択されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The method for acquiring image data according to claim 1, wherein the plurality of second spaces whose positions are determined by the first scanning step are selected so as to be mutually discrete. 前記第1走査ステップは、該第1空間内においてランダムに前記第2空間の位置を決定(以下、「第1ランダム決定」と記載)するものである請求項1〜8のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The said 1st scanning step determines the position of the said 2nd space at random in the said 1st space (henceforth "the 1st random determination" is described). How to obtain the described image data. 前記第1ランダム決定は、一様乱数にしたがうものである請求項9に記載の像データの取得方法。   The image data acquisition method according to claim 9, wherein the first random decision is according to a uniform random number. 前記第2ランダム決定は、正規乱数にしたがうものである請求項1〜10のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The method for acquiring image data according to claim 1, wherein the second random decision is according to a normal random number. 一の前記ステップWと他の前記ステップWとの間に、前記第2走査ステップが実行される請求項1〜11のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The method for acquiring image data according to any one of claims 1 to 11, wherein the second scanning step is performed between one of the steps W and another of the steps W. 前記第1空間内において、前記第2空間は、所定グリッドに沿って配置される請求項1〜12のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The image data acquisition method according to claim 1, wherein the second space is arranged along a predetermined grid in the first space. 前記第1走査ステップにおいて、k番目(kは自然数)に第2空間の位置を決定するステップをステップWkとしたとき、前記所定グリッド内の空間であって前記ステップW1〜Wkの実行により既に決定されたk個の第2空間以外である残存第2空間が(k+1)番目の第2空間に決定される確率は、それぞれ同様に確からしい請求項13に記載の像データの取得方法。   When the step of determining the k-th (k is a natural number) position of the second space in the first scanning step is step Wk, the space is within the predetermined grid and is already determined by performing steps W1 to Wk. 14. The image data acquisition method according to claim 13, wherein the probabilities that the remaining second spaces other than the set k second spaces are determined to be the (k + 1) th second spaces are also likely to be the same. 前記第1空間内において、ステップWの累積実行回数が所定値となった場合に像データの取得を終了する請求項1〜14のいずれか一項に記載の像データの取得方法。   The image data acquisition method according to any one of claims 1 to 14, wherein the acquisition of the image data is terminated when the cumulative number of executions of step W reaches a predetermined value in the first space. 1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
前記第2走査ステップを開始する前に前記第2空間内を走査するプレ第2走査ステップを更に有しており、前記第2走査ステップの走査中心を前記プレ第2走査ステップにより決められる特定位置に合せることを特徴とする像データの取得方法。
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The method further comprises a pre-second scanning step of scanning the inside of the second space before starting the second scanning step, wherein a scanning center of the second scanning step is a specific position determined by the pre-second scanning step. A method of acquiring image data, characterized by:
1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
前記ステップWは、前記第1空間内においてランダムに1つの場所の位置を決定(第1ランダム決定)するものであることを特徴とする像データの取得方法。
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The step W is a method of acquiring image data, wherein the position of one place is randomly determined in the first space (first random determination).
1次元または2次元または3次元である第1空間内にある1つの場所を決定するステップWを複数含む第1走査ステップと、
前記場所の少なくとも1つを含んでいる第2空間内を走査する第2走査ステップと、
を有する、被写体の像データを取得する方法であって、
前記第2走査ステップは、前記第2空間においてランダムに観測点の位置を決定(第2ランダム決定)するステップXと、前記観測点の像データを取得するステップYとを有しており、
1つの前記第2空間内の走査が終了した時点において、当該第2空間は、観測点のうち50%を含んでいる第1領域と、当該第1領域の外側に存在しており残りの50%の観測点を含んでいる第2領域とを有しており、当該第2領域は前記第1領域よりも広いものであり、
一の前記ステップWと他の前記ステップWとの間に、前記第2走査ステップが実行されることを特徴とする像データの取得方法。
A first scanning step including a plurality of steps W for determining one location in a first space that is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional;
A second scanning step of scanning in a second space containing at least one of the locations;
A method of acquiring image data of a subject, comprising:
The second scanning step has a step X of randomly determining the position of the observation point in the second space (second random determination), and a step Y of acquiring image data of the observation point,
At the time when one scan in the second space is completed, the second space exists in the first region including 50% of the observation points and the remaining 50 in the outside of the first region. % Of the observation points and the second area is wider than the first area,
The image data acquisition method, wherein the second scanning step is performed between one of the steps W and another of the steps W.
請求項1〜18のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行するプログラム。   A program for executing the image data acquisition method according to claim 1. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行する共焦点顕微鏡。   A confocal microscope that executes the method for acquiring image data according to claim 1. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の像データの取得方法を実行するラマン顕微鏡。
A Raman microscope that carries out the method for acquiring image data according to claim 1.
JP2019204761A 2019-03-28 2019-11-12 Image data acquisition method Active JP6681103B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019204761A JP6681103B1 (en) 2019-11-12 2019-11-12 Image data acquisition method
CN202080024016.XA CN113853544B (en) 2019-03-28 2020-01-31 Image data obtaining method
KR1020217030236A KR20210145741A (en) 2019-03-28 2020-01-31 Image data acquisition method
PCT/JP2020/003652 WO2020195154A1 (en) 2019-03-28 2020-01-31 Method for acquiring image data
EP20778641.9A EP3951469A4 (en) 2019-03-28 2020-01-31 Method for acquiring image data
US17/422,918 US11810324B2 (en) 2019-03-28 2020-01-31 Image data obtaining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019204761A JP6681103B1 (en) 2019-11-12 2019-11-12 Image data acquisition method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6681103B1 true JP6681103B1 (en) 2020-04-15
JP2021076770A JP2021076770A (en) 2021-05-20

Family

ID=70166510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019204761A Active JP6681103B1 (en) 2019-03-28 2019-11-12 Image data acquisition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6681103B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021076770A (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2437095B1 (en) Sample observation device for generating super resolution image
US9599805B2 (en) Optical imaging system using structured illumination
EP3350643B1 (en) Ptychography system
US8946619B2 (en) Talbot-illuminated imaging devices, systems, and methods for focal plane tuning
JP2011504613A (en) Multimodal spot generator and multimodal multispot scanning microscope
JP5527625B2 (en) Microscope equipment
EP2898312B1 (en) Methods for resolving positions in fluorescence stochastic microscopy using three-dimensional structured illumination.
JP6770951B2 (en) Method and optical device to generate result image
US20220205919A1 (en) Widefield, high-speed optical sectioning
JPH11194275A (en) Programable and spacially light-modulated microscope and method by microscope thereof
JP7090930B2 (en) Super-resolution optical microimaging system
US20140347460A1 (en) Coincident focus microscope having superior resolution and contrast in three dimensions
US10746657B2 (en) Method for accelerated high-resolution scanning microscopy
CN111413791B (en) High resolution scanning microscopy
WO2013008033A1 (en) Improvements relating to fluorescence microscopy
Sheppard Structured illumination microscopy and image scanning microscopy: a review and comparison of imaging properties
JP6681103B1 (en) Image data acquisition method
JP6614689B1 (en) Image data acquisition method
WO2020195154A1 (en) Method for acquiring image data
WO2013064843A1 (en) Support for microscope sample comprising a diffraction grating for forming an illumination pattern thereon
KR20220110661A (en) Apparatus and method for estimating values from images
RU2502983C1 (en) Method of nanoscopy
WO2021215166A1 (en) Spectroscopic analysis device, spectroscopic analysis method, and computer program
EP3896523A1 (en) Method and device for generating (quasi-) periodic interference patterns
Schroeder Point Spread Function Engineered Super-Resolution Microscopy

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191112

A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20191128

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200131

TRDD Decision of grant or rejection written
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200219

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20200311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6681103

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200311

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350