JP6722883B2 - 画像取得装置および画像取得方法 - Google Patents
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Description
図14は、第1実施例によるSN比改善の効果を示す観察対象物の蛍光画像である。第1実施例では、蛍光ビーズがエポキシ樹脂中に分散されたものを観察対象物として用いて、4点走査を行った。この図では、観察対象物のうちの観察すべき領域を4等分して4つの部分領域としたときの各部分領域での走査(ラスタスキャン)の開始位置を矢印で示している。図14(a)は、図9(b)と同じであり、補正前の蛍光画像である。この補正前の蛍光画像では、破線の円で囲った範囲に、ゴーストの発生により蛍光ビーズが存在しているように観察されている。図14(b)は、上記(1)式による補正後の蛍光画像である。この補正後の蛍光画像では、ゴースト像は認められない。補正前の蛍光画像(図14(a))と比較して、補正後の蛍光画像(図14(b))ではSN比が改善されていることが分かる。補正前の蛍光画像(図14(a))に対して上記(1)式の簡単な計算処理による補正を行うだけで、SN比が改善された蛍光画像(図14(b))を容易かつ短時間に得ることができる。
補正式は上記(1)式に限られない。例えば、制御部70は、検出部32の受光面における結像領域に対応する画素Pnの補正後の検出信号値Voutput_nを下記(2)式で求めてもよい。この(2)式は、結像領域に対応する画素Pnの検出信号値Vsignal_nから補正後の検出信号値Voutput_nを求めるに際して、該結像領域の両隣にある画素Pn−1,Pn+1の検出信号値Vsample_n-1,Vsample_n+1だけでなく、更に隣にある画素Pn−2,Pn+2の検出信号値Vsignal_n-2,Vsignal_n+2をも考慮して、重みづけを行うものである。他にも様々な補正式が有り得るが、基本的には、何れの結像領域にも対応しない画素の検出信号を用いて、結像領域に対応する画素の検出信号を補正すればよい。
(a)5μm、 (b)10μm、 (c)15μm
観察対象物において照射領域を走査する場合、走査可能範囲は例えば次のようになる。
(a)20×20μm、 (b)40×40μm、 (c)60×60μm
このとき、隣り合う2つの照射範囲で構成される回折角度θはそれぞれ次のようになる。
(a)0.0011[rad]、 (b)0.0022[rad]、 (c)0.0033[rad]
(a)222μm、 (b)444μm、 (c)666μm
(a)3.6倍、 (b)1.8倍、 (c)1.2倍
このようにすることで、隣り合う2つの結像領域の間の間隔を800μmとすることができ、隣り合う2つの結像領域の間に、何れの結像領域にも対応しない画素が存在することになる。
Claims (22)
- 光を出力する光源と、
前記光源から出力される光を観察対象物の表面または内部における複数の照射領域に集光照射する照射光学系と、
前記照射光学系による前記観察対象物への光照射の方向の光軸に交差する方向に前記複数の照射領域を走査する走査部と、
前記照射光学系による前記観察対象物への光照射に伴って前記複数の照射領域それぞれで発生する光を導いて結像する結像光学系と、
前記複数の照射領域が前記結像光学系により結像される受光面を有し、その受光面上に1次元状または2次元状に複数の画素が配列されており、前記複数の画素それぞれにおける受光量に応じた値の検出信号を出力する検出部と、
前記検出部から出力される検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する画像作成部と、
を備え、
前記検出部は、前記受光面上において、前記観察対象物における前記複数の照射領域に対して前記結像光学系による結像関係にある複数の結像領域を有し、前記複数の結像領域それぞれが1または2以上の画素に対応し、前記複数の結像領域の何れにも対応しない画素が各結像領域の隣に存在し、
前記画像作成部は、前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の隣にあって前記複数の結像領域の何れにも対応しない1または2以上の画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
画像取得装置。 - 前記検出部は、前記受光面上において前記複数の結像領域の何れにも対応しない画素が各結像領域の両隣に存在し、
前記画像作成部は、前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の両隣にあって前記複数の結像領域の何れにも対応しない2つの画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
請求項1に記載の画像取得装置。 - 前記検出部は、前記受光面上において、前記複数の結像領域が2次元配列され、各結像領域の四方の隣に前記複数の結像領域の何れにも対応しない4つの画素が存在し、
前記画像作成部は、前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の四方の隣であって前記複数の結像領域の何れにも対応しない4つの画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
請求項1または2に記載の画像取得装置。 - 前記検出部は、前記受光面上において、前記複数の結像領域のうち隣り合う2つの結像領域の間に、前記複数の結像領域の何れにも対応しない2以上の画素が存在する、
請求項1〜3の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記照射光学系は、前記光源から出力される光を空間的に変調する空間光変調器を含み、前記空間光変調器に変調パターンを呈示することにより当該変調後の光を前記複数の照射領域に集光照射する、
請求項1〜4の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記照射光学系は、前記光源から出力される光を回折させる回折光学素子を含み、前記回折光学素子による回折後の光を前記複数の照射領域に集光照射する、
請求項1〜4の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記走査部は、前記照射光学系の光路上に設けられた光スキャナを含み、この光スキャナを駆動することにより前記複数の照射領域を走査する、
請求項1〜6の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記走査部は、前記照射光学系による前記観察対象物への光照射の方向にも前記複数の照射領域を走査する、
請求項1〜7の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記結像光学系の結像倍率が可変である、
請求項1〜8の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記検出部は、前記複数の画素として複数のアノードを有するマルチアノード光電子増倍管を含む、
請求項1〜9の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 前記検出部は、前記複数の画素として複数のアバランシェフォトダイオードが配列されたものを含む、
請求項1〜9の何れか1項に記載の画像取得装置。 - 光を出力する光源と、
前記光源から出力される光を観察対象物の表面または内部における複数の照射領域に集光照射する照射光学系と、
前記照射光学系による前記観察対象物への光照射の方向の光軸に交差する方向に前記複数の照射領域を走査する走査部と、
前記照射光学系による前記観察対象物への光照射に伴って前記複数の照射領域それぞれで発生する光を導いて結像する結像光学系と、
前記複数の照射領域が前記結像光学系により結像される受光面を有し、その受光面上に1次元状または2次元状に複数の画素が配列されており、前記複数の画素それぞれにおける受光量に応じた値の検出信号を出力する検出部と、
を用いて、前記検出部から出力される検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する画像取得方法であって、
前記検出部の前記受光面上において、前記観察対象物における前記複数の照射領域に対して前記結像光学系による結像関係にある複数の結像領域を有し、前記複数の結像領域それぞれが1または2以上の画素に対応し、前記複数の結像領域の何れにも対応しない画素が各結像領域の隣に存在する構成とし、
前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の隣にあって前記複数の結像領域の何れにも対応しない1または2以上の画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
画像取得方法。 - 前記検出部の前記受光面上において、前記複数の結像領域の何れにも対応しない画素が各結像領域の両隣に存在する構成とし、
前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の両隣にあって前記複数の結像領域の何れにも対応しない2つの画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
請求項12に記載の画像取得方法。 - 前記検出部の前記受光面上において、前記複数の結像領域が2次元配列され、各結像領域の四方の隣に前記複数の結像領域の何れにも対応しない4つの画素が存在する構成とし、
前記複数の結像領域それぞれに対応する画素の検出信号を、各結像領域の四方の隣であって前記複数の結像領域の何れにも対応しない4つの画素の検出信号に基づいて補正し、その補正後の検出信号に基づいて前記観察対象物の画像を作成する、
請求項12または13に記載の画像取得方法。 - 前記検出部の前記受光面上において、前記複数の結像領域のうち隣り合う2つの結像領域の間に、前記複数の結像領域の何れにも対応しない2以上の画素が存在する構成とする、
請求項12〜14の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記照射光学系は、前記光源から出力される光を空間的に変調する空間光変調器を含む構成とし、前記空間光変調器に変調パターンを呈示することにより当該変調後の光を前記複数の照射領域に集光照射する、
請求項12〜15の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記照射光学系は、前記光源から出力される光を回折させる回折光学素子を含む構成とし、前記回折光学素子による回折後の光を前記複数の照射領域に集光照射する、
請求項12〜15の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記走査部は、前記照射光学系の光路上に設けられた光スキャナを含む構成とし、この光スキャナを駆動することにより前記複数の照射領域を走査する、
請求項12〜17の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記走査部により、前記照射光学系による前記観察対象物への光照射の方向にも前記複数の照射領域を走査する、
請求項12〜18の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記結像光学系の結像倍率が可変である、
請求項12〜19の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記検出部は、前記複数の画素として複数のアノードを有するマルチアノード光電子増倍管を含む、
請求項12〜20の何れか1項に記載の画像取得方法。 - 前記検出部は、前記複数の画素として複数のアバランシェフォトダイオードが配列されたものを含む、
請求項12〜20の何れか1項に記載の画像取得方法。
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