JP6993100B2 - 観察装置および観察方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1態様は、容器内に収容されている試料を撮影する撮像部と、該撮像部の光軸外の複数の照明方向から前記試料を偏斜照明する偏斜照明部と、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する相対位置検出部と、該相対位置検出部により検出された前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係に基づいて、前記偏斜照明部の前記照明方向を切り替える照明方向切替部と、前記偏斜照明部の前記照明方向に基づき、前記撮像部により得られた前記試料の高周波成分からなる輪郭と中周波成分からなる陰影とを含む画像に対して、前記中周波成分を減少させることによって、前記偏斜照明により生じる前記試料の前記陰影を軽減する処理を施す画像処理部とを備え、前記画像処理部が、前記試料の画像に対して、フーリエ変換を施し、フーリエ変換画像における前記陰影に関する前記中周波成分を含む領域に-1を乗算した後、逆フーリエ変換を施す観察装置である。
このように構成することで、光量調整部により各光源の光量を個別に変更し、容器の位置や形状に合わせて所望の単一または複数の光源により試料を偏斜照明することができる。
このように構成することで、所望しない方向からの偏斜照明を回避し、所望の方向からのみ試料を偏斜照明することができる。
このように構成することで、照明させる光源の周方向位置を切り替えることにより、周方向に異なる方向から照明された試料の像を撮影することができる。
このように構成することで、照明させる光源の径方向位置を切り替えることにより、撮像部の光軸に沿う方向に異なる角度で照明された試料の像を撮影することができる。すなわち、撮像部の光軸の径方向に近い位置に配された光源からは、撮像部の光軸に対して小さい角度で試料を偏斜照明する一方、撮像部の光軸の径方向に遠い位置に配された光源からは、撮像部の光軸に対して大きい角度で試料を偏斜照明することができる。
このように構成することで、光源移動機構により光源の位置を変更することによって、少ない数の光源で照明方向を切り替えて試料を偏斜照明することができる。
このように構成することで、照明方向に応じて画像上に生じるシェーディングを抑制することができる。
このように構成することで、試料の画像における照明方向に沿う周波数の位相をずらすことができる。この場合において、試料の縁などの高周波成分は見た目上の変化が小さいのでそのまま残り、試料の陰影などの中周波成分は見た目上の変化が大きいので減少する。したがって、偏斜照明により生じる試料の陰影を効率的に軽減することができる。
このように構成することで、フーリエ変換後の画像における試料の縁や陰影以外であって色の変化が少ない部分である低周波成分を除去することができる。これにより、フーリエ変換後の画像の一部の領域に-1が乗算されることによって低周波成分において発生する縞模様を削減し、画質を向上することができる。
本実施形態に係る観察装置1は、図1および図2に示すように、細胞(試料、図示略)の画像を取得する撮像装置3と、撮像装置3の制御、画像情報の記憶・処理等を行うPC(Personal computer)5とを備えている。
本実施形態に係る観察装置1により細胞を観察するには、まず、ユーザは、細胞を収容した培養容器7を撮像装置3のガラス板11上に載置し、培養容器7を位置決め部15に突き当てて位置決めする。これにより、培養容器7は予め決められた一定の位置となる。そして、ユーザは、PC5により培養容器7内の複数の撮影位置を設定する。また、移動機構25により撮像素子21および偏斜照明装置23の位置を調整する。
画像処理部35により画像処理された細胞の画像は記憶部33に記憶される。
第1変形例は、ユーザにより培養容器7の位置情報が入力される位置情報入力部を採用することしてもよい。
このようにすることで、ユーザが入力した培養容器7の位置情報をそのまま培養容器7の位置として用いることができる。
第6変形例としては、例えば、図11に示すように、撮像素子21はガラス板11の下方に配置したまま、複数(図11に示す例では4個。)のLED光源27をガラス板11の斜め上方に周方向に間隔を空けて配置することとしてもよい。
このように構成することで、ガラス板11を透過させることなく、培養容器7内の細胞に対して斜め上方から照明光を照射することができる。これにより、ガラス板11を透過することによる照明光の光量ロスを回避することができる。
このようにすることで、照明させるLED光源27の周方向位置を切り替えることにより、周方向に異なる方向から照明された細胞の像を撮影することができる。
このようにすることで、照明させるLED光源27の径方向位置を切り替えることにより、撮像素子21の撮像光軸に沿う方向に異なる角度で照明された細胞の像を撮影することができる。すなわち、撮像光軸の径方向に近い位置に配されたLED光源27からは、撮像光軸に対して小さい角度で細胞を偏斜照明する一方、撮像光軸の径方向に遠い位置に配されたLED光源27からは、撮像光軸に対して大きい角度で細胞を偏斜照明することができる。
このようにすることで、ターレット39によりLED光源27の位置を変更することによって、少ない数のLED光源27で照明方向を切り替えて細胞を偏斜照明することができる。
7 培養容器(容器)
21 撮像素子(撮像部)
23 偏斜照明装置(偏斜照明部)
31 制御部(相対位置検出部、照明方向切替部、光量調整部)
35 画像処理部
S1 切替工程
S2 照明工程
S3 撮影工程
S4 画像処理工程
Claims (16)
- 容器内に収容されている試料を撮影する撮像部と、
該撮像部の光軸外の複数の照明方向から前記試料を偏斜照明する偏斜照明部と、
前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する相対位置検出部と、
該相対位置検出部により検出された前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係に基づいて、前記偏斜照明部の前記照明方向を切り替える照明方向切替部と、
前記偏斜照明部の前記照明方向に基づき、前記撮像部により得られた前記試料の高周波成分からなる輪郭と中周波成分からなる陰影とを含む画像に対して、前記中周波成分を減少させることによって、前記偏斜照明により生じる前記試料の前記陰影を軽減する処理を施す画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、前記試料の画像に対して、フーリエ変換を施し、フーリエ変換画像における前記陰影に関する前記中周波成分を含む領域に-1を乗算した後、逆フーリエ変換を施す観察装置。 - 容器内に収容されている試料を撮影する撮像部と、
該撮像部の光軸外の複数の照明方向から前記試料を偏斜照明する偏斜照明部と、
前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する相対位置検出部と、
該相対位置検出部により検出された前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係に基づいて、前記偏斜照明部の前記照明方向を切り替える照明方向切替部と、
前記偏斜照明部の前記照明方向に基づき、前記撮像部により得られた前記試料の高周波成分からなる輪郭と中周波成分からなる陰影とを含む画像に対して、前記中周波成分を減少させることによって、前記偏斜照明により生じる前記試料の前記陰影を軽減する処理を施す画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、前記試料の画像に対して、フーリエ変換を施し、該フーリエ変換後のフーリエ変換画像における前記試料に対する前記照明方向に沿う方向に直交し、かつ、前記フーリエ変換画像の中心を通る直線より照明光が照射される側にある領域に-1を乗算した後、逆フーリエ変換を施す観察装置。 - 前記相対位置検出部が、前記容器が載置されるステージと、該ステージを少なくとも前記撮像部の光軸に交差する方向に移動させるステージ移動機構と、該ステージ移動機構による前記ステージの移動量に基づいて該ステージの位置を検出するステージ位置検出部とを備え、該ステージ位置検出部により検出された前記ステージの位置に基づいて、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する請求項1または請求項2に記載の観察装置。
- 前記相対位置検出部が、前記容器に付されている所定のマークを検知するセンサを備え、該センサにより検知された前記所定のマークに基づいて、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する請求項1または請求項2に記載の観察装置。
- 前記相対位置検出部が、前記容器を撮影するカメラと、該カメラにより得られた画像を解析する画像解析部とを備え、該画像解析部による前記画像の解析結果に基づいて、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する請求項1または請求項2に記載の観察装置。
- 前記相対位置検出部が、前記容器を設置させる容器設置部と、該容器設置部において前記容器が接触した位置を感知するセンサとを備え、該センサにより感知された前記容器が接触した位置に基づいて、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する請求項1または請求項2に記載の観察装置。
- 前記相対位置検出部が、前記撮像部を搭載して、少なくとも該撮像部の光軸に交差する方向に移動可能な撮像部移動機構と、該撮像部移動機構の位置情報に基づいて前記撮像部の位置を検出する撮像部位置検出部とを備え、該撮像部位置検出部により検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記容器の位置と前記撮像部の位置との関係を検出する請求項1、請求項2および請求項4のいずれかに記載の観察装置。
- 前記偏斜照明部が、互いに独立して光量を変更可能な複数の光源と、これら複数の光源の光量を調整する光量調整部とを備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の観察装置。
- 前記光量調整部が、複数の前記光源の点灯および消灯を切り替える請求項8に記載の観察装置。
- 複数の前記光源が、前記撮像部の光軸回りに円環状に配列されている請求項8または請求項9に記載の観察装置。
- 複数の前記光源が、前記撮像部の周囲に該撮像部の光軸から径方向の互いに異なる位置に配置されている請求項8または請求項9に記載の観察装置。
- 前記偏斜照明部が、前記撮像部の光軸に交差する方向に移動可能な光源と、該光源を移動させる光源移動機構とを備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の観察装置。
- 前記画像処理部が、前記試料に対する前記照明方向に沿って手前側ほど小さく奥側ほど大きいゲイン値からなるゲインマップに基づいて、前記試料の画像にゲイン値を乗算する請求項1から請求項12のいずれかに記載の観察装置。
- 前記画像処理部が、前記フーリエ変換後の前記フーリエ変換画像にハイパスフィルタを適用する請求項1から請求項13のいずれかに記載の観察装置。
- 試料を収容する容器の位置と該容器内の前記試料を撮影する撮像部の位置との関係に基づいて、前記試料を偏斜照明する照明方向を切り替える切替工程と、
該切替工程により切り替えられた前記照明方向から前記試料を前記偏斜照明する照明工程と、
該照明工程により前記偏斜照明された前記試料を前記撮像部により撮影する撮影工程と、
前記偏斜照明の前記照明方向に基づき、前記撮像部により得られた前記試料の高周波成分からなる輪郭と中周波成分からなる陰影とを含む画像に対して、前記中周波成分を減少させることによって、前記偏斜照明により生じる前記試料の前記陰影を軽減する処理を施す画像処理工程とを含み、
該画像処理工程が、前記試料の画像に対して、フーリエ変換を施し、フーリエ変換画像における前記陰影に関する前記中周波成分を含む領域に-1を乗算した後、逆フーリエ変換を施す観察方法。 - 試料を収容する容器の位置と該容器内の前記試料を撮影する撮像部の位置との関係に基づいて、前記試料を偏斜照明する照明方向を切り替える切替工程と、
該切替工程により切り替えられた前記照明方向から前記試料を前記偏斜照明する照明工程と、
該照明工程により前記偏斜照明された前記試料を前記撮像部により撮影する撮影工程と、
前記偏斜照明の前記照明方向に基づき、前記撮像部により得られた前記試料の高周波成分からなる輪郭と中周波成分からなる陰影とを含む画像に対して、前記中周波成分を減少させることによって、前記偏斜照明により生じる前記試料の前記陰影を軽減する処理を施す画像処理工程とを含み、
該画像処理工程が、前記試料の画像に対して、フーリエ変換を施し、該フーリエ変換後のフーリエ変換画像における前記試料に対する前記照明方向に沿う方向に直交し、かつ、前記フーリエ変換画像の中心を通る直線より照明光が照射される側にある領域に-1を乗算した後、逆フーリエ変換を施す観察方法。
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