JP7174604B2 - 光画像計測装置、光画像計測方法 - Google Patents
光画像計測装置、光画像計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7174604B2 JP7174604B2 JP2018221945A JP2018221945A JP7174604B2 JP 7174604 B2 JP7174604 B2 JP 7174604B2 JP 2018221945 A JP2018221945 A JP 2018221945A JP 2018221945 A JP2018221945 A JP 2018221945A JP 7174604 B2 JP7174604 B2 JP 7174604B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- scanning
- measurement
- time
- 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
Links
Images
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る光画像計測装置100の構成を示す模式図である。光源101から直線偏光状態で出射されたレーザ光は、コリメートレンズ102によって平行光に変換される。λ/2板103は、結晶軸方向を調整可能であり、平行光の偏光状態を調整する。偏光ビームスプリッタ104は、入射した平行光を信号光(透過成分)と参照光(反射成分)とに分岐する。信号光と参照光の分岐比は、λ/2板103により自由に調整することができ、典型的な強度比は1対1である。
以下では細胞活性度の評価について説明する。細胞内では様々な生体分子を輸送するために細胞質が流れるように運動していることが知られており(原形質流動)、この運動を反映して、細胞に対して照射された光の反射光強度がわずかに時間的に変化することが予想される。すなわち、反射光の時間変動の大きさと細胞内の運動の大きさ(細胞活性度)との間には相関があると考えられる。そこで本発明では、反射光の時間変化に基づき細胞活性度を表す画像を生成することとした。
本実施形態1に係る光画像計測装置100の光軸方向(z方向)の空間分解能および信号強度について説明する。本実施形態1の光画像計測装置100において、信号光に含まれる対物レンズ113の焦点以外からの反射光成分はデフォーカス収差を有しており、参照光と波面形状が一致しないので、参照光と空間的に一様に干渉せず、検出器の受光面上で干渉縞が多数形成される。このような干渉縞が形成されると、検出される干渉光の強度を受光部面内で積分した値は、単に信号光と参照光の強度和とほぼ等しくなるので、対物レンズ113の焦点以外からの反射光成分に対応する差動出力信号129と130の強度は小さくなる。このような原理により、対物レンズ113の焦点以外からの反射光成分は実効的に参照光と干渉しなくなり、対物レンズ113の焦点からの反射光成分だけが選択的に検出され、高いz分解能が達成される。
本実施形態1に係る光画像計測装置100の光学系の機能について数式を用いて説明する。干渉光学系126へ入射する時点での合成光のジョーンズベクトルを、対物レンズ113の焦点から反射した信号光の複素振幅Esigと参照光の複素振幅Erefを用いて下記式5により表す。
本実施形態1に係る光画像計測装置100は、対象物を複数の測定領域に分割し、各測定領域において光スポットを繰り返し走査することにより得られた光強度の時系列データを用いて、各測定領域における対象物の時間変動を反映した観察画像を生成する。これにより、例えば細胞内小器官の運動のように数msオーダで変動する動きを評価することができる。したがって本実施形態1によれば、観察画像を介して細胞活性度を評価することができる。
図5は、本発明の実施形態2に係る光画像計測装置100の構成を示す模式図である。図1に示した部品と同じものには同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態2は、信号光の集光位置を走査するためにアクチュエータ501を用いている点において実施形態1と異なる。アクチュエータ501としては、例えば光ディスク記録再生用の光ピックアップで用いられている電磁アクチュエータや、圧電アクチュエータなどを用いることができる。本実施形態2においては、制御部134からの指示にしたがってアクチュエータ501が対物レンズ113の位置を駆動することにより、信号光の集光位置を2次元的に走査する。このような構成とすることにより、ガルバノミラーやビームエキスパンダ等の高額な部品が不要となり、装置を安価に提供することができるとともに、光路長を短くできるので装置を小型化できる。
図6は、本発明の実施形態3に係る光画像計測装置100の構成を示す模式図である。図1に示した部品と同じものには同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態3は、サンプルからの反射光ではなく透過光に基づき細胞の活性度を評価している点において実施形態1とは異なる。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
102:コリメートレンズ
104:偏光ビームスプリッタ
105、106:ガルバノミラー
103、120:λ/2板
116、112、123:λ/4板
113:対物レンズ
114:サンプル容器
115:細胞
117:参照光レンズ
119:ハーフビームスプリッタ
121、124:集光レンズ
122、125:ウォラストンプリズム
126:干渉光学系
127、128:電流差動型の光検出器
131:画像生成部
132:表示部
133:入力部
134:制御部
Claims (11)
- 対象物の画像を取得する光画像計測装置であって、
光を出射する光源、
前記対象物に対して前記光を集光して光スポットを生成する集光光学系、
前記光スポットを前記対象物の分割された第1および第2測定領域において走査する走査部、
前記対象物から反射した反射光または前記対象物を透過した透過光を検出する検出部、 前記検出部が検出した光強度に基づき前記対象物の画像を生成する画像生成部、
を備え、
前記走査部は、前記対象物の前記第1測定領域において前記光スポットを繰り返し走査した後、前記第2測定領域において前記光スポットを繰り返し走査し、
前記画像生成部は、前記第1測定領域を繰り返し走査することで前記検出部が検出した光強度の時系列データを用いて前記第1測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を生成し、
前記画像生成部は、前記第2測定領域を繰り返し走査することで前記検出部が検出した光強度の時系列データを用いて前記第2測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を生成し、
前記画像生成部は、前記第1測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した前記画像と、前記第2測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した前記画像とを合成することにより、前記第1測定領域と前記第2測定領域それぞれにおける前記対象物の時間的変動を反映した単一の前記画像を生成し、
前記対象物は生体の細胞であり、
前記画像生成部は、前記細胞の活性度を表す指標として、前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を出力する
ことを特徴とする光画像計測装置。 - 前記対象物は3つ以上の測定領域に分割されていることを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。
- 前記走査部は、前記対象物の前記第1測定領域において前記光スポットを繰り返し走査した直後、連続的に前記第2測定領域において前記光スポットを繰り返し走査する
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置に対応する走査位置ごとに、前記繰り返し走査の過程において得られた光強度の時系列データを取得し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列データを用いて時系列ピクセル値を生成し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列ピクセル値を平均化した平均化ピクセル値を生成し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列ピクセル値と前記平均化ピクセル値を用いて算出した標準偏差画像を生成することにより、前記標準偏差画像において前記対象物の時間的変動を反映する
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置に対応する走査位置ごとに、前記繰り返し走査の過程において得られた光強度の時系列データを取得し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列データを用いて時系列ピクセル値を生成し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列ピクセル値を用いて算出した平均二乗変位画像を生成することにより、前記平均二乗変位画像において前記対象物の時間的変動を反映する
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置に対応する走査位置ごとに、前記繰り返し走査の過程において得られた光強度の時系列データを取得し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列データを用いて時系列ピクセル値を生成し、
前記画像生成部は、前記画像のピクセル位置ごとに、前記時系列ピクセル値を周波数成分ごとに分離した周波数成分画像を生成することにより、前記周波数成分画像において前記対象物の時間的変動を反映する
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記集光光学系は、前記対象物に対して前記光を集束する対物レンズを備え、
前記走査部は、前記対物レンズの位置を駆動することにより前記光スポットの位置を走査するアクチュエータを備える
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記走査部は、前記光を反射する反射面の角度を変更することにより前記光スポットの位置を走査するミラーを備える
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記光源はレーザ光源であり、
前記光画像計測装置はさらに、
前記光源から出射されたレーザ光を、前記対象物に対して照射する信号光と照射しない参照光とに分岐する光分岐部、
前記対象物から反射した反射光または前記対象物を透過した透過光を前記参照光と合波することにより、互いに位相関係が異なる3つ以上の干渉光を生成する干渉光学系、
を備える
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 前記走査部は、前記細胞の細胞内小器官の運動速度よりも速く、前記光スポットを走査する
ことを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。 - 対象物の画像を取得する光画像計測方法であって、
前記対象物の複数に分割された測定領域それぞれに対してレーザ光から出射した光を集光して生成された光スポットを走査するステップ、
前記対象物から反射した反射光または前記対象物を透過した透過光を検出するステップ、
前記ステップにおいて検出した光強度に基づき前記対象物の画像を生成する画像生成ステップ、
を有し、
前記光スポットを走査するステップにおいては、前記対象物の前記複数に分割された所定の測定領域において前記光スポットを繰り返し走査した後、前記所定の測定領域とは異なる別の測定領域において前記光スポットを繰り返し走査し、
前記画像生成ステップにおいては、それぞれの前記分割された測定領域を繰り返し走査することで検出した光強度の時系列データを用いて前記分割された測定領域それぞれにおける前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を生成し、
前記画像生成ステップにおいては、それぞれの前記分割された測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を合成することにより、それぞれの前記分割された測定領域における前記対象物の時間的変動を反映した単一の前記画像を生成し、
前記対象物は生体の細胞であり、
前記画像生成ステップにおいては、前記細胞の活性度を表す指標として、前記対象物の時間的変動を反映した前記画像を出力する
ことを特徴とする光画像計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018221945A JP7174604B2 (ja) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 光画像計測装置、光画像計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018221945A JP7174604B2 (ja) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 光画像計測装置、光画像計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020086204A JP2020086204A (ja) | 2020-06-04 |
JP7174604B2 true JP7174604B2 (ja) | 2022-11-17 |
Family
ID=70909881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018221945A Active JP7174604B2 (ja) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 光画像計測装置、光画像計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7174604B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113034389B (zh) * | 2021-03-17 | 2023-07-25 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 图像处理方法、装置、计算机设备和存储介质 |
WO2023181357A1 (ja) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 日本電気株式会社 | 光干渉断層画像生成装置、光干渉断層画像生成方法、及び、記録媒体 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005095012A (ja) | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Yokogawa Electric Corp | 創薬スクリーニング装置 |
JP2012014066A (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Olympus Corp | 細胞観察方法および走査型顕微鏡装置 |
JP2016044999A (ja) | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光画像計測装置 |
-
2018
- 2018-11-28 JP JP2018221945A patent/JP7174604B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005095012A (ja) | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Yokogawa Electric Corp | 創薬スクリーニング装置 |
JP2012014066A (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Olympus Corp | 細胞観察方法および走査型顕微鏡装置 |
JP2016044999A (ja) | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光画像計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020086204A (ja) | 2020-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6909207B2 (ja) | 高分解能3dスペクトル領域光学撮像装置及び方法 | |
US10302569B2 (en) | Microscope device and image acquisition method | |
US20120140170A1 (en) | Ophthalmic apparatus, ophthalmic system, processing apparatus, and blood flow velocity calculation method | |
JP6231958B2 (ja) | 光画像計測装置 | |
CN104515739B (zh) | 光学测量装置 | |
JP2015219502A (ja) | 光刺激装置及び光刺激方法 | |
JP7174604B2 (ja) | 光画像計測装置、光画像計測方法 | |
KR102271053B1 (ko) | 수차를 야기하는 샘플 내의 타겟 오브젝트를 이미징하기 위한 초점 스캔 방식의 이미징 장치 | |
JP2014081417A (ja) | レーザー走査顕微鏡装置 | |
CN114264614A (zh) | 一种无标记光声病理显微成像系统及成像方法 | |
US11808931B2 (en) | Image pickup apparatus with rotation unit | |
JP2011128573A (ja) | ホログラム像投影装置 | |
JP5106369B2 (ja) | 光学装置 | |
JP6720051B2 (ja) | 光画像計測装置、光画像計測方法 | |
JP2019045431A (ja) | 光画像計測装置 | |
JP6014449B2 (ja) | レーザー走査顕微鏡装置 | |
JP5827507B2 (ja) | 偏光解析システム | |
JP7000176B2 (ja) | 光画像計測装置 | |
JP2019012270A (ja) | 顕微鏡装置及び画像取得方法 | |
US20110242649A1 (en) | Wavefront measurement method, wavefront measurement apparatus, and microscope | |
JP2012202774A (ja) | 観察装置及び観察方法 | |
JP2018000954A (ja) | 検査装置の制御方法、制御装置及びプログラム | |
RU187692U1 (ru) | Устройство эндоскопической оптической когерентной томографии с коррекцией волнового фронта | |
JP6100408B1 (ja) | 光学的距離計測装置 | |
JP2012202777A (ja) | 観察装置および観察方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7174604 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |