JPS6194014A - 顕微鏡画像処理ダイナミツクスキヤナ - Google Patents

顕微鏡画像処理ダイナミツクスキヤナ

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JPS6194014A
JPS6194014A JP60201931A JP20193185A JPS6194014A JP S6194014 A JPS6194014 A JP S6194014A JP 60201931 A JP60201931 A JP 60201931A JP 20193185 A JP20193185 A JP 20193185A JP S6194014 A JPS6194014 A JP S6194014A
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JP60201931A
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ブランコ・パルシツク
ブルーノ・ジヤギー
ジヤン・ノーデイン
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は微細物２例えば細胞の研究において。
スキャン画像と、スキャンの方法と、スキャナを用いた
研究法、に関する。
［発明の技術的背景とその問題点コ 多くの生物学的、医学的研究において９例えば細胞のよ
うに２次元または３次元空間に非常に低密度で分散して
いる微細物の探査には、顕ｆ！Ｉ鏡の−〇− 使用がしばしば必要となる。特に生きている遺伝子細胞
を調べるときはほとんどの場合、対象物は比較的互いに
離れている。即ち、それらの間には比較的大きな空間が
ある。これにより遺伝子細胞は互いに干渉することなく
、成長することができる。このような、あるいはこれら
に似た状況では。
空間の中に対象物を捜さなくてはならず１時間がかかっ
た。しかしながら、生物学や医学における多くの細胞研
究では、細胞の分裂増殖に影響を与え無いように、即ち
、細胞の持つ他の機能を損わないように素早く１例えば
数分で、実験を行なわなければならない、すなわち種々
の物理的、化学的手段による細胞への影響を最少にしな
ければならない０例えば試料の移動に際しては、細胞の
位置が変わるのを防ぐため、振動を最少にするように静
かにしなければならない、また、長時間の露光および２
強い光の露光も、細胞の性質に影響を与えるので避けな
ければならない、＠色料を使用する場合、擾乱の無い生
きた細胞を調べようと思えば、いくつかの生きている蛍
光着色料を除いて。
着色料は使用できない、また、生物学的、医学的研究の
多くは、非常に多くの細胞を観察し９分類して、母集団
全体の性質を示す十分高い統計精度をもった情報を得る
ことである。多くの場合、数千側の細胞について、数分
で１例えば位置と特徴を調べなければならない、これｉ
人間の能力をはるかに越えているので、なんらかの自動
化が必要であった。
しかしながら現在のところ、広い範囲に低い密度で成長
する。生きた９着色していない細胞を自動的に検出でき
るシステムは存在しない１画像細胞学（ｉｍａｇｅ　ｃ
ｙｔｏｍｅｔｒｙ　）で使用されるシステムや９画像分
析システムにもとずく相互作用テレビジョン（ｉｎｔｅ
ｒａ＋７ｔｉｖｅ　ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　）のイクツ
かがこの目的のために改造されているが、広範囲が高速
で、しかも高い精度でスキャンされなければならないと
いう観点から９本発明と比べて、いくつかの欠点があっ
た。
［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、直線状に並んだ固体画像センサ（ｉｍａｇｅ　５ｅｎ
ｓｏｒ）、精密試料台、および高速演算装置を使用した
ライン毎の分析を採用することで、水平方向（Ｘ軸）の
画像に対する高分解能と、垂直方向（Ｙ軸）の画像に対
する低分解能を持つ装置を提供することである。
［発明の概要コ 本発明の第１の観点によれば、微細物を調べるための画
像スキャナは顕微鏡と、対象物を機械的にＸ、Ｙ軸方向
にスキャンするための、高精度のモータ駆動の試料台と
、顕微鏡と共同して、電気的に水平方向の線画像をスキ
ャンし、検出するための画像センサと、そのセンサから
の信号をサンプリングし、ホールドし、デジタル化する
ための信号変換回路と、そのセンサからのデジタル信号
を処理するための高速演算装置と、および前記演算装置
と自動焦点システムを制御し、同様に機械的電気的なス
キャンを制御し、また種々のシステム構成物からの情報
を格納し１表示するだめのコンピュータとからなる。
９一 本発明の画像スキャナは、光学的性質によって特徴ずけ
られる微細対象物を自動的に探査し、識別するのに有効
な融通性のあるシステムである。
このシステムは組織培養器の中で低密度で成長している
生きた９着色していない細胞を捜すのに特に有効である
。広範囲を短時間でスキャンでき。
細胞はその生存能力に影響を受けることなく、識別され
、特徴ずけられ、空間上に正確に位置が決定されること
ができる。前もって同定された細胞または他の対象物は
同じシステムで引き続き自動的に観察されることができ
る。
画像センサは顕微鏡のカメラポートに取付けられていて
、水平方向の線画像（Ｘ軸の像）を電気的にスキャンし
、検出する。垂直方向の画像（Ｙ軸の像）は顕微鏡の試
料台をＹ軸方向に動かすことにより得られる。このよう
にして、垂直方向の広がりはスキャンされる。広範囲を
カバーするために、垂直軸方向の広がりは何箇所かスキ
ャンされる。加えて、そのセンサは高分解能画像を得る
ために試料台を動かすことなく１局所的範囲の拡大され
た顕微鏡像を横切るように動くことができる。そのセン
サからの信号はデジタル化され、それから演算装置によ
って処理される。コンピュータはプログラムされたよう
に働き、処理されたデータを格納し９表示する８本発明
による装置はディスプレイ付の高分解能テレビジョンカ
メラを含むことができる。また光ディスク記憶装置およ
び。
または読みだし機能付きのフォトマルチプライヤを含む
こともできる。
センサからのデジタル化された線画像の信号を分析する
ことにより対象物は識別される。対象物の測定された線
画像の信号の大まかな特徴が目的とする特徴と一致すれ
ば、対象物は同定され、その座標と大まかな特徴が記録
される。信号の決定と処理はリアルタイムで行われ、一
方、その対象物を含む器は連続的にスキャンされる。ス
キャンが終了した後、操作者は記録された場所に自動的
に装置を戻すことができる。それから、微細な特徴が種
々の顕微鏡モードで導かれる。このようにして繰返しの
観察が行われ、生きた細胞の場合には、細胞の動き、Ｉ
ＩＩＩ胞の成長、細胞同士の相互作用などについての研
究が可能である。特徴の変化が時間の関数であるような
細胞についての実験は同じ母集団の非常に多くの細胞に
関して自動的に行われる。
画像センサは非常に多くの小さい光感知素子が直線状に
並んでできた１例えば電荷結合デバイス（ＣＣＤ＞のよ
うな固体素子である。そのような画像センサは拡大像を
スキャンするように動くことが出来る。この場合１本発
明はさらに、高分解能デジタルスキャンカメラとして使
用することができる。顕微鏡精密試料台はコンピュータ
による制御に加えて８例えばジョイスティックを使用し
て２手動により制御される事もできる。システムには自
動焦点システムが具備されている。
さらに１本発明は微細物をスキャンし、識別する方法に
関するもので、焦点面に画像センサを持つ顕微鏡の、モ
ータ駆動の試料台の上に対象物を置くステップと、その
対象物を機械的に、電気的にスキャンするステップと、
スキャンの間に画像センサから受信された信号をデジタ
ル化するステップと、および、それらの信号に含まれて
いる情報を処理するステップからなる。
［発明の実施例］ 最初に第１図を参照して１本発明の詳細な説明する６本
発明による装置は、標準的な顕微鏡１゜固体画像センサ
１２を含むデジタルカメラ２．演算装置３．コンピコ−
９４１組織培養器５．精密試利台６．ジョイスティック
１５が付いた試料台制御装置７．自動焦点システム８．
高分解能ビデオカメラまたはフォトマルヂプライア９．
微細な特徴を抽出する装置、読み出し機能付きフォトマ
ルチプライヤ、またはビデオ、ディスプレイおよび光デ
ィスク記憶装置１０からなる。ここにおいて上記構成物
は一般に市販されているものである０例えば。
顕微鏡はザイス（ｌｅｌｓｓ　’）　、またはライフ（
／＜ｅｉｔＺ）製である。また、固体画像センサ（ＣＣ
Ｄ）は、サンプリング、ポールディング回路、及びＡ／
Ｄ変換回路を含むものがフェアチャイルド（Ｆａｔｒｃ
ｈｉｌｄ　）またはレチコン（スｅｔｉ００ｎ　＞から
販売されている。高速のＡ／Ｄ変換回路も簡単に手に入
る。他にラインスキャン画像を検出し、その信号を変換
し、サンプリング、ホールディングし、、Ａ／Ｄ変換す
る回路は例えばデータコピー（しａｔａｃｏｐＶ）社か
ら販売されている。高速演算装置はテキサスインスツル
メンツ（丁ｅｘａｓ　、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　）か
ら販売されている。コンピュータ制御の精密試料台は１
０Ｘ１０　Ｃｍ２のスキャン範囲に渡って。
１μｍの精度をもつ、コンピュータは１例えばより珂×
丁または４丁の商標で販売されているパーソナルコンピ
ュータである。最後に光ディスク記憶装置は１）ａｎａ
ｓｏｎｔｃ　ｏＨｌ）Ｂの商標で販売されているもので
ある。
本発明の装置を用いて細胞の探査識別研究を行なうとき
、顕ｍ鏡１のカメラポートの焦点面に置かれた直線状に
並んだ固体画像センサ１２によって。
顕微鏡１の照明領域の像は検出される。線分析像の信号
は信号変換回路１３によって、サンプリングされ、ホー
ルドされ、デジタル化される。そして。
水平方向の高分解能線画像を表わす数字列がえられる、
第１図に示すように画像センサ１２と信号変換回路１３
はデジタルカメラ２の中に組込まれ、そのデジタルカメ
ラ２は標準のカメラボートに取付けられている。デジタ
ル化された線画像データは高速の演算装置３によって処
理され、細胞についての大まかな特徴が抽出され、細胞
が識別される。
試料細胞は組織培養器５の中にあり、その器５の底の表
面に固着されている。この器５は顕微鏡試料台６上に置
かれている。試料台制御装置７はコンピュータ４からの
制御信号に従って、試料台６を精密にＸ、Ｙ方向に自動
的に制御駆動する。また、ジョイスティック１５によっ
て１手動制御する。
自動焦点システム８は自動的に焦点を調整する。
デジタルカメラ２．演算装置３．ステージ制御装置７．
および自動焦点システム８は全てコンピュータ４によっ
て制御される。大まかなスキャンにより記録された場所
でさらに細胞の分析を進めようとすれば、同じ顕微鏡モ
ードで、あるいはモードを換えて、拡大された像を横切
るようにモータ駆動機構によって動かされる直線状の固
体画像センサ１２で２画像をスキャンすることにより行
われる。また代わりに、第２の画像処理装置１４が使用
されることもできる。これはディスプレイ付のビデオカ
メラ、光ディスク記憶装置、読みだし機能付きフォトマ
ルチプライヤ、または相互作用ビデオ分析システムの様
なオプション９．１０である。これらは画像センサ１２
付きのモータ駆動機構と同様に使用できる。
第２図を参照して、器５内の細胞を捜し、識別し、それ
ら細胞の場所と、その大まかな特徴を記録する基本的な
動作について説明する。最初にステップ２０で操作者は
種々のパラメータ、例えばスキャン範囲、スキャンスピ
ード、出力のためのファイル名等を入力する。また、ど
の識別アルゴリズムを使用するか、そして何が記録され
るべきかを選択する。デジタルカメラ２．試料台制御装
置７、自動焦点システム８はこのとき初期化される。
調べられる場所と焦点面が決定され、適当な識別アルゴ
リズムがコンピュータ４から演算装置３にロードされる
。初期化の後、システムは、ａ画像をスキャンし、そし
てデータをデジタル化しくステップ２１）、試料の大ま
かな特徴を抽出しくステップ２２）、必要があれば焦点
を調整しくステップ２３、２４）　、細胞があるか無い
かを決定しくステップ２５）、もしあれば、検出した位
置と大まかな特徴を記録しくステップ２８）、もし無け
れば、スキャンが最後かどうかを判断しくステップ２６
）、もし最後で無ければ＠微鏡１の試料台６を駆動して
培養器５を次のイメージラインに動かす（ステップ２７
）ための高速ループに入る。このシーケンスはスキャン
が終わるまで繰り返される。検出されたパルスの量子化
は９次のイメージラインがスキャンされる前に、リアル
タイムで信号が処理されるために、固体画像センサのス
キャンの割合と同じである。もし細胞が検出されたとき
（ステップ２５）は、細胞の正確な中心位置が計算され
、その場所と望まれる大まかな特徴が記録される（ステ
ップ２８）、全体のスキャンが終了したとき（ステップ
２６）、そのスキャンの概要が表承され（ステップ２９
）、システムは次のスキャンのために待機状態になる、 本発明によれば、高分解能の直線状に並んだ固体画像セ
ンサ１２を細胞の大体中心を横切るようにスキャンする
ことによって、顕Ｗｉ鏡１が低倍率であっても、細胞を
識別するのに、そして細胞についてのある二次母集団を
識別するのに十分な情報が得られる。直線状に並んだ固
体画像センサ１２によって得られたＣＩ−（ＯＩＩ１１
胞（ガラスのなかで成長した中国ハムスタの卵巣細胞）
についての典型的なスキャンデータが第３図に示されて
いる。これは、照明付き顕微鏡１を用いて低倍率（６，
３ｘ３．２）で、ＣＨＯｍ胞の大体中心を横切るように
スキャンしたときに固体画像センサ１２によって測定さ
れたデジタル信号の一部分を示している。そのセンサ１
２は顕微鏡１の焦点面に取付けられ、細胞の像はセンサ
１２の上に映し出される。細胞の特徴は、細胞の物理的
特性（光散乱９反射指数、光学密度など）、幾何学的性
質（ｍ胞の直径、細胞の幅、細胞の形など）、その信号
の数学的変換（−次フーリエ変換、たたきこみ、補正な
ど）から導かれる。線画像の大まかな特徴が導かれた後
。
対象物は特徴をしめずベクトルによって表わされる。こ
のベクトルは正規化され、前もって決定されていた判別
関数を用いて計算される。
Ｄ　１−＝ｄ　１１ｚ１　＋ｄ　１２ｚ２　・・−・・
−＋ｃ３１ｎｚｎここにおいて： ＺＪ　　二”　（Ｆｊ　　　−〒コラン／５ｊＦｊはｊ
番目の特徴、Ｆｊはｊ番目の特徴の平均値、Ｓｊはｊ番
目の特徴の標準偏差。
ｄｉｊはｊ番目の特徴のｉ番目の対象のクラス（ｉ番目
の母集団）係数９判別関数と判定面は対象のクラスのサ
ンプリングの母集団を用い１判別関数の分析を加えるこ
とで決定される。これにより。
最少の数の対象物の特徴を用いて、対象とするクラスの
最適分離が得られる１判定空間を知るためのもうひとつ
の方法がある６例えば、第４図に示すような２次元の場
合、ＣＨＯ細胞を破片から判別するのに十分であるよう
な矩形の判定空間が決定される。第４図はＣＨＯ細胞を
識別するための特徴ベクトルＦ　（ｆｌ、ｆ２　）のた
めの２次元判定空間を示す、それを得るためにＣＨＯ細
胞は成長媒体のある組織培養器５に入れられ、３７°乙
で１時間培養される６次に組織培養器５の底はｍ胞のよ
うな対象物の探査識別ためにスキャンされ、検出された
対象物の二つの簡単な特″ｍ（パルス幅ｆ１．パルスの
最高値ｆ２）が２次元空間にプロットされる。
全ての対象物は数日間上記の事を繰返される。光学的技
術と組織培養技術を用いて、生きた細胞は観察者によっ
て同定され、黒い三角形でプロットされる。たった二つ
の特徴ｆ１とｆ２を用いて、全ての生きた細胞は破片（
白い三角形で示す）から識別される。
次に本発明のスキャナの動作は以下の通りである。細胞
は成長媒体で満たされた器（ｉｌｌ織培養フラスコ、ペ
トリ皿、顕微鏡用スライドガラスなど）５にいれられる
。細胞がその器５の底の表面に繁殖するまで、成長条件
下でそれらは培養される。
調べられるべき点が器５上に書込まれ、その器５は顕微
鏡１の試料台６に置かれ、焦点面が決定され９種々のパ
ラメータが操作者によって定義される。望まれる倍率と
顕微鏡モードが選ばれた後。
その器５はモータ駆動の試料台６と直線状に並んだ固体
イメージセンサ１２を用いて、前もってプログラムされ
たようにＸ、Ｙ面内を自動的にスキャンされる。Ｚ軸方
向の駆動は周期的に、自動的に焦点を調整するために使
用される。識別された全ての細胞の座標と大まかな特徴
を示すベクトルはコンピュータ４のメモリ内のファイル
に格納される。細胞の位置を決定するために最少のステ
ップサイズ１μｍ（典型的には５μｍ）により、１０ｘ
１０Ｃｍλまでの範囲を数分でスキャンすることができ
る。その間に数千の細胞の座標と大まかな特徴を示すベ
クトルが自動的に決定される。このことが従来のスキャ
ナとくらべて、はっきりと改良された点である。また、
従来のスキャナはもつと小さい範囲しかスキャンできな
かった。もし必要ならば、各細胞は上記のスキャンのと
きに観察し分類するために、自動的に再度スキャンする
ことができる。再度のスキャンの時に、高倍率で細胞を
観察することができるように、試料台６の代わりに直線
上に並んだ固体画像センサ１２を、細胞の拡大された画
像上を詳細にスキャンするように動かすことにより、１
細な特徴を示すベクトルが自動的に導かれる。このよう
にして、高分解能の像が得られる。もう一つには（また
は更に加えて）現行のビデオ分析と編集システムを採用
することができる。更に、対象とするｉｌｌ胞の位置が
画像スキャナによって決定されると、フォトマルチプラ
イヤ９を用いて、蛍光を測定することも可能である。
そして最後に、高分解能テレビ９または、固体画像セン
サ１２などのデータは光ディスク記憶装置１０に格納す
ることができる。
システムのソフトウェアについていえば、１１１１胞の
探査、識別のプログラムに加えて９本発明の画像スキャ
ナを用いて、データ処理や９表示のプログラムと同様に
、広範囲の実験を可能とするたくさんのプログラムがあ
る。それらは。
スキャンプログラムのキャリブレイション（試料台と光
学スキャナのための） 手動によるスキャンのためのプログラム自動スキャンの
ためのプログラム（探査と識別） 対象物の特徴を抽出するためのプログラム 分類のためのプログラム 自動焦点調整のためのプログラム 通常の画像スキャンのためのプログラム微細な特徴を引
出すためのプログラム グラフィック表示のためのプログラム （スクリーン、プロッタ、及びプリンタ上への表示を含
む） 得れた特徴から評価分析するためのプログラム ダイゴノスティック　プログラム 他の応用例について以下に説明する。
１、探査：大まかな特徴を導く 広範囲に渡って自動的に、特性信号を持つ細胞が調べら
れる。細胞が組織培養フラスコまたは顕微鏡用スライド
ガラス５に植え付けられたならば。
１０ｘ　１０ｃｍ２−の範囲内の数千の細胞が数分で位
置が決められ、大まかな特徴を示すベクト−ルが得られ
る。一度これらの細胞の位置が決定されると、必要によ
り、更に詳しい観察が自動的に行われる。
このモードでは９本発明は細胞の大きさと細胞の形の分
布が素早く得られる細胞カウンタとして働く。
２、スキャン像：微細な特徴を導く 細胞が見付けられ１位置が決められたとき、スキャナは
自動的に、　ｌＯｘ１０ｃｍ”の試料台６では１．５μ
ｍの精度で、もっと小さい試料台ではもっと良い精度で
、それらの細胞のところに戻る。微細な特徴は対象物の
像を再度スキャンすることにより得られる。それらは細
胞の混合母集団の中の種々の細胞を区別するのに使用出
来る。また例えば、それらは特別な細胞に属する細胞サ
イクルの位相を決定するのに用いる事ができる。微細な
特徴を示すベクトルの最大分解能は顕微鏡１の倍率とデ
ジタル装置の性能による９例えば試作品においては利用
出来る情報全体ではフレイム当り約４０００万ビツトに
のぼる。
３、顕微鏡モードの変更 細胞が低倍率で簡単な顕微鏡（１０から２０倍にセット
された照明付きの顕微鏡）１を用いて見付けられた後、
記録された場所に戻ることが出来る。
また、顕微鏡１のモード（倍率、光学的状態など）を変
更した後、対象物は新たに、大まかな特徴または微細な
特徴を示すベクトルを見付けるために再度試験されるこ
とができる９くりかしの観察により大きな母集団にもと
すく定性定量データが得られ、ここに細胞の蛍光分布が
決定される。他の例は細胞群をカウントし９分析するこ
とである。
細胞群は最初に自動的に簡単な顕微鏡モード（大まかな
特徴を示すベクトル）を用いて９位置決めされる。それ
から９群を構成する個々の細胞と同様に群の微細な特徴
が調べられる。これは医学。
生物工学において非常に有効である。
４、繰返しの観察：大まかなそして微細な特徴細胞の大
きな母集団は前もって決められたシーケンスに従って、
繰返し調べられることができる。
生きている細胞の場合、細胞の移動度、細胞の特性、細
胞の分裂、それから他の活性度が時間および、または処
理の関数として自動的に調べられる。
５、繰返しの観察：新しい位置の追跡 細胞が時間の関数として動くならば１本発明は非常に多
くの細胞の動きと移動度を自動的に追跡するのに使用で
きる。たとえば、生きた細胞の移動度は器５を繰返しス
キャンし、新しい位置を見付ける事により決定されるこ
とができる。また。
最初のスキャンのあと１局所的にスキャンすることによ
り、細胞の変位を知ることが出来る。それにより、新し
い座標が決定され、細胞の移動度の種々のパラメータが
時間の関数として測定される。
６、時間経過画像 細胞の所に自動的に戻ることにより、各々の細胞の高分
解能画像を取ることが出来、前に述べたように、それら
を光ディスク記憶装置１０に格納することが出来る。こ
れらの画像はコンピュータ４制御の下で再構成され１時
間経過画像が得られる。
例えば、これは定性定量データが得られるような非常に
大きな母集団により細胞の派生、細胞の特２６一 性、細胞の分裂、細胞相互間の相互作用などの研究に使
用できる２例えば細胞の派生の研究では。
細胞群が、異なるタイプに変わる毎に調べることができ
る。このようにして、特に全ての細胞の微細な特徴を示
すベクトルを格納すれば、茎細胞の形態と特性を測定す
るのに理想的に使用出来る。
７、おなし器を繰返しスキャンする おなし器５を繰返しスキャンすることにより。
時間の関数として特徴ある細胞および、または群の出現
を見付ける事ができる１例えば細胞の変態の研究におい
て、使用できる。
［発明の効果］ 本発明は種々の長所を有するが、それらをまとめると以
下の様になる。
１　固体画像センサを用いると、空間的に、光度測定的
に、広範囲のスキャンができ、高分解能の画像が得られ
る。
２　直線状に並んだ固体画像センサによって、水平方向
の高分解能が得られる結果、細胞識別のための十分な一
情報が得られる。しかしながら、垂直方向はライン間隔
が可変となっていて。
低分解能となり、典型的には因子１０だけ画像に関する
データは減少する。
３　器のスキャンは連続的である。
４　デジタル演算装置によって、ライン毎にリアルタイ
ムで、高速画像処理ができる。
５　器がスキャンされ、対象物の位置が決定された後、
システムは更に分析するため、または微細な特徴を調べ
るため、自動的に一度または何回もその対象物のある場
所に戻ることができる。このようにして１時間および、
または処理の関数としての特徴の変化について、多くの
測定をすることができる。
６　顕微鏡に取付けられたデジタルカメラ、演算装置、
精密試料台、制卸用コンピュータからなる簡単な設計に
より低価格なシステムが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるスキャナのブロック図。 第２図は本発明のスキャナの動作を示す単純化したフロ
ーチャー１〜．第３図は本発明の画像センサで得られた
細胞の典型的なデジタル信号を示す。 第４図はさらに本発明のスキャナで得られた結果を示す
。 １−顕微鏡、　２−デジタルカメラ、　３−演算装置、
　４−コンピュータ、　５−組織培養器。 ６−試料台、　７−制御装置、　８−自動焦点システム
、　９−ビデオカメラ、１〇−光ディスク記憶装置、１
２一固体画像センサ、１３−信号変換器、１５−ジョイ
スティック 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ／１１−ｇ ケｊ 画素

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）顕微鏡と；顕微鏡下の微細対象物を位置決めし、
    スキャンするために、コンピュータ制御のモータにより
    、Ｘ、Ｙ平面内で動かされる高精度試料台と；顕微鏡と
    共同して、水平方向の線画像を検出し、その線画像のデ
    ジタル信号を供給するための、または、２次元の画像を
    検出し、その画像のデジタル信号を供給するための、画
    像センサと信号変換器と；前記画像センサと前記信号変
    換器から出力されるデジタル信号を処理するための演算
    装置と；機械的、電気的なスキャンを制御し、前記演算
    装置からの情報を記憶し表示するためのコンピュータと
    から構成されることを特徴とする顕微鏡画像処理ダイナ
    ミックスキャナ。
  2. （２）高分解能テレビジョンカメラをさらに含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の顕微鏡画像処理
    ダイナミックスキャナ。
  3. （３）光ディスク記憶装置をさらに含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の顕微鏡画像処理ダイナミ
    ックスキャナ。
  4. （４）読みだし機能付きのフォトマルチプライヤをさら
    に含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の顕
    微鏡画像処理ダイナミックスキャナ。
  5. （５）前記画像センサとして固体画像センサを使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の顕微鏡画
    像処理ダイナミックスキャナ。
  6. （６）前記画像センサは直線状に並んだ電荷結合素子（
    ＣＣＤ）からなることを特徴とする特許請求の範囲第５
    項記載の顕微鏡画像処理ダイナミックスキャナ。
  7. （７）前記画像センサは２次元の固体画像センサからな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の顕微鏡
    画像処理ダイナミックスキャナ。
  8. （８）前記画像センサは、前記画像センサの直線状の並
    びと垂直な方向に前記固体画像センサを正確に移動させ
    、位置合せする高分解能スキャンカメラの一部であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の顕微鏡画像
    処理ダイナミックスキャナ。
  9. （９）前記試料台はさらに手動制御により制御されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の顕微鏡画像
    処理ダイナミックスキャナ。
  10. （１０）前記手動制御としてジョイスティックを有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の顕微鏡画
    像処理ダイナミックスキャナ。
  11. （１１）自動焦点機能を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の顕微鏡画像処理ダイナミックスキ
    ャナ。
  12. （１２）調べられる点に印が付けられた、スキャンされ
    るべき対象物を運ぶための器をさらに含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の顕微鏡画像処理ダイナ
    ミックスキャナ。
  13. （１３）焦点面内に画像センサを持つ顕微鏡のモータ駆
    動の試料台上に対象微細物を置くステップと；前記試料
    台の動きと、前記センサによって得られる線画像のスキ
    ャンとを結合することにより前記対象物をスキャンする
    ステップと；前記スキャンの間に前記センサからの信号
    をデジタル化するステップと；前記対象物をスキャンし
    ている間に演算装置によりデータ処理を行なうステップ
    と；演算処理結果を記憶するステップとからなる対象微
    細物をスキャンする方法。
  14. （１４）前記機械的、電気的スキャンの制御と、前記演
    算処理と、前記情報の記憶と表示の制御はコンピュータ
    によっておこなわれる特許請求の範囲第１３項記載の対
    象微細物をスキャンする方法。
  15. （１５）前記スキャンにおいて、前記対象物の座標と特
    徴を記憶するために、粗い素早いスキャンを行なうこと
    からなる特許請求の範囲第１３項記載の対象微細物をス
    キャンする方法。
  16. （１６）前記対象物を捜すために、低倍率で、照明機能
    を有する顕微鏡を使用する特許請求の範囲第１５項記載
    の対象微細物をスキャンする方法。
  17. （１７）前記記憶されたデータを用いて、調べたいとこ
    ろに再度位置合せできることからなる特許請求の範囲第
    １５項記載の対象微細物をスキャンする方法。
  18. （１８）粗いスキャンとは異なる顕微鏡モードで、前記
    対象物の拡大像の２次元方向を素早くスキャンする事に
    より微細な特徴を素早く調べるために、再度その対象物
    の位置に戻ることからなる特許請求の範囲第１７項記載
    の対象微細物をスキャンする方法。
  19. （１９）前記拡大像は２次元固体画像センサ、可動形の
    １次元固体画像センサ、または高分解能テレビジョンカ
    メラでスキャンされる特許請求の範囲第１８項記載の対
    象微細物をスキャンする方法。
  20. （２０）前記拡大像は画像面に固定されたフォトマルチ
    プライヤによって検出され、試料台を動かすことにより
    スキャンされる特許請求の範囲第１７項記載の対象微細
    物をスキャンする方法。
  21. （２１）前記センサを前記対象物を横切るようにシング
    ルライン掃引することからなる特許請求の範囲第１３項
    記載の対象微細物をスキャンする方法。
  22. （２２）前記得られた画像データを光ディスク記憶装置
    に記憶し、映画のように映し出すために画像を結合する
    ことを含む特許請求の範囲第１３項記載の対象微細物を
    スキャンする方法
  23. （２３）前記対象物は細胞の特性の素早い観察ができる
    ように非常に多くの細胞からなる特許請求の範囲第１３
    項記載の対象微細物をスキャンする方法。
  24. （２４）前記対象物は、薬剤添加応答特性、細胞の相互
    作用、細胞の運動または、細胞の大きさが観察されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載の対象微細
    物をスキャンする方法。
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