JP2003207719A - 画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置 - Google Patents
画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置Info
- Publication number
- JP2003207719A JP2003207719A JP2002007277A JP2002007277A JP2003207719A JP 2003207719 A JP2003207719 A JP 2003207719A JP 2002007277 A JP2002007277 A JP 2002007277A JP 2002007277 A JP2002007277 A JP 2002007277A JP 2003207719 A JP2003207719 A JP 2003207719A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image processing
- microscope
- stage
- cell
- molecule
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 顕微鏡下での、既製ステージと同等の駆動
アクチュエータをもったステージ構造で、生きた細胞や
分子のリアルタイムでの自動トラッキング機能および数
値化データを得る。 【解決手段】 培養容器内の１個の生きた細胞や分子
をタッゲットとして、ＣＣＤカメラからの映像モニター
をリアルタイム制御用ＯＳによって画像処理し、自動ス
テージのトラッキングを行う。また、トラッキングデー
タを数値化する。
アクチュエータをもったステージ構造で、生きた細胞や
分子のリアルタイムでの自動トラッキング機能および数
値化データを得る。 【解決手段】 培養容器内の１個の生きた細胞や分子
をタッゲットとして、ＣＣＤカメラからの映像モニター
をリアルタイム制御用ＯＳによって画像処理し、自動ス
テージのトラッキングを行う。また、トラッキングデー
タを数値化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生きた細胞内での
分子動態研究や１分子生理学分野において、自動トラッ
キング機能を付与する事で研究者の研究観察時における
従事時間の軽減および数値化する事で新たな解析技術
（定量的な評価）の装置に関する。
分子動態研究や１分子生理学分野において、自動トラッ
キング機能を付与する事で研究者の研究観察時における
従事時間の軽減および数値化する事で新たな解析技術
（定量的な評価）の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の顕微鏡は、いずれも固定された生
物試料を観察する事を前提に作られており、観察対象物
の自動トラッキング機能を装備していない。
物試料を観察する事を前提に作られており、観察対象物
の自動トラッキング機能を装備していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の画像処理装置
は、１個の生きた細胞（単細胞や多細胞）や分子を対象
にトラッキングする機能が無く、また静止画像としてし
か対象物を捉えることができず、細胞の移動量やステー
ジの移動量をコンピュータで計算している間に、またス
テージを駆動している間に、対象物が観察視野範囲から
出ていてしまうという問題点があった。
は、１個の生きた細胞（単細胞や多細胞）や分子を対象
にトラッキングする機能が無く、また静止画像としてし
か対象物を捉えることができず、細胞の移動量やステー
ジの移動量をコンピュータで計算している間に、またス
テージを駆動している間に、対象物が観察視野範囲から
出ていてしまうという問題点があった。
【０００４】さらに、上記方法によるコンピュータの計
算時間が遅い為に、リアルタイムでのステージ駆動が同
期できない問題を有していた。また、ステージ駆動に係
る移動速度、また分解能の精度に係る振動等の問題があ
った。
算時間が遅い為に、リアルタイムでのステージ駆動が同
期できない問題を有していた。また、ステージ駆動に係
る移動速度、また分解能の精度に係る振動等の問題があ
った。
【０００５】本発明は、上記した問題点について、顕微
鏡に取付け可能な高精度位置制御自動ステージ、および
リアルタイムで特定ターゲットの動作を高速演算する機
能を有し、これにより自動ステージのトラッキング・フ
ィードバック、およびステージ移動量、細胞の移動量の
数値化できる画像処理装置の提供を目的とする。
鏡に取付け可能な高精度位置制御自動ステージ、および
リアルタイムで特定ターゲットの動作を高速演算する機
能を有し、これにより自動ステージのトラッキング・フ
ィードバック、およびステージ移動量、細胞の移動量の
数値化できる画像処理装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は既製顕微鏡の固定ステージ部をＸ移動部ベ
ースとＹ移動部ベースにステージを分割し、これを一体
化したステージで構成（総じて自動ステージ）されてお
り、各々駆動部を有し、また円滑に移動する為の摺動面
を有するステージである。そして駆動部にオリジンを有
する超小型リニアアクチュエータを使用し、駆動部のバ
ックラシュを軽減する引張りコイルばねを有し、移動距
離精度を上げた、固定ステージと同等サイズのステージ
で、また、ステージベースの摺動面は嵌め合い構造と
し、組立時の精度を容易に高める構造である。これによ
り自動トラッキング出来る構成である。
に、本発明は既製顕微鏡の固定ステージ部をＸ移動部ベ
ースとＹ移動部ベースにステージを分割し、これを一体
化したステージで構成（総じて自動ステージ）されてお
り、各々駆動部を有し、また円滑に移動する為の摺動面
を有するステージである。そして駆動部にオリジンを有
する超小型リニアアクチュエータを使用し、駆動部のバ
ックラシュを軽減する引張りコイルばねを有し、移動距
離精度を上げた、固定ステージと同等サイズのステージ
で、また、ステージベースの摺動面は嵌め合い構造と
し、組立時の精度を容易に高める構造である。これによ
り自動トラッキング出来る構成である。
【０００７】また、自動トラッキングする顕微鏡の制御
部構成は、顕微鏡観察部にＣＣＤカメラとカメラ用レン
ズ、次に画像処理装置用パソコン・ＣＰＵ（リアルタイ
ム制御用ＯＳ、画像記録プロセス、トラッキング制御用
プロセス、ＩＥＥＥ１３９４ボードドライバー、ＩＥＥ
Ｅ１３９４ボード、駆動部制御ドライバー、駆動部制御
ボード）の構成である。
部構成は、顕微鏡観察部にＣＣＤカメラとカメラ用レン
ズ、次に画像処理装置用パソコン・ＣＰＵ（リアルタイ
ム制御用ＯＳ、画像記録プロセス、トラッキング制御用
プロセス、ＩＥＥＥ１３９４ボードドライバー、ＩＥＥ
Ｅ１３９４ボード、駆動部制御ドライバー、駆動部制御
ボード）の構成である。
【０００８】そして、リアルタイム画像処理は、画像取
込み⇒領域走査・特徴量算出⇒最適領域位置決定⇒モー
タ制御用信号出力で構成される。
込み⇒領域走査・特徴量算出⇒最適領域位置決定⇒モー
タ制御用信号出力で構成される。
【０００９】上記のように構成された顕微鏡用自動トラ
ッキング画像処理装置は、生きた細胞や分子の動態をリ
アルタイムで検出し、顕微鏡観察の視野から外れる事な
く、中心位置付近へ自動でステージをトラッキングする
事ができる。
ッキング画像処理装置は、生きた細胞や分子の動態をリ
アルタイムで検出し、顕微鏡観察の視野から外れる事な
く、中心位置付近へ自動でステージをトラッキングする
事ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図面を参照して説明する。図１において、顕微鏡１
０と自動ステージ１１、ＣＣＤカメラ１２、培養容器１
３および画像処理装置１４で構成された図で、内容は段
落番号［００１１］、［０００７］に基づく構成であ
る。
づき図面を参照して説明する。図１において、顕微鏡１
０と自動ステージ１１、ＣＣＤカメラ１２、培養容器１
３および画像処理装置１４で構成された図で、内容は段
落番号［００１１］、［０００７］に基づく構成であ
る。
【００１１】図２に示される実施例では、固定ステージ
部をＸ移動部ベース１とＹ移動部ベース２にステージを
分割し一体化したステージで固定ベース３に固着する。
そして、固定ベース３上にＹ移動部ベース２を、スライ
ドレール４を介して取付さらにＹ移動部ベース２上にス
ライドレール５を介して取付る。また、固定ベース３上
に駆動アクチュエータ６を固定し、Ｙ移動部ベース２と
連結する。また引張りコイルばね８も同様である。さら
に、Ｙ移動部ベース２上に駆動アクチュエータ７を固定
し、Ｘ移動部ベース１と連結する。また引張りコイルば
ね９も同様である。
部をＸ移動部ベース１とＹ移動部ベース２にステージを
分割し一体化したステージで固定ベース３に固着する。
そして、固定ベース３上にＹ移動部ベース２を、スライ
ドレール４を介して取付さらにＹ移動部ベース２上にス
ライドレール５を介して取付る。また、固定ベース３上
に駆動アクチュエータ６を固定し、Ｙ移動部ベース２と
連結する。また引張りコイルばね８も同様である。さら
に、Ｙ移動部ベース２上に駆動アクチュエータ７を固定
し、Ｘ移動部ベース１と連結する。また引張りコイルば
ね９も同様である。
【００１２】図３に示される実施例では、Ｘ移動部ベー
ス１の中央部に培養容器がセットできるクリヌキがある
構造、そしてＹ移動部ベース２はＸ移動量に応じたクリ
ヌキがある構造、さらに固定ベース３はＸ移動量とＹ移
動量に応じたクリヌキがある構造である。
ス１の中央部に培養容器がセットできるクリヌキがある
構造、そしてＹ移動部ベース２はＸ移動量に応じたクリ
ヌキがある構造、さらに固定ベース３はＸ移動量とＹ移
動量に応じたクリヌキがある構造である。
【００１３】図４に示される実施例では、画像処理コン
ピュータの画像取込み、およびアクチュエータへの出力
のフローチャート図で、まずトラッキング制御用ＣＣＤ
カメラおよび記録用ＣＣＤカメラ、又は一体にしたＣＣ
Ｄカメラからの信号をＩＥＥＥ１３９４ボードに取込
み、ＩＥＥＥ１３９４ボードドライバーで処理し、各画
像記録プロセスおよびトラッキング制御用画像処理プロ
セスとの相互通信を行い、一端はリアルタイム制御用Ｏ
Ｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標），Ｌｉｎｕｘ（登録商
標），Ｍａｃ（登録商標）等）へ、もう一端はモータ制
御ドライバーとの通信を行うものである。
ピュータの画像取込み、およびアクチュエータへの出力
のフローチャート図で、まずトラッキング制御用ＣＣＤ
カメラおよび記録用ＣＣＤカメラ、又は一体にしたＣＣ
Ｄカメラからの信号をＩＥＥＥ１３９４ボードに取込
み、ＩＥＥＥ１３９４ボードドライバーで処理し、各画
像記録プロセスおよびトラッキング制御用画像処理プロ
セスとの相互通信を行い、一端はリアルタイム制御用Ｏ
Ｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標），Ｌｉｎｕｘ（登録商
標），Ｍａｃ（登録商標）等）へ、もう一端はモータ制
御ドライバーとの通信を行うものである。
【００１４】そして、図５に示される実施例では、画像
処理方法の具体的フローチャートで、その動作はまず、
画像取込み⇒領域走査・特徴量算出⇒最適領域位置決定
⇒モータ制御用信号出力⇒画像取込み・・・の以下繰返
しでの閉ループで表わした図である。
処理方法の具体的フローチャートで、その動作はまず、
画像取込み⇒領域走査・特徴量算出⇒最適領域位置決定
⇒モータ制御用信号出力⇒画像取込み・・・の以下繰返
しでの閉ループで表わした図である。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】本自動ステージは、既製顕微鏡に取付ける
ことにより、後述する画像処理装置との組合せにより、
顕微鏡下で対象物（生きた細胞や分子等）を観察する
際、動態である細胞や分子を顕微鏡観察の視野から外れ
る事なく、中心位置付近へ自動でステージ（Ｘ移動部ベ
ースとＹ移動ベース）移動が円滑にできる。
ことにより、後述する画像処理装置との組合せにより、
顕微鏡下で対象物（生きた細胞や分子等）を観察する
際、動態である細胞や分子を顕微鏡観察の視野から外れ
る事なく、中心位置付近へ自動でステージ（Ｘ移動部ベ
ースとＹ移動ベース）移動が円滑にできる。
【００１７】そして、画像処理装置を具備することで、
顕微鏡下で対象物（生きた細胞や分子等）を観察する
際、動態である一個の細胞や分子をターゲットとし、Ｃ
ＣＤカメラからの対象物をモニター画面で動きをリアル
タイムでコンピュータ処理計算し、指令信号でステージ
を駆動し、細胞や分子を常に顕微鏡観察の視野から外れ
る事なく、中心位置付近へ自動でトラッキングすること
ができる。
顕微鏡下で対象物（生きた細胞や分子等）を観察する
際、動態である一個の細胞や分子をターゲットとし、Ｃ
ＣＤカメラからの対象物をモニター画面で動きをリアル
タイムでコンピュータ処理計算し、指令信号でステージ
を駆動し、細胞や分子を常に顕微鏡観察の視野から外れ
る事なく、中心位置付近へ自動でトラッキングすること
ができる。
【００１８】さらに、画像処理装置は、１個の生きた細
胞（単細胞や多細胞）や分子を画像処理のターゲットと
し、その動態を数値化（データ化）および記録すること
ができる。
胞（単細胞や多細胞）や分子を画像処理のターゲットと
し、その動態を数値化（データ化）および記録すること
ができる。
【００１９】また、画像処理装置は、１個の生きた細胞
（単細胞や多細胞）や分子を画像処理のターゲットと
し、そのターゲットである生きた細胞や分子が時間経過
とともに形状変化することに対応することができる。
（単細胞や多細胞）や分子を画像処理のターゲットと
し、そのターゲットである生きた細胞や分子が時間経過
とともに形状変化することに対応することができる。
【００２０】そして、生きた細胞中での分子動態を定量
的に評価することが、飛躍的に容易になり、観察者が顕
微鏡の長時間操作を行うことなく、ＣＣＤカメラとモニ
ター画面でのコンピュータの初期操作設定のみで、自動
で顕微鏡の長時間、観察中の記録をコンピュータに保存
することができる。
的に評価することが、飛躍的に容易になり、観察者が顕
微鏡の長時間操作を行うことなく、ＣＣＤカメラとモニ
ター画面でのコンピュータの初期操作設定のみで、自動
で顕微鏡の長時間、観察中の記録をコンピュータに保存
することができる。
【図１】本装置の実施例を示す全体構成図
【図２】自動ステージの平面図
【図３】自動ステージの断面図
【図４】画像処理装置のフローチャート
【図５】画像処理法の具体的なフローチャート
１ Ｘ移動部ベース
２ Ｙ移動部ベース
３ 固定ベース
４ スライドレール
５ スライドレール
６ 駆動アクチュエータ
７ 駆動アクチュエータ
８ 引張りコイルばね
９ 引張りコイルばね
１０ 顕微鏡
１１ 自動ステージ
１２ ＣＣＤカメラ
１３ 培養容器
１４ 画像処理装置
Claims (3)
- 【請求項１】顕微鏡下で対象物（生きた細胞や分子等）
を観察する際、動態である細胞や分子を顕微鏡観察の視
野から外れる事なく、中心位置付近へ自動でステージ
（Ｘ移動部ベースとＹ移動ベース）をトラッキングでき
る自動トラッキング装置。 - 【請求項２】１個の生きた細胞（単細胞や多細胞）や分
子を画像処理のターゲットとし、その動態を数値化（デ
ータ化）および記録できる画像処理装置。 - 【請求項３】１個の生きた細胞（単細胞や多細胞）や分
子を画像処理のターゲットとし、そのターゲットである
生きた細胞や分子が時間経過とともに変化することに対
応できる画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002007277A JP2003207719A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002007277A JP2003207719A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207719A true JP2003207719A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27645835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002007277A Pending JP2003207719A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003207719A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008242014A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | V Technology Co Ltd | 蛍光顕微鏡 |
| WO2010105015A2 (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-16 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Methods, systems, and computer readable media for microscopy tracking |
| JP2012027386A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Olympus Corp | 顕微鏡システム |
| CN104820439A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-08-05 | 华南理工大学 | 一种视觉设备作为传感器的并联平台跟踪控制装置与方法 |
| CN105005140A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-10-28 | 苏州南光电子科技有限公司 | 一种显微镜载物台的标本固定器自动控制*** |
| JP2015227940A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 光学顕微鏡システムおよびスクリーニング装置 |
| CN106054806A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-26 | 华南理工大学 | 一种基于二维编码器的平面并联机构末端跟踪控制***与方法 |
| CN110421553A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-08 | 华南理工大学 | 一种三自由度宏微运动并联结构装置及控制方法 |
-
2002
- 2002-01-16 JP JP2002007277A patent/JP2003207719A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008242014A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | V Technology Co Ltd | 蛍光顕微鏡 |
| WO2010105015A2 (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-16 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Methods, systems, and computer readable media for microscopy tracking |
| WO2010105015A3 (en) * | 2009-03-11 | 2011-01-20 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Methods, systems, and computer readable media for microscopy tracking |
| JP2012027386A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Olympus Corp | 顕微鏡システム |
| JP2015227940A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 光学顕微鏡システムおよびスクリーニング装置 |
| CN104820439A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-08-05 | 华南理工大学 | 一种视觉设备作为传感器的并联平台跟踪控制装置与方法 |
| WO2016165391A1 (zh) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | 华南理工大学 | 一种视觉设备作为传感器的并联平台跟踪控制装置与方法 |
| US9971357B2 (en) | 2015-04-16 | 2018-05-15 | South China University Of Technology | Parallel platform tracking control apparatus using visual device as sensor and control method thereof |
| JP2018513369A (ja) * | 2015-04-16 | 2018-05-24 | 華南理工大学 | 視覚デバイスをセンサとする並列プラットフォーム追跡制御装置及びその方法 |
| CN105005140A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-10-28 | 苏州南光电子科技有限公司 | 一种显微镜载物台的标本固定器自动控制*** |
| CN105005140B (zh) * | 2015-07-28 | 2018-03-09 | 苏州南光电子科技有限公司 | 一种显微镜载物台的标本固定器自动控制*** |
| CN106054806A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-26 | 华南理工大学 | 一种基于二维编码器的平面并联机构末端跟踪控制***与方法 |
| CN110421553A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-08 | 华南理工大学 | 一种三自由度宏微运动并联结构装置及控制方法 |
| CN110421553B (zh) * | 2019-08-29 | 2023-10-20 | 华南理工大学 | 一种三自由度宏微运动并联结构装置及控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104020554B (zh) | 成像***和技术 | |
| CN105204152B (zh) | 成像***、盒和使用其的方法 | |
| Yasuda et al. | Development of a high speed imaging microscope and new software for nuclear track detector analysis | |
| US6320174B1 (en) | Composing microscope | |
| JP3745157B2 (ja) | 光音響顕微鏡装置及びその映像方法 | |
| CN103765277B (zh) | 使用误差信号的聚焦和成像***以及技术 | |
| CN1967245A (zh) | 显微镜及显微镜自动对焦方法 | |
| JP2000207028A5 (ja) | ||
| JPS6194014A (ja) | 顕微鏡画像処理ダイナミツクスキヤナ | |
| AU2003298099A1 (en) | Method and device for 3 dimensional imaging of suspended micro-objects providing high-resolution microscopy | |
| CA2610450A1 (en) | Automated position control of a surface array relative to a liquid microjunction surface sampler | |
| JP2003207719A (ja) | 画像処理機能付き顕微鏡用ステージ自動トラッキング装置 | |
| US7564625B2 (en) | Systems and methods for a scanning boom microscope | |
| CN108645795B (zh) | 一种多通道单蛋白磁镊测控方法和*** | |
| Thurston et al. | Cell motility measurements with an automated microscope system | |
| JP4158077B2 (ja) | 共焦点顕微鏡 | |
| JP2000171360A (ja) | コロニ―採取方法および装置 | |
| JP2021512346A (ja) | 衝撃再走査システム | |
| CN2591612Y (zh) | 由微机实时控制的显微硬度测试*** | |
| CN1510410A (zh) | 显微硬度计计算机测控*** | |
| CN115529410A (zh) | 细胞图像拍摄***和细胞图像拍摄方法 | |
| Palcic et al. | Time lapse records of cells in vitro using optical memory disk and cell analyzer | |
| AU2013205438B2 (en) | Imaging system and techniques | |
| CN1967702A (zh) | 磁盘记录信息可视化检测方法 | |
| JP2003098425A (ja) | 自動焦点検出方法及び装置 |