JP2004070140A

JP2004070140A - 顕微鏡画像撮影装置、顕微鏡画像撮影方法、プログラムおよび記録媒体

Info

Publication number: JP2004070140A
Application number: JP2002231412A
Authority: JP
Inventors: Koshi Yamaguchi; 山口　幸志
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制できる顕微鏡画像撮影装置を提供することを目的とする。
【解決手段】蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、中央演算部は、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段２１と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段２３と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段２５とを有し、フォーカス位置決定手段は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の蛍光観察で撮影対象の褪色を抑えたオートフォーカスを行う顕微鏡画像撮影装置および顕微鏡画像撮影方法ならびにその顕微鏡画像撮影方法を実行するためのプログラムおよび記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野における各種の試験では、動植物の細胞や微生物などを種々の条件下で培養し、時間経過に伴う変化や成長の度合いを観察することが行われる。その中でも蛍光観察の需要は高く、蛍光画像の解析によって細胞内のたんぱく質の局在などが調べられている。このときに使用する明視野画像（明視野観察状態において撮影された画像）や蛍光画像（蛍光観察状態において撮影された画像）の撮影はもっぱら人手に依存しており、実験担当者が顕微鏡視野内での細胞の目視によってフォーカスを合わせ、画像撮影して、その画像を解析するという作業が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような人手による画像撮影作業は多くの時間と手間がかかるため、とくに蛍光画像の撮影においては、蛍光状態で人手によってフォーカスをあわせるため、蛍光光源の励起光の観察対象への照射時間が長くなり、観察対象が褪色するという問題点を有していた。
【０００４】
この顕微鏡画像撮影装置、顕微鏡画像撮影方法、プログラムおよび記録媒体では、励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制することが要求されている。
【０００５】
本発明は、この要求を満たすため、励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制することができる顕微鏡画像撮影装置、および、励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制するための顕微鏡画像撮影方法、ならびに、その顕微鏡画像撮影方法を実行するためのプログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の顕微鏡画像撮影装置は、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、中央演算部は、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段とを有し、フォーカス位置決定手段は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得する構成を備えている。
【０００７】
これにより、励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制することができる顕微鏡画像撮影装置が得られる。
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の顕微鏡画像撮影方法は、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置における顕微鏡画像撮影方法であって、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換工程と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算工程と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定工程とを有し、フォーカス位置決定工程においては、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得する構成を備えている。
【０００９】
これにより、励起光照射時間の短い蛍光画像のオートフォーカスを行って撮影対象の褪色を抑制するための顕微鏡画像撮影方法が得られる。
【００１０】
上記課題を解決するために本発明のプログラムは、上記顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムである構成を備えている。
【００１１】
これにより、上記顕微鏡画像撮影方法を実行するためのプログラムが得られる。
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、コンピュータに上記顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【００１３】
これにより、上記顕微鏡画像撮影方法を実行するための記録媒体が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の顕微鏡画像撮影装置は、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、中央演算部は、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段とを有し、フォーカス位置決定手段は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することとしたものである。
【００１５】
この構成により、顕微鏡の明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行してから、蛍光観察状態におけるオートフォーカスを実行して、そのフォーカス位置の画像を取得するようにしたので、蛍光観察状態におけるオートフォーカスは、明視野観察状態におけるオートフォーカスにおいて位置的に絞り込まれた後のフォーカス動作であるので、そのフォーカス動作が迅速に行われるようにすることができ、蛍光観察状態における励起光照射時間を短くして撮影対象の褪色を抑制することができるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、明視野観察状態におけるフォーカス画像を得ることとしたものである。
【００１７】
この構成により、蛍光観察状態におけるフォーカス画像のみならず、明視野観察状態におけるフォーカス画像をも取得することができ、互いの比較検討等に使用することができるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１または２に記載の顕微鏡画像撮影装置において、蛍光切替部は、明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うこととしたものである。
【００１９】
この構成により、明視野観察状態におけるオートフォーカス位置を中心とした狭い範囲で蛍光観察状態におけるオートフォーカスを行うようにすることができるので、蛍光観察状態での撮影枚数を減らして励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００２０】
請求項４に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして、対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することとしたものである。
【００２１】
この構成により、Ｚ軸方向に一定の間隔で数枚の画像を撮影してフォーカス位置の画像であるフォーカス画像を取得することができるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の顕微鏡画像撮影装置は、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることとしたものである。
【００２３】
この構成により、明視野観察状態におけるフォーカス位置においてのみ撮影対象を撮影するので、蛍光観察状態におけるフォーカス画像の取得を極めて迅速に行うことができるという作用を有する。
【００２４】
請求項６に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１乃至５のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、特徴量計算手段は、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を計算することとしたものである。
【００２５】
この構成により、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いるので、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を正確かつ迅速に計算することができるという作用を有する。
【００２６】
請求項７に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することとしたものである。
【００２７】
この構成により、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、その位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００２８】
請求項８に記載の顕微鏡画像撮影装置は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることとしたものである。
【００２９】
この構成により、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、その予測した位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００３０】
請求項９に記載の顕微鏡画像撮影方法は、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置における顕微鏡画像撮影方法であって、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換工程と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算工程と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定工程とを有し、フォーカス位置決定工程においては、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することとしたものである。
【００３１】
この構成により、顕微鏡の明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行してから、蛍光観察状態におけるオートフォーカスを実行して、そのフォーカス位置の画像を取得するようにしたので、蛍光観察状態におけるオートフォーカスは、明視野観察状態におけるオートフォーカスにおいて位置的に絞り込まれた後のフォーカス動作であるので、そのフォーカス動作が迅速に行われるようにすることができ、蛍光観察状態における励起光照射時間を短くして撮影対象の褪色を抑制することができるという作用を有する。
【００３２】
請求項１０に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、明視野観察状態におけるフォーカス位置とフォーカス画像を得ることとしたものである。
【００３３】
この構成により、蛍光観察状態におけるフォーカス画像のみならず、明視野観察状態におけるフォーカス画像をも取得することができ、互いの比較検討等に使用することができるという作用を有する。
【００３４】
請求項１１に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９または１０に記載の顕微鏡画像撮影方法において、蛍光切替部は、フォーカス位置決定工程において明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うこととしたものである。
【００３５】
この構成により、明視野観察状態におけるオートフォーカス位置を中心とした狭い範囲で蛍光観察状態におけるオートフォーカスを行うようにすることができるので、蛍光観察状態での撮影枚数を減らして励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００３６】
請求項１２に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することとしたものである。
【００３７】
この構成により、Ｚ軸方向に一定の間隔で数枚の画像を撮影してフォーカス位置の画像であるフォーカス画像を取得することができるという作用を有する。
【００３８】
請求項１３に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることとしたものである。
【００３９】
この構成により、明視野観察状態におけるフォーカス位置においてのみ撮影対象を撮影するので、蛍光観察状態におけるフォーカス画像の取得を極めて迅速に行うことができるという作用を有する。
【００４０】
請求項１４に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９乃至１３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、特徴量計算工程においては、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を計算することとしたものである。
【００４１】
この構成により、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いるので、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を正確かつ迅速に計算することができるという作用を有する。
【００４２】
請求項１５に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することとしたものである。
【００４３】
この構成により、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、その位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００４４】
請求項１６に記載の顕微鏡画像撮影方法は、請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることとしたものである。
【００４５】
この構成により、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、その予測した位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという作用を有する。
【００４６】
請求項１７に記載のプログラムは、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムであることとしたものである。
【００４７】
この構成により、プログラムに基づいて汎用コンピュータを動作させることにより、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという作用を有する。
【００４８】
請求項１８に記載の記録媒体は、コンピュータに請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることとしたものである。
【００４９】
この構成により、汎用コンピュータは、記録したプログラムを読み取って、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという作用を有する。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による顕微鏡画像撮影装置としての細胞画像撮影装置を示すブロック図である。
【００５２】
図１において、ステージ１上には、観察対象を収容する容器２が載置されている。容器２は外部から視認可能な透明体であり、内部には撮影対象の細胞が入った試料３が収容されている。容器２としては、プレート、プレパラート、フラスコ等がある。ステージ１の下には対物レンズ４が配設されており、対物レンズ４の下方には蛍光フィルタ５、蛍光光源６、カメラ８が配置されている。機構制御部９により、ステージ１の上方に配設された照明装置７を点灯して容器２を照明した状態で、対物レンズ４を介してカメラ８によって容器２内の試料３を撮像することにより、カメラ８は明視野の細胞画像のデジタル画像データを取得する。また、蛍光切替部１０により、蛍光フィルタ５の切替えと蛍光光源６のシャッタ開閉を行うことにより、明視野観察（照明装置７の照明による観察）と蛍光観察（蛍光光源６の照明による観察）の切替えと、蛍光撮影時の蛍光光源６のシャッタ制御を行うことができる。ステージ１および対物レンズ４は機構制御部９と接続されており、機構制御部９によってステージ１もしくは対物レンズ４を制御し、カメラ８に外部シャッタ信号を送ることにより、容器２内の所望の位置をカメラ８によって撮像することができる。カメラ８は画像記憶部１１と接続されており、カメラ８によって取得されたデジタル画像データは画像記憶部１１に記憶される。第１の記憶部１２はプログラム記憶部であり、周波数変換処理を行うプログラムや、周波数変換されたデータに基づいてフォーカス位置を決定するプログラムなど、各種の演算、動作制御の処理を行うプログラムを記憶する。記憶媒体ドライブ１３は、フロッピーディスクなどの磁気ディスクやメモリーカードなど、携行可能な記憶媒体１４からのデータの読み取りを行うドライブ装置である。記憶媒体１４には、撮影画像データが記憶されており、細胞画像撮影装置によって取得された画像の読み取りができる。中央演算部１５はＣＰＵであり、第１の記憶部１２に記憶されたプログラムに従って各種の演算や動作制御を実行する。表示部１６はモニタ装置であり、カメラ８によって取得した画像を表示するほか、操作・入力時の案内画面を表示する。第２の記憶部１７はデータ記憶部であり、撮影画像データを記憶する。操作・入力部１８はキーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力やデータ入力を行う。通信部１９は有線や無線の通信ネットワークを介して外部装置とのデータの授受を行う。
【００５３】
次に、図２を参照して顕微鏡画像撮影装置の処理機能について説明する。図２は図１の細胞画像撮影装置の処理機能を示す機能ブロック図である。
【００５４】
図２に示す周波数変換手段２１、特徴量計算手段２３、フォーカス位置決定手段２５は、中央演算部１５が第１の記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される機能実現手段である。また撮影画像記憶部２０、周波数変換データ記憶部２２、特徴量記憶部２４は、第２の記憶部１７に設定される記憶領域を示すものである。
【００５５】
図２において、撮影画像記憶部２０にはカメラ８によって撮影されたデータが記憶される。記憶されたデータはまず周波数変換手段２１によって周波数変換され、周波数変換データとして周波数変換データ記憶部２２に格納される。特徴量計算手段２３は、周波数変換データ記憶部２２に記憶された周波数変換データのうち、高周波数成分の平均値や総和等で表わされるフォーカス決定用の特徴量を計算し、特徴量記憶部２４に格納する。フォーカス位置決定手段２５は、特徴量記憶部２４に格納された特徴量データが最大値となる点をフォーカス位置として決定する。
【００５６】
このように構成された顕微鏡画像撮影装置（細胞画像撮影装置）について、その動作を図３を用いて説明する。図３は、図１の顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャートである。
【００５７】
図３において、まず、撮影対象の細胞を含む試料３を収容した容器２をステージ１上に載置し、明視野オートフォーカスを行い、フォーカス位置の情報とフォーカス位置の画像（フォーカス画像）を取得する（Ｓ１）。明視野オートフォーカスとは、照明装置７の照明を用いた状態（明視野観察状態）において、フォーカス位置決定手段２５が、周波数変換データから計算された特徴量を用いてフォーカス位置を決定することである。明視野オートフォーカスの動作後、蛍光切替部１０により、蛍光フィルタ５の切替えと、蛍光光源６のシャッタを開き、蛍光観察状態に切り替える（Ｓ２）。蛍光観察状態のまま、明視野のフォーカス位置を中心とした狭い範囲で細胞画を撮影する（Ｓ３）。撮影が終った時点で蛍光光源６のシャッタを閉じる（Ｓ４）。次いで、この画像データに対して周波数変換手段２１によって周波数変換を実行する（Ｓ５）。これにより画像信号は周波数変換データとして周波数帯域毎に周波数変換データ記憶部２２に記憶される。周波数変換は所定回数反復される。すなわち変換処理後に周波数変換データ記憶部２２に記憶されたデータのうち低周波数空間のデータ（ＤＣ成分）は再び周波数変換手段２１に読み込まれ、再び周波数変換が実行される。次に、周波数変換データ記憶部２２記憶されたデータの少なくとも高周波成分を用いて特徴量計算手段２３がフォーカス決定用特徴量を計算し、特徴量記憶部２４に格納する（Ｓ６）。特徴量としては、高周波成分の総和や平均値などが用いられる。フォーカス位置決定手段２５は、特徴量記憶部２３に格納されている特徴量が最大となる位置を求め、その位置をフォーカス位置として決定し（Ｓ７）、その位置に対応する画像を撮影画像記憶部２０の中から選択して、蛍光観察状態時のフォーカス画像とする（Ｓ８）。
【００５８】
図６は蛍光観察状態時のフォーカス位置（蛍光フォーカス位置）Ｐ１を示す説明図である。本実施の形態では、上述したように、特徴量が最大となる位置を求め、その位置をフォーカス位置とする。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部１０と、Ｚ軸方向に対物レンズ４とステージ１との間隔を制御しながらカメラ８で画像を撮影する画像撮影部８、９と、全体を制御する中央演算部１５とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、中央演算部１５は、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段２１と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段２３と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段２５とを有し、フォーカス位置決定手段２５は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部１０を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することにより、顕微鏡の明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行してから、蛍光観察状態におけるオートフォーカスを実行して、そのフォーカス位置の画像を取得するようにしたので、蛍光観察状態におけるオートフォーカスは、明視野観察状態におけるオートフォーカスにおいて位置的に絞り込まれた後のフォーカス動作であるので、そのフォーカス動作が迅速に行われるようにすることができ、蛍光観察状態における励起光照射時間を短くして撮影対象の褪色を抑制することができる。
【００６０】
また、フォーカス位置決定手段２５は、明視野観察状態におけるフォーカス画像を得ることにより、蛍光観察状態におけるフォーカス画像のみならず、明視野観察状態におけるフォーカス画像をも取得することができ、互いの比較検討等に使用することができる。
【００６１】
さらに、蛍光切替部１０は、明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタ５の切替えと蛍光光源６のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うことにより、明視野観察状態におけるオートフォーカス位置を中心とした狭い範囲で蛍光観察状態におけるオートフォーカスを行うようにすることができるので、蛍光観察状態での撮影枚数を減らして励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができる。
【００６２】
さらに、画像撮影部８、９は、対物レンズ４もしくはステージ１をＺ軸方向に動かして、対物レンズ４とステージ１との間隔を変化させ、間隔に応じてカメラ８の外部シャッタ信号を出力して、明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することにより、Ｚ軸方向に一定の間隔で数枚の画像を撮影してフォーカス位置の画像であるフォーカス画像を取得することができる。
【００６３】
さらに、特徴量計算手段２３は、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を計算することにより、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いるので、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を正確かつ迅速に計算することができる。
【００６４】
さらに、フォーカス位置決定手段２５は、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することにより、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、その位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による顕微鏡画像撮影装置の構成は、実施の形態１の場合と同様に、図１、図２に示す構成である。
【００６６】
このように構成された顕微鏡画像撮影装置（細胞画像撮影装置）について、その動作を図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２による顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャートである。
【００６７】
図４において、まず、撮影対象の細胞を含む試料３を収容した容器２をステージ１上に載置し、明視野オートフォーカスを行い、フォーカス位置の情報とフォーカス位置の画像を取得する（Ｓ１１）。明視野オートフォーカスの動作後、明視野のオートフォーカス位置に移動する（Ｓ１２）。次に、蛍光切替部１０により、蛍光フィルタ５を切り替え、蛍光光源６のシャッタを開き、蛍光観察状態に切り替える（Ｓ１３）。次に、蛍光フォーカス画像として蛍光画像を１枚撮影する（Ｓ１４）。撮影が終った時点で蛍光光源６のシャッタを閉じる（Ｓ１５）。
【００６８】
以上のように本実施の形態によれば、画像撮影部８、９は、対物レンズ４もしくはステージ１をＺ軸方向に動かして明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラ８の外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることにより、明視野観察状態におけるフォーカス位置においてのみ撮影対象を撮影するので、蛍光観察状態におけるフォーカス画像の取得を極めて迅速に行うことができる。
【００６９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による顕微鏡画像撮影装置の構成は、実施の形態１の場合と同様に、図１、図２に示す構成である。
【００７０】
このように構成された顕微鏡画像撮影装置（細胞画像撮影装置）について、その動作を図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３による顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
図５において、まず、撮影対象の細胞を含む試料３を収容した容器２をステージ１上に載置し、明視野オートフォーカスを行い、フォーカス位置の情報とフォーカス位置の画像を取得する（Ｓ２１）。明視野オートフォーカスの動作後、蛍光切替部１０により、蛍光フィルタ５を切り替え、蛍光光源６のシャッタを開き、蛍光観察状態に切り替える（Ｓ２２）。蛍光観察状態のまま、明視野状態のフォーカス位置を中心とした狭い範囲で細胞画像を撮影する（Ｓ２３）。撮影が終った時点で蛍光光源６のシャッタを閉じる（Ｓ２４）。次いで、この画像データに対して周波数変換手段２１によって周波数変換を実行する（Ｓ２５）。これにより画像信号は周波数変換データとして周波数帯域毎に周波数変換データ記憶部２２に記憶される。周波数変換は所定回数反復される。すなわち変換処理後に周波数変換データ記憶部２２に記憶されたデータのうち低周波数空間のデータ（ＤＣ成分）は再び周波数変換手段２１に読み込まれ、再び周波数変換が実行される。次に、周波数変換データ記憶部２２記憶されたデータのうち少なくとも高周波成分を用いて特徴量計算手段２３がフォーカス決定用の特徴量を計算し、特徴量記憶部２４に格納する（Ｓ２６）。特徴量としては、高周波成分の総和や平均値などが用いられる。フォーカス決定手段２５は、特徴量記憶部２３に格納されている特徴量データに対して２次関数近似を行い、２次関数のグラフの頂点位置をフォーカス位置として予測する（Ｓ２７）。予測したフォーカス位置の撮影ができるように、対物レンズ４もしくはステージ１を移動させる（Ｓ２８）。移動後、蛍光切替部１０は蛍光光源６のシャッタを開く（Ｓ２９）。蛍光状態のフォーカス画像として、その位置で１枚蛍光画像を撮影する（Ｓ３０）。撮影後、蛍光光源６のシャッタを閉じる（Ｓ３１）。
【００７２】
図７は蛍光観察状態時のフォーカス位置（蛍光フォーカス位置）Ｐ２を示す説明図である。本実施の形態では、上述したように、特徴量データに対して２次関数近似を行い、２次関数のグラフの頂点位置をフォーカス位置とする。
【００７３】
以上のように本実施の形態によれば、フォーカス位置決定手段２５は、特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズ４もしくはステージ１をＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラ８の外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることにより、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、その予測した位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、中央演算部は、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段とを有し、フォーカス位置決定手段は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することにより、顕微鏡の明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行してから、蛍光観察状態におけるオートフォーカスを実行して、そのフォーカス位置の画像を取得するようにしたので、蛍光観察状態におけるオートフォーカスは、明視野観察状態におけるオートフォーカスにおいて位置的に絞り込まれた後のフォーカス動作であるので、そのフォーカス動作が迅速に行われるようにすることができ、蛍光観察状態における励起光照射時間を短くして撮影対象の褪色を抑制することができるという有利な効果が得られる。
【００７５】
請求項２に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、明視野観察状態におけるフォーカス画像を得ることにより、蛍光観察状態におけるフォーカス画像のみならず、明視野観察状態におけるフォーカス画像をも取得することができ、互いの比較検討等に使用することができるという有利な効果が得られる。
【００７６】
請求項３に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１または２に記載の顕微鏡画像撮影装置において、蛍光切替部は、明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うことにより、明視野観察状態におけるオートフォーカス位置を中心とした狭い範囲で蛍光観察状態におけるオートフォーカスを行うようにすることができるので、蛍光観察状態での撮影枚数を減らして励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００７７】
請求項４に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして、対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することにより、Ｚ軸方向に一定の間隔で数枚の画像を撮影してフォーカス位置の画像であるフォーカス画像を取得することができるという有利な効果が得られる。
【００７８】
請求項５に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることにより、明視野観察状態におけるフォーカス位置においてのみ撮影対象を撮影するので、蛍光観察状態におけるフォーカス画像の取得を極めて迅速に行うことができるという有利な効果が得られる。
【００７９】
請求項６に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、特徴量計算手段は、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を計算することにより、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いるので、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を正確かつ迅速に計算することができるという有利な効果が得られる。
【００８０】
請求項７に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することにより、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、その位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８１】
請求項８に記載の顕微鏡画像撮影装置によれば、請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置において、フォーカス位置決定手段は、特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることにより、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、その予測した位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８２】
請求項９に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置における顕微鏡画像撮影方法であって、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換工程と、周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算工程と、特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定工程とを有し、フォーカス位置決定工程においては、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することにより、顕微鏡の明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行してから、蛍光観察状態におけるオートフォーカスを実行して、そのフォーカス位置の画像を取得するようにしたので、蛍光観察状態におけるオートフォーカスは、明視野観察状態におけるオートフォーカスにおいて位置的に絞り込まれた後のフォーカス動作であるので、そのフォーカス動作が迅速に行われるようにすることができ、蛍光観察状態における励起光照射時間を短くして撮影対象の褪色を抑制することができるという有利な効果が得られる。
【００８３】
請求項１０に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、明視野観察状態におけるフォーカス位置とフォーカス画像を得ることにより、蛍光観察状態におけるフォーカス画像のみならず、明視野観察状態におけるフォーカス画像をも取得することができ、互いの比較検討等に使用することができるという有利な効果が得られる。
【００８４】
請求項１１に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９または１０に記載の顕微鏡画像撮影方法において、蛍光切替部は、フォーカス位置決定工程において明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うことにより、明視野観察状態におけるオートフォーカス位置を中心とした狭い範囲で蛍光観察状態におけるオートフォーカスを行うようにすることができるので、蛍光観察状態での撮影枚数を減らして励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８５】
請求項１２に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することにより、Ｚ軸方向に一定の間隔で数枚の画像を撮影してフォーカス位置の画像であるフォーカス画像を取得することができるという有利な効果が得られる。
【００８６】
請求項１３に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることにより、明視野観察状態におけるフォーカス位置においてのみ撮影対象を撮影するので、蛍光観察状態におけるフォーカス画像の取得を極めて迅速に行うことができるという有利な効果が得られる。
【００８７】
請求項１４に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９乃至１３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、特徴量計算工程においては、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を計算することにより、周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いるので、蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の特徴量を正確かつ迅速に計算することができるという有利な効果が得られる。
【００８８】
請求項１５に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することにより、特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、その位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８９】
請求項１６に記載の顕微鏡画像撮影方法によれば、請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法において、フォーカス位置決定工程においては、特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることにより、二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、その予測した位置に移動して１枚フォーカス画像を撮影するので、励起光の照射時間を短くすることができ、撮影対象の褪色を抑制した蛍光観察状態のオートフォーカスを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００９０】
請求項１７に記載のプログラムによれば、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムであることにより、プログラムに基づいて汎用コンピュータを動作させることにより、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという有利な効果が得られる。
【００９１】
請求項１８に記載の記録媒体によれば、コンピュータに請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることにより、汎用コンピュータは、記録したプログラムを読み取って、請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による顕微鏡画像撮影装置としての細胞画像撮影装置を示すブロック図
【図２】図１の細胞画像撮影装置の処理機能を示す機能ブロック図
【図３】図１の顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２による顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３による顕微鏡画像撮影装置の動作を示すフローチャート
【図６】蛍光観察状態時のフォーカス位置を示す説明図
【図７】蛍光観察状態時のフォーカス位置を示す説明図
【符号の説明】
１　ステージ
２　容器
３　試料
４　対物レンズ
５　蛍光フィルタ
６　蛍光光源
７　照明装置
８　カメラ
９　機構制御部
１０　蛍光切替部
１１　画像記憶部
１２　第１の記憶部
１３　記憶媒体ドライブ
１４　記憶媒体
１５　中央演算部
１６　表示部
１７　第２の記憶部
１８　操作・入力部
１９　通信部
２０　撮影画像記憶部
２１　周波数変換手段
２２　周波数変換データ記憶部
２３　特徴量計算手段
２４　特徴量記憶部
２５　フォーカス位置決定手段

Claims

蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置であって、
前記中央演算部は、前記撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換手段と、前記周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算手段と、前記特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定手段とを有し、
前記フォーカス位置決定手段は、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、前記蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて前記蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することを特徴とする顕微鏡画像撮影装置。
前記フォーカス位置決定手段は、前記明視野観察状態におけるフォーカス画像を得ることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記蛍光切替部は、前記フォーカス位置決定手段が前記明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、前記蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして、対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、前記明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして前記明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、前記蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記特徴量計算手段は、前記周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、前記蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の前記特徴量を計算することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記フォーカス位置決定手段は、前記特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、前記特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
前記フォーカス位置決定手段は、前記特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、前記二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影装置。
蛍光観察状態に顕微鏡を切り替える蛍光切替部と、Ｚ軸方向に対物レンズとステージとの間隔を制御しながらカメラで画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する顕微鏡画像撮影装置における顕微鏡画像撮影方法であって、
前記撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを取得する周波数変換工程と、前記周波数変換データから特徴量を計算する特徴量計算工程と、前記特徴量からフォーカス位置を決定するフォーカス位置決定工程とを有し、
前記フォーカス位置決定工程においては、顕微鏡の明視野観察状態においてオートフォーカスを実行してフォーカス位置を決定した後、前記蛍光切替部を制御して顕微鏡を蛍光観察状態に切り替えて前記蛍光観察状態におけるフォーカス位置の画像を取得することを特徴とする顕微鏡画像撮影方法。
前記フォーカス位置決定工程においては、前記明視野観察状態におけるフォーカス位置とフォーカス画像を得ることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記蛍光切替部は、前記フォーカス位置決定工程において前記明視野観察状態におけるオートフォーカスを実行した後に、蛍光フィルタの切替えと蛍光光源のシャッタの開口とを行って顕微鏡を蛍光観察状態に切り替え、前記蛍光観察状態における画像撮影時にも蛍光光源のシャッタの開閉制御を行うことを特徴とする請求項９または１０に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして対物レンズとステージとの間隔を変化させ、間隔に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力して、前記明視野観察状態におけるフォーカス位置を中心として指定したＺ軸範囲の画像を撮影することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に動かして前記明視野観察状態におけるフォーカス位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚撮影し、前記蛍光観察状態におけるフォーカス画像を得ることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記特徴量計算工程においては、前記周波数変換後データの少なくとも高周波成分を用いて、前記蛍光観察状態におけるオートフォーカス用の前記特徴量を計算することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記フォーカス位置決定工程においては、前記特徴量が最大となる位置をフォーカス位置とし、前記特徴量が最大となる位置の画像をフォーカス画像として選択することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法。
前記フォーカス位置決定工程においては、前記特徴量データを用いて二次関数の近似を行い、前記二次関数の頂点のＺ位置をフォーカス位置として予測し、対物レンズもしくはステージをＺ軸方向に移動させて予測位置に移動し、カメラの外部シャッタ信号を出力して画像を１枚画撮影し、蛍光フォーカス画像を得ることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法。
請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラム。
コンピュータに請求項９乃至１６のいずれか１に記載の顕微鏡画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。