JP3803673B2

JP3803673B2 - 測定方法及び測定装置

Info

Publication number: JP3803673B2
Application number: JP2004025389A
Authority: JP
Inventors: 篤義嶋本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2024-02-02
Also published as: JP2005214924A; US20050170332A1

Description

本発明は、顕微鏡下で、細胞の蛍光観察を行う蛍光観察方法、及び観察装置に関する。

近年の遺伝子技術の進歩に伴って、人を含む多くの生物の遺伝子配列が明らかになると共に、解析されたタンパク質等の遺伝子産物と疾病との因果関係も少しずつ解明され始めている。また、細胞を用いて様々な検査を行い、各種タンパク質や遺伝子等を、さらに網羅的に、かつ統計的に解析する試みがなされている。ここで、このような検査を行うには、細胞を長期に培養しながら、所定の情報を取得することが必要である。そのため、細胞を培養しつつ、顕微鏡観察を行える装置の開発が求められている。

例えば、近年、遺伝子導入された細胞等のダイナミックな変化を、細胞が生きたままの状態で、蛍光観察する技術が急速に進歩を遂げている。これらの観察には、リポソーム法、マイクロインジェクション法、ジーンガン法等が用いられる。特に、蛍光タンパクであるＧＦＰ（ＧｒｅｅｎＦｌｏｒｅｓｃｅｎｔＰｒｏｔｅｉｎ）のめざましい進歩により、生きた細胞内のオルガネラ（細胞小器官）や、タンパク質に至る様々な物質挙動の時間的、空間的な変化を、顕微鏡下で連続して蛍光観察できるようになっている。

ところで、顕微鏡を用いて試料全体を観察する場合、一度に観察できる範囲は、主に対物レンズの倍率によって決定される。したがって、対物レンズが高倍率になると、観察範囲は、試料のごく一部に限られてしまう。そのため、高解像度で試料全体の顕微鏡画像を取得するには、試料に載せるステージと対物レンズとを相対的に走査し、試料を複数の領域に分割して部分画像を取り込み、それらの画像を合成して試料全体の画像にしなければならない。

ここで、遺伝子導入された複数の細胞を観察するため、蛍光画像を所定の時間ごとに自動的に撮影する場合を考える。なお、試料としての細胞は、スライドガラス上に数百から数万といった、非常に多くのスポットが設けられたマイクロアレイや、一枚のスライドガラス上に載せられているものとする。
この場合、各細胞に導入された遺伝子の種類や、遺伝子導入効率は、細胞ごとに異なる。したがって、照明光を照射したときに、細胞から発せられる蛍光の輝度は、観察する試料の部位によって変動する。また、各細胞の蛍光輝度は、観察中にも、時間によって変動する。よって、細胞の中には、その蛍光輝度が、あるタイミングで撮像素子のダイナミックレンジの上限を超えて、撮像素子を飽和させるものが存在する。このため、観察する部位の蛍光輝度に見合ったダイナミックレンジで蛍光観察を行わなければならない。また、撮像素子が飽和しないように、リアルタイムでダイナミックレンジを変化させなければならない。

撮像した蛍光の強度を適当に増幅する方法としては、オートゲインコントローラを用いるものが知られている（例えば、特許文献1参照）。具体的には、撮像素子の出力信号を増幅器で増幅する際に、出力信号の大きさに応じてオートゲインコントローラで増幅器の利得を制御する。
特開平１０−３０５００４号公報

しかしながら、撮像素子の出力信号が小さいときに、増幅器の利得を大きくして、出力信号を増幅すると、出力信号のノイズも同時に増幅されてしまうので、ノイズの目立つ蛍光画像が撮れてしまうという問題があった。
また、オートゲインの場合には、撮像素子への入射光量が大きすぎると、いくらゲインを小さくしても画像が得られないという問題がある。
この発明は、このような従来の問題を解決しようとするもので、細胞の観察中に、蛍光輝度が飽和することなく、かつ蛍光画像のノイズを増幅させずに蛍光観察ができる顕微鏡システムを提供すること目的とする。

上記の課題を解決する第１の発明は、観察する細胞を担体上に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、ライン状の撮像領域と前記担体とを相対的に移動させて前記後に取得する蛍光画像の取得を行う際に、前記撮像におけるビデオレートを、前記先に取得した前記蛍光画像の蛍光輝度の最大値によって変化させ、前記ビデオレートと前記相対的移動における移動速度を同期させることを特徴とする蛍光観察方法とした。
この蛍光観察方法によれば、先に取得した蛍光画像の情報に基づいて、後に同じ撮影エリアで取得する蛍光画像の露出光量を調整する。よって、蛍光強度が弱い場合でも適切な明るさの画像が得られる。また、逆に、細胞を観測中に蛍光強度が明るくなっても、画像の明るさが飽和しなくなる。さらに、観測する部位の蛍光強度に見合ったレンジで蛍光観察ができる。したがって、撮像系のダイナミックレンジを生かすことができ、生体組織で発生した蛍光強度の情報を正確に取得できる。また、プレスキャンを必要とせずに、リアルタイムで測定条件を決定するので、測定時間を短縮できる。

第２の発明は、観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、細胞に励起光を照射するために用いる光源と、励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、前記撮像位置に配置された撮像手段と、該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、を備え、該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、前記撮像手段は、前記光電変換素子をライン状に配置したライン固体撮像手段であり、前記撮像条件に基づいて前記ライン固体撮像手段のビデオレートと前記電動ステージの走査速度とを同期させながら、走査速度を変化させることを特徴とする測定装置とした。
この測定装置によれば、先に取得した蛍光画像の情報を、後に同じ撮影エリアで取得する蛍光画像の撮像条件にフィードバックし、露出光量を変化させる。蛍光強度が弱い場合でも適切な明るさの画像が得られる。また、逆に、細胞を観測中に蛍光強度が明るくなっても、画像の明るさが飽和しなくなる。よって、観測する部位の蛍光強度に見合ったレンジで蛍光観察ができる。また、プレスキャンを必要とせずに、リアルタイムで測定条件を決定するので、測定時間を短縮できる。

第３の発明は、観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、細胞に励起光を照射するために用いる光源と、励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、前記撮像位置に配置された撮像手段と、該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、を備え、該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、前記撮像手段は、遅延積算方式ライン固体撮像手段であり、前記撮像条件に基づいて前記遅延積算方式ライン固体撮像手段のビデオレートと前記電動ステージの走査速度とを同期させながら、前記遅延積算方式ライン固体撮像手段のラインの段数を変化させることを特徴とする測定装置とした。
この測定装置によれば、遅延積算式ライン固体撮像手段のビデオレートと電動ステージの操作速度とを同期させながら、遅延積算方式ライン固体撮像手段のラインの段数を変えることで、撮影の露出光量を適切な量に変えることができるので、蛍光強度が飽和しなくなる。また、微弱蛍光を検出する場合、撮像により得られる信号を電気的に増幅する代わりに、撮像手段の露出光量を変化させるので、蛍光画像のノイズが増幅されない。

第４の発明は、観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、細胞に励起光を照射するために用いる光源と、励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、前記撮像位置に配置された撮像手段と、該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、を備え、該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、レーザ光源と、レーザ光を走査する走査ユニットとを有し、前記撮像条件に基づいて前記走査ユニットによるレーザ光の走査速度を変化させることを特徴とする測定装置とした。
この測定装置によれば、レーザ光の走査速度を変えることで、レーザ光で励起される細胞からの蛍光強度を適切な量に変えることができるので、蛍光強度が飽和しなくなる。また、微弱蛍光を検出する場合、撮像により得られる信号を電気的に増幅する代わりに、撮像手段の露出光量を変化させるので、蛍光画像のノイズが増幅されない。

第５の発明は、観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、細胞に励起光を照射するために用いる光源と、励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、前記撮像位置に配置された撮像手段と、該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、を備え、該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、観測する細胞が配置された前記担体は、スライドガラスであり、前記スライドガラス上に細胞がグリッド状に配置され前記担体上に、遺伝子発現させたときの蛍光強度の大きさが類似する細胞同士を、前記電動ステージの走査方向に沿って配列し、この列ごとに前記撮像条件を設定することを特徴とする測定装置とした。
この測定装置によれば、試料全体を１回スキャンする間に、露出光量を変化させる回数を減らすことができるので、測定時間をさらに短縮できる。

第６の発明は、観察する細胞を担体上に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、撮像領域と前記担体とを相対的に移動させると共に、１ラインの電荷を前記相対移動に同期して所定の段数ほど移動させて前記後に取得する蛍光画像の取得を行う際に、前記段数を、前記先に取得した前記蛍光画像の蛍光輝度の最大値によって変化させることを特徴とする蛍光観察方法とした。

第７の発明は、観察する細胞を担体上にグリッド状に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、前記露出光量の調整を列ごとに行えるように、蛍光強度の大きさが類似する細胞同士を１つの列に並べることを特徴とする蛍光観察方法とした。

この発明によれば、励起光を照射する部位の蛍光輝度に見合ったレンジで蛍光観察を行うので、撮影系のダイナミックレンジを生かしつつ、測定中に蛍光輝度が飽和することを防止できる。また、蛍光輝度を電気的に増減しないので、ノイズを少なくできる。これにより、生体組織から発生した蛍光強度の情報を正確に取得することができる。さらに、プレスキャンを必要とせずに、リアルタイムに撮像条件を決定できるので、試料を測定する時間を短縮できる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は装置構成を示す図であり、図３は観察対象となる試料を示す図である。また、図４及び図６は測定方法のフローチャートである。

図１に示すように、測定装置は、顕微鏡１と、顕微鏡１に接続された制御装置２と、端末装置３を含んで構成されている。
顕微鏡１は、電動ステージ１１と、光源１２と、落射照明用の光学系１３と、励起光カットフィルタ１４と、ミラー１５と、結像レンズ１６と、電動可変ＮＤ（中性濃度）フィルタ１７と、撮像系である固体撮像手段（以下、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅｄＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラとする）１８とを含む。なお、顕微鏡１の構成や、光学素子の数及び配置は、図１に示す例に限定されない。
電動ステージ１１は、担体２０を載置し、図中のＸ軸方向とＹ軸方向（図に垂直な方向）の二次元に走査可能に構成されている。さらに、電動ステージ１１は、担体２０が載置される部分の少なくとも一部が、励起光及び蛍光に対して透明な部材から製造されている。なお、担体２０は、観察対象となる試料を配置するもので、光を透過するスライドガラスなどから製造されている。
光源１２は、キセノンランプなどの光源ランプ２１と、ミラー２２とを有している。ミラー２２は、光源ランプ２１の後部に配置されており、発散光源である光源ランプ２１の光を光学系１３に効率良く導く。

落射照明用の光学系１３は、コレクタレンズ２３と、開口絞り２４と、視野絞り２５と、視野レンズ２６と、励起フィルタ２７と、ダイクロイックミラー２８と、対物レンズ２９とを含んで構成される。
コレクタレンズ２３、開口絞り２４、視野絞り２５、及び視野レンズ２６は、光路に沿って、光源１２側から、この順番に配置されている。励起フィルタ２７は、視野レンズ２６よりも試料側の光路上に配置されている。この励起フィルタ２７は、所定の波長域の励起光（例えば、ＧＦＰの励起中心波長である４８９ｎｍ）を透過させる。ダイクロイックミラー２８は、電動ステージ１１の下方に、光軸に対して略４５°傾斜して設けられている。このため、励起光は、担体２０を照射可能である。また、ダイクロイックミラー２８は、励起光は反射するが、蛍光は透過するような膜がコーティングされている。対物レンズ２９は、ダイクロイックミラー２８と電動ステージ１１との間に設けられている。担体２０からは、戻り光として、蛍光と励起光が、対物レンズ２９に入射する。

励起光カットフィルタ１４は、ダイクロイックミラー２８の下方に配置されている。この励起光カットフィルタ１４は、蛍光は透過させるが、それ以外の戻り光はカットする特性を有する。ミラー１５は、励起光カットフィルタ１４の下方に、光軸に対して略４５°傾斜させて設けられている。結像レンズ１６は、ミラー１５で折り返される蛍光の光軸上に配置されている。この結像レンズ１６は、蛍光をＣＣＤカメラ１８の受光部（光電変換素子）に結像させる。ＣＣＤカメラ１８は、電子シャッターを有する。ＣＣＤカメラ１８は、光に晒されていても、動作していなければ撮像しないので、ＣＣＤカメラ１８の動作時間を制御装置２でコントロールすることで、蛍光画像の露出光量を調整するシャッターとして働かせることができる。なお、このような動きを、電子シャッターという。そして、電動可変ＮＤフィルタ１７は、結像レンズ１６とＣＣＤカメラ１８との間に配置されている。この電動可変ＮＤフィルタ１７は、円板形状のＮＤフィルタ３１と、ＮＤフィルタ３１の中心を挿通する回転軸３２と、回転軸３２を回転させる駆動ユニット（不図示）とからなる。駆動ユニットの一例としては、回転軸３２に連結されたモータがあげられる。
ここで、電動可変ＮＤフィルタ１７の一例を図２に示す。図２において、回転軸３２は、ＮＤフィルタ３１の中心を、垂直に貫通している。ＮＤフィルタ３１は、矢印Ｄ１で示す円周方向に沿って、濃淡が付けられており、透過率が連続的に変化している。したがって、制御装置２によって、回転軸３２が時計回り（ＣＷ）に回転すると、これに伴ってＮＤフィルタ３１が回転し、透過率が増減する。

図１に示すように、ＣＣＤカメラ１８は、蛍光を受光して、電気信号を発生させる光電変換素子を配列した受光部を備える。
制御装置２は、端末装置３と、電動ステージ１１と、光源１２と、電動可変ＮＤフィルタ１７と、ＣＣＤカメラ１８とに接続されている。この制御装置２は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）や、メモリなどから構成され、所定のプログラムに基づき、各手段３，１１，１２，１７，１８の動作を制御する。特に、端末装置３で作成した蛍光画像に基づいて、後述する蛍光輝度解析ルーチンによって、ＣＣＤカメラ１８に入射する蛍光の光量を調整する。
端末装置３は、制御装置２と、ＣＣＤカメラ１８とに接続されている。この端末装置３には、例えば、パーソナルコンピュータを用いることができる。その役割は、ＣＣＤカメラ１８で撮影した細胞の蛍光画像を取り込み、保存することである。さらに、蛍光画像を画面表示させたり、紙媒体や記録媒体に蛍光画像を出力したりする。また、観察者の操作を受け付けて、必要な情報を制御装置２に受け渡す。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
最初に、撮影に先立って、試料を担体２０に保持させる。図３に、担体２０に対する試料の配置の一例を示す。図３において、試料は、所定の領域に、観察対象となる組織などが分散している。このような試料において、蛍光画像を取得する領域、つまり撮影エリアは、観察対象物が存在する領域であり、図３に符号ＡＡからＺＺで示してある。例えば、撮影エリアＡＣは、Ｘ軸方向に３番目で、Ｙ軸方向に１番目に位置する撮影エリアである。なお、撮影エリアの大きさは、顕微鏡１の倍率に対応する視野で定まる。また、撮影エリアの数は、図３の例に限定されない。そして、各撮影エリアＡＡ〜ＺＺは、測定装置によって順番に観測される。

撮影に際しては、制御装置２は、所定のプログラムを実行し、蛍光画像の撮影を制御する。このときの処理について、図４から図６に示すフローを参照しながら説明する。
まず、制御装置２は、準備段階として、撮影回数の設定と確認を行う。すなわち、最初に、撮影回数ｎの値として「１」を設定する（ステップＳ１）。ここで、最初の撮影では、撮影回数ｎは、所定の撮影回数ｎ１未満であるので（ステップＳ２においてＹｅｓ）、このまま、撮影を開始する。なお、所定の撮影回数ｎ１は、２以上の整数とする。
そして、撮影を開始する際には、制御装置２から、電動ステージ１１に対して駆動信号を出力し、撮影エリアＡＡを対物レンズ２９の視野内に移動させる（ステップＳ３）。

電動ステージ１１の移動が終了したら、撮影エリアＡＡの蛍光画像を撮影する（ステップＳ４）。具体的には、光学系１３からの励起光を撮影エリアＡＡに照射する。励起光は、光源１２からの光を、励起フィルタ２７を通すことで得られる。さらに、励起光の形状は、各レンズ２３，２６，２９及び各絞り２４，２５によって整形され、撮影エリアＡＡの形状に合わせられる。そして、このような励起光が照射されると、試料では、蛍光タンパクであるＧＦＰに起因する蛍光が発生する。この蛍光は、対物レンズ２９及びダイクロイックミラー２８を透過する。そして、励起光カットフィルタ１４で余分な波長成分が除去された後に、ミラー１５で折り返される。そして、結像レンズ１６に導かれ、ＣＣＤカメラ１８の受光部において像を結ぶ。このときに、結像レンズ１６とＣＣＤカメラ１８との間には、前記のような構成を有する電動可変ＮＤフィルタ１７が配置されている。したがって、ＣＣＤカメラ１８に結像する励起光の光量は、光路上にあるＮＤフィルタ３１の濃度に応じた光量になる。また、ＣＣＤカメラ１８の電子シャッターを用いて露出光量をコントロールできる。

撮影エリアＡＡの蛍光画像の撮影が終了したら、制御装置２は、その蛍光画像を端末装置３に取り込ませ、保存させる。さらに、この蛍光画像に基づいて、蛍光強度解析ルーチンによって解析を行う（ステップＳ５）。なお、蛍光強度解析ルーチンの詳細については、後述する。
また、撮影エリアＡＡの蛍光画面の撮影が終了したら、制御装置２は、撮影したエリアが試料の最後の撮影エリアであるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここでは、最初の観察エリアＡＡの撮影が終了したばかりであるので（ステップＳ６においてＮｏ）次の撮影エリアである撮影エリアＡＢを対物レンズ２９の視野内に移動させるべく、電動ステージ１１の移動を開始する（ステップＳ７）。このとき、ＣＣＤカメラ１８など、他の構成要素の位置は、固定したままである。

撮影エリアＡＢを照射位置まで移動させるには、電動ステージ１１を、図３においてＸ軸方向に移動させれば良い。この間に、制御装置２は、次の撮影エリアＡＢの撮影露出光量を設定する（ステップＳ８）。この処理は、ステップＳ５の蛍光輝度解析ルーチンによる処理に基づいて行われる。なお、撮影回数ｎが１、つまり一回目の撮影では、撮影露出光量は、撮影エリアごとには変化させない。
そして、撮影エリアＡＢが照射位置まで移動したら（ステップＳ９）、ステップＳ４に戻って、撮影エリアＡＢの蛍光画像を撮影する。
以降は、図３において、Ｘ軸方向の最後の撮影エリアである撮影エリアＡＺまでは、電動ステージ１１を、Ｘ軸方向に、撮影エリア一つ分ずつ移動させて、蛍光画像を順次取得する。さらに、撮影エリアＡＺの撮影が終了したときには、電動ステージ１１をＸ軸方向のマイナス方向に移動させて、最初の位置に戻す。また、Ｙ軸方向に撮影エリア一つ分だけプラス方向に移動させる。これにより、撮影エリアＡＡ〜ＡＺの次のラインの撮影エリアＢＡ〜ＢＺの撮影が可能になる。

そして、最後の撮影エリアである撮影エリアＺＺの撮影が終了したら、ステップＳ６からステップＳ１０に進んで、撮影回数ｎを１つインクリメントして「２」に設定する。その後、２回目以降の撮影を行う際には、一定時間ごと前記の処理を繰り返し、各撮影エリアＡＡ〜ＺＺを経時的に観測する。具体的には、ステップＳ６で、撮影回数ｎを「２」に設定した後に、端子ＡからステップＳ２に進んで、撮影回数の判定を行う。所定の撮影回数ｎ１が２よりも大きい場合に、ステップＳ３からの処理を繰り返す。なお、２回以上の撮影を行い、撮影回数ｎが、所定の撮影回数ｎ１と等しくなったときには（ステップＳ２においてＮｏ）、撮影を終了する。

ここにおいて、蛍光を発する組織の量などは、撮影エリアＡＡ〜ＺＺごとに異なるので、ＣＣＤカメラ１８で受光する蛍光の光量も、撮影エリアＡＡ〜ＺＺごとに異なる。このため、２回目以降の撮影においては、すべての撮影エリアＡＡ〜ＺＺを、同じ露出光量で撮影すると、撮影エリアによっては、蛍光輝度が飽和、もしくは、蛍光輝度が微弱で検出できない可能性がある。したがって、２回目以降の撮影では、ステップＳ８において、撮影時の露出光量を撮影エリアＡＡ〜ＺＺごとに変えてから、撮影を行う。つまり、図５に示すように、ｎ回目の撮影にあたり、ｎ−１回目の蛍光輝度の情報をフィードバックする。そして、必要に応じて、ＣＣＤカメラ１８の電子シャッター、又は、図２に示すような、電動可変ＮＤフィルタ１７の回転位置を設定し、撮影露出光量を調整する。

撮影露出光量を調整するための処理を行う蛍光輝度解析ルーチン（図４のステップＳ５）の詳細について、図６を参照しながら説明する。
まず、制御装置２は、蛍光画像を取り込む（ステップＳ２１）。そして、蛍光画像の画像データの中から、蛍光強度の最大値Ｉｍを算出する（Ｓ２２）。次に、その最大値Ｉｍと、所定の基準蛍光輝度ｈとの大小を比較する（ステップＳ２３）。なお、基準蛍光輝度ｈは、ＣＣＤカメラ１８が飽和する輝度（ＣＣＤ飽和輝度Ｓｍ）をβ倍（β＜１）した量である。ＣＣＤ飽和輝度Ｓｍは、ＣＣＤによって定まる定数である。係数βは、ＣＣＤカメラ１８のダイナミックレンジをどこまで使うかを決めるパラメータである。例えば、β＝０．９であれば、ＣＣＤカメラ１８が飽和することなく測れる最大輝度の９０％まで使うことになる。

基準蛍光輝度ｈが、Ｉｍがｈを上回れば（ステップＳ２３でＹｅｓ）、次の撮影で、蛍光輝度が飽和してしまう可能性があるとみなし、次回の蛍光露出量を減らすような係数ａを算出する（ステップＳ２４）。係数ａは、基準蛍光輝度ｈを最大値Ｉｍで除算した値をα倍（α＜１）した値である。αは、次の撮影露出光量をどのくらいまで抑えるかを決める重み付けのパラメータである。例えば、蛍光輝度の変動が大きい撮影エリアに対しては、αを小さい値に設定しておき、変動が小さい撮影エリアに対しては、αを大きい値に設定すれば良い。なお、係数ａは、常に１未満の値になる。
そして、ｎ回目の撮影露出光量は、ｎ−１回目の撮影露出光量を係数ａ倍した値に設定する。その後は、このルーチンを抜けて、図４のステップ８に戻る。
また、最大値Ｉｍが、ＣＣＤ飽和輝度ｈを下回れば（ステップＳ２３においてＮｏ）、次回の撮影露出光量は変更しないという結果をアウトプットし（ステップＳ２６）、図４のステップＳ８に戻る。

この実施の形態によれば、蛍光輝度解析ルーチンで、先に撮影したときの蛍光輝度の最大値から、同じ場所で後から撮影するときの撮影露出光量を調整するようにしたので、細胞などの観察対象を観測する際に蛍光輝度が飽和することはない。
また、電子シャッターの動作速度には限界があり、最大動作速度（ビデオレート）にして、露出光量を限界まで小さくしても、なお蛍光強度が飽和してしまうほど、撮像素子の入力される蛍光の強度が大きい場合にも、電動可変ＮＤフィルタ１７を回転させることで、透過率を下げ、蛍光強度が飽和することを防ぐことができる。
さらに、微弱蛍光を検出する場合、観察対象を複数回にわたって走査しながら、電子シャッターにより、撮影露出光量を増加させて蛍光画像を撮影するので、電気的に信号を増幅して作成する蛍光画像のように、ノイズが増幅されることがなく、きれいな蛍光画像が得られる。なお、これは、ＣＣＤカメラ１８の受光部によって生成される信号レベルは、露出時間に正比例していることによる。すなわち、他の条件がすべて等しければ、露出時間が長い程、得られる信号レベルは大きくなり、信号レベルが大きくなると、ピクセル間の信号雑音比（Ｓｉｇｎａｌ‐ｔｏ‐ＮｏｉｓｅｒａｔｉｏＳＮ比）は、露出時間が短い場合よりも、相対的に向上するからである。
さらに、観察する部位の蛍光輝度に見合ったレンジで蛍光観察ができるので、撮像系のダイナミックレンジを生かすことができる。これらの効果によって、生体組織から発生した蛍光強度の画像を正確に取得できる。また、プレスキャンを必要とせずに、リアルタイムに測定条件を決定できるので、試料全体を測定する時間を短縮できる。

なお、図７に、電動可変ＮＤフィルタの他の例を示す。図７に示す電動可変ＮＤフィルタ３４は、回転軸３２に固定された円板３５上に、複数のＮＤフィルタ３６ａ〜３６ｆを円周方向Ｄ１に沿って配置してある。ＮＤフィルタ３６ａ〜３６ｆは、段階的に透過率が異なるものが用いられている。そして、回転軸３２は、いずれかのＮＤフィルタ３６ａ〜３６ｆが、光路上に配置されるように回転制御される。したがって、回転軸３２をＣＷに回転させると、透過率が段階的に上下する。
このような電動可変ＮＤフィルタ３４によれば、蛍光輝度解析ルーチン（図６参照）に基づいて設定された撮影の露出光量に応じて、ＮＤフィルタ３６ａ〜３６ｆを切り替えることで、露出光量を適切な値に変えることができる。

次に、この発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、撮影露出光量を変化させる手段として、エレクトロクロミック調光素子を用いることを特徴とする。なお、エレクトロクロミック調光素子とは、電気量に応じた化学変化によって、光の透過率が変化する物質を含んで構成された素子である。

図８に模式的に示すように、エレクトロクロミック調光素子４０は、エレクロ層４１を二つの支持層４２，４３で挟んだ構成を有している。支持層４２，４４は、蛍光に対して透明な材料から製造されている。エレクロ層４１は、支持層４２側から順番に、透明導電膜４４と、電気化学的な透過率可変物質層４５と、透明導電膜４６とを積層した電気的光量調整デバイスである。透明導電膜４４，４６には、例えば、インジウム錫酸化膜（ＩＴＯ膜）が用いられる。さらに、透過率可変物質層４５は、三層構造を有している。透明導電膜４４上には、例えば、三酸化タングステン（ＷＯ３）からなる第一の膜４７が形成されている。第一の膜４７上には、第二の膜４８が形成されている。第二の膜４８は、例えば、五酸化二タリウム（Ｔ２Ｏ５）からなる。第二の膜４８上には、第三の膜４９が形成されている。第三の膜４９は、例えば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）からなる。各膜４４，４６，４７〜４９は、支持層４２上に、順番にコーティング又はスパッタリングにより形成されている。なお、透明導電膜４６と支持層４３とは、接着剤５０で接着されている。

このようなエレクトロクロミック調光素子４０は、図１に示すようなＣＣＤカメラ１８よりも試料側で、電動可変ＮＤフィルタ１７の代わりに配置される。そして、各透明電動膜４４，４６は、制御ユニットである制御装置２に接続される。
エレクトロクロミック調光素子４０の配置例を、図９に示す。ここでは、支持層４３が結像レンズになっており、エレクトロクロミック調光素子４０と結像レンズとが一体に構成されている。なお、この結像レンズは、ＣＣＤカメラ１８の受光部に蛍光が像を結ぶように設計されている。また、支持層４２は、光軸ｎに直交するような平行平板が用いられている。

そして、測定装置２は、図４及び図６に示すようなフローチャートに従って、観察対象の蛍光画像を撮影する。この際に、図４のステップＳ８に相当する処理では、制御装置２が、撮影露出光量に応じて、エレクトロクロミック調光素子４０の透明誘電膜４４，４６間に印加する電圧を変化させて、エレクロ層４１の透過率を調整する。これにより、ＣＣＤカメラ１８に入射する蛍光の光量が、図６に示す蛍光輝度解析ルーチンで設定された露出光量に調整される。
この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得られる。さらに、電圧値に基づいて蛍光の透過率を調整できるので、短時間で、かつ確実に撮影の露出光量を調整できる。

さらに、撮影の露出光量を変化させる手段の他の例について説明する。
例えば、ＣＣＤカメラ１８の電子シャッターの代わりに、機械式のシャッターを用いても良い。この場合には、図１に示す結像レンズ１６とＣＣＤカメラ１８との間に、シャッターとなる板を設ける。さらに、この板を、制御装置２の制御信号に基づいて光路上に出没するように支持する。
この場合には、蛍光輝度解析ルーチン（図６参照）の処理に基づいて、シャッターを閉じる時間、つまりシャッターが光路を遮る時間を変化させる。これにより、撮影の露出光量を適切な量に変えることができる。したがって、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

次に、この発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、撮像手段としてラインＣＣＤカメラを用い、ラインＣＣＤカメラのビデオレート及び電動ステージの走査速度を制御することにより、撮影の露出光量を調整する。

図１０に示すように、ラインＣＣＤカメラ６１は、ＣＣＤ６２を、Ｙ軸方向に一列に配置したセンサであり、座標面ＸＹ上に固定されている。
この測定装置では、図１に示すような制御装置２が、電動ステージ１１をＸ軸において、マイナス方向（矢印Ｄ２参照）に移動させる。これにより、担体２０及び試料は、ラインＣＣＤカメラ６１によって、Ｘ軸のプラス方向に相対的にスキャンされることになる。
ここで、各ＣＣＤ６２の配設ピッチ、つまり最小画素ピッチは、ｐ（ｍｍ）とする。また、ビデオレートは、Ｌｔ（Ｈｚ）とする。さらに、電動ステージ１１上の試料面に対するＣＣＤ６２の面上での顕微鏡総合倍率をＭとする。ビデオレートは、１ラインのＣＣＤ６２を読み出す時間に相当するので、そのときの撮影の露出光量は、１／Ｌｔ（ｓｅｃ）になる。よって、ラインＣＣＤカメラ６１のビデオレートＬｔを、前回の撮影時の蛍光輝度の最大値によって変化させることで、同じ撮影エリアで次に撮影する際の露出光量を最適な量に調整することができる。

さらに、電動ステージ１１が移動する際のステージ速度を、（ｐ／Ｍ）×Ｌｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）で動かせば、ラインＣＣＤカメラ６１のビデオレートにステージ速度を同期させることができる。したがって、蛍光に基づく信号を正しく読み出すことができる。
また、例えば、撮影エリアＡＡと、撮影エリアＡＢとで、撮影の露出光量を変化させたい場合、図中にＲ１で示す撮影エリアＡＡに相当する区間と、Ｒ３で示す撮影エリアＡＢに相当する区間とでステージ速度を変化させば良い。ステージ速度の切り替えは、区間Ｒ１と区間Ｒ３の間の、区間Ｒ２を移動中に行う。
なお、図１０において、撮影エリアＢＡなどの蛍光画面を撮影する場合には、ラインＣＣＤカメラ６１を非動作状態にして、電動ステージ１１をＹ軸のプラス方向に移動させた後に、撮影を行う。

この実施の形態によれば、撮影の露出光量を変化させる手段を、ラインＣＣＤカメラ６１と電動ステージ１１とから構成することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、電動ステージ１１のステージ速度を調整することで、撮影の露出光量が調整できるので、露出光量の制御を確実に行うことができる。したがって、ノイズの少ない、きれいな蛍光画像が得られる。さらに、撮像系の構成を簡略化することができる。また、試料を複数回にわたってスキャンする必要がなくなるので、撮影時間を短縮できる。

次に、この発明の第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、撮像手段をＴＤＩ（ＴｉｍｅＤｅｌａｙＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ遅延積算）方式ラインＣＣＤカメラとし、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラのＴＤＩラインの段数によって、撮影の露出光量を変化させることを特徴とする。

図１１に示すように、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１は、シフトレジスタ７２と、ＴＤＩ検出器７３と、増幅器（不図示）とを含んで構成されている。ＴＤＩ検出器７３は、段数Ｎ（図１１においては、段数Ｎ＝５）のステージ７４Ａ〜７４ｅからなっている。各ステージ７４ａ〜７４ｅは、複数のカラム（Ｃｏｌｕｍｎ）７５ａ〜７５ｊからなっている。

このＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１において、不図示の走査センサから得られたイメージは、ＴＤＩ検出器７３に入力される。ＴＤＩ検出器７３では、図１１中で一番左端に位置するステージ７４ａから、一番右端に位置するステージ７４ｅまで滑らかにイメージが進んでいく。電荷は、イメージと略同期しながら、移動するので、イメージがＴＤＩ検出器７３の５つのステージのすべてを通過した時点で、単一の線形検出の場合と比較して、総電荷で５倍の電荷が生成される。
さらに、電荷の総和は、シフトレジスタ７２に転送される。そして、これらの電荷は、次のラインのイメージ電荷がＴＤＩ検出器７３からシフトレジスタ７２に到着するまでの間に増幅器に出力される。なお、このプロセス全体は、パイプライン化されているので、各ピクセルには、イメージの一部が常に入射されている。
ここで、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１のビデオレートをＬｔ（Ｈｚ）、ＴＤＩラインの段数をＮとすると、撮影の露出光量は、（１／Ｌｔ）×Ｎ（ｓｅｃ）となる。よって、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１の段数Ｎを、前回の撮影時の蛍光輝度の最大値によって変化させることで、撮影の露出光量を最適な量に調整することができる。

この実施の形態によれば、撮影の露出光量を変化させる手段として、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１を用いることにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、試料を複数回にわたってスキャンする必要がなくなるので、撮影時間を短縮できる。
なお、ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ７１の最大の段数は、５つに限定されず、任意の整数にすることができる。また、カラムの数も図１１に示した１０個に限定されない。

次に、この発明の第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、顕微鏡をレーザ走査型顕微鏡としている。さらに、レーザ走査型顕微鏡のスキャンミラーの走査速度を制御することにより、撮影の露出光量を調整する。

図１２に示すように、測定装置は、レーザ走査型顕微鏡８１と、制御装置２と、端末装置３とを含んで構成されている。
レーザ走査型顕微鏡８１は、レーザ光源８２と、ダイクロイックミラー２８と、２次元走査ユニット８３と、対物レンズ２９と、電動ステージ１１と、励起光カットフィルタ１４と、ミラー１５と、レンズ８４と、ピンホール８５と、光検出器８６とを含む。レーザ光源８２は、励起光に相当する波長のレーザ光を出射するものが用いられる。２次元走査ユニット８３は、ダイクロイックミラー２８と、対物レンズ２９との間に介挿されている。その構成は、Ｘ軸方向にレーザ光を走査するガルバノメータミラーと、Ｙ軸方向にレーザ光を走査するガルバノメータミラーとを含む。
レンズ８４は、ミラー１５で折り返した蛍光の光路上に配置されている。ピンホール８５は、レンズ８４の集光位置に配置されており、共焦点光学系を形成している。光検出器８６は、蛍光の入射によって電気信号を出力する。
さらに、制御装置２は、電動ステージ１１と、２次元走査ユニット８３と、光検出器８６と、端末装置３とに接続されている。また、端末装置３は、制御装置３と、光検出器８６とに接続されている。

この測定装置では、レーザ光源８２からの励起光を、ダイクロイックミラー２８で試料に向かって反射させ、２次元走査ユニット８３に導入する。２次元走査ユニット８３は、制御装置２からの走査制御信号に基づいて、２つのガルバノメータミラーを走査させる。これにより、励起光は、試料をＸ軸方向及びＹ軸方向に走査する。そして、２次元走査ユニット８３は、励起光のＸ軸方向の走査が終了する度に、走査終了信号を制御装置２に出力する。なお、励起光は、対物レンズ２９により集光されるので、試料にはスポット光として照射される。
励起光の照射によって、試料からは、画像情報としての蛍光が発生する。この蛍光は、励起光が入射した光路を逆に戻って、ダイクロイックミラー２８を透過する。さらに、蛍光は、励起光カットフィルタ１４を透過してから、ミラー１５で反射される。そして、レンズ８４で集光され、ピンホール８５を通過し、光検出器８６に入射する。光検出器８６では、蛍光の光量に応じた電気信号が出力される。この電気信号は、制御装置２に入力される。さらに、光検出器８６からの電気信号は、端末装置３に入力され、試料の蛍光画像として、画像変換される。なお、このレーザ走査型顕微鏡８１は、共焦点光学系を形成しているので、蛍光画像は、Ｚ軸方向に垂直な、あるＸＹ平面における試料の断面像である。
そして、撮影の露出光量を調整する際には、図６に示すような蛍光輝度解析ルーチンで、２回目以降の撮影露出光量を撮影エリアごとに設定する。そして、設定された露出光量に基づいて、制御装置２が、ガルバノメータミラーを用いてレーザ光の走査速度を変化させる。すなわち、走査速度が大きいと、撮影の露出光量は少なくなる。走査速度が小さいと、撮影の露出光量は大きくなる。

この実施の形態によれば、レーザ走査型顕微鏡８１を用い、励起光であるレーザ光の走査速度を制御することによって、細胞の励起時間を変化させ、蛍光画像を撮影する際の露出光量を調整するようにしたので、細胞などの観察対象を観測する際に蛍光輝度が飽和することを防止できる。また、光検出器８６のダイナミックレンジを生かすことができる。したがって、生体組織などから発生した蛍光強度の画像を正確に取得できる。また、プレスキャンが不要になる。そして、測定条件をリアルタイムで決定するので、試料全体を測定する時間を短縮できる。

次に、この発明の第６の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
図１３に示すように、この実施の形態において、試料は、複数の細胞からなる。各細胞は、担体９１上にグリッド状に配置されている。担体９１は、スライドガラスからなり、Ｘ軸方向に沿って、複数のラインエリアＬ１，Ｌ２，Ｌ３を配列させた構成を有している。各ラインエリアＬ１〜Ｌ３には、所定の距離を置いて、複数の細胞が保持される。ここでの撮影エリアＡＡ〜ＣＺは、担体９１上に配置された１つ１つの細胞に相当する。
この場合には、グリッド状に配置された細胞を、順番に走査するようにして蛍光画像を撮影し、細胞ごとに撮影の露出光量を調整する。このような担体９１を用いることで、複数の細胞を順番に蛍光観察することが可能になる。

なお、このような担体９１においては、各ラインエリアＬ１〜Ｌ３を利用して、細胞を分類して配置することができる。具体的には、各ラインエリアＬ１〜Ｌ３に、遺伝子発現させたときの蛍光輝度の大きさが類似する細胞を並べる。そして、前記の各実施の形態における変化手段（例えば、図１に示す電動可変ＮＤフィルタ１７）を用いて、各ラインエリアＬ１〜Ｌ３ごとに、撮影の露出光量を設定する。
例えば、ラインエリアＬ１には、発光輝度が比較的に大きい細胞群を並べる。また、ラインエリアＬ２には、発光強度がラインエリアＬ１よりも相対的に低い細胞群を並べる。そして、前記の各実施の形態における手段（例えば、図１に示す電動可変ＮＤフィルタ１７）を用いて、ラインエリアＬ１内では、撮影の露出光量を小さく設定する。そして、ラインエリアＬ１内では、露出光量を所定の値に保ちつつ、各細胞の蛍光画像を撮影する。さらに、ラインエリアＬ２の細胞を撮影する際には、ラインエリアＬ１のときよりも撮影露出光量を大きくする。そして、このラインエリアＬ２内では、撮影の露出光量を一定に保つ。
このようにすると、同一のラインエリアＬ１〜Ｌ３内であれば、グリッドごと、つまり細胞ごとに撮影の露出光量を変化させる必要がなくなる。そして、露出光量の調整は、ラインエリアを変えるときにだけ行えば良い。したがって、撮影の露出光量を変化させる手段を作動させる回数を減らすことができる。さらに、これに伴って、撮影の露出光量を変化させる手段を動作させる時間を減少できるので、担体９１全体を高速に走査できる。したがって、蛍光画像をすばやく撮影できる。

ここで、例えば、図１３の撮影エリアＡＺから撮影エリアＢＡに移動するときのように、１つのラインエリアで撮影を行った後に、次のラインエリアで撮影を行う際には、ラインエリア間を移動している間に、前記の各実施の形態で説明したような変化手段で、撮影の露出光量を調整する。この場合には、電動ステージ１１を動かしながら、撮影の露出光量を調整するので、効率良く、担体９１全体を走査することができる。

なお、この発明は、前記の各実施の形態に限定されずに、広く応用することができる。
例えば、制御装置２と端末装置３とは、一体の装置であっても良い。また、各実施の形態において、図４及び図６に示すような処理をコンピュータに行わせるプログラムや、このプログラムをコンピュータに読み出し可能に記録した記録媒体なども、この発明の実施形態に含まれるものとする。

本発明の実施形態における測定装置の構成を示す図である。電動可変ＮＤフィルタの一例を示す図である。試料の配置と撮影エリアを説明する図である。測定装置の処理を説明するフローチャートである。撮影エリアごとの撮影の順番と撮像条件のフィードバックとを説明する図である。蛍光輝度解析ルーチンを示すフローチャートである。電動可変ＮＤフィルタの一例を示す図である。エレクトロクロミック調光素子の構成を示す図である。エレクトロクロミック調光素子の配置例を示す図である。ラインＣＣＤカメラを用いた撮影を説明する図である。ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラの構成を示す図である。本発明の実施形態における測定装置の構成を示す図である。担体上の試料の配置例を示す図である。

符号の説明

２制御装置（制御ユニット）
３端末装置（処理装置）
２０，９１担体
１１電動ステージ
１４励起光カットフィルタ
１６結像レンズ
１７電動可変ＮＤフィルタ（露出光量を変化させる手段）
１８ＣＣＤカメラ（撮像手段、固体撮像手段）
２８ダイクロイックミラー
２９対物レンズ
３１，３６ａ〜３６ｆＮＤフィルタ（中性濃度フィルタ）
４０エレクトロクロミック調光素子
６１ラインＣＣＤカメラ（ライン固体撮像手段）
７１ＴＤＩ方式ラインＣＣＤカメラ（遅延積算方式ライン固体撮像手段）
８２レーザ光源
８３走査ユニット

Claims

観察する細胞を担体上に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、
ライン状の撮像領域と前記担体とを相対的に移動させて前記後に取得する蛍光画像の取得を行う際に、前記撮像におけるビデオレートを、前記先に取得した前記蛍光画像の蛍光輝度の最大値によって変化させ、
前記ビデオレートと前記相対的移動における移動速度を同期させることを特徴とする蛍光観察方法。
観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、
細胞に励起光を照射するために用いる光源と、
励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、
前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、
前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、
前記撮像位置に配置された撮像手段と、
該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、
を備え、
該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、
前記撮像手段は、前記光電変換素子をライン状に配置したライン固体撮像手段であり、前記撮像条件に基づいて前記ライン固体撮像手段のビデオレートと前記電動ステージの走査速度とを同期させながら、走査速度を変化させることを特徴とする測定装置。
観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、
細胞に励起光を照射するために用いる光源と、
励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、
前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、
前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、
前記撮像位置に配置された撮像手段と、
該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、
を備え、
該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、
前記撮像手段は、遅延積算方式ライン固体撮像手段であり、前記撮像条件に基づいて前記遅延積算方式ライン固体撮像手段のビデオレートと前記電動ステージの走査速度とを同期させながら、前記遅延積算方式ライン固体撮像手段のラインの段数を変化させることを特徴とする測定装置。
観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、
細胞に励起光を照射するために用いる光源と、
励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、
前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、
前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、
前記撮像位置に配置された撮像手段と、
該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、
を備え、
該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、
レーザ光源と、レーザ光を走査する走査ユニットとを有し、前記撮像条件に基づいて前記走査ユニットによるレーザ光の走査速度を変化させることを特徴とする測定装置。
観察する細胞が配置された担体を動かす電動ステージと、
細胞に励起光を照射するために用いる光源と、
励起光を細胞に向けて集光する対物レンズと、
前記担体からの戻り光のうち、所定の波長の光をカットする励起光カットフィルタと、
前記担体上の細胞から発せられる蛍光を所定の撮像位置に結像する結像レンズと、
前記撮像位置に配置された撮像手段と、
該撮像手段により撮影された蛍光画像を取り込み、画像処理を行う処理装置と、
を備え、
該処理装置は、先に取得した蛍光画像の画像処理結果をもとに、次に取得する蛍光画像の撮像条件を設定する工程を有し、
観測する細胞が配置された前記担体は、スライドガラスであり、前記スライドガラス上に細胞がグリッド状に配置され
前記担体上に、遺伝子発現させたときの蛍光強度の大きさが類似する細胞同士を、前記電動ステージの走査方向に沿って配列し、この列ごとに前記撮像条件を設定することを特徴とする測定装置。
観察する細胞を担体上に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、
撮像領域と前記担体とを相対的に移動させると共に、１ラインの電荷を前記相対移動に同期して所定の段数ほど移動させて前記後に取得する蛍光画像の取得を行う際に、前記段数を、前記先に取得した前記蛍光画像の蛍光輝度の最大値によって変化させることを特徴とする蛍光観察方法。
観察する細胞を担体上にグリッド状に配置し、励起光の照射によって細胞から発せられた蛍光の画像を、所定の時間間隔をおいて、時系列的に撮像系で取得するにあたり、蛍光強度の飽和を防ぐために、先に取得した前記蛍光画像を用いて、後に取得する蛍光画像の撮影の露出光量を決定する蛍光観察方法であって、
前記露出光量の調整を列ごとに行えるように、蛍光強度の大きさが類似する細胞同士を１つの列に並べることを特徴とする蛍光観察方法。