JP5090188B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
顕微鏡装置100は、顕微鏡本体101と光源装置102と制御装置103からなる。顕微鏡本体101は、標本11を載せるステージ12と、対物レンズ13と、対物レンズ13が取り付けられるレボルバ14と、ステージ12を移動させる焦準機構15と、架台16と、投光管17と、鏡筒18と、接眼ユニット19を有する。
ステージ12は、図示しない平面駆動機構2より対物レンズ13の光軸に直交した水平平面内で自在に移動でき、対物レンズ13に対する標本11の観察位置を変化させる。また、ステージ12は、焦準機構15により垂直方向(対物レンズ13の光軸方向)に昇降移動され、標本11と対物レンズ13の焦点位置との相対位置を変化させ、標本11に対する対物レンズ13の焦点合わせを行う。焦準機構15は制御装置103と接続されており、制御装置103により動作が制御される。なお、焦準機構15は、ステージ12の代わりに対物レンズ13を垂直方向に昇降移動させる構成としても構わない。
制御装置(設定部、制御部及び画像生成部に対応する)103は、画像データ及び使用者により設定されるデータ等が入力される入力部23、制御データを出力する出力部24、GUI画面等を表示する表示部25と、記憶部26と、制御部27と、焦点深度拡大画像を生成する画像生成部28を有する。
出力部24は、通信装置、携帯型記録媒体等で構成され、観察画像データを含む各種観察データ及び処理データ等を外部に出力する。表示部25は、液晶ディスプレイ等からなり、観察画像、設定情報及び報知情報を表示する。
なお、制御装置103は、専用の装置でも汎用のパーソンルコンピュータ等で構成しても良い。パーソナルコンピュータは、例えば、制御プログラムに従って全体の制御を行うMPU等の演算処理装置、演算処理措置がワークメモリとして使用するメインメモリ、各のプログラムや処理結果のデータ等を記憶するハードディスク装置等の記憶装置、データの授受を行うインターフェース部、操作者からの指示を取得する入力装置、情報を表示する表示装置等を有する。
図3は、第1の実施の形態の顕微鏡装置100における、焦点深度拡大領域の取込領域の設定及び取込条件の設定画面の一例を示す図である。この設定画面は、制御部27の制御の元に表示部25に表示される。
図3の例は、焦点深度拡大領域の距離として「±2000nm」が設定され、その焦点深度拡大領域の分割数として「8」が設定された場合を示している。
図5の例は、焦点深度拡大領域の大きさとして「±2000nm」、分割数として「8」が設定された場合を示している。焦点深度拡大領域の大きさと分割数が設定されると、制御部27は、各取込領域の開始位置と終了位置を算出し、1番目の取込領域の開始位置として「−2000」、終了位置として「−1500」、2番目の取込領域の開始位置として「−1500」、終了位置として「−1000」・・が算出され、それらの数値が図5の設定画面の開始位置、終了位置として表示される。
なお、上記の説明では、露光時間を先に設定したが、光源の出射光量を先に設定し、その出射光量を元に露光時間を決めても良い。また、長時間露光画像を取り込む位置は、取込領域の中央位置に限らず任意の位置、あるいはステージ12を各取込領域の開始位置から終了位置まで移動させながら連続的に露光しても良い。
そして、j番目の取込領域のk値を基準として、他の取込領域のk値を正規化して加重係数を算出する。j番目の取込領域の加重係数sk[j]を「1」とすると、i番目の取込領域の加重係数sk[i]は、k値を用いて以下の式で表せる。
各取込領域の長時間露光画像に上記の加重係数を乗算して、乗算後の長時間露光画像の画像データを加算して1つの加算画像を得る。その加算画像をフィルタ処理して焦点深度拡大画像を生成する。
上記の式では、露光時間E[i]が設定されたときの好適な出射光量L[i]を求めているが、各取込領域の出射光量E[i]が設定された場合にも上記の式から好適な露光時間を算出できる。
実施の形態では、分割数に基づいて各取込領域の大きさを同じにしたが、各取込領域の開始位置、終了位置を使用者が任意に設定できるようにしても良い。
101 顕微鏡本体
102、202 光源装置
103 制御装置
12 ステージ
18 カメラ
20 光量調整部
23 入力部
24 出力部
25 表示部
26 記憶部
27 制御部
28 画像生成部
Claims (8)
- 光源の出射光量を調整する光量調整部を有する光源部と、
前記光源部からの光が照射される標本を撮像する撮像部と、
対物レンズの焦点位置と標本との相対位置を変化させる焦準部と、
標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域を前記対物レンズの光軸方向に分割してなる複数の取込領域と、前記複数の取込領域の各々に対する露光時間及び出射光量とを設定する設定部と、
前記設定部で設定された露光時間と出射光量とにより定まる取込条件で、前記焦準部により前記相対位置を前記複数の取込領域のそれぞれの開始位置から終了位置まで変化させて複数の長時間露光画像を取得する制御部と、
取得した前記複数の長時間露光画像を加算して焦点深度拡大画像を生成する画像生成部とを備え、
前記設定部は、前記複数の取込領域の各々に対して露光時間が設定された場合に、各取込領域の中間位置で前記光源部からの出射光量を前記光量調整部によって変化させながら各取込領域に対して設定された露光時間で連続撮影を行い、各取込領域の中間位置での連続撮影により取得された画像から各取込領域の画像が飽和しない最大出射光量を算出し、前記複数の取込領域の各々に対する出射光量を前記最大出射光量に設定する顕微鏡装置。 - 光源の出射光量を調整する光量調整部を有する光源部と、
前記光源部からの光が照射される標本を撮像する撮像部と、
対物レンズの焦点位置と標本との相対位置を変化させる焦準部と、
標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域を前記対物レンズの光軸方向に分割してなる複数の取込領域と、前記複数の取込領域の各々に対する露光時間及び出射光量とを設定する設定部と、
前記設定部で設定された露光時間と出射光量とにより定まる取込条件で、前記焦準部により前記相対位置を前記複数の取込領域のそれぞれの開始位置から終了位置まで変化させて複数の長時間露光画像を取得する制御部と、
取得した前記複数の長時間露光画像を加算して焦点深度拡大画像を生成する画像生成部とを備え、
前記設定部は、前記複数の取込領域の各々に対する露光時間が設定された場合に、前記焦点深度拡大領域の開始位置から終了位置まで移動しながら前記複数の取込領域のうちの一の取込領域に設定された露光時間で行う撮影を前記光源部からの出射光量を前記光量調整部によって変化させながら繰り返し行い、繰り返し行われた撮影により取得された画像から画像が飽和しない最大出射光量を算出し、前記最大出射光量に基づいて前記複数の取込領域の各々に対する出射光量を設定する顕微鏡装置。 - 前記設定部は、標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域と、前記焦点深度拡大領域を複数の取込領域に分割するための分割数を設定するための入力を受け付ける手段を有する請求項1または2記載の顕微鏡装置。
- 前記設定部は、標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域と、前記焦点深度拡大領域を複数の取込領域に分割するときの各取込領域の開始位置及び終了位置と、各取込領域の露光時間及び光源部の出射光量を設定するための入力を受け付ける手段を有する請求項1または2記載の顕微鏡装置。
- 前記制御部は、前記複数の取込領域の長時間露光画像を取得したときに、i番目の取込領域の開始位置と終了位置の差と、露光時間と出射光量を乗算した値との比kを基準として他の取込領域のk値を正規化した値を各取込領域の加重係数として求め、各取込領域の前記加重係数を各取込領域の長時間露光画像に乗算して、各取込領域の長時間露光画像を正規化する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。
- 前記光源部は、波長の異なる複数の光を標本に照射し、
前記画像生成部は、波長の異なる複数の光を照射したときの前記複数の長時間露光画像を加算して複数の焦点深度拡大画像を生成し、前記複数の焦点深度拡大画像をR、G、B成分として有する1枚のカラー画像を生成する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。 - 標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域と、前記焦点深度拡大領域を複数の取込領域に分割するための分割数と、前記複数の取込領域の各々に対する露光時間とを設定するための入力を受け付けて、
標本の焦点が合った位置を基準にし、対物レンズの光軸方向に前記複数の取込領域を設定し、
各取込領域の中間位置で光源部からの出射光量を変化させながら、各取込領域に対して設定された露光時間で連続撮影を行い、
前記複数の取込領域の各々に対する出射光量を、各取込領域の中間位置での連続撮影により取得された画像から算出した、画像が飽和しない最大出射光量に設定し、
設定された露光時間と出射光量とにより定まる取込条件で、焦準部により前記対物レンズの焦準位置と標本の相対位置を前記複数の取込領域のそれぞれの開始位置から終了位置まで変化させて複数の長時間露光画像を取得し、
取得した前記複数の長時時間露光画像を加算して焦点深度拡大画像を生成する顕微鏡装置の焦点深度拡大画像生成方法。 - 標本の焦点が合った位置を基準にした所定範囲である焦点深度拡大領域と、前記焦点深度拡大領域を複数の取込領域に分割するための分割数と、前記複数の取込領域の各々に対する露光時間とを設定するための入力を受け付けて、
標本の焦点が合った位置を基準にし、対物レンズの光軸方向に前記複数の取込領域を設定し、
前記焦点深度拡大領域の開始位置から終了位置まで移動しながら前記複数の取込領域のうちの一の取込領域に設定された露光時間で行う撮影を前記光源部からの出射光量を前記光量調整部によって変化させながら繰り返し行い、
前記複数の取込領域の各々に対する出射光量を、繰り返し行われた撮影により取得された画像から算出した、画像が飽和しない最大出射光量に基づいて設定し、
設定された露光時間と出射光量とにより定まる取込条件で、焦準部により前記対物レンズの焦準位置と標本の相対位置を前記複数の取込領域のそれぞれの開始位置から終了位置まで変化させて複数の長時間露光画像を取得し、
取得した前記複数の長時時間露光画像を加算して焦点深度拡大画像を生成する顕微鏡装置の焦点深度拡大画像生成方法。
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