JP6411294B2 - 位相差顕微鏡および撮像方法 - Google Patents
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Description
Δx/x=ΔL/L
L=(ΔL/Δx)×x
Lは、撮像部40の検出面から培養液Cの液面までの距離であり、培養液Cの水位の情報を含むものであるので、各照射点について、それぞれLの値を算出することによって、撮像領域内の培養液Cの液面形状を推定することができる。9個の照射点以外の点のLについては、たとえば9個の照射点についてそれぞれ算出されたLに基づいて内挿および外挿して算出するようにすればよい。内挿については線形補間を用いるようにしてもよい。また、メニスカスがなす曲面を表す関数を予め設定しておき、その関数にフィッティングすることによって、内挿および外挿するようにしてもよい。なお、メニスカスがなす曲面を表す関数についても、たとえば撮像領域の大きさの情報または培養容器60の大きさもしくは種類の情報に基づいて自動的に変更するようにしてもよい。培養容器60の大きさまたは種類の情報については、たとえばユーザが入力装置80を用いて設定入力するようにしてもよい。
x=Lmax×tanθmax
ΔL=Lmax×(Δxmin/x)=Δxmin/tanθmax
ステージ制御部53は、ステージ駆動部62を駆動制御することによってステージ61をX方向、Y方向およびZ方向に移動させるものである。ステージ制御部53は、上述したようにステージ61をX方向およびY方向に移動させることによって、1つのウェル内を位相差計測用照明光で走査し、1つのウェル内で分割された複数の撮像領域毎の位相差画像を撮像するものである。
11 白色光源
12 スリット板
12a スリット
12b 遮光板
13 コンデンサレンズ
15 液面計測用照明光照射部
16 レーザ光源
17 ダイクロイックミラー
20 調整光学系
21 調整用光学素子
22 調整光学系駆動部
30 結像光学系
31 対物レンズ
32 位相板
32a 位相リング
32b 透明板
33 結像レンズ
34 結像光学系駆動部
40 撮像部
50 顕微鏡制御装置
51 調整光学系制御部
52 結像光学系制御部
53 ステージ制御部
54 液面形状推定部
55 調整情報取得部
60 培養容器
61 ステージ
62 ステージ駆動部
70 表示装置
80 入力装置
Claims (22)
- 液体および観察対象が収容された容器に対して位相差計測のための位相差計測用照明光を照射する位相差計測用照明光照射部と、
前記位相差計測用照明光を照射した前記観察対象を撮像する撮像部と、
前記容器内の液体の液面形状を計測するための液面計測用照明光を前記液体の液面に対して照射する液面計測用照明光照射部と、
前記液面計測用照明光の照射によって前記容器内の液体を透過した透過光を検出する透過光検出部と、
前記透過光を前記透過光検出部の検出面に集光する結像光学系の焦点面と前記容器との相対的な位置関係を変更する焦点面変更部と、
前記焦点面の位置毎の前記透過光の検出信号に基づいて、前記液体の液面形状を推定する液面形状推定部と、
前記位相差計測用照明光照射部と前記観察対象との間に設けられ、前記容器内の液体の液面形状に起因する前記位相差計測用照明光の屈折を調整する調整光学系と、
前記液面形状推定部によって推定された液面形状に基づいて、前記調整光学系の光学特性を調整するための調整情報を取得する調整情報取得部とを備えたことを特徴とする位相差顕微鏡。 - 前記調整情報取得部によって取得された調整情報に基づいて、前記調整光学系の光学特性を調整する調整光学系制御部を備えた請求項1記載の位相差顕微鏡。
- 前記焦点面変更部が、前記結像光学系に含まれる光学素子を光軸方向に移動させることによって、前記焦点面と前記容器との相対的な位置関係を変更する請求項1または2記載の位相差顕微鏡。
- 前記焦点面変更部が、前記容器を前記結像光学系の光軸方向に移動させることによって、前記焦点面と前記容器との相対的な位置関係を変更する請求項1または2記載の位相差顕微鏡。
- 前記焦点面変更部が、前記結像光学系に設けられた焦点距離の異なる複数の光学素子の交換によって、前記焦点面と前記容器との相対的な位置関係を変更する請求項1または2記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液体の液面上の前記液面計測用照明光の照射位置の情報および予め設定された前記液面の曲面を表す情報と、前記液体の液面上の少なくとも1点に対して前記液面計測用照明光を照射した場合の前記透過光の検出信号とに基づいて、前記液面形状を推定する請求項1から5いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液体の液面上の前記液面計測用照明光の照射位置の情報および予め設定された前記液面の曲面を表す情報のうちのいずれか一方の情報と、前記液体の液面上の少なくとも3点に対して前記液面計測用照明光を照射した場合の前記透過光の検出信号とに基づいて、前記液面形状を推定する請求項1から5いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液体の液面上の少なくとも9点に対して前記液面計測用照明光を照射した場合の前記透過光の検出信号に基づいて、前記液面形状を推定する請求項1から5いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液体の液面の重心位置からの距離が異なる各周上についてそれぞれ1回のみ前記液面形状の推定を行う請求項1から8いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面計測用照明光照射部が、前記液体の液面上の複数の点に前記液面計測用照明光を照射する場合、前記点毎に異なる形状パターンを有する前記液面計測用照明光を照射する請求項1から9いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面計測用照明光照射部が、前記液体の液面上の複数の点に前記液面計測用照明光を照射する場合、前記点毎に異なるタイミングで前記液面計測用照明光を照射する請求項1から9いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面計測用照明光照射部が、前記液体の液面上の複数の点に前記液面計測用照明光を照射する場合、前記点毎に異なる波長を有する前記液面計測用照明光を照射する請求項1から9いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液面計測用照明光が照射された前記液面上の点の液面形状の推定結果を用いて補間することによって、前記液面計測用照明光が照射されていない前記液面上の点の液面形状の推定を行う請求項1から12いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液面形状の推定結果を記憶し、
前記液面計測用照明光照射部が、前記推定結果の記憶よりも後の時点で再び前記液面の液面形状の推定を行う場合には、前の時点で前記液面形状の推定を行った場合よりも前記液面計測用照明光の前記液面上の照射点の数を減らし、
前記液面形状推定部が、前記減らされた照射点の前記透過光の検出信号に基づく液面形状の推定結果と前記記憶した液面形状の推定結果とに基づいて、前記後の時点での液面形状の推定を行う請求項1から13いずれか1項記載の位相差顕微鏡。 - 前記液面計測用照明光照射部が、予め設定されたパターンを有するパターン光を前記液面計測用照明光として照射する請求項1から5いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記パターン光が、格子状のパターンを有する請求項15記載の位相差顕微鏡。
- 前記パターン光が、同心円のパターンを有する請求項15記載の位相差顕微鏡。
- 前記パターン光によって形成される像上の予め設定された複数の位置にそれぞれ異なる形状の像が形成される請求項15から17いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記パターン光によって形成される像上の予め設定された複数の位置にそれぞれ異なる色の像が形成される請求項15から17いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記調整情報取得部が、前記推定された液面形状に基づいて、前記液体の液面形状に起因する前記位相差計測用照明光の光路ずれを算出し、該算出した光路ずれに基づいて、前記調整光学系の調整情報を取得する請求項1から19いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 前記液面形状推定部が、前記液面の曲面情報および位置情報を算出することによって、前記液面形状を推定する請求項1から20いずれか1項記載の位相差顕微鏡。
- 液体および観察対象が収容された容器内の前記液体の液面に対して、前記容器内の液体の液面形状を計測するための液面計測用照明光を照射し、
前記液面計測用照明光の照射によって前記容器内の液体を透過した透過光を透過光検出部によって検出し、
前記透過光を前記透過光検出部の検出面に集光する結像光学系の焦点面と前記容器との相対的な位置関係を変更して該焦点面の位置毎の前記透過光の検出信号を取得し、
前記焦点面の位置毎の前記透過光の検出信号に基づいて、前記液体の液面形状を推定し、
該推定した液面形状に基づいて、位相差計測のための位相差計測用照明光を照射する照射部と前記観察対象との間に設けられ、前記液面形状に起因する光の屈折を調整する調整光学系の光学特性を調整するための調整情報を取得し、
該調整情報に基づいて、前記調整光学系の光学特性が調整された後、前記容器に対して前記位相差計測用照明光を照射し、
前記位相差計測用照明光を照射した前記観察対象を撮像することを特徴とする撮像方法。
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