JPH10123054A - 試料観察方法及びその装置 - Google Patents
試料観察方法及びその装置Info
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- JPH10123054A JPH10123054A JP28076496A JP28076496A JPH10123054A JP H10123054 A JPH10123054 A JP H10123054A JP 28076496 A JP28076496 A JP 28076496A JP 28076496 A JP28076496 A JP 28076496A JP H10123054 A JPH10123054 A JP H10123054A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料観察をより詳細に且つ効率良く実施でき
る試料観察方法と、この方法実施に好適な試料観察装置
を提供する。 【解決手段】 試料染色に用いられた各蛍光染料を励起
可能な波長を含む光を試料切断面に照射し、撮像により
得た蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長別に分離し
て１つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画像を得るこ
とにより、これら画像を利用して試料の切断面や立体像
をより詳細に観察することができる。また、１つの切断
面に対し１回の撮像を行うだけで励起波長毎の複数の蛍
光画像を得ることができるので、各蛍光染料を励起可能
な波長光を別々に照射しながら撮像を繰り返す場合に比
べて、撮像及びデータ取込に要する時間を短縮して効率
の良い試料観察を実現できる。
る試料観察方法と、この方法実施に好適な試料観察装置
を提供する。 【解決手段】 試料染色に用いられた各蛍光染料を励起
可能な波長を含む光を試料切断面に照射し、撮像により
得た蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長別に分離し
て１つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画像を得るこ
とにより、これら画像を利用して試料の切断面や立体像
をより詳細に観察することができる。また、１つの切断
面に対し１回の撮像を行うだけで励起波長毎の複数の蛍
光画像を得ることができるので、各蛍光染料を励起可能
な波長光を別々に照射しながら撮像を繰り返す場合に比
べて、撮像及びデータ取込に要する時間を短縮して効率
の良い試料観察を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野における
病理検査，製薬分野における毒性検査，食品分野におけ
る食品検査，農業分野における農作物検査や植物構造解
析，生物分野における生体試料検査等に有用な試料観察
方法及びその装置に関し、特に試料切断面を撮像して得
た画像データに基づいて試料観察を行う試料観察方法及
びその装置に関するものである。
病理検査，製薬分野における毒性検査，食品分野におけ
る食品検査，農業分野における農作物検査や植物構造解
析，生物分野における生体試料検査等に有用な試料観察
方法及びその装置に関し、特に試料切断面を撮像して得
た画像データに基づいて試料観察を行う試料観察方法及
びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の試料観察には、観察対象
となる試料を切断し、白色光を照射しながら試料切断面
をＣＣＤカメラにより撮像して画像データを記憶し、該
画像データを観察に適したデータに処理してから、試料
の切断面や立体像をモニターに表示する通常観察法が一
般に採用されている。
となる試料を切断し、白色光を照射しながら試料切断面
をＣＣＤカメラにより撮像して画像データを記憶し、該
画像データを観察に適したデータに処理してから、試料
の切断面や立体像をモニターに表示する通常観察法が一
般に採用されている。
【０００３】また、観察対象となる試料を蛍光染料で予
め染色し、該蛍光染料が励起される特定波長光を試料切
断面に照射して撮像することで、試料内部の微細物質や
器官や病原体や癌等を観察する蛍光観察法も知られてい
る。
め染色し、該蛍光染料が励起される特定波長光を試料切
断面に照射して撮像することで、試料内部の微細物質や
器官や病原体や癌等を観察する蛍光観察法も知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の観
察方法では、何れも１つの試料切断面に対して１つの画
像を得ているだけなので、撮像により得た画像データを
如何様に処理しても、試料の切断面や立体像を今以上詳
細に観察することができない。
察方法では、何れも１つの試料切断面に対して１つの画
像を得ているだけなので、撮像により得た画像データを
如何様に処理しても、試料の切断面や立体像を今以上詳
細に観察することができない。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、試料観察をより詳細に且
つ効率良く実施できる試料観察方法と、この方法実施に
好適な試料観察装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、試料観察をより詳細に且
つ効率良く実施できる試料観察方法と、この方法実施に
好適な試料観察装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る使用観察方法は、請求項１に記載のよ
うに、試料切断面を照明しながら撮像手段により撮像
し、撮像により得た切断面毎の画像データに基づいて試
料観察を行う試料観察方法において、異なる波長光で励
起可能な複数の蛍光染料によって試料を予め染色し、各
蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面に照射
し、各蛍光染料の励起波長を含む反射光を撮像手段に入
射して試料切断面の撮像を行うと共に、撮像により得た
蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長別に分離して１
つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画像を得る、こと
をその主たる特徴としている。
め、本発明に係る使用観察方法は、請求項１に記載のよ
うに、試料切断面を照明しながら撮像手段により撮像
し、撮像により得た切断面毎の画像データに基づいて試
料観察を行う試料観察方法において、異なる波長光で励
起可能な複数の蛍光染料によって試料を予め染色し、各
蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面に照射
し、各蛍光染料の励起波長を含む反射光を撮像手段に入
射して試料切断面の撮像を行うと共に、撮像により得た
蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長別に分離して１
つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画像を得る、こと
をその主たる特徴としている。
【０００７】この試料観察方法によれば、異なる波長光
で励起可能な複数の蛍光染料によって試料を予め染色
し、各蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面
に照射し、撮像により得た蛍光画像データを各蛍光染料
の励起波長別に分離して１つの切断面に対して励起波長
毎の蛍光画像を得ることにより、１つの切断面に対し１
回の撮像を行うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得
ることができる。
で励起可能な複数の蛍光染料によって試料を予め染色
し、各蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面
に照射し、撮像により得た蛍光画像データを各蛍光染料
の励起波長別に分離して１つの切断面に対して励起波長
毎の蛍光画像を得ることにより、１つの切断面に対し１
回の撮像を行うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得
ることができる。
【０００８】一方、本発明に係る試料観察装置は、請求
項８に記載のように、異なる波長光で励起可能な複数の
蛍光染料によって予め染色した試料と、各蛍光染料を励
起可能な波長を含む光を試料切断面に照射可能な照明手
段と、試料切断面からの反射光を入射して試料切断面を
撮像する撮像手段と、試料切断面を照明手段で照明しな
がら撮像手段で撮像した時に得られる蛍光画像データを
各蛍光染料の励起波長別に分離して１つの切断面に対し
て励起波長毎の蛍光画像を得る蛍光画像データ分離手段
とを備えた、ことをその主たる特徴としている。
項８に記載のように、異なる波長光で励起可能な複数の
蛍光染料によって予め染色した試料と、各蛍光染料を励
起可能な波長を含む光を試料切断面に照射可能な照明手
段と、試料切断面からの反射光を入射して試料切断面を
撮像する撮像手段と、試料切断面を照明手段で照明しな
がら撮像手段で撮像した時に得られる蛍光画像データを
各蛍光染料の励起波長別に分離して１つの切断面に対し
て励起波長毎の蛍光画像を得る蛍光画像データ分離手段
とを備えた、ことをその主たる特徴としている。
【０００９】この試料観察装置によれば、上記の試料観
察方法を的確且つ安定して実施できる。
察方法を的確且つ安定して実施できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１には本発明を適用した試料観
察装置の概略構成を示してある。図中の１は第１ランプ
ハウス、２は第１光路開閉器、３は第１光伝搬路、４は
第２ランプハウス、５は第２光路開閉器、６は第２光伝
搬路、７は二次元ＣＣＤを内蔵したカラーカメラ、８は
フィルタケース、９は対物レンズ、１０は照明器、１１
は試料載置テーブル、１２は撮像制御部、１３は主制御
部、１４は画像処理部、１５はＣＲＴ等のモニター、Ｓ
は試料である。
察装置の概略構成を示してある。図中の１は第１ランプ
ハウス、２は第１光路開閉器、３は第１光伝搬路、４は
第２ランプハウス、５は第２光路開閉器、６は第２光伝
搬路、７は二次元ＣＣＤを内蔵したカラーカメラ、８は
フィルタケース、９は対物レンズ、１０は照明器、１１
は試料載置テーブル、１２は撮像制御部、１３は主制御
部、１４は画像処理部、１５はＣＲＴ等のモニター、Ｓ
は試料である。
【００１１】第１ランプハウス１は蛍光撮像用のもの
で、光沢内面を有する筐体内に白色光を出射する水銀灯
等の電球１ａを備えている。この第１ランプハウス１か
らの光は、第１光路開閉器２及び第１光伝搬路３を介し
てフィルタケース８に導かれる。
で、光沢内面を有する筐体内に白色光を出射する水銀灯
等の電球１ａを備えている。この第１ランプハウス１か
らの光は、第１光路開閉器２及び第１光伝搬路３を介し
てフィルタケース８に導かれる。
【００１２】第１光路開閉器２は、図示省略のシャッタ
ーと該シャッターを開閉駆動する駆動源とを備えてお
り、第１ランプハウス１と第１光伝搬路３との間に介装
され、両者を結ぶ光路をシャッターにより開閉する。ま
た、第１光伝搬路２は、内面光沢管や光ファイバ等から
成り、第１光開閉器２とフィルタケース８との間に介装
されている。ちなみに、上記シャッターには、機械式シ
ャッターの他、液晶シャッター等の電子式シャッターを
用いることができる。
ーと該シャッターを開閉駆動する駆動源とを備えてお
り、第１ランプハウス１と第１光伝搬路３との間に介装
され、両者を結ぶ光路をシャッターにより開閉する。ま
た、第１光伝搬路２は、内面光沢管や光ファイバ等から
成り、第１光開閉器２とフィルタケース８との間に介装
されている。ちなみに、上記シャッターには、機械式シ
ャッターの他、液晶シャッター等の電子式シャッターを
用いることができる。
【００１３】第２ランプハウス４は白色光撮像用のもの
で、光沢内面を有する筐体内に白色光を出射する水銀灯
等の電球４ａを備えている。この第２ランプハウス４か
らの光は、第２光路開閉器５及び第２光伝搬路６を通じ
て照明器１０に導かれる。
で、光沢内面を有する筐体内に白色光を出射する水銀灯
等の電球４ａを備えている。この第２ランプハウス４か
らの光は、第２光路開閉器５及び第２光伝搬路６を通じ
て照明器１０に導かれる。
【００１４】第２光路開閉器５は、図示省略のシャッタ
ーと該シャッターを開閉駆動するモータ等の駆動源とを
備えており、第２ランプハウス５と第２光伝搬路６との
間に介装され、両者を結ぶ光路をシャッターにより開閉
する。また、第２光伝搬路６は、内面光沢管や光ファイ
バ等から成り、第２光開閉器４と照明器１０との間に介
装されている。ちなみに、上記シャッターには、機械式
シャッターの他、液晶シャッター等の電子式シャッター
を用いることができる。
ーと該シャッターを開閉駆動するモータ等の駆動源とを
備えており、第２ランプハウス５と第２光伝搬路６との
間に介装され、両者を結ぶ光路をシャッターにより開閉
する。また、第２光伝搬路６は、内面光沢管や光ファイ
バ等から成り、第２光開閉器４と照明器１０との間に介
装されている。ちなみに、上記シャッターには、機械式
シャッターの他、液晶シャッター等の電子式シャッター
を用いることができる。
【００１５】フィルタケース８は、支持枠８ａと、該支
持枠８ａに第１光伝搬路３と対向するように装着された
第１フィルタ８ｂと、支持枠８ａにカラーカメラ７と対
向するように装着された第２フィルタ８ｃと、支持枠８
ａ内に４５度傾斜状態で配設されたハーフミラー８ｄと
を備えており、カラーカメラ７と対物レンズ９との間に
介装されている。
持枠８ａに第１光伝搬路３と対向するように装着された
第１フィルタ８ｂと、支持枠８ａにカラーカメラ７と対
向するように装着された第２フィルタ８ｃと、支持枠８
ａ内に４５度傾斜状態で配設されたハーフミラー８ｄと
を備えており、カラーカメラ７と対物レンズ９との間に
介装されている。
【００１６】第１フィルタ８ｂは、蛍光撮像時に試料Ｓ
の切断面に照射される光の波長を制限するためのもの
で、詳しくは、試料染色に用いられた３種類の蛍光染料
を個別に励起することが可能な波長（λＦ１，λＦ２，
λＦ３）を主に透過する特性を有している。つまり、蛍
光撮像時、第１ランプハウス１からフィルタケース８に
導かれた光（白色光）は、第１フィルタ８ｂにより上記
のような透過波長制限を受けた後、試料Ｓの切断面に照
射される。
の切断面に照射される光の波長を制限するためのもの
で、詳しくは、試料染色に用いられた３種類の蛍光染料
を個別に励起することが可能な波長（λＦ１，λＦ２，
λＦ３）を主に透過する特性を有している。つまり、蛍
光撮像時、第１ランプハウス１からフィルタケース８に
導かれた光（白色光）は、第１フィルタ８ｂにより上記
のような透過波長制限を受けた後、試料Ｓの切断面に照
射される。
【００１７】第２フィルタ８ｃは、蛍光撮像時にカラー
カメラ７に入射される光の波長を制限するためのもの
で、詳しくは、試料染色に用いられた３種類の蛍光染料
を励起した時に発せられる波長（λｆ１，λｆ２，λｆ
３）を主に透過する特性を有している。つまり、蛍光撮
像時、試料Ｓの切断面から対物レンズ９に導かれた反射
光は、第２フィルタ８ｃにより上記のような透過波長制
限を受けた後、カラーカメラ７に入射される。
カメラ７に入射される光の波長を制限するためのもの
で、詳しくは、試料染色に用いられた３種類の蛍光染料
を励起した時に発せられる波長（λｆ１，λｆ２，λｆ
３）を主に透過する特性を有している。つまり、蛍光撮
像時、試料Ｓの切断面から対物レンズ９に導かれた反射
光は、第２フィルタ８ｃにより上記のような透過波長制
限を受けた後、カラーカメラ７に入射される。
【００１８】照明器１０は、光入射によって発光可能な
光透過材料等からリング状に形成されており、対物レン
ズ９の下端部周囲に配置されている。つまり、白色光撮
像時、第２ランプハウス４から照明器１０に導かれた光
は、照明器１０から試料Ｓの切断面に照射される。
光透過材料等からリング状に形成されており、対物レン
ズ９の下端部周囲に配置されている。つまり、白色光撮
像時、第２ランプハウス４から照明器１０に導かれた光
は、照明器１０から試料Ｓの切断面に照射される。
【００１９】撮像制御部１２は、メモリ及びＣＰＵ等を
備えたコンピュータ構成を有しており、カラーカメラ７
による試料切断面の撮像を制御し、撮像により得られた
画像データをメモリに記憶する。
備えたコンピュータ構成を有しており、カラーカメラ７
による試料切断面の撮像を制御し、撮像により得られた
画像データをメモリに記憶する。
【００２０】主制御部１３は、メモリ及びＣＰＵ等を備
えたコンピュータ構成を有しており、撮像制御部１１、
第１，第２光路開閉器２，５及び画像処理部１４に制御
信号を送出して後に詳述する手順に従って試料観察を実
施する。
えたコンピュータ構成を有しており、撮像制御部１１、
第１，第２光路開閉器２，５及び画像処理部１４に制御
信号を送出して後に詳述する手順に従って試料観察を実
施する。
【００２１】画像処理部１４は、メモリ及びＣＰＵ等を
備えたコンピュータ構成を有しており、撮像制御部１２
のメモリに記憶された記憶された画像データを取り込
み、該画像データに対し領域分割，輪郭変形処理，波長
分離，合成等のデータ処理を施すと共に、必要に応じて
試料Ｓの切断面像や立体像（３次元像）をモニター１５
に表示する。
備えたコンピュータ構成を有しており、撮像制御部１２
のメモリに記憶された記憶された画像データを取り込
み、該画像データに対し領域分割，輪郭変形処理，波長
分離，合成等のデータ処理を施すと共に、必要に応じて
試料Ｓの切断面像や立体像（３次元像）をモニター１５
に表示する。
【００２２】試料Ｓは、図２にも示すように、試料本体
Ｓａとこれを包理する樹脂，パラフィン等の不透明な包
理剤Ｓｂとから成る。試料本体Ｓａは、医療分野，製薬
分野，食品分野，農業分野，生物分野等から適宜選択さ
れた生物，動物，植物，食品等で、第１フィルタ８ｂを
透過した主にλＦ１，λＦ２，λＦ３の波長光それぞれ
で励起される３種類の蛍光染料によって予め染色されて
いる。ちなみに、図中のＬ１〜Ｌ４は試料Ｓの切断面を
示してある。
Ｓａとこれを包理する樹脂，パラフィン等の不透明な包
理剤Ｓｂとから成る。試料本体Ｓａは、医療分野，製薬
分野，食品分野，農業分野，生物分野等から適宜選択さ
れた生物，動物，植物，食品等で、第１フィルタ８ｂを
透過した主にλＦ１，λＦ２，λＦ３の波長光それぞれ
で励起される３種類の蛍光染料によって予め染色されて
いる。ちなみに、図中のＬ１〜Ｌ４は試料Ｓの切断面を
示してある。
【００２３】以下に、上述の試料観察装置で実現される
試料観察方法について、図３に示した各切断面毎の処理
画像と図４に示したフローチャートを参照して説明す
る。
試料観察方法について、図３に示した各切断面毎の処理
画像と図４に示したフローチャートを参照して説明す
る。
【００２４】まず、観察対象となる試料Ｓを、回転式切
断刃やスライド式切断刃等を用いて図２に示す面Ｌ１で
切断し、その切断面Ｌ１が対物レンズ９と向き合うよう
にテーブル１１に載置する。
断刃やスライド式切断刃等を用いて図２に示す面Ｌ１で
切断し、その切断面Ｌ１が対物レンズ９と向き合うよう
にテーブル１１に載置する。
【００２５】次に、第１光路開閉器２のシャッターを開
け、第２光路開閉器５のシャッターを閉じて、第１ラン
プハウス１からの光を第１光路開閉器２及び第１光伝搬
路３を介して第１フィルタ８ｂに導き、該第１フィルタ
８ｂを透過した光をハーフミラー８ｄ及び対物レンズ９
を介して試料Ｓの切断面Ｌ１に照射する（図４のステッ
プＳＴ１）。
け、第２光路開閉器５のシャッターを閉じて、第１ラン
プハウス１からの光を第１光路開閉器２及び第１光伝搬
路３を介して第１フィルタ８ｂに導き、該第１フィルタ
８ｂを透過した光をハーフミラー８ｄ及び対物レンズ９
を介して試料Ｓの切断面Ｌ１に照射する（図４のステッ
プＳＴ１）。
【００２６】そして、試料Ｓの切断面Ｌ１からの反射光
を対物レンズ８ｄ及びハーフミラー８ｄを介して第２フ
ィルタ８ｃに導き、該第２フィルタ８ｃを透過した光を
カラーカメラ７に入射して、試料Ｓの切断面Ｌ１を該カ
ラーカメラ７によって撮像し、撮像により得られた画像
データ（蛍光画像データ）を撮像制御部１２のメモリに
取り込む（図４のステップＳＴ２）。
を対物レンズ８ｄ及びハーフミラー８ｄを介して第２フ
ィルタ８ｃに導き、該第２フィルタ８ｃを透過した光を
カラーカメラ７に入射して、試料Ｓの切断面Ｌ１を該カ
ラーカメラ７によって撮像し、撮像により得られた画像
データ（蛍光画像データ）を撮像制御部１２のメモリに
取り込む（図４のステップＳＴ２）。
【００２７】第１ランプハウス１から第１フィルタ８ｂ
に導かれた光（白色光）は、該第１フィルタ８ｂによっ
て先に述べたような透過波長制限を受けるため、試料Ｓ
の切断面Ｌ１には、試料染色に用いられた３種類の蛍光
染料を個別に励起することが可能な波長（λＦ１，λＦ
２，λＦ３）を主に含む光が照射され、これにより各蛍
光染料で染色された部分が励起して蛍光発色する。
に導かれた光（白色光）は、該第１フィルタ８ｂによっ
て先に述べたような透過波長制限を受けるため、試料Ｓ
の切断面Ｌ１には、試料染色に用いられた３種類の蛍光
染料を個別に励起することが可能な波長（λＦ１，λＦ
２，λＦ３）を主に含む光が照射され、これにより各蛍
光染料で染色された部分が励起して蛍光発色する。
【００２８】また、試料Ｓの切断面Ｌ１からは、各蛍光
染料を励起するための波長（λＦ１，λＦ２，λＦ３）
を主に含む光と、各蛍光染料が励起して発せられる波長
（λｆ１，λｆ２，λｆ３）を主に含む光とが反射され
るが、該反射光は、第２フィルタ８ｃによって先に述べ
たような透過波長制限を受けるため、カラーカメラ８に
は、各蛍光染料の励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）
を主に含む光のみが入射され、これに基づく蛍光画像デ
ータがメモリに取り込まれることになる。
染料を励起するための波長（λＦ１，λＦ２，λＦ３）
を主に含む光と、各蛍光染料が励起して発せられる波長
（λｆ１，λｆ２，λｆ３）を主に含む光とが反射され
るが、該反射光は、第２フィルタ８ｃによって先に述べ
たような透過波長制限を受けるため、カラーカメラ８に
は、各蛍光染料の励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）
を主に含む光のみが入射され、これに基づく蛍光画像デ
ータがメモリに取り込まれることになる。
【００２９】次に、上記とは逆に、第１光路開閉器２の
シャッターを閉じ、第２光路開閉器５のシャッターを開
けて、第２ランプハウス４からの光を第２光路開閉器５
及び第２光伝搬路６を介して照明器１０に導き、該照明
器１０から試料Ｓの切断面Ｌ１に照射する（図４のステ
ップＳＴ３）。
シャッターを閉じ、第２光路開閉器５のシャッターを開
けて、第２ランプハウス４からの光を第２光路開閉器５
及び第２光伝搬路６を介して照明器１０に導き、該照明
器１０から試料Ｓの切断面Ｌ１に照射する（図４のステ
ップＳＴ３）。
【００３０】そして、試料Ｓの切断面Ｌ１からの反射光
を対物レンズ８ｄ及びハーフミラー８ｄを介して第２フ
ィルタ８ｃに導き、該第２フィルタ８ｃを透過した光を
カラーカメラ７に入射して、試料Ｓの切断面Ｌ１を該カ
ラーカメラ７によって撮像し、撮像により得られた画像
データ（白色光画像データ）を撮像制御部１２のメモリ
に取り込む（図４のステップＳＴ４）。
を対物レンズ８ｄ及びハーフミラー８ｄを介して第２フ
ィルタ８ｃに導き、該第２フィルタ８ｃを透過した光を
カラーカメラ７に入射して、試料Ｓの切断面Ｌ１を該カ
ラーカメラ７によって撮像し、撮像により得られた画像
データ（白色光画像データ）を撮像制御部１２のメモリ
に取り込む（図４のステップＳＴ４）。
【００３１】第２ランプハウス４から照明器１０に導か
れた光（白色光）は、特段の透過波長制限を受けること
なく、そのまま試料Ｓの切断面Ｌ１に照射される。
れた光（白色光）は、特段の透過波長制限を受けること
なく、そのまま試料Ｓの切断面Ｌ１に照射される。
【００３２】また、試料Ｓの切断面Ｌ１からは、白色光
によって発色した光全てが反射されるが、該反射光は、
第２フィルタ８ｃによって先に述べたような透過波長制
限を受けるため、カラーカメラ８には、各蛍光染料の励
起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）を主に含む光のみが
入射され、これに基づく白色光画像データがメモリに取
り込まれることになる。
によって発色した光全てが反射されるが、該反射光は、
第２フィルタ８ｃによって先に述べたような透過波長制
限を受けるため、カラーカメラ８には、各蛍光染料の励
起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）を主に含む光のみが
入射され、これに基づく白色光画像データがメモリに取
り込まれることになる。
【００３３】図１に示した装置構成では、白色光照射時
もカラーカメラ８に入射される光の波長が第２フィルタ
８ｃによって制限されてしまうが、上記の白色光画像デ
ータは主に試料の輪郭や大まかな様子を認識するための
ものであるため特段問題とはならない。
もカラーカメラ８に入射される光の波長が第２フィルタ
８ｃによって制限されてしまうが、上記の白色光画像デ
ータは主に試料の輪郭や大まかな様子を認識するための
ものであるため特段問題とはならない。
【００３４】この以後も、上記と同様に、試料Ｓを図２
に示す他の面Ｌ２〜Ｌ４で切断しながら、上記ステップ
ＳＴ１及びＳＴ２における蛍光画像データの取り込み
と、上記ステップＳＴ３及びＳＴ４における白色光画像
データの取り込みとを順次実施し、各切断面Ｌ２〜Ｌ４
毎の蛍光画像データ及び白色光画像データを撮像制御部
１２のメモリに取り込む。
に示す他の面Ｌ２〜Ｌ４で切断しながら、上記ステップ
ＳＴ１及びＳＴ２における蛍光画像データの取り込み
と、上記ステップＳＴ３及びＳＴ４における白色光画像
データの取り込みとを順次実施し、各切断面Ｌ２〜Ｌ４
毎の蛍光画像データ及び白色光画像データを撮像制御部
１２のメモリに取り込む。
【００３５】試料Ｓの全ての切断面Ｌ１〜Ｌ４に対する
撮像とデータ取込を完了した後、或いはこれと並行し
て、蛍光画像データの処理と白色光画像データの処理を
実施する（図４のステップＳＴ６，ＳＴ７）。
撮像とデータ取込を完了した後、或いはこれと並行し
て、蛍光画像データの処理と白色光画像データの処理を
実施する（図４のステップＳＴ６，ＳＴ７）。
【００３６】蛍光画像データの処理は、各切断面Ｌ１〜
Ｌ４毎に得られた蛍光画像データに対し領域分割，輪郭
変形処理等のデータ処理を加えた後、これを各蛍光染料
の励起波長別、換言すれば、各蛍光染料が励起したとき
に発する色別に分離し、図３に示すように、各切断面Ｌ
１〜Ｌ４に対し励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）毎
の蛍光画像を得ると共に、励起波長毎の蛍光画像を合成
してその立体像を励起波長別に構築することにより実施
される。これら蛍光画像及びその立体像からは、蛍光物
質の分布に基づいて試料の詳細構造を観察することがで
きる。
Ｌ４毎に得られた蛍光画像データに対し領域分割，輪郭
変形処理等のデータ処理を加えた後、これを各蛍光染料
の励起波長別、換言すれば、各蛍光染料が励起したとき
に発する色別に分離し、図３に示すように、各切断面Ｌ
１〜Ｌ４に対し励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）毎
の蛍光画像を得ると共に、励起波長毎の蛍光画像を合成
してその立体像を励起波長別に構築することにより実施
される。これら蛍光画像及びその立体像からは、蛍光物
質の分布に基づいて試料の詳細構造を観察することがで
きる。
【００３７】ちなみに、上記の蛍光画像データの分離
は、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた蛍光画像データ
を、ＨＳＶ（色相，明度，純度）表色法に置換するステ
ップと、その色相情報をもとに分離を行うステップによ
り実施される。本実施形態では、３つの波長（λｆ１，
λｆ２，λｆ３）を分離する必要があるため、色相情報
による色抽出を３回繰り返して所期の分離を行うことに
なる。色相情報による色抽出では、近い波長（色相）の
分離は困難であるが、上記３つの励起波長（λｆ１，λ
ｆ２，λｆ３）が十分に離れていれば特段問題にはなら
ない。
は、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた蛍光画像データ
を、ＨＳＶ（色相，明度，純度）表色法に置換するステ
ップと、その色相情報をもとに分離を行うステップによ
り実施される。本実施形態では、３つの波長（λｆ１，
λｆ２，λｆ３）を分離する必要があるため、色相情報
による色抽出を３回繰り返して所期の分離を行うことに
なる。色相情報による色抽出では、近い波長（色相）の
分離は困難であるが、上記３つの励起波長（λｆ１，λ
ｆ２，λｆ３）が十分に離れていれば特段問題にはなら
ない。
【００３８】一方、白色画像データの処理は、各切断面
Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた白色光画像データに対し領域分
割，輪郭変形処理等のデータ処理を加えた後、図３に示
すように、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎の白色光画像を得ると
共に、これら白色画像を合成してその立体像を構築する
ことにより実施される。この白色光画像及びその立体像
からは試料の輪郭や大まかな様子を観察することができ
る。
Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた白色光画像データに対し領域分
割，輪郭変形処理等のデータ処理を加えた後、図３に示
すように、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎の白色光画像を得ると
共に、これら白色画像を合成してその立体像を構築する
ことにより実施される。この白色光画像及びその立体像
からは試料の輪郭や大まかな様子を観察することができ
る。
【００３９】続いて、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた
励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）毎の蛍光画像と、
各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた白色画像とを合成し
て、図３に示すような合成立体像を構築する（図４のス
テップＳＴ８）。
励起波長（λｆ１，λｆ２，λｆ３）毎の蛍光画像と、
各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎に得られた白色画像とを合成し
て、図３に示すような合成立体像を構築する（図４のス
テップＳＴ８）。
【００４０】上記の各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎の蛍光画像及
びその立体像と、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎の白色光画像及
びその立体像と、蛍光画像と白色画像に基づく合成立体
像は、それぞれ画像処理部１４のメモリに記憶され、外
部からの表示要求に応じてモニター１５に任意に表示さ
れ、試料切断面の観察と試料立体像の観察が適宜行われ
る。
びその立体像と、各切断面Ｌ１〜Ｌ４毎の白色光画像及
びその立体像と、蛍光画像と白色画像に基づく合成立体
像は、それぞれ画像処理部１４のメモリに記憶され、外
部からの表示要求に応じてモニター１５に任意に表示さ
れ、試料切断面の観察と試料立体像の観察が適宜行われ
る。
【００４１】このように、上述の試料観察方法及びその
装置によれば、１つの切断面に対して励起波長毎の３つ
の蛍光画像と白色光画像を得ることにより、これら画像
を利用して試料の切断面や立体像をより詳細に観察する
ことができる。
装置によれば、１つの切断面に対して励起波長毎の３つ
の蛍光画像と白色光画像を得ることにより、これら画像
を利用して試料の切断面や立体像をより詳細に観察する
ことができる。
【００４２】また、１つの切断面に対し１回の撮像を行
うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得ることができ
るので、各蛍光染料を励起可能な波長光を別々に照射し
ながら撮像を繰り返す場合に比べて、撮像及びデータ取
込に要する時間を短縮して効率の良い試料観察を実現で
きる。
うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得ることができ
るので、各蛍光染料を励起可能な波長光を別々に照射し
ながら撮像を繰り返す場合に比べて、撮像及びデータ取
込に要する時間を短縮して効率の良い試料観察を実現で
きる。
【００４３】更に、装置可動部が光路開閉器のシャッタ
ーのみとなることから、装置構造が簡単で製作が容易と
なると共に、振動等の影響を低減させて観察精度を向上
させることができる。
ーのみとなることから、装置構造が簡単で製作が容易と
なると共に、振動等の影響を低減させて観察精度を向上
させることができる。
【００４４】尚、上述の実施形態では、カラーカメラ７
に入射される光の波長を第２フィルタ８ｃによって制限
するものを例示したが、該第２フィルタ８ｃの役割をハ
ーフミラー８ｄに兼用させれば、詳しくは、透過波長を
制限可能なダイクロイックミラーをハーフミラーとして
用いれば、第２フィルタ８ｃを同位置から排除すること
ができる。また、試料切断面に照射される光の波長を第
１フィルタ８ｂによって制限するものを例示したが、第
１フィルタ８ｂを除外しても試料染色に用いられた各蛍
光染料を励起することは可能である。
に入射される光の波長を第２フィルタ８ｃによって制限
するものを例示したが、該第２フィルタ８ｃの役割をハ
ーフミラー８ｄに兼用させれば、詳しくは、透過波長を
制限可能なダイクロイックミラーをハーフミラーとして
用いれば、第２フィルタ８ｃを同位置から排除すること
ができる。また、試料切断面に照射される光の波長を第
１フィルタ８ｂによって制限するものを例示したが、第
１フィルタ８ｂを除外しても試料染色に用いられた各蛍
光染料を励起することは可能である。
【００４５】更に、上述の実施形態では、試料観察装置
とは異なる位置で別途切断した試料をテーブルに載置す
るようにしたものを例示したが、図５に示す切断装置を
図１の装置に組み合わせて使用すれば、単一の装置にて
試料の切断と切断面の撮像を連続して行うことができ
る。
とは異なる位置で別途切断した試料をテーブルに載置す
るようにしたものを例示したが、図５に示す切断装置を
図１の装置に組み合わせて使用すれば、単一の装置にて
試料の切断と切断面の撮像を連続して行うことができ
る。
【００４６】同図に示した切断装置３１は、ベースフレ
ーム３２と、切断刃３３を備えた切断刃取付円盤３４
と、切断刃取付円盤回転用のモータ３５と、試料Ｓが載
置されるテーブル３６と、テーブル３６を上下動可能に
支持する一対のガイドロッド３７と、テーブル昇降用の
モータ３８と、モータ回転を直線動力に変換してテーブ
ル３６に伝達するボールネジ３９とから構成されてい
る。切断刃取付円盤３６は大小２つの環状リングの間に
切断刃３３を備えており、自らの回転によって試料Ｓを
切断刃３３によって切断することができる。
ーム３２と、切断刃３３を備えた切断刃取付円盤３４
と、切断刃取付円盤回転用のモータ３５と、試料Ｓが載
置されるテーブル３６と、テーブル３６を上下動可能に
支持する一対のガイドロッド３７と、テーブル昇降用の
モータ３８と、モータ回転を直線動力に変換してテーブ
ル３６に伝達するボールネジ３９とから構成されてい
る。切断刃取付円盤３６は大小２つの環状リングの間に
切断刃３３を備えており、自らの回転によって試料Ｓを
切断刃３３によって切断することができる。
【００４７】この切断装置３１では、モータ３８を作動
させてテーブル３６を上昇させ、試料Ｓの上端を切断刃
３３よりも所定量突出させた状態で、モータ３５を作動
させて切断刃取付円盤３４を１回転させることで、試料
Ｓの突出分を切断刃３３により切断して切断面を切断刃
取付円盤３６のリング間から露出させることができる。
つまり、テーブル３６が図１に示した試料観察装置の対
物レンズ９の真下に位置するように同装置を配置すれ
ば、観察対象となる試料Ｓを必要量送り込んで切断し、
その切断面をカラーカメラ７により撮像することができ
る。
させてテーブル３６を上昇させ、試料Ｓの上端を切断刃
３３よりも所定量突出させた状態で、モータ３５を作動
させて切断刃取付円盤３４を１回転させることで、試料
Ｓの突出分を切断刃３３により切断して切断面を切断刃
取付円盤３６のリング間から露出させることができる。
つまり、テーブル３６が図１に示した試料観察装置の対
物レンズ９の真下に位置するように同装置を配置すれ
ば、観察対象となる試料Ｓを必要量送り込んで切断し、
その切断面をカラーカメラ７により撮像することができ
る。
【００４８】更にまた、上述の実施形態では、試料の切
断と該切断面の撮像を順次繰り返すようにしたものを例
示したが、切断面の撮像は必ずしも試料切断の度に実施
する必要はなく、全ての切断面のうち必要な切断面のみ
に対して撮像を実施してその画像データを取り込むよう
にしてもよい。
断と該切断面の撮像を順次繰り返すようにしたものを例
示したが、切断面の撮像は必ずしも試料切断の度に実施
する必要はなく、全ての切断面のうち必要な切断面のみ
に対して撮像を実施してその画像データを取り込むよう
にしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る試料
観察方法及びその装置によれば、１つの切断面に対して
励起波長毎の蛍光画像を得ることにより、これら画像を
利用して試料の切断面や立体像をより詳細に観察するこ
とができる。また、１つの切断面に対し１回の撮像を行
うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得ることができ
るので、各蛍光染料を励起可能な波長光を別々に照射し
ながら撮像を繰り返す場合に比べて、撮像及びデータ取
込に要する時間を短縮して効率の良い試料観察を実現で
きる。
観察方法及びその装置によれば、１つの切断面に対して
励起波長毎の蛍光画像を得ることにより、これら画像を
利用して試料の切断面や立体像をより詳細に観察するこ
とができる。また、１つの切断面に対し１回の撮像を行
うだけで励起波長毎の複数の蛍光画像を得ることができ
るので、各蛍光染料を励起可能な波長光を別々に照射し
ながら撮像を繰り返す場合に比べて、撮像及びデータ取
込に要する時間を短縮して効率の良い試料観察を実現で
きる。
【図１】本発明に係る試料観察装置の概略構成図
【図２】試料の斜視図
【図３】各切断面毎の処理画像を示す図
【図４】試料観察手順を示すフローチャート
【図５】切断装置の概略構成図
１…第１ランプハウス、２…第１光路開閉器、３…第１
光伝搬路、４…第２ランプハウス、５…第２光路開閉
器、６…第２光伝搬路、７…カラーカメラ、８…フィル
タケース、８ａ…支持枠、８ｂ…第１フィルタ、８ｃ…
第２フィルタ、８ｄ…ハーフミラー、９…対物レンズ、
１０…照明器、１１…試料載置テーブル、１２…撮像制
御部、１３…主制御部、１４…画像処理部、１５…モニ
ター、Ｓ…試料、Ｓａ…試料本体、Ｓｂ…包理剤、Ｌ１
〜Ｌ４…切断面。
光伝搬路、４…第２ランプハウス、５…第２光路開閉
器、６…第２光伝搬路、７…カラーカメラ、８…フィル
タケース、８ａ…支持枠、８ｂ…第１フィルタ、８ｃ…
第２フィルタ、８ｄ…ハーフミラー、９…対物レンズ、
１０…照明器、１１…試料載置テーブル、１２…撮像制
御部、１３…主制御部、１４…画像処理部、１５…モニ
ター、Ｓ…試料、Ｓａ…試料本体、Ｓｂ…包理剤、Ｌ１
〜Ｌ４…切断面。
フロントページの続き (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市都筑区荏田東３−４−26 (72)発明者 工藤 謙一 東京都豊島区巣鴨５−15−16 (72)発明者 横田 秀夫 神奈川県川崎市多摩区菅２−15−５ キャ ピタル稲田堤206 (72)発明者 小久保 光典 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内
Claims (13)
- 【請求項１】 試料切断面を照明しながら撮像手段によ
り撮像し、撮像により得た切断面毎の画像データに基づ
いて試料観察を行う試料観察方法において、 異なる波長光で励起可能な複数の蛍光染料によって試料
を予め染色し、 各蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面に照
射し、各蛍光染料の励起波長を含む反射光を撮像手段に
入射して試料切断面の撮像を行うと共に、 撮像により得た蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長
別に分離して１つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画
像を得る、 ことを特徴とする試料観察方法。 - 【請求項２】 蛍光画像データの分離が、ＨＳＶ表色法
に置換するステップと、その色相情報をもとに分離を行
うステップにより実施される、 ことを特徴とする請求項１記載の試料観察方法。 - 【請求項３】 撮像手段に入射される光の波長を、各蛍
光染料の励起波長を主に透過するフィルタによって制限
した、 ことを特徴とする請求項１または２記載の試料観察方
法。 - 【請求項４】 試料切断面に照射される光の波長を、各
蛍光染料を励起可能な波長を主に透過するフィルタによ
って制限した、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の試
料観察方法。 - 【請求項５】 白色光を試料切断面に照射し、その反射
光を撮像手段に入射して試料切断面の撮像を行うことに
より、１つの試料切断面に対して白色光画像を得る、 ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の試
料観察方法。 - 【請求項６】 切断面毎に得られた励起波長毎の蛍光画
像から立体像を励起波長別に構築すると共に、切断面毎
に得られた白色画像から立体像を構築する、 ことを特徴とする請求項５記載の試料観察方法。 - 【請求項７】 切断面毎に得られた励起波長毎の蛍光画
像と白色光画像とから合成立体像を構築する、 ことを特徴とする請求項６記載の試料観察方法。 - 【請求項８】 異なる波長光で励起可能な複数の蛍光染
料によって予め染色した試料と、 各蛍光染料を励起可能な波長を含む光を試料切断面に照
射可能な照明手段と、 試料切断面からの反射光を入射して試料切断面を撮像す
る撮像手段と、 試料切断面を照明手段で照明しながら撮像手段で撮像し
た時に得られる蛍光画像データを各蛍光染料の励起波長
別に分離して１つの切断面に対して励起波長毎の蛍光画
像を得る蛍光画像データ分離手段とを備えた、 ことを特徴とする試料観察装置。 - 【請求項９】 試料切断面から撮像手段に至る光路途中
に、各蛍光染料の励起波長を主に透過するフィルタを設
けた、 ことを特徴とする請求項８記載の試料観察装置。 - 【請求項１０】 照明手段から試料切断面に至る光路途
中に、各蛍光染料を励起可能な波長を主に透過するフィ
ルタを設けた、 ことを特徴とする請求項８または９記載の試料観察装
置。 - 【請求項１１】 切断面毎に得られた励起波長毎の蛍光
画像から立体像を励起波長別に構築する蛍光立体像構築
手段を備えた、 ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項記載の
試料観察装置。 - 【請求項１２】 白色光を試料切断面に照射可能な第２
の照明手段と、 切断面毎に得られた白色画像から立体像を構築する白色
光立体像構築手段とを備えた、 ことを特徴とする請求項１１記載の試料観察装置。 - 【請求項１３】 切断面毎に得られた励起波長毎の蛍光
画像と白色光画像とから合成立体像を構築する合成立体
像構築手段を備えた、 ことを特徴とする請求項１２記載の試料観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28076496A JPH10123054A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 試料観察方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28076496A JPH10123054A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 試料観察方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123054A true JPH10123054A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17629635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28076496A Pending JPH10123054A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 試料観察方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10123054A (ja) |
Cited By (14)
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-
1996
- 1996-10-23 JP JP28076496A patent/JPH10123054A/ja active Pending
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