JP2012181340A

JP2012181340A - 顕微鏡装置

Info

Publication number: JP2012181340A
Application number: JP2011043977A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fukunaga; 康弘福永
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】スペクトル情報をより正確に取得することができる。
【解決手段】ステージ１０２は、試料１０１を保持する。撮像部１０７は、撮像素子を備え、入射した光に応じた画像を撮像する。カラーセンサ１０９は、入射した光のスペクトル情報を取得する。ハーフミラー１０６は、試料１０１からの光を、撮像部１０７とカラーセンサ１０９とに入射する。視野領域変更部１０８は、試料１０１からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の領域を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡装置に関する。

病理標本のスライド画像をデジタル撮像するバーチャルスライド装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来知られているバーチャルスライド装置の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャルスライド装置１０００は、試料１００１が載置されるステージ１００２と、ステージ１００２を水平方向と光軸方向とに駆動するステージ駆動部１００３を備えている。また、顕微鏡装置１０００は、試料１００１を照明する光源１００４と、試料１００１に対向するように複数のレンズで構成された対物レンズ１００５と、試料１００１の像を撮像する撮像部１００６とを備えている。また顕微鏡装置１０００は、複数の画像を貼り合わせて一枚の画像を生成する際に、隣接する画像を特定する情報と、隣接する画像と重ね合わせる領域を特定する情報とを含む、貼り合わせ情報を生成する貼り合わせ情報生成部１００７と、複数の画像と貼り合わせ情報とを１つのファイルに格納する画像ファイル生成部１００８と、ステージ駆動部１００３と撮像部１００６との制御を行う撮像制御部１００９とを備えている。

次に、バーチャルスライド装置１０００による試料１００１の撮像方法について説明する。光源１００４の光が、ステージ１００２の上に載置された試料１００１の所定領域と対物レンズ１００５とを透過して、撮像部１００６に入射する。撮像部１００６は、入射した光を光電変換し、試料１００１の所定領域の高倍率の画像を撮像する。続いて、撮像部１００６が所定領域に隣接する領域の高倍率の画像を撮像でき、かつ、隣接する所定領域の画像と重なる領域であるのりしろ部を持つように、ステージ駆動部１００３はステージ１００２（試料１００１）を水平方向に移動させる。なお、撮像制御部１００９が、撮像部１００６とステージ駆動部１００３との制御を行う。撮像制御部１００９の制御により撮像部１００６とステージ駆動部１００３とが上記の処理を繰り返し行うことで、撮像部１００６は、試料１００１の所定領域毎に、のりしろ部を有する高倍率画像を撮像する。

撮像部１００６が、試料１００１の全ての所定領域の高倍率画像を撮像した後、貼り合わせ情報生成部１００７は、隣接する高倍率画像と、各高倍率画像ののりしろ部とを認識し、認識した結果に基づいて貼り合わせ情報を生成する。続いて、画像ファイル生成部１００８は、貼り合わせ情報生成部１００７が生成した貼り合わせ情報と、撮像部１００６が撮像した複数の高倍率画像とを１つのファイルに格納する。図示せぬ再生部は、貼り合わせ情報に基づいて、１つのファイルに格納された複数の高倍率画像を貼り合わせ、試料１００１全体を示す１枚の高倍率画像を生成し、液晶ディスプレイなどに表示する。上述した処理を行うことで、バーチャルスライド装置１０００は、試料１００１全体の高倍率画像を生成することができる。

また、ＲＧＢカメラに装着した小型分光計によって被写体のスペクトルを多点で計測し、その情報を用いてＲＧＢ画像からの色再現性を向上させる方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。従来知られている色再現性を向上させる方法を、従来知られているバーチャルスライド装置１０００に適用すれば、色の再現性を良くしつつ試料１００１全体の高倍率画像を生成することができる。

特開２００６−２９２９９９号公報

家富邦彦、村上百合、山口雅浩、大山永昭、「多点計測スペクトル情報を利用したカラー画像の色推定手法の実験的評価」、第５４回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、ｐ．１０７１

しかしながら、従来知られている被写体のスペクトルを取得（計測）する方法では、被写体と背景との色が異なる場合など複数の色が含まれている場合には、複数の色のうちいずれの色のスペクトル情報も正しく取得することができないという問題がある。

図６は、従来知られている方法で被写体のスペクトル情報を取得した場合に、スペクトル情報を計測する領域（視野領域）を示した概略図である。図示する例では、試料１００１と、撮像部１００６が撮像する所定の領域２００１と、被写体が存在している領域である被写体領域２００２（興味の領域）と、スペクトル計測の対象領域であるカラーセンサ（小型分光計）の視野領域２００３とが示されている。また、所定の領域２００１のうち、被写体領域２００２以外の領域である背景領域２００４が示されている。図示するように、カラーセンサの視野領域２００３に、被写体領域２００２と、背景領域２００４とが含まれる場合、カラーセンサが取得するスペクトル情報は、被写体領域２００２のスペクトル情報と背景領域２００４のスペクトル情報とが混在したスペクトル情報となる。そのため、被写体領域２００２のスペクトル情報と、背景領域２００４のスペクトル情報とのいずれのスペクトル情報も正確に取得することができない。特に、被写体が小さい場合など、被写体領域が小さい場合には、カラーセンサの視野領域２００３に複数の色の領域が含まれる可能性が高く、スペクトル情報を正確に取得することができない可能性が高いという問題がある。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、スペクトル情報をより正確に取得することができる顕微鏡装置を提供することを目的とする。

本発明は、試料を保持するステージと、撮像素子を備え、入射した光に応じた画像を撮像する撮像部と、入射した光のスペクトル情報を取得するカラーセンサと、前記試料からの光を、前記撮像部と前記カラーセンサとに入射する光学系と、前記試料からの光のうち、前記カラーセンサに入射する前記光の領域を変更する視野領域変更部と、を備えることを特徴とする顕微鏡装置である。

また、本発明の顕微鏡装置において、前記視野領域変更部は、開口サイズの異なる複数のピンホール光学系を備えることを特徴とする。

また、本発明の顕微鏡装置において、前記視野領域変更部は、開口サイズを連続的に変更することが可能な視野絞りを備えることを特徴とする。

また、本発明の顕微鏡装置において、前記視野領域変更部は、拡大率の異なる複数の拡大光学系を備えることを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージを三次元方向に移動させる搬送部と、前記撮像部が撮像した他の画像と重なる部分であるのりしろ部が存在するように、前記試料を前記撮像素子の撮像面と平行な方向に順次移動させつつ前記画像を撮像するように、前記撮像部と前記搬送部とを制御する撮像制御部と、前記撮像部が撮像した複数の前記画像ののりしろ部を認識し、複数の前記画像の貼り合わせ情報を生成する貼り合わせ情報生成部と、前記複数の画像と前記貼り合わせ情報とを１つのファイルに格納する画像ファイル生成部と、を備えることを特徴とする顕微鏡装置である。

本発明によれば、視野領域変更部は、試料からの光のうち、カラーセンサに入射する光の領域を変更する。これにより、カラーセンサの視野領域を変更することができるため、より正確にスペクトル情報を取得することができる。

本発明の第１の実施形態における顕微鏡装置の構成を示した概略図である。本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサがスペクトル情報を取得する領域を示した概略図である。本発明の第２の実施形態における顕微鏡装置の構成を示した概略図である。本発明の第３の実施形態における顕微鏡装置の構成を示した概略図である。従来知られているバーチャルスライド装置の構成を示した概略図である。従来知られている方法で被写体のスペクトル情報を取得した場合に、スペクトル情報を計測する領域を示した概略図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における顕微鏡装置１の構成を示した概略図である。図示する例では、顕微鏡装置１は、ステージ１０２と、ステージ駆動部１０３（搬送部）と、光源１０４と、対物レンズ１０５と、ハーフミラー１０６（光学系）と、撮像素子を備えた撮像部１０７と、視野領域変更部１０８と、カラーセンサ１０９と、画像処理部１１０と、撮像制御部１１１と、貼り合わせ情報生成部１１２と、画像ファイル生成部１１３とを備える。

ステージ１０２は、スライドガラス上にサンプル（被写体、撮像対象物）を載置した試料１０１を載置するための台である。ステージ駆動部１０３は、撮像制御部１１１の制御に基づいて、ステージ１０２を、撮像部１０７が備える撮像素子の撮像面と水平な方向及び垂直な方向（三次元方向）に駆動させる。光源１０４は、試料１０１を照射する光を発生する。対物レンズ１０５は、試料１０１に対向するように配置されており、試料１０１の所定領域からの光束を集光させ、集光させた光をハーフミラー１０６に対して照射する。ハーフミラー１０６は、対物レンズ１０５からの光の一部を視野領域変更部１０８の方向に反射し、一部を透過する。ハーフミラー１０６を透過した光は、撮像部１０７に入射する。

撮像部１０７は撮像素子を備えており、試料１０１の所定領域からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換することで、試料１０１の所定領域の高倍率画像を撮像する。視野領域変更部１０８は、ピンホール径（開口サイズ）が異なる複数のピンホール光学系を備えている。また、視野領域変更部１０８は、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間にピンホール光学系を配置し、ハーフミラー１０６からの光のうち、一部の領域の光を遮り、一部の領域の光を透過する。視野領域変更部１０８を透過した光は、カラーセンサ１０９に入射する。この構成により、視野領域変更部１０８は、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置するピンホール光学系を変更することで、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径（視野領域）を変更することができる。

カラーセンサ１０９は、試料１０１の所定領域からの光のうち、視野領域変更部１０８を透過した光のスペクトル情報を検出する。画像処理部１１０は、カラーセンサ１０９が取得したスペクトル情報に基づいて、撮像部１０７が撮像した試料１０１の所定領域の画像の補正を行う。撮像制御部１１１は、ステージ駆動部１０３と、撮像部１０７と、カラーセンサ１０９との制御を行い、試料１０１の全ての所定領域の高倍率画像と、各高倍率画像に対応するスペクトル情報とを取得させる。

貼り合わせ情報生成部１１２は、隣接する高倍率画像と、撮像部１０７が撮像した各高倍率画像ののりしろ部とを認識し、認識した結果に基づいて貼り合わせ情報を生成する。なお、貼り合わせ情報は、複数の高倍率画像を貼り合わせて１枚の高倍率画像を生成する場合において、隣接する高倍率画像を指定する情報と、隣接する高倍率画像同士の重なりを指定する情報とを含む情報である。画像ファイル生成部１１３は、貼り合わせ情報生成部１１２が生成した貼り合わせ情報と、画像処理部１１０が補正した、試料１０１の全ての所定領域の高倍率画像とを１つのファイルに格納する。

次に、カラーセンサ１０９がスペクトル情報を取得する領域について説明する。図２は、本実施形態におけるカラーセンサ１０９がスペクトル情報を取得する領域を示した概略図である。図示する例では、試料１０１と、撮像部１０７が撮像する所定の領域２０１と、被写体が存在している領域である被写体領域２０２と、カラーセンサ１０９がスペクトル情報を取得する領域である視野領域２０３とが示されている。また、所定の領域２０１のうち、被写体領域２０２以外の領域である背景領域２０４が示されている。

図示するように、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が小さい場合、視野領域２０３には被写体領域２０２または背景領域２０４のいずれか一方のみが含まれる可能性が高い。そのため、カラーセンサ１０９が取得するスペクトル情報は、被写体領域２０２のスペクトル情報または背景領域２０４のスペクトル情報のいずれか一方を正確に取得することができる可能性が高い。

なお、被写体領域２０２が大きく、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が小さい場合では、カラーセンサ１０９の視野領域２０３内には被写体領域２０２の一部の領域しか含まれないことが考えられる。この場合には、被写体領域２０２の一部のみのスペクトル情報を取得することとなり、被写体領域２０２全体のスペクトル情報を正確に取得することができない可能性がある。この場合には、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２に占める割合が高くなるように変更することで、より正確なスペクトル情報を取得することができる。このように、被写体領域２０２の大きさに応じて、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することにより、より正確なスペクトル情報を取得することができる。

次に、顕微鏡装置１による試料１０１の撮像方法について説明する。光源１０４が発生した光は、ステージ１０２の上に載置された試料１０１の所定領域と対物レンズ１０５とを透過して、ハーフミラー１０６に入射する。ハーフミラー１０６は、対物レンズ１０５からの光の一部を視野領域変更部１０８の方向に反射し、一部を透過する。ハーフミラー１０６を透過した光は、撮像部１０７に入射する。これにより、試料１０１の所定領域からの光の一部は撮像部１０７に入射し、一部は視野領域変更部１０８に入射する。

視野領域変更部１０８は、ユーザの指定または所定の条件等に基づいて、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置するピンホール光学系を変更し、ハーフミラー１０６からの光の一部を遮り、一部を透過する。視野領域変更部１０８を透過した光は、カラーセンサ１０９に入射する。この構成により、視野領域変更部１０８は、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置するピンホール光学系を変更することで、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径（視野領域２０３）を変更することができる。例えば、被写体のサイズが小さい場合、視野領域変更部１０８は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が被写体領域２０２よりも小さくなるように、ピンホール径が小さいピンホール光学系をハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置する。

カラーセンサ１０９は、試料１０１の所定領域からの光のうち、視野領域変更部１０８を透過した光のスペクトル情報を検出する。すなわち、カラーセンサ１０９は、図２に示した視野領域２０３のスペクトル情報を検出する。撮像部１０７は、試料１０１の所定領域からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換することで、試料１０１の所定領域の高倍率画像を撮像する。続いて、画像処理部１１０は、カラーセンサ１０９が取得したスペクトル情報に基づいて、撮像部１０７が撮像した高倍率画像を補正する。なお、撮像部１０７が備える撮像素子の撮像面と水平な方向にステージ１０２が移動しなければ、撮像部１０７が高倍率画像を撮像する処理とカラーセンサ１０９がスペクトル情報を検出する処理とを同時に行ってもよく、また、どちらの処理を先に行ってもよい。また、画像処理部１１０の補正処理は、撮像部１０７が高倍率画像を撮像し、カラーセンサ１０９がスペクトル情報を検出した直後のタイミングに行わなくてもよく、画像ファイル生成部１１３がファイルを作成する前までに行えばよい。

撮像部１０７の撮像処理と、カラーセンサのスペクトル情報検出処理が終了した後、撮像部１０７が所定領域に隣接する領域の高倍率の画像を撮像でき、かつ、隣接する所定領域の画像同士がのりしろ部を持つように、撮像制御部１１１の制御に基づいて、ステージ駆動部１０３はステージ１０２（試料１０１）を水平方向に移動させる。

撮像制御部１１１の制御により、ステージ駆動部１０３と、撮像部１０７と、視野領域変更部１０８と、カラーセンサ１０９とが上記の処理を繰り返し行うことで、顕微鏡装置１は、試料１０１の全ての所定領域毎に、のりしろ部を有する高倍率画像と、各高倍率画像に対応するスペクトル情報とを取得する。

顕微鏡装置１が試料１０１の全ての所定領域毎に高倍率画像とスペクトル情報とを取得した後、貼り合わせ情報生成部１１２は、貼り合わせ情報を生成する。続いて、画像ファイル生成部１１３は、貼り合わせ情報生成部１１２が生成した貼り合わせ情報と、画像処理部１１０が補正した、試料１０１の全ての所定領域の高倍率画像とを１つのファイルに格納する。また、図示せぬ再生部は、貼り合わせ情報に基づいて１ファイルに格納された複数の高倍率画像を貼り合わせて１枚の高倍率画像を生成し、液晶ディスプレイなどに表示する。

上述した通り、本実施形態の顕微鏡装置１における視野領域変更部１０８は、ピンホール径が異なる複数のピンホール光学系を備えており、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置するピンホール光学系を変更することで、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径を変更することができる。すなわち、本実施形態における撮像装置１は、視野領域変更部１０８を備えているため、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができる。

例えば、被写体領域２０２（撮像対象物）が小さく、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が大きい場合では、カラーセンサ１０９の視野領域２０３内に、被写体領域２０２と背景領域２０４とが含まれてしまう可能性が高く、正確なスペクトル情報を取得することができない可能性が高い。しかしながら、本実施形態によれば、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができるため、例えば、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２よりも小さくなるように変更することで、カラーセンサ１０９の視野領域２０３には被写体領域２０２または背景領域２０４のいずれか一方のみが含まれる可能性を高くすることができ、より正確なスペクトル情報を取得することができる。

また、例えば、被写体領域２０２が大きく、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が小さい場合では、カラーセンサ１０９の視野領域２０３内には被写体領域２０２の一部の領域しか含まれないことが考えられる。この場合には、被写体領域２０２の一部のみのスペクトル情報を取得することとなり、被写体領域２０２全体のスペクトル情報を正確に取得することができない可能性がある。しかしながら、本実施形態によれば、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができるため、例えば、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２に占める割合が高くなるように変更することで、より正確なスペクトル情報を取得することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態における顕微鏡装置の構成と第１の実施形態における顕微鏡装置１の構成とでは、視野領域変更部の構成が異なる。図３は、本実施形態における顕微鏡装置２の構成を示した概略図である。図示する例では、顕微鏡装置２は、ステージ１０２と、ステージ駆動部１０３と、光源１０４と、対物レンズ１０５と、ハーフミラー１０６と、撮像素子を備えた撮像部１０７と、視野領域変更部３０８と、カラーセンサ１０９と、画像処理部１１０と、撮像制御部１１１と、貼り合わせ情報生成部１１２と、画像ファイル生成部１１３とを備える。

ステージ１０２と、ステージ駆動部１０３と、光源１０４と、対物レンズ１０５と、ハーフミラー１０６と、撮像部１０７と、カラーセンサ１０９と、画像処理部１１０と、撮像制御部１１１と、貼り合わせ情報生成部１１２と、画像ファイル生成部１１３との構成および動作は、第１の実施形態における各部の構成および動作と同様である。

視野領域変更部３０８は、視野の絞り（開口サイズ）を連続的に変更することができる視野絞りを備えている。視野絞りはハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置されており、絞り量に応じてハーフミラー１０６からの光の一部を遮り、一部を透過する。この構成により、視野領域変更部３０８は、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置する視野絞りの絞りを変更することで、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径（視野領域２０３）を変更することができる。

次に、顕微鏡装置２による試料１０１の撮像方法について説明する。光源１０４が発生した光は、ステージ１０２の上に載置された試料１０１の所定領域と対物レンズ１０５とを透過して、ハーフミラー１０６に入射する。ハーフミラー１０６は、対物レンズ１０５からの光の一部を視野領域変更部３０８の方向に反射し、一部を透過する。ハーフミラー１０６を透過した光は、撮像部１０７に入射する。これにより、試料１０１の所定領域からの光の一部は撮像部１０７に入射し、一部は視野領域変更部３０８に入射する。

視野領域変更部３０８は、ユーザの指定または所定の条件等に基づいて、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置されている視野絞りの絞りを変更し、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径（視野領域２０３）を変更する。例えば、被写体のサイズが小さい場合、視野領域変更部３０８は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が被写体領域２０２よりも小さくなるように、視野絞りの絞りを絞る。カラーセンサ１０９は、試料１０１の所定領域からの光のうち、視野領域変更部３０８を透過した光のスペクトル情報を検出する。なお、カラーセンサ１０９がスペクトル情報を検出した後の処理は、第１の実施形態における処理と同様の処理である。

上述した通り、本実施形態の顕微鏡装置２における視野領域変更部３０８は、連続的に視野の絞りを変更することができる視野絞りを備えている。また、視野絞りはハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置されており、絞り量に応じてハーフミラー１０６からの光の一部を遮り、一部を透過する。この構成により、視野領域変更部３０８は、ハーフミラー１０６とカラーセンサ１０９との間に配置する視野絞りの絞りを変更することで、試料１０１の所定領域からの光のうち、カラーセンサ１０９に入射する光の径を変更することができる。すなわち、本実施形態における撮像装置２は、視野領域変更部３０８を備えているため、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができる。

従って、例えば、本実施形態における顕微鏡装置２は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２よりも小さくなるように変更することで、カラーセンサ１０９の視野領域２０３には被写体領域２０２または背景領域２０４のいずれか一方のみが含まれる可能性を高くすることができ、より正確なスペクトル情報を取得することができる。また、例えば、本実施形態における顕微鏡装置２は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２に占める割合が高くなるように変更することで、より正確なスペクトル情報を取得することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態における顕微鏡装置の構成と第１の実施形態における顕微鏡装置１の構成とでは、視野領域変更部の構成が異なる。図４は、本実施形態における顕微鏡装置３の構成を示した概略図である。図示する例では、顕微鏡装置３は、ステージ１０２と、ステージ駆動部１０３と、光源１０４と、対物レンズ１０５と、ハーフミラー１０６と、撮像素子を備えた撮像部１０７と、視野領域変更部４０８と、カラーセンサ１０９と、画像処理部１１０と、撮像制御部１１１と、貼り合わせ情報生成部１１２と、画像ファイル生成部１１３とを備える。

ステージ１０２と、ステージ駆動部１０３と、光源１０４と、対物レンズ１０５と、ハーフミラー１０６と、撮像部１０７と、カラーセンサ１０９と、画像処理部１１０と、撮像制御部１１１と、貼り合わせ情報生成部１１２と、画像ファイル生成部１１３との構成は、第１の実施形態における各部の構成と同様である。

視野領域変更部４０８は、拡大率が異なる複数の視野サイズ変更用対物レンズ（拡大光学系）を備えている。また、視野領域変更部４０８は、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズを配置することで、試料１０１からの光による透過像の拡大率を変更する。この構成により、視野領域変更部４０８は、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズを配置することで、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができる。例えば、対物レンズ１０５の代わりに配置する視野サイズ変更用対物レンズを、より拡大率が高い視野サイズ変更用対物レンズにした場合には、より拡大された透過像がカラーセンサ１０９に入射する。また、カラーセンサ１０９の受光面の大きさは一定であるため、より拡大された透過像が入射した場合には、視野領域２０３は小さくなる。すなわち、対物レンズ１０５の代わりに配置する視野サイズ変更用対物レンズの拡大率が高くなるほど、カラーセンサ１０９の視野領域２０３は小さくなる。

次に、顕微鏡装置３による試料１０１の撮像方法について説明する。視野領域変更部４０８は、ユーザの指定または所定の条件等に基づいて、対物レンズ１０５の代わりに、視野サイズ変更用対物レンズを配置し、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更する。例えば、被写体のサイズが小さい場合、視野領域変更部４０８は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３が被写体領域２０２よりも小さくなるように、対物レンズ１０５の代わりに拡大率の高い視野サイズ変更用対物レンズを配置する。

光源１０４が発生した光は、ステージ１０２の上に載置された試料１０１の所定領域と視野サイズ変更用対物レンズとを透過して、ハーフミラー１０６に入射する。ハーフミラー１０６は、視野サイズ変更用対物レンズからの光の一部をカラーセンサ１０９の方向に反射し、一部を透過する。ハーフミラー１０６を透過した光は、撮像部１０７に入射する。これにより、試料１０１の所定領域からの光の一部は撮像部１０７に入射し、一部はカラーセンサ１０９に入射する。カラーセンサ１０９は入射した光のスペクトル情報を検出する。なお、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズが配置されているため、この時点では、撮像部１０７は撮像処理を行わない。

続いて、視野領域変更部４０８は、視野サイズ変更用対物レンズの代わりに、対物レンズ１０５を配置する（対物レンズ１０５の位置を元の位置に戻す）。光源１０４が発生した光は、ステージ１０２の上に載置された試料１０１の所定領域と対物レンズ１０５とを透過して、ハーフミラー１０６に入射する。ハーフミラー１０６は、対物レンズ１０５からの光の一部を視野領域変更部１０８の方向に反射し、一部を透過する。ハーフミラー１０６を透過した光は、撮像部１０７に入射する。これにより、試料１０１の所定領域からの光の一部は撮像部１０７に入射し、一部は視野領域変更部１０８に入射する。なお、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズが配置されていないため、この時点では、カラーセンサ１０９はスペクトル情報の検出処理を行わない。

撮像部１０７は、試料１０１の所定領域からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換することで、試料１０１の所定領域の高倍率画像を撮像する。続いて、画像処理部１１０は、カラーセンサ１０９が取得したスペクトル情報に基づいて、撮像部１０７が撮像した高倍率画像を補正する。なお、上述した例では、初めにカラーセンサ１０９がスペクトル情報を取得し、次に撮像部１０７が高倍率画像を撮像しているが、撮像部１０７が備える撮像素子の撮像面と水平な方向にステージ１０２が移動しなければ、どちらの処理を先に行ってもよい。また、画像処理部１１０の補正処理は、カラーセンサ１０９がスペクトル情報を検出し、撮像部１０７が高倍率画像を撮像した直後のタイミングに行わなくてもよく、画像ファイル生成部１１３がファイルを作成する前までに行えばよい。

撮像部１０７の撮像処理と、カラーセンサ１０９のスペクトル情報検出処理とが終了した後、撮像部１０７が所定領域に隣接する領域の高倍率の画像を撮像でき、かつ、隣接する所定領域の画像同士がのりしろ部を持つように、撮像制御部１１１の制御に基づいて、ステージ駆動部１０３はステージ１０２（試料１０１）を水平方向に移動させる。

撮像制御部１１１の制御により、ステージ駆動部１０３と、撮像部１０７と、カラーセンサ１０９と、視野領域変更部４０８とが上記の処理を繰り返し行うことで、顕微鏡装置３は、試料１０１の全ての所定領域毎に、のりしろ部を有する高倍率画像と、各高倍率画像に対応するスペクトル情報とを取得する。なお、顕微鏡装置３が試料１０１の全ての所定領域毎に高倍率画像とスペクトル情報とを取得した後の処理については、第１の実施形態における処理と同様の処理である。

上述した通り、本実施形態の顕微鏡装置３における視野領域変更部４０８は、拡大率が異なる複数の視野サイズ変更用対物レンズを備えている。また、視野領域変更部４０８は、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズを配置することで、試料１０１からの光による透過像の拡大率を変更する。この構成により、視野領域変更部４０８は、対物レンズ１０５の代わりに視野サイズ変更用対物レンズを配置することで、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができる。

従って、例えば、本実施形態における顕微鏡装置３は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２よりも小さくなるように変更することで、カラーセンサ１０９の視野領域２０３には被写体領域２０２または背景領域２０４のいずれか一方のみが含まれる可能性を高くすることができ、より正確なスペクトル情報を取得することができる。また、例えば、本実施形態における顕微鏡装置３は、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を、被写体領域２０２に占める割合が高くなるように変更することで、より正確なスペクトル情報を取得することができる。

以上、この発明の第１の実施形態から第３の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

例えば、上述した第１の実施形態から第３の実施形態では、撮像部１０７が撮像した高倍率画像１枚毎に、カラーセンサ１０９が検出したスペクトル情報に基づいて画像補正を行っているが、これに限らない。例えば、撮像部１０７が撮像した各高倍率画像貼り合わせて１枚の高倍率画像を生成した後、貼り合わせた高倍率画像全体に対して、カラーセンサ１０９が取得したスペクトル情報に基づいて画像補正を行ってもよい。なお、この場合には、例えば、貼り合わせ前の高倍率画像１枚毎に取得したスペクトル情報の平均値を算出し、算出したスペクトル情報の平均値を用いて貼り合わせ後の高倍率画像の画像補正を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、視野領域変更部１０８，３０８，４０８は、ピンホール光学系や、視野絞りや、視野サイズ変更用対物レンズを用いてカラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更しているが、これに限らず、カラーセンサ１０９の視野領域２０３を変更することができればどのようなものを用いてもよい。

１，２，３・・・顕微鏡装置、１０１・・・試料、１０２・・・ステージ、１０３・・・ステージ駆動部、１０４・・・光源、１０５・・・対物レンズ、１０６・・・ハーフミラー、１０７・・・撮像部、１０８，３０８，４０８・・・視野領域変更部、１０９・・・カラーセンサ、１１０・・・画像処理部、１１１・・・撮像制御部、１１２・・・貼り合わせ情報生成部、１１３・・・画像ファイル生成部、２０１・・・所定の領域、２０２・・・被写体領域、２０３・・・視野領域、２０４・・・背景領域

Claims

試料を保持するステージと、
撮像素子を備え、入射した光に応じた画像を撮像する撮像部と、
入射した光のスペクトル情報を取得するカラーセンサと、
前記試料からの光を、前記撮像部と前記カラーセンサとに入射する光学系と、
前記試料からの光のうち、前記カラーセンサに入射する前記光の領域を変更する視野領域変更部と、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
前記視野領域変更部は、開口サイズの異なる複数のピンホール光学系を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
前記視野領域変更部は、開口サイズを連続的に変更することが可能な視野絞りを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
前記視野領域変更部は、拡大率の異なる複数の拡大光学系を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
前記ステージを三次元方向に移動させる搬送部と、
前記撮像部が撮像した他の画像と重なる部分であるのりしろ部が存在するように、前記試料を前記撮像素子の撮像面と平行な方向に順次移動させつつ前記画像を撮像するように、前記撮像部と前記搬送部とを制御する撮像制御部と、
前記撮像部が撮像した複数の前記画像ののりしろ部を認識し、複数の前記画像の貼り合わせ情報を生成する貼り合わせ情報生成部と、
前記複数の画像と前記貼り合わせ情報とを１つのファイルに格納する画像ファイル生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。