[發(fā)明專利]圖像取得裝置、制作試樣的焦點(diǎn)圖的方法以及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480023710.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN105143953B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巖瀬富美雄;奧河正利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B21/36
• 分類號(hào): G02B21/36;G02B7/28;G02B7/36;G02B21/26;H04N5/232
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11322
• 代理人: 楊琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像取得裝置、制作試樣的焦點(diǎn)圖的方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在用于觀察組織細(xì)胞等的試樣的圖像取得裝置中，如果使工作臺(tái)上的試樣與物鏡的距離恒定的話則會(huì)有由于試樣的表面的凹凸而成為混合存在有焦點(diǎn)未對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域的圖像的情況。因此，應(yīng)用了一邊取得對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息一邊進(jìn)行試樣的攝像的動(dòng)態(tài)聚焦方式或在試樣的攝像之前取得對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息的預(yù)聚焦方式等的各種聚焦方法的圖像取得裝置被開發(fā)。

作為這樣的圖像取得裝置，有例如專利文獻(xiàn)1所記載的顯微鏡裝置。該裝置具有多條像素線并具備由滾動(dòng)快門模式(rolling shutter mode)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的攝像元件。然后，隔開長(zhǎng)于像素線的受光時(shí)間的間隔來(lái)使光源斷續(xù)地發(fā)光，并基于一邊使工作臺(tái)移動(dòng)一邊進(jìn)行攝像的圖像而取得顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位置信息。

另外，在例如專利文獻(xiàn)2所記載的幻燈片掃描器(slide Scanner)中，一邊使相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置移動(dòng)一邊使物鏡的焦點(diǎn)位置連續(xù)地往復(fù)，使用幻燈片掃描照相機(jī)來(lái)取得試樣的圖像數(shù)據(jù)。在該幻燈片掃描器中，基于所取得的圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度值的高度來(lái)計(jì)算出每個(gè)規(guī)定區(qū)域的試樣的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)位置并制作出試樣全體的焦點(diǎn)圖。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)公開2012-108184號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：美國(guó)專利第7518652號(hào)說(shuō)明書

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

上述的那樣的圖像取得裝置因?yàn)樽鳛橐岳?0倍～40倍等的高倍率來(lái)進(jìn)行攝像的顯微鏡裝置被使用，所以可以認(rèn)為被攝體深度小并且顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的視野相對(duì)于試樣會(huì)變得非常小。因此，對(duì)于取得試樣全體的焦點(diǎn)位置信息來(lái)說(shuō)有必要使顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的視野移動(dòng)來(lái)進(jìn)行攝像，但是，在專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，因?yàn)闆]有相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置的移動(dòng)，所以對(duì)于遍及試樣的寬范圍來(lái)取得對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息來(lái)說(shuō)需要時(shí)間。另外，因?yàn)樵谧畛醣蛔x出的像素列和最后被讀出的像素列上被輸入來(lái)自試樣上的不同位置的光，所以還會(huì)有基于對(duì)比度值的比較被計(jì)算出的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息的精度變得不夠充分的擔(dān)憂。

另一方面，在專利文獻(xiàn)2所記載的裝置中，一邊相對(duì)于試樣在高度方向上使物鏡往復(fù)移動(dòng)一邊由線掃描照相機(jī)來(lái)取得試樣的圖像數(shù)據(jù)。然而，各個(gè)圖像數(shù)據(jù)因?yàn)橛蓙?lái)自試樣上的不同位置的光來(lái)進(jìn)行生成，所以與專利文獻(xiàn)1相同，會(huì)有基于對(duì)比度值的比較被計(jì)算出的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息的精度變得不夠充分的擔(dān)憂。另外，在專利文獻(xiàn)2的方式中，每次掃描所取得的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息的數(shù)目不穩(wěn)定并且會(huì)有焦點(diǎn)圖的制作精度不能夠充分確保的擔(dān)憂。

本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種能夠迅速而且高精度地制作焦點(diǎn)圖(focus map)的圖像取得裝置、制作試樣的焦點(diǎn)圖的方法以及系統(tǒng)。

解決課題的技術(shù)手段

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的圖像取得裝置，其特征在于，具備：工作臺(tái)，載置試樣；導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，包含以與工作臺(tái)上的試樣相對(duì)峙的方式被配置的物鏡；攝像元件，對(duì)由導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光后的試樣的光學(xué)圖像進(jìn)行攝像；對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)計(jì)算部，基于來(lái)自攝像元件的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算出試樣的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息；焦點(diǎn)圖制作部，基于對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息制作試樣的焦點(diǎn)圖；第1驅(qū)動(dòng)部，使相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置移動(dòng)；第2驅(qū)動(dòng)部，變更相對(duì)于試樣的物鏡的焦點(diǎn)位置；控制部，控制攝像元件、第1驅(qū)動(dòng)部以及第2驅(qū)動(dòng)部；攝像元件是一種具有多列像素列并且能夠滾動(dòng)讀出的二維攝像元件，控制部以一邊使相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置移動(dòng)一邊使相對(duì)于試樣的物鏡的焦點(diǎn)位置在物鏡的光軸方向上往復(fù)移動(dòng)的方式控制第1驅(qū)動(dòng)部以及第2驅(qū)動(dòng)部并且實(shí)施由攝像元件的滾動(dòng)讀出進(jìn)行的圖像數(shù)據(jù)的取得，焦點(diǎn)圖制作部基于由對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)計(jì)算部進(jìn)行計(jì)算的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息制作焦點(diǎn)圖。

在該圖像取得裝置中，使相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置移動(dòng)且在物鏡的光軸方向(試樣的高度方向)上使相對(duì)于試樣的物鏡的焦點(diǎn)位置往復(fù)移動(dòng)。由此，與相對(duì)于試樣的物鏡的視野位置的移動(dòng)一起，可以按順序取得在視野位置上的圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度信息。另外，在該圖像取得裝置中，實(shí)施由攝像元件的滾動(dòng)讀出進(jìn)行的圖像數(shù)據(jù)的取得。因此，物鏡的焦點(diǎn)位置的每次掃描所計(jì)算出的對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)信息的數(shù)目也會(huì)穩(wěn)定。因此，能夠迅速并且高精度地制作焦點(diǎn)圖。