图像取得装置、取得试样的对准焦点信息的方法以及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像取得装置、取得试样的对准焦点信息的方法以及系统。
【背景技术】
[0002]在用于观察组织细胞等的试样的图像取得装置中，如果使工作台上的试样与物镜的距离恒定的话则会有由于试样的表面的凹凸而成为混合存在有焦点未对准的区域的图像的情况。因此，应用了一边取得对准焦点信息一边进行试样的摄像的动态聚焦方式或在试样的摄像之前取得对准焦点信息的预聚焦方式等的各种聚焦方法的图像取得装置被开发。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利申请公开2012-108184号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在上述的现有的装置中，能够把握由摄像元件进行摄像的图像中焦点对准的对准焦点区域和焦点未对准的非对准焦点区域。因此，能够从对应于对焦区域的像素列进行摄像的时候的工作台的位置求得焦点位置信息。然而，在该方法中，因为在每列像素列上被摄像的试样的位置(平面位置)不同，所以实际上取得一点点不同的部位的焦点位置信息。另夕卜，上述装置因为是以例如20倍?40倍等的高倍率来进行摄像的显微镜装置，所以被摄体深度小并且显微镜光学系统的视野相对于试样非常小。因此，对于取得试样全体的焦点位置信息来说有必要使显微镜光学系统的视野移动来进行摄像，但是，在不驱动工作台的该装置中可以认为操作变得复杂。
[0008]本发明是为了解决上述问题而完成的发明，其目的在于，提供一种能够迅速而且高精度地取得试样的对准焦点信息的图像取得装置、取得试样的对准焦点信息的方法以及系统。
[0009]解决课题的技术手段
[0010]为了解决上述问题，本发明的一个方面所涉及的图像取得装置，其特征在于，具备:工作台，载置试样；光源，朝着试样照射光；导光光学系统，包含以与工作台上的试样相对峙的方式被配置的物镜；摄像元件，对由导光光学系统导光后的试样的光学图像进行摄像；对准焦点计算部，基于来自摄像元件的图像数据计算出试样的对准焦点信息；第I驱动部，使相对于试样的物镜的视野位置移动；第2驱动部，变更相对于试样的物镜的焦点位置；控制部，控制摄像元件、第I驱动部以及第2驱动部；摄像元件是一种具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件，控制部以一边由第2驱动部来使相对于试样的物镜的焦点位置变更一边使试样上的规定部位的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使由第I驱动部得到的在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与摄像元件的滚动读出相同步。
[0011]另外，本发明的一个方面所涉及的取得试样的对准焦点信息的系统，其特征在于，具备:工作台，保持试样；导光光学系统，包含以与工作台上的试样相对峙的方式被配置的物镜；摄像元件，由具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件所构成并且对由导光光学系统导光后的试样的光学图像进行摄像；对准焦点计算部，基于来自摄像元件的图像数据计算出试样的对准焦点信息；以一边使相对于试样的物镜的焦点位置变更一边使试样的规定部位的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与摄像元件的滚动读出相同步。
[0012]在这些图像取得装置以及系统中，作为摄像元件，使用具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件。在滚动读出方式中，因为在各个像素列上的图像数据的读出的时机不同并且如果相对于移动的被摄体进行使用的话则在图像上会产生失真，所以一般相对于静止的被摄体进行使用。相对于此，在这些图像取得装置以及系统中，利用滚动读出中的在各个像素列上的图像数据的读出时机的延迟，并以使物镜的焦点位置变更且使试样上的规定部位(同一部位)的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与滚动读出相同步。由此，在来自各个像素列的图像数据中包含物镜的焦点位置在试样的同一部位上被变更的时候的对比度信息，基于该信息能够迅速而且高精度地计算出对准焦点信息。
[0013]另外，控制部也可以以在物镜的视野内的试样的规定部位的移动成为恒定速度的方式控制第I驱动部。由此，能够容易地控制在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与滚动读出的同步。
[0014]另外，控制部也可以在自相对于试样的物镜的视野位置的移动由第I驱动部而被开始起经过规定时间之后开始摄像元件的各个像素列的曝光。由此，能够适当地实施曝光。
[0015]另外，也可以设定由摄像元件进行摄像的多个分割区域，试样的规定部位也可以以位于分割区域的端部以外的区域的方式被设定。如果将试样的规定部位设定于分割区域的端部的话则在由第I驱动部来使试样的规定部位移动的时候容易受到加速度的影响。因此，通过将试样的规定部位设定于分割区域的端部以外的区域从而能够更加容易地控制在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与滚动读出的同步。
[0016]另外，对准焦点计算部也可以在物镜的视野位置由第I驱动部而在分割区域之间进行移动的时候进行对准焦点信息的计算。由此，能够在物镜的视野位置的移动中取得对准焦点信息，并且能够迅速地进行试样的摄像。
[0017]另外，控制部也可以以相对于试样的物镜的视野位置的移动遍及至少3个分割区域的方式控制第I驱动部。通过将遍及3个以上的分割区域的摄像线作为对象从而能够谋求控制的简单化并实现摄像所需要的时间的缩短化。
[0018]另外，摄像元件也可以能够切换滚动读出的读出方向。由此，可以扩大试样的规定部位的移动方向的自由度。
[0019]另外，摄像元件的各个像素列也可以由读出方向互为不同的第I像素列群以及第2像素列群构成。由这样的构成，能够以简单的结构来进行物镜的视野位置的双向扫描。
[0020]另外，控制部也可以在试样的规定部位的移动与摄像元件的滚动读出的同步中以在相对于试样的物镜的焦点位置变高的方向以及变低的方向上往复移动的方式控制第2驱动部。在此情况下，因为能够取得更多的物镜的焦点位置被变更的时候的对比度信息，所以能够进一步高精度地计算出对准焦点信息。
[0021]另外，对准焦点计算部也可以基于所计算出的对准焦点信息来制作焦点图(focusmap)。由此，能够高精度地制作焦点图。
[0022]对准焦点计算部也可以对于每个分割区域计算出对准焦点信息。在此情况下，能够高精度地制作试样全体的焦点图。
[0023]另外，本发明的一个方面所涉及的图像取得装置的聚焦方法，其特征在于，是图像取得装置的聚焦方法，所述图像取得装置具备:工作台，载置试样；光源，朝着试样照射光；导光光学系统，包含以与工作台上的试样相对峙的方式被配置的物镜；摄像元件，对由导光光学系统导光后的试样的光学图像进行摄像；对准焦点计算部，基于来自摄像元件的图像数据计算出试样的对准焦点信息；第I驱动部，使相对于试样的物镜的视野位置移动；第2驱动部，变更相对于试样的物镜的焦点位置；控制部，控制摄像元件、第I驱动部以及第2驱动部；作为摄像元件，使用具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件，由控制部以一边由第2驱动部来使相对于试样的物镜的焦点位置变更一边使试样上的规定部位的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使由第I驱动部得到的在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与摄像元件的滚动读出相同步。
[0024]另外，本发明的一个方面所涉及的取得试样的对准焦点信息的方法，其特征在于，是使用具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件来取得试样的对准焦点信息的方法，以一边使相对于试样的物镜的焦点位置变更一边使试样的规定部位的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与摄像元件的滚动读出相同步，基于来自摄像元件的图像数据取得试样的对准焦点信息。
[0025]在这些图像取得装置的聚焦方法以及取得试样的对准焦点信息的方法中，作为摄像元件，使用具有多列像素列并且能够滚动读出的二维摄像元件。在滚动读出方式中，因为在各个像素列上的图像数据的读出的时机不同并且如果在相对于移动的被摄体进行使用的话则在图像上会产生失真，所以一般相对于静止的被摄体进行使用。相对于此，在这些图像取得装置的聚焦方法以及取得试样的对准焦点信息的方法中，利用滚动读出中的在各个像素列上的图像数据的读出时机的延迟并以使物镜的焦点位置变更且使试样上的规定部位(同一部位)的光学图像在摄像元件的各个像素列上被曝光的方式使在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与滚动读出相同步。由此，通过在来自各个像素列的图像数据中包含物镜的焦点位置在试样的同一部位上被变更的时候的对比度信息，从而基于该信息而能够迅速而且高精度地计算出对准焦点信息。
[0026]发明的效果
[0027]根据本发明，能够迅速而且高精度地取得试样的对准焦点信息。
【附图说明】
[0028]图1是表示本发明所涉及的图像取得装置的一个实施方式的图。
[0029]图2是表示摄像元件的一个例子的图，(a)表示摄像元件的受光面，(b)表示摄像元件中的滚动读出。
[0030]图3是表示相对于试样的图像取得区域的扫描的一个例子的图。
[0031]图4是表示在物镜的视野内的试样的规定部位的移动与摄像元件6的滚动读出的同步的情况的图，(a)表示物镜的视野与分割区域的位置关系，(b)表示相对于各个像素列的试样的