图像取得装置以及摄像装置的制造方法

文档序号:8270301阅读:308来源:国知局
图像取得装置以及摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及取得观察对象物图像的图像取得装置以及摄像装置。
【背景技术】
[0002]最近,在观察来自对象物的光的时候使用CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)照相机。CMOS 照相机一般与 CCD (Charge Coupled Device)照相机相比较的优点在于:相对读出速度快,并且能够容易地进行部分读出。
[0003]在下述非专利文献I以及下述专利文献I中公开有在光片焚光显微镜装置(LightSheet Microscopy system)中作为摄像元件是使用CMOS传感器。该显微镜装置是一边扫描相对于观察对象的激发光束一边观察对象被摄像,并且该激发光束的扫描同步于CMOS传感器的卷帘快门的动作。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本国际公开W02011/120629号册子
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1:EugenBaumgart and Ulrich Kubitscheck, “Scanned Lightsheet microscopy with confocal slit detect1n”,OPTICS EXPRESS, 2012 年 9 月 3日,Vol.20,N0.19,p.21805-21814

【发明内容】

[0009]发明所要解决的课题
[0010]然而,关于以上所述现有的显微镜装置,因为使激发光束的扫描同步于CMOS传感器的卷帘快门的动作,所以让激发光的扫描速度持有自由度是困难的。其结果会处于一种不能够做到在相对于各种各样观察对象的各式各样条件下的灵活观察。
[0011]因此,本发明就是借鉴了以上所涉及的技术问题而做出的不懈努力之结果,其目的在于提供一种提高相对于观察对象物的照明光扫描速度的自由度并能够做到灵活观察的图像取得装置以及摄像装置。
[0012]解决课题的手段
[0013]为了解决上述技术问题,本发明的一个侧面所涉及的图像取得装置是一种通过相对于对象物扫描照射光从而取得对象物图像的图像取得装置,具备:光源,出射照明光;光扫描部,接受来自光源的光并相对于对象物扫描照明光;光扫描控制部,控制光扫描部;光学系统,对来自对象物的光进行导光;摄像装置,具有对由光学系统导光的光进行摄像的多个像素列被排列的受光部、以及控制受光部的信号读出的摄像控制部,并且能够进行从受光部的由多个像素列当中每一个的滚动读出进行的信号读出;计算部,基于根据光扫描部的扫描的受光部上的被照射区域的移动速度,计算出邻接的像素列之间的信号读出的间隔;摄像控制部基于被计算出的该信号读出的间隔控制各个像素列的信号读出。
[0014]根据这样的图像取得装置,则能够由以下所述的摄像装置进行摄像,即,该摄像装置是一种能够进行从光源出射的照明光相对于对象物被光扫描部扫描,对应于此从对象物发出的光通过光学系统由卷帘快门进行的信号读出的摄像装置。在那时候,根据由照明光的扫描的摄像装置的受光部上的被照射区域的移动速度,计算出受光部的邻接的像素列之间的信号读出的间隔,根据计算结果控制各个像素列的信号读出。由此,既能够通过使相对于对象物的照明光的扫面速度持有自由度从而实现灵活观察对象物,又能够减少在对象物的光扫描范围全体图像中的散射光等背景噪声的影响并且提高空间分辨率。
[0015]或者,本发明的另一个侧面所涉及的摄像装置是一种能够进行由多个像素列中每一个的滚动读出进行的信号读出的摄像装置,具备:受光部,排列有多个像素列;摄像控制部,控制受光部的信号读出;摄像控制部被构成为,根据驱动时钟控制信号读出,可变地设定邻接的像素列之间的信号读出的间隔。
[0016]如果由像这样的摄像装置,则根据驱动时钟变更受光部的所邻接像素列之间的信号读出的间隔。由此,通过使观察对象物的像素信号的各个像素列的信号读出的差异持有自由度从而就能够实现灵活观察对象物。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明就能够提高相对于观察对象物的照明光扫描速度的自由度并且灵活观察将成为可能。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的优选的一个实施方式所涉及的图像取得装置I的概略结构的平面图。
[0020]图2是表示由图1的图像取得装置I的概略结构的侧面图。
[0021]图3是表示图1的图像取得装置I所涉及的相对于试样S的照明光的扫描状态与摄像元件19a所涉的荧光图像的被照射区域的关系的示意图。
[0022]图4是表示图1的摄像装置19的在受光面19c上的被照射区域Rl的扫描状态、对应于该扫描状态被控制的受光面19c的在各个像素列19d上的曝光以及信号读出时间的示意图。
[0023]图5是表示图1的摄像装置19所涉及的被设定于各个像素列19d的曝光时间段与信号读出时间段的关系的时间图表。
[0024]图6是表示图1的摄像装置19的受光面19c上的被照射区域R1、相对于此由摄像控制部19b进行设定的受光面19c上的曝光区域R2的示意图。
[0025]图7是表示由图1的摄像控制部19b来控制曝光区域R2的段数的时候的相对于受光面19c上的各个像素列19d被设定的曝光时间段的时间图表。
[0026]图8是表示由图1的摄像控制部19b来控制曝光区域R2的段数的时候的相对于受光面19c上的各个像素列19d被设定的曝光时间段的时间图表。
[0027]图9是表示由图1的摄像控制部19b来控制曝光区域R2的段数的时候的相对于受光面19c上的各个像素列19d被设定的曝光时间段的时间图表。
[0028]图10是表示本发明的变形例的摄像装置19所涉及的被设定于各个像素列19d的曝光时间段与信号读出时间段的关系的时间图表。
[0029]图11是表示本发明的变形例的摄像装置19所涉及的被设定于各个像素列19d的曝光时间段与信号读出时间段的关系的时间图表。
[0030]图12是表示本发明的变形例的摄像装置19所涉及的被设定于各个像素列19d的曝光时间段与信号读出时间段的关系的时间图表。
【具体实施方式】
[0031]以下是参照附图并就本发明所涉及的图像取得装置以及摄像装置的实施方式进行详细说明。还有,在对附图进行说明的过程中将相同的符号标注于相同要素,并省略重复的说明。另外,各个附图是为了说明用而被制作的附图,并且是以特别强调所说明的对象部位的形式被描绘的。因此,附图中的各个构件的尺寸比例并不一定与实物相一致。
[0032]图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的图像取得装置I的结构的平面图,图2是图1的图像取得装置I的侧面图。本实施方式所涉及的图像取得装置I是为了取得相对于试样(对象物)S照射照明光从而产生的荧光图像的装置。在以下的说明中,将沿着相对于试样S进行照射的照明光的照射光学系统的光轴的方向设定为X轴方向,将沿着垂直于该方向的来自试样S的荧光的检测光学系统的光轴的方向设定为Y轴方向,将垂直于X轴方向以及Y轴方向的方向设定为Z轴方向。还有,图像取得装置I对于取得试样S的荧光图像的结构来说没有限定,既可以是取得试样S的反射像、透射像、散射像的结构,又可以是明视野显微镜装置、暗视野显微镜、反射型显微镜装置等各种各样结构的显微镜装置和流式细胞仪(flow cytometer)等各式各样图像取得装置。
[0033]图像取得装置I是包含了以下构件来进行构成的,这些构件分别为:光源3,出射激发试样S中的荧光物质的规定波长的照明光;光扫描部7,通过导光装置5接受来自光源3的照明光;光扫描控制部9,控制光扫描部7 ;中继光学系统(relay optical system)(照射光学系统)11,引导来自光扫描部7的照明光;物镜(照射光学系统)13,使被中继光学系统11引导的照明光朝向试样S进行聚光;物镜(检测光学系统)15,对来自试样S的荧光进行聚光;中继光学系统(检测光学系统)17,对来自物镜15的荧光进行导光;摄像装置19,对被中继光学系统17导光的来自试样S的荧光图像进行摄像;计算部21,被电连接于摄像装置19以及光扫描控制部9。由摄像装置19进行摄像的荧光图像被连接于图像取得装置I的显示装置等输出装置(没有图示)输出。
[0034]导光装置5既可以由单模光纤等光纤来进行构成,又可以由其他种类的光纤或透镜来进行构成。光扫描部7在至少一个方向(例如沿着图2的XZ平面的一个方向)上扫描来自导光装置5的照明光。例如,光扫描部7是一种由检流计反射镜(galvanometermirror)构成的检流计扫描器(galvanometer scanner)。光扫描部7通过扫描照明光,从而能够至少在一个方向(例如在图2的Z轴方向上)上使经由中继光学系统11以及物镜13而被聚光于试样S的照明光的被照射区域移动。在此,从光源3经由导光装置5、光扫描部7、中继光学系统11、物镜13被照射到试样S的照明光既可以是点状的光,也可以是在一个方向(例如Y轴方向)上进行扩展的片状的光。
[0035]摄像装置19是一种具备包含多个像素列被排列的受光部的摄像元件19a、控制摄像元件19a的曝光以及信号读出的摄像控制部1%,并且能够进行从受光部由多个像素列中每一个的滚动读出而进行信号读出的装置。例如,摄像装置19是一种包含CMOS图像传感器的照相机装置,能够由CMOS图像传感器的所谓卷帘快门来进行曝光以及信号读出。被连接于该摄像装置19的计算部21是由个人电脑等信息处理装置所构成,从光扫描控制部9接受与光扫描部7的扫描速度相关的信号,生成为了根据该信号控制摄像装置19所涉及的每个像素列的曝光以及信号读出的信号并向摄像装置19的摄像控制部19b发送(具体将在后面进行叙述)。
[0036]在此,参照图3并就图像取得装置I所涉及
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