專利名稱：顯微鏡裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微鏡裝置及控制方法，尤其涉及能夠高效地進(jìn)行觀察的顯微鏡裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
以往，在觀察細(xì)胞切片或生物體內(nèi)(In VIVO)的神經(jīng)細(xì)胞等試樣中，存在通過如下觀察方法，即在與光軸正交的XY平面的觀察截面中，一邊改變光軸方向的Z坐標(biāo)，一邊拍攝多張圖像，并將該多張觀察截面的圖像沿Z方向重疊，通過這樣的圖像處理(體繪制 volume rendering)來構(gòu)建試樣內(nèi)部的長方體區(qū)域的三維圖像，從而對試樣進(jìn)行立體觀察。 在這樣的觀察方法中，使用者例如一邊調(diào)整Z坐標(biāo)一邊實(shí)時(shí)觀察XY平面的觀察截面上的圖像，由此確定三維圖像的Z方向上的范圍(Z stack)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開有如下觀察方法，即獲取標(biāo)本的三維圖像，并根據(jù)該三維圖像指定要進(jìn)行光刺激的區(qū)域，通過進(jìn)行光刺激來觀察標(biāo)本的變化。但是，神經(jīng)細(xì)胞是從神經(jīng)細(xì)胞體伸出而形成樹狀突起的構(gòu)造，根據(jù)觀察時(shí)試樣的姿勢，樹狀突起被配置成沿縱向或向斜下方等延伸。因此，使用者即使實(shí)時(shí)觀察XY平面的觀察截面上的圖像，在各個(gè)圖像中各個(gè)觀察截面上的樹狀突起僅被表示成點(diǎn)，因此，僅通過獲取觀察截面的圖像，難以掌握神經(jīng)細(xì)胞的整體構(gòu)造。因此，例如，在專利文獻(xiàn)2及專利文獻(xiàn)3中公開有如下觀察方法，即獲取標(biāo)本整體的三維圖像從而掌握概略構(gòu)造，再根據(jù)該三維圖像指定沿著樹狀突起的觀察區(qū)域，并對觀察區(qū)域內(nèi)進(jìn)行詳細(xì)觀察。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-3805號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-24642號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2003-195174號公報(bào)然而，在上述那樣的構(gòu)筑試樣內(nèi)部的長方體區(qū)域的三維圖像來觀察試樣的觀察方法中，在多個(gè)觀察截面拍攝圖像的處理以及將這些圖像沿Z方向重疊的處理花費(fèi)時(shí)間，所以難以高效地進(jìn)行觀察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這樣的情況而研發(fā)出的，是能夠高效地進(jìn)行觀察的顯微鏡裝置及其控制方法。本發(fā)明的顯微鏡裝置是用于觀察試樣的顯微鏡裝置，其特征在于，具有圖像獲取機(jī)構(gòu)，獲取所述試樣內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像；傾斜機(jī)構(gòu)，根據(jù)顯現(xiàn)在所述圖像中的觀察對象的截面形狀及亮度值的至少一方，使所述觀察截面整體傾斜；彎折機(jī)構(gòu)， 根據(jù)通過所述傾斜機(jī)構(gòu)使所述觀察截面傾斜而獲取的所述圖像來確定所述觀察對象的截面的端部，并以通過所述端部的軸為中心、且以所述軸為界使所述觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的所述觀察截面的一部分向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成在所述軸處彎折形狀的所述觀察截面。本發(fā)明的控制方法是用于觀察試樣的顯微鏡裝置的控制方法，其特征在于，包括 圖像獲取步驟，獲取所述試樣內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像；傾斜步驟，根據(jù)顯現(xiàn)在所述圖像中的觀察對象的截面形狀及亮度值的至少一方，使所述觀察截面整體傾斜； 彎折步驟，根據(jù)通過所述傾斜步驟使所述觀察截面傾斜而獲取的所述圖像來確定所述觀察對象的截面的端部，并以通過所述端部的軸為中心、且以所述軸為界使所述觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的所述觀察截面的一部分向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成在所述軸處彎折形狀的所述觀察截面。在本發(fā)明的顯微鏡裝置及控制方法中，獲取試樣內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像，并根據(jù)顯現(xiàn)在該圖像中的觀察對象的截面形狀及亮度值的至少一方來使觀察截面整體傾斜。然后，根據(jù)使觀察截面傾斜而獲取的圖像確定觀察對象的截面的端部，并以通過該端部的軸為中心、且以軸為界使觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的觀察截面的一部分向使得觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成形狀為在軸彎折的觀察截面。由此，能夠通過形狀為沿著觀察對象的形狀彎折的觀察截面來立體地觀察觀察對象，所以不需要進(jìn)行重疊多張圖像的處理，能夠高效地進(jìn)行觀察。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的顯微鏡裝置及顯微鏡裝置的控制方法能夠高效地進(jìn)行觀察。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯微鏡裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2是對彎折觀察截面進(jìn)行說明的圖。圖3是對獲取彎折觀察截面的圖像的圖像獲取方法進(jìn)行說明的圖。圖4是對顯微鏡裝置獲取彎折觀察截面的圖像的處理進(jìn)行說明的流程圖。圖5是說明針對彎折觀察截面的操作的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明應(yīng)用了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯微鏡裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的框圖。在顯微鏡裝置11中，作為觀察對象的樣本12被載置于載物臺13上，通過對樣本 12照射激發(fā)光而激發(fā)出樣本12中所包含的熒光成分。然后，檢測從樣本12發(fā)出的熒光(觀察光)，根據(jù)該熒光來構(gòu)筑樣本12的圖像數(shù)據(jù)。激光光源14射出具有與在樣本12的染色中使用的熒光試劑的特性相對應(yīng)的波長的激發(fā)光。此外，激光光源14例如能夠采用超短脈沖激光光源，該超短脈沖激光光源能夠射出時(shí)間寬度非常短(例如100飛秒(femto-second、毫微微秒))的脈沖狀激光即超短脈沖光，在顯微鏡裝置11中，超短脈沖激光被用作激發(fā)光。檢流計(jì)式掃描器(galvanometer scanner) 15將從激光光源14射出的激發(fā)光沿著朝向樣本12的光軸Ll反射。此外，檢流計(jì)式掃描器15具有隨著驅(qū)動控制部31的控制而被驅(qū)動的兩面反射鏡，通過驅(qū)動這些反射鏡而使沿著光軸Ll朝向樣本12的激發(fā)光在與光軸Ll正交的方向上掃描。
物鏡16使沿著光軸Ll入射的激發(fā)光聚光而在樣本12內(nèi)部的規(guī)定位置形成光點(diǎn)。 如上所述，超短脈沖激光光源被用作激發(fā)光，通過激發(fā)光所產(chǎn)生的多光子激發(fā)而僅在樣本 12內(nèi)的光點(diǎn)處顯現(xiàn)熒光。由此，能夠在非常局部的范圍內(nèi)進(jìn)行激發(fā)。Z驅(qū)動部17隨著驅(qū)動控制部31的控制而沿光軸方向驅(qū)動物鏡16，從而使通過物鏡16形成的光點(diǎn)在光軸方向移動。Z驅(qū)動部17例如由壓電元件構(gòu)成，能夠高速地驅(qū)動物鏡 16。這樣，在顯微鏡裝置11中，在驅(qū)動控制部31的控制下，通過檢流計(jì)式掃描器15使光點(diǎn)在與光軸正交的方向(以下適當(dāng)稱為X方向及Y方向)上掃描，并通過ζ驅(qū)動部17使光點(diǎn)在光軸方向(以下適當(dāng)稱為Z方向)上移動。此時(shí)，驅(qū)動控制部31對應(yīng)于光點(diǎn)沿XY方向的掃描速度而合適地控制物鏡16沿Z 方向的移動速度，由此，能夠在與相對于光軸Ll傾斜的軸正交的平面內(nèi)掃描光點(diǎn)。例如，在本申請人申請的日本特開平10-161034號公報(bào)中公開了獲取與相對于光軸傾斜的軸正交的斷片圖像的技術(shù)。并且，從樣本12內(nèi)的光點(diǎn)發(fā)出的熒光經(jīng)由物鏡16入射到配置在檢流計(jì)式掃描器 15與物鏡16之間的檢測單元18中。檢測單元18是在不使用小孔濾波(descan)的情況下對在樣本12內(nèi)所掃描的光點(diǎn)發(fā)出的熒光進(jìn)行檢測的檢測器(所謂的Non-Descarmed Detector)，該檢測單元18 構(gòu)成為具有4個(gè)分色鏡(dichroic mirror)21至M，及4個(gè)PMT(光電倍增管Photo multiplier)25 至 28。分色鏡21至M是僅反射規(guī)定的波長區(qū)域的光并使其他波長區(qū)域的光透過的鏡， 分色鏡21配置在光軸Ll上，分色鏡22至M呈一列配置在與光軸Ll大致正交的光軸L2 上。分色鏡21使沿著光軸Ll從檢流計(jì)式掃描器15朝向物鏡16的激發(fā)光透過，并使經(jīng)由物鏡16入射的熒光沿著與光軸Ll大致正交的光軸L2反射。分色鏡22至M分別反射各自對應(yīng)波長區(qū)域的熒光。被分色鏡22反射后的熒光入射到PMT 25，透過分色鏡22并被分色鏡23反射后的熒光入射到PMT 26，透過分色鏡22 及23并被分色鏡M反射后的熒光入射到PMT 27，透過分色鏡22至M后的熒光入射到PMT 28。PMT 25至觀檢測各自入射的熒光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將與接收到的熒光光量(熒光的亮度)相對應(yīng)的電壓的檢測信號供給到圖像處理部32。圖像處理部32分別對從PMT 25至PMT觀供給的檢測信號實(shí)施圖像處理以根據(jù)在驅(qū)動控制部31的控制下的光點(diǎn)位置來構(gòu)筑圖像，并根據(jù)PMT 25至PMT觀所接收到的波長區(qū)域的熒光光量來生成圖像，并顯示在顯示部33。例如，圖像處理部32進(jìn)行圖像處理使得如在與光軸Ll正交的觀察截面上切斷樣本12那樣的圖像在光軸Ll方向重疊，由此，能夠構(gòu)筑樣本12內(nèi)部的長方體區(qū)域的三維圖像。此外，在顯微鏡裝置11中，能夠獲取與相對于光軸Ll傾斜的軸正交的觀察截面上的圖像，將傾斜角度彼此不同的多個(gè)觀察截面組合，能夠獲取如使平面彎折那樣地形成的立體面(以下適當(dāng)稱為彎折觀察截面)上的圖像。
參照圖2說明彎折觀察截面。通常，如圖2所示，神經(jīng)細(xì)胞41是通過一邊呈樹枝狀分支一邊彎曲的形狀的樹狀突起42從神經(jīng)細(xì)胞體43伸出而構(gòu)成。在顯微鏡裝置11中，沿著按照樹狀突起42彎曲的形狀彎折的彎折觀察截面掃描光點(diǎn)，由此能夠獲取彎折觀察截面上的圖像P。參照圖3對獲取彎折觀察截面的圖像P的圖像獲取方法進(jìn)行說明。首先，顯微鏡裝置11獲取與Y軸正交的平面形狀的觀察截面OCZ面)上的圖像 Pl。即，驅(qū)動控制部31每控制檢流計(jì)式掃描器15在X方向掃描1行光點(diǎn)時(shí)，就會控制Z驅(qū)動部17以使掃描線在Z方向上移動，由此沿著與Y軸正交的觀察截面掃描光點(diǎn)，通過圖像處理部32獲取觀察截面上的圖像P1。此時(shí)，例如，如圖3所示，在圖像Pl中，多個(gè)樹狀突起的截面被分散地顯示。接著，使用者指定圖像Pl所顯示的多個(gè)樹狀突起中的、作為觀察對象的樹狀突起 α。由此，驅(qū)動控制部31將在檢測到樹狀突起α的Z方向的深度處沿X方向延伸的軸確定為在使觀察截面傾斜時(shí)作為中心的中心軸βο。然后，驅(qū)動控制部31進(jìn)行處理以使觀察截面整體以中心軸β 0為中心傾斜。例如， 當(dāng)使在X方向掃描光點(diǎn)的掃描線在Y方向移動的移動速度、與使掃描線在Z方向移動的移動速度相等時(shí)，觀察截面相對于XY平面的傾斜角度為45度。此外，當(dāng)使在X方向掃描光點(diǎn)的掃描線在Y方向移動的移動速度小于使掃描線在Z方向移動的移動速度時(shí)，觀察截面相對于XY平面的傾斜角度變大，當(dāng)使在X方向掃描光點(diǎn)的掃描線在Y方向移動的移動速度大于使掃描線在Z方向移動的移動速度時(shí)，相對于XY平面的傾斜角度變小。此時(shí)，使用者例如以中心軸β 0為中心使觀察截面向右方及左方這兩個(gè)方向稍微傾斜，將顯現(xiàn)出樹狀突起α的截面細(xì)長地延伸的方向確定為使觀察截面傾斜的方向。艮口， 如圖2所示，樹狀突起呈在規(guī)定方向延伸的細(xì)長形狀，例如若在觀察截面中樹狀突起的截面接近圓形，則觀察截面被配置成與樹狀突起正交，若在觀察截面中樹狀突起的截面細(xì)長， 則觀察截面被配置成沿著樹狀突起。因此，通過使觀察截面向使得樹狀突起α的截面變得細(xì)長的方向傾斜而將觀察截面配置成沿著樹狀突起。驅(qū)動控制部31以中心軸β 0為中心使觀察截面每次以微小角度傾斜，使用者觀察與觀察截面的傾斜相應(yīng)變化的圖像，使觀察截面傾斜到使得樹狀突起α的截面形狀成為最長的角度，獲取該觀察截面上的圖像Ρ2。然后，驅(qū)動控制部31在觀察截面上檢測到的樹狀突起α的端部處確定沿X方向延伸的中心軸β 1，以中心軸β 1為界使觀察截面彎折。即，驅(qū)動控制部31使在觀察截面上的圖像Ρ2中與樹狀突起α的端部相比靠近前端側(cè)的觀察截面的一部分(以中心軸β 1為界沒有出現(xiàn)樹狀突起α —側(cè)的觀察截面的一部分)以中心軸β 1為中心傾斜。此時(shí)，驅(qū)動控制部31依然維持后端側(cè)的觀察截面(以中心軸β 1為界出現(xiàn)樹狀突起α —側(cè)的觀察截面)°此時(shí)，使用者例如以中心軸β 1為中心使前端側(cè)的觀察截面向右方及左方這兩個(gè)方向稍微傾斜，將在圖像Ρ2中所顯現(xiàn)的樹狀突起α顯現(xiàn)出延續(xù)的方向確定為使與中心軸 β 1相比位于前端側(cè)的觀察截面傾斜的方向。這樣，使與中心軸β 1相比位于前端側(cè)的觀察截面傾斜，由此獲取在中心軸β 1處彎折的彎折觀察截面上的圖像Ρ3。
再有，驅(qū)動控制部31使前端側(cè)的截面形狀以中心軸β 1為中心傾斜到使得樹狀突起α的截面形狀成為最長的角度，由此，確定在前端側(cè)的觀察截面上檢測到樹狀突起α的端部處沿X方向延伸的中心軸β 2。然后，以中心軸β 2為界使前端側(cè)的觀察截面進(jìn)一步彎折。由此，獲取在中心軸β 1及β 2處彎折的彎折觀察截面上的圖像Ρ4。這樣，反復(fù)進(jìn)行如下處理以通過樹狀突起α成為最長時(shí)的端部的旋轉(zhuǎn)軸為中心，使與旋轉(zhuǎn)軸相比位于前端側(cè)的觀察截面傾斜，由此，獲取沿著樹狀突起α在多個(gè)位置彎折的彎折觀察截面上的圖像。另外，也可以是，例如，圖像處理部32進(jìn)行圖像處理以求出顯示在圖像Pl中的樹狀突起的截面積，將截面積最大時(shí)的樹狀突起、即最粗的樹狀突起確定為觀察對象，并將該樹狀突起α通知給驅(qū)動控制部31。此外，圖像處理部32進(jìn)行圖像處理以識別出現(xiàn)在圖像 Ρ2中的樹狀突起的截面形狀，每當(dāng)在驅(qū)動控制部31的控制下使觀察截面每次以微小角度逐漸傾斜時(shí)，對在該傾斜前后得到的樹狀突起的截面形狀進(jìn)行比較，由此能夠求出使得樹狀突起的截面形狀最長的傾斜角度。下面，圖4是說明圖1的顯微鏡裝置11獲取彎折觀察截面的圖像的處理的流程圖。例如，當(dāng)使用者將樣本12載置于載物臺13上并進(jìn)行使處理開始的操作時(shí)，處理開始，在步驟Sll中，獲取在與Y軸正交的)(Ζ平面的觀察截面上的圖像(圖3的圖像Ρ1)，處理進(jìn)入步驟S12。在步驟S12，圖像處理部32進(jìn)行圖像處理以求出在步驟Sll獲取的圖像中所顯示的樹狀突起的截面積，并將截面積最大的樹狀突起指定為觀察對象，處理進(jìn)入步驟S13。在步驟S13，驅(qū)動控制部31在步驟S12指定的樹狀突起的中心處的Z方向的深度、 將沿X方向延伸的軸確定為中心軸，處理進(jìn)入步驟S14。在步驟S14，驅(qū)動控制部31以在步驟S13確定的中心軸為中心使觀察截面向使得樹狀突起的截面形狀變長的方向傾斜規(guī)定角度，獲取傾斜后的觀察截面上的圖像，處理進(jìn)入步驟S15。在步驟S15，圖像處理部32進(jìn)行圖像處理以識別在步驟S14獲取的圖像中所顯現(xiàn)的樹狀突起的截面形狀，并判定是否在觀察截面中檢測到觀察對象的樹狀突起的端部。然后，當(dāng)判定為在觀察截面中沒有檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，處理返回步驟S14，反復(fù)進(jìn)行使觀察截面以規(guī)定角度進(jìn)一步傾斜來獲取圖像的處理。這樣，在顯微鏡裝置11中，當(dāng)在觀察截面中沒有檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，使觀察截面每次傾斜規(guī)定角度以使得樹狀突起的截面形狀變長來依次獲取圖像，圖像處理部32依次識別這些圖像中的樹狀突起的截面形狀，并對傾斜前后的圖像進(jìn)行比較。然后，圖像處理部32將伸長了的樹狀突起的截面形狀變短時(shí)的前一次的觀察截面上的樹狀突起的前端作為該觀察截面上的樹狀突起的端部檢測出來。在步驟S15，當(dāng)圖像處理部32判定為在觀察截面中檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，處理進(jìn)入步驟S16。在步驟S16，驅(qū)動控制部31在步驟S15檢測到的樹狀突起的端部處的Z方向的深度、將沿X方向延伸的軸確定為下一個(gè)中心軸，處理進(jìn)入步驟S17。在步驟S17，驅(qū)動控制部31以在步驟S16中確定的中心軸為中心使與該旋轉(zhuǎn)軸相比位于前端側(cè)的觀察截面以規(guī)定角度向使得樹狀突起的截面形狀變長的方向傾斜。然后， 圖像處理部32獲取傾斜后的觀察截面上的圖像，處理進(jìn)入步驟S18。在步驟S18，圖像處理部32與步驟S15中的處理相同地判定在前端側(cè)的觀察截面中是否檢測到觀察對象的樹狀突起的端部。在步驟S18，當(dāng)圖像處理部32判定為在前端側(cè)的觀察截面中檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，處理返回步驟S16，以下，反復(fù)進(jìn)行同樣的處理。另一方面，在步驟S18，當(dāng)圖像處理部32判定為在前端側(cè)的觀察截面中沒有檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，處理進(jìn)入步驟S19。在步驟S19，圖像處理部32判定彎折觀察截面是否已完成。例如，在圖像處理部 32即使以規(guī)定的次數(shù)反復(fù)進(jìn)行步驟S18中的判定處理也沒有檢測到觀察對象的樹狀突起的端部的情況下，以當(dāng)前時(shí)刻的端部為樹狀突起的前端，并判定為彎折觀察截面已完成?；蛘撸谠O(shè)定了使觀察截面彎折的次數(shù)的情況下，當(dāng)使觀察截面僅彎折了該次數(shù)時(shí)判定為彎折觀察截面已完成。在步驟S19，在圖像處理部32判定為彎折觀察截面沒有完成的情況下，處理返回步驟S17，以下，返回進(jìn)行同樣的處理，當(dāng)判定為彎折觀察截面已完成時(shí)結(jié)束處理。如上所述，在顯微鏡裝置11中，通過形成沿著樹狀突起在多個(gè)位置彎折的彎折觀察截面，能夠獲取在沿著樹狀突起的觀察截面上的圖像。由此，能夠三維地觀察樹狀突起的形狀。此處，如上所述，進(jìn)行處理以使觀察截面向使得樹狀突起的截面變得細(xì)長的方向傾斜，但作為該細(xì)長程度的判斷基準(zhǔn)，能夠使用例如與顯示在圖像中的觀察對象的樹狀突起外切的橢圓的長軸、或與樹狀突起外切的長方形的對角線的長度等。即，該橢圓的長軸成為最長時(shí)的觀察截面的圖像、或者長方形對角線的長度成為最長時(shí)的觀察截面的圖像為彎折觀察截面的圖像。并且，作為這樣的細(xì)長程度的判斷方法可以列舉出使用者以目視判斷圖像的情況、通過圖像處理計(jì)算出長度并將該長度顯示在顯示部由使用者進(jìn)行判斷的情況、由圖像處理部計(jì)算出長度并進(jìn)行比較處理判斷(自動處理判斷)的情況等。此外，在本實(shí)施方式中，使觀察截面向使得樹狀突起的截面變得細(xì)長的方向傾斜， 但不限于此，也可以使觀察截面向使得圖像的平均亮度值變大的方向傾斜，該情況下，平均亮度值最大的觀察截面的圖像為彎折觀察截面的圖像。再此外，還可以使觀察截面向使得注視像素的亮度值變大的方向傾斜，該情況下，注視像素的亮度值最大的圖像為彎折觀察截面的圖像。并且，作為這樣的圖像的平均值亮度或注視像素的亮度值的判斷方法，可以列舉出使用者目視判斷圖像的情況、通過圖像處理計(jì)算出圖像的平均亮度值或注視像素的亮度值并將該平均亮度值或亮度值顯示在顯示部中由使用者進(jìn)行判斷的情況、由圖像處理部計(jì)算出平均亮度值或亮度值并且進(jìn)行比較處理判斷(自動處理判斷)的情況等。此外，以往，一邊改變光軸方向的坐標(biāo)一邊拍攝多張與光軸正交的觀察截面上的圖像并使該多張圖像沿光軸方向重疊，通過進(jìn)行這樣的圖像處理(體繪制)來觀察樹狀突起的立體構(gòu)造。而在顯微鏡裝置11中，能夠不進(jìn)行這樣的圖像處理，而是通過彎折觀察截面來觀察樹狀突起的立體構(gòu)造，因此能夠縮短觀察所需要的時(shí)間，能夠高效地觀察神經(jīng)細(xì)胞。再有，由于能夠使激發(fā)光對樣本12的照射量減少，所以能夠抑制樣本12的劣化。此外，驅(qū)動控制部31能夠預(yù)先存儲彎折觀察截面的三維形狀，在彎折觀察截面完成之后，能夠在保持其形狀的狀態(tài)下使彎折觀察截面移動。例如，如圖5的A所示，能夠在維持彎折觀察截面P的形狀的狀態(tài)下使其以朝著Z 方向的軸為中心旋轉(zhuǎn)，或是如圖5的B所示，能夠在維持彎折觀察截面P的形狀的狀態(tài)下使其以朝向XY方向的軸為中心旋轉(zhuǎn)，或是如圖5的C所示，能夠在維持彎折觀察截面P的形狀的狀態(tài)下使其平行移動。由此，能夠以沿著作為觀察對象的樹狀突起的形狀來觀察該樹狀突起的周圍。此夕卜，關(guān)于樣本12，通常配置成多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞以規(guī)定的間隔在相同方向上延伸，通過在維持彎折觀察截面P的形狀的狀態(tài)下使其平行移動，能夠在觀察到某個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之后容易地進(jìn)行位于以規(guī)定間隔離開的位置處的相鄰神經(jīng)細(xì)胞的觀察。此外，如圖5的C所示，當(dāng)在維持彎折觀察截面P的形狀的狀態(tài)下使其平行移動時(shí)，在移動前的彎折觀察截面與移動后的彎折觀察截面之間以規(guī)定間隔獲取多張彎折觀察截面上的圖像，并使這些圖像沿移動方向重疊，通過這樣的圖像處理能夠以彎折觀察截面的形狀獲取具有厚度的立體區(qū)域的圖像。由此，能夠高效地獲取觀察所需的立體區(qū)域的圖像。再有，例如，能夠僅使彎折觀察截面P的部分平面旋轉(zhuǎn)。例如，如圖5的D所示，能夠以朝著Z方向的軸為中心僅使彎折觀察截面P的前端側(cè)的一部分旋轉(zhuǎn)。由此，例如，在即使以彎折觀察截面P內(nèi)的軸為中心使前端側(cè)傾斜也無法檢測到樹狀突起的延續(xù)的情況下， 通過像這樣旋轉(zhuǎn)能夠擴(kuò)大檢測范圍，從而能夠檢測到樹狀突起的延續(xù)。此外，在本實(shí)施方式中，通過驅(qū)動物鏡16，能夠使形成在樣本12內(nèi)的光點(diǎn)在Z方向掃描，但只要能夠相對地調(diào)整物鏡16與樣本12之間的距離即可，例如也可以是，固定物鏡 16，通過使載物臺13在Z方向驅(qū)動的驅(qū)動部(未圖示)來驅(qū)動載物臺13，由此使樣本12相對于物鏡16移動。另外，參照上述流程圖說明的各處理不是必須沿著作為流程圖記載的順序按時(shí)序進(jìn)行，也包括并行執(zhí)行或單獨(dú)執(zhí)行的處理(例如，并列處理或基于對象的處理)。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。附圖標(biāo)記的說明11顯微鏡裝置12樣本13載物臺14激光光源15檢流計(jì)式掃描器16物鏡17 Z驅(qū)動部18檢測單元21至M分色鏡25至觀PMT 31驅(qū)動控制部32圖像處理部33顯示部41神經(jīng)細(xì)胞42樹狀突起43神經(jīng)細(xì)胞體
權(quán)利要求
1.一種顯微鏡裝置，用于觀察試樣，其特征在于，具有圖像獲取機(jī)構(gòu)，獲取所述試樣內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像；傾斜機(jī)構(gòu)，根據(jù)顯現(xiàn)在所述圖像中的觀察對象的截面形狀及亮度值的至少一方，使所述觀察截面整體傾斜；彎折機(jī)構(gòu)，根據(jù)通過所述傾斜機(jī)構(gòu)使所述觀察截面傾斜而獲取的所述圖像來確定所述觀察對象的截面的端部，并以通過所述端部的軸為中心、且以所述軸為界使所述觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的所述觀察截面的一部分向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成在所述軸處彎折形狀的所述觀察截面。
2.如權(quán)利要求1所述的顯微鏡裝置，其特征在于，當(dāng)在向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向已傾斜的一側(cè)的所述觀察截面的一部分中，重新確定了所述觀察對象的截面的端部的情況下，所述彎折機(jī)構(gòu)以通過重新檢測到的所述端部的軸為中心使所述觀察截面的一部分進(jìn)一步傾斜。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顯微鏡裝置，其特征在于，所述圖像獲取機(jī)構(gòu)在維持通過所述彎折機(jī)構(gòu)而形成的彎折了的所述觀察截面的形狀的狀態(tài)下，使彎折了的所述觀察截面旋轉(zhuǎn)移動或平行移動，由此獲取彎折了的所述觀察截面上的多個(gè)圖像。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置，其特征在于，基于所述截面形狀的傾斜方向是使得所述截面形狀成為最細(xì)長的方向。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置，其特征在于，基于所述截面的亮度值的傾斜方向是使得亮度值成為最高的方向。
6.一種顯微鏡裝置的控制方法，所述顯微鏡用于觀察試樣，其特征在于，包括圖像獲取步驟，獲取所述試樣內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像；傾斜步驟，根據(jù)顯現(xiàn)在所述圖像中的觀察對象的截面形狀及亮度值的至少一方，使所述觀察截面整體傾斜；彎折步驟，根據(jù)通過所述傾斜步驟使所述觀察截面傾斜而獲取的所述圖像來確定所述觀察對象的截面的端部，并以通過所述端部的軸為中心、且以所述軸為界使所述觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的所述觀察截面的一部分向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成在所述軸處彎折形狀的所述觀察截面。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述彎折步驟中，當(dāng)在向使得所述觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向已傾斜的一側(cè)的所述觀察截面的一部分中，重新確定了所述觀察對象的截面的端部的情況下，以通過重新檢測到的所述端部的軸為中心使所述觀察截面的一部分進(jìn)一步傾斜。
8.如權(quán)利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，在所述圖像獲取步驟中，在維持通過所述彎折步驟而形成的彎折了的所述觀察截面的形狀的狀態(tài)下，使彎折了的所述觀察截面旋轉(zhuǎn)移動或平行移動，由此獲取彎折了的所述觀察截面上的多個(gè)圖像。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，基于所述截面形狀的傾斜方向是使得所述截面形狀成為最細(xì)長的方向。
10.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，基于所述截面的亮度值的傾斜方向是使得亮度值成為最高的方向。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠高效地進(jìn)行觀察的顯微鏡裝置及控制方法。圖像處理部(32)獲取樣本(12)的內(nèi)部的、在平面形狀的觀察截面上的圖像。驅(qū)動控制部(31)控制檢流計(jì)式掃描器(15)及Z驅(qū)動部(17)，使觀察截面整體向使得顯現(xiàn)在圖像中的觀察對象的截面變得細(xì)長的方向傾斜，當(dāng)使觀察截面逐漸傾斜而在觀察截面中檢測到觀察對象的截面的端部時(shí)，以通過該端部的軸為中心，并以該軸為界使觀察對象的截面沒有顯現(xiàn)一側(cè)的觀察截面的一部分向使得觀察對象的截面顯現(xiàn)的方向傾斜，從而形成彎折形狀的觀察截面。本發(fā)明例如能夠應(yīng)用于使超短脈沖激光掃描來獲取圖像的顯微鏡裝置中。
文檔編號G02B21/26GK102483517SQ20108003958
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者米谷信彥 申請人:株式會社尼康