(57)【要約】【課題】実作業に用いることのできる自動化されたアスベスト繊維種同定装置を提供する。【解決手段】アスベスト繊維種同定装置２０は、ホワイトバランスをとる撮像手段１１０と、試料ステージ１０５上に載置された試料Ｓを任意の観測位置へ移動させるために、試料ステージ１０５を水平方向で移動自在とするステージ移動手段１０６と、位相差分散顕微鏡１００の分散染色対物レンズ１０８と撮像手段１１０との間に設置されるとともに試料Ｓからの光の光軸を中心に試料Ｓに対して相対的に回転自在とされる偏光部材１１８と、試料ステージ１０５と撮像手段１１０との間隔を変更自在とするための間隔変更手段１０６と、撮像手段１１０によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部１１と、を備えることにより、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を自動で行う。【選択図】図１
2011033472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定装置であって、
色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとることができるように、前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けられた撮像手段と、
試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させるために、前記試料ステージを水平方向で移動自在とするステージ移動手段と、
前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材と、
前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段と、
前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部と、
を備え、
前記偏光部材の回転角度を初期位置に設定するとともに前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行した上で、前記間隔変更手段を用いて前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更させながら前記撮像手段によって複数の試料像を撮影し、前記画像処理部を用いてこれら複数の試料像を合成することで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成し、また、
前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行した後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を用いて複数の試料像の撮影を行い、前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成し、さらに、
前記画像処理部を用いて前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行することで、発色変化部位のみを抽出してアスベストの繊維種同定を行うように構成されていることを特徴とするアスベスト繊維種同定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアスベスト繊維種同定装置において、
前記第二の深度合成画像は、複数作成されることを特徴とするアスベスト繊維種同定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアスベスト繊維種同定装置において、
前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更自在に構成されていることを特徴とするアスベスト繊維種同定装置。
【請求項４】
複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定方法であって、
前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けた撮像手段を用い、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとる工程と、
試料ステージを水平方向で移動自在とするためのステージ移動手段を用い、前記試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させる工程と、
前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材に関して、前記偏光部材の回転角度を初期位置に設定する工程と、
前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行する工程と、
前記合焦点を実行した後に、前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段を用い、前記間隔を変更させながら前記撮像手段によって複数の試料像を撮影する工程と、
前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部を用い、前記複数の試料像を合成することで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成する工程と、
前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行した後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を用いた複数の試料像の撮影を行い、前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成する工程と、
前記画像処理部を用い、前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行し、発色変化部位のみを抽出することでアスベストの繊維種同定を行う工程と、
を含む工程を実行することを特徴とするアスベスト繊維種同定方法。
【請求項５】
請求項４に記載のアスベスト繊維種同定方法において、
前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成する工程は、複数回実行されることを特徴とするアスベスト繊維種同定方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のアスベスト繊維種同定方法において、
前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更する工程を含むことを特徴とするアスベスト繊維種同定方法。
【請求項７】
複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定プログラムであって、
コンピュータに、
前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けた撮像手段を制御し、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとらせる処理と、
試料ステージを水平方向で移動自在とするためのステージ移動手段を制御し、前記試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させる処理と、
前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材を制御し、当該偏光部材の回転角度を初期位置に設定させる処理と、
前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行させる処理と、
前記合焦点を実行させた後に、前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段を制御し、前記間隔を変更させながら前記撮像手段を制御して複数の試料像を撮影させる処理と、
前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部を制御し、前記複数の試料像を合成させることで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成させる処理と、
前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行させた後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を制御して複数の試料像の撮影を行わせ、前記画像処理部を制御することで第二の深度合成画像を作成させる処理と、
前記画像処理部を制御することで、前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行させ、発色変化部位のみを抽出させてアスベストの繊維種同定を行わせる処理と、
を含む処理を実行させることを特徴とするアスベスト繊維種同定プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のアスベスト繊維種同定プログラムにおいて、
前記画像処理部を制御することで第二の深度合成画像を作成させる処理は、複数回実行されることを特徴とするアスベスト繊維種同定プログラム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のアスベスト繊維種同定プログラムにおいて、
前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、
コンピュータに、
前記撮像手段を制御することで、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更させる処理を実行させることを特徴とするアスベスト繊維種同定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定装置、アスベスト繊維種同定方法、およびアスベスト繊維種同定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、位相差分散顕微鏡を用いることで、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を行う装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。この従来技術に係るアスベスト繊維種同定装置は、光学顕微鏡として構成される装置であり、照明部に光源からの照明光を通過させるリング絞りを有し、分散対物レンズの後ろ側焦点面にリング絞りに対応する遮光リングを有している。また、試料と１次像面との間に偏光板を含むアナライザが配設されており、このアナライザを光軸廻りに回転させ、試料からの回折光のうち特定の波長の光を偏光分離して観察することで、色調が近い分散色でも明確に認識でき、複屈折性を有するアスベストの同定を正確に行うことができるとされている。
【０００３】
また、下記特許文献１には、上述した光学顕微鏡を用いたアスベストの同定作業がオペレータによる目視作業であることに鑑みて、その作業負荷軽減と同定作業の精度向上のために、アスベストの定量分析を自動的に行うためのシステムおよび方法が提案されている。そこで、この従来技術に係るアスベスト繊維種同定作業の自動化のための顕微鏡システムについて、図面を用いて説明することとする。ここで、図３は、従来技術に係る顕微鏡システムの構成を模式的に示す全体構成図である。
【０００４】
従来技術に係る顕微鏡システム２００は、光学顕微鏡１００に、デジタルカメラ１１０、回転機構１１１、制御演算装置１１２、画像処理装置１１３およびディスプレイ１１４を付加して構成されている。デジタルカメラ１１０は、観察鏡筒１０９に搭載され、観察面Ｉに結像した試料像を、波長域選択フィルタ１１０ａを通して撮像し、画像信号を画像処理装置１１３へ送出するよう構成されている。また、デジタルカメラ１１０は、制御演算装置１１２からの制御信号により所定のタイミングで撮影できるように制御されている。回転機構１１１は、偏光板を含むアナライザ１１８を光軸ＡＸ廻りに回転駆動する装置である。また、ステージ駆動部１０６は、試料Ｓを載置する試料ステージ１０５を光軸ＡＸ廻りに回転駆動する装置であり、回転機構１１１によるアナライザ１１８の回転駆動と、ステージ駆動部１０６による試料ステージ１０５の回転駆動についても、制御演算装置１１２からの駆動信号により制御されている。
【０００５】
アナライザ１１８を通して見るとき、ある回転角で例えば赤色に見えるアスベストの場合には、波長域選択フィルタ１１０ａとして赤色を透過するフィルタを使用すると、ある回転角では、フィルタ１１０ａを透過する赤色光の強度（輝度）は最大となる。この回転角からアナライザ１１８を回転すると、赤色光の強度は徐々に弱くなり、光強度が最大の角度から９０°回転したところでは、光強度が最小（理想的には０）になる。さらにアナライザ１１８を回転すると、徐々に光強度が強くなり、また最大となる。光強度が最大となる角度は、アスベスト粒子の向き（結晶軸の方位）に依存しているので、アナライザ１１８を回転していくと、視野内の個々のアスベスト粒子からの分散色の明るさがランダムに変化する。つまり、ある回転角では、あるアスベスト粒子からの光強度が最大となり、別の回転角では、そのアスベスト粒子からの光強度が減少する一方で別のアスベスト粒子からの光強度が変化していく。アナライザ１１８を回転しながら、点滅して見えるアスベスト粒子の数を計数することによって、定量分析を行うことが可能となる。
【０００６】
画像処理装置１１３は、デジタルカメラ１１０からの画像信号を不図示のフレームメモリに入力して、例えば、複数フレームの画像を重ね合わせたり、所定の輝度レベル以上の像のみを強調したりするような処理を行う。また、画像処理装置１１３は、処理前の画像や処理済の画像をディスプレイ１１４に表示させたり、処理済の画像信号を制御演算装置１１２へ送出したりする。制御演算装置１１２は、その画像信号に基づいて、重ね合わされた１フレームの画像内で所定輝度以上の像の数を計数する。
【０００７】
下記特許文献１では、以上説明した顕微鏡システム２００を用いることで、アスベストの定量分析を自動的に行うことができるとされており、その具体的な手順としては、回転機構１１１によりアナライザ１１８を光軸ＡＸ廻りに回転しながら、例えば回転角度３０°毎に試料Ｓの観察像をデジタルカメラ１１０により撮像して複数枚の画像を取得し、さらに、画像処理装置１１３により各画像に対して所定輝度以上の像を抽出し、これら複数枚の画像を重畳する。回転角度範囲が１８０°であれば、６枚の画像が重ね合わされる。そして、制御演算装置１１２が、画像処理装置１１３からの１フレームの重畳画像について、所定種類のアスベストの像の数を自動的に計数する。この自動計数により、オペレータが視野を観察しながら像の数を計数するという作業が不要となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３８５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、光学顕微鏡を用いたアスベスト繊維種の同定作業は、現時点でオペレータによる目視作業が主流であり、自動化技術が確立されていないのが現状である。また、上記特許文献１にて提案されたアスベスト繊維種同定作業の自動化のための顕微鏡システム２００については、画像処理の具体的な内容が示されておらず、アイデアの域を出るものではない。つまり、上記特許文献１の記載内容に基づいて実作業に用いることのできる自動化されたアスベスト繊維種同定装置を実現することは困難であり、自動化技術が確立されていない現状がそれを証明している。
【００１０】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、実作業に用いることのできる自動化されたアスベスト繊維種同定装置、アスベスト繊維種同定方法、およびアスベスト繊維種同定プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るアスベスト繊維種同定装置は、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定装置であって、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとることができるように、前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けられた撮像手段と、試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させるために、前記試料ステージを水平方向で移動自在とするステージ移動手段と、前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材と、前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段と、前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部と、を備え、前記偏光部材の回転角度を初期位置に設定するとともに前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行した上で、前記間隔変更手段を用いて前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更させながら前記撮像手段によって複数の試料像を撮影し、前記画像処理部を用いてこれら複数の試料像を合成することで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成し、また、前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行した後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を用いて複数の試料像の撮影を行い、前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成し、さらに、前記画像処理部を用いて前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行することで、発色変化部位のみを抽出してアスベストの繊維種同定を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るアスベスト繊維種同定装置において、前記第二の深度合成画像は、複数作成することができる。
【００１３】
さらに、本発明に係るアスベスト繊維種同定装置では、前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更自在に構成することができる。
【００１４】
本発明に係るアスベスト繊維種同定方法は、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定方法であって、前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けた撮像手段を用い、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとる工程と、試料ステージを水平方向で移動自在とするためのステージ移動手段を用い、前記試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させる工程と、前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材に関して、前記偏光部材の回転角度を初期位置に設定する工程と、前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行する工程と、前記合焦点を実行した後に、前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段を用い、前記間隔を変更させながら前記撮像手段によって複数の試料像を撮影する工程と、前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部を用い、前記複数の試料像を合成することで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成する工程と、前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行した後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を用いた複数の試料像の撮影を行い、前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成する工程と、前記画像処理部を用い、前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行し、発色変化部位のみを抽出することでアスベストの繊維種同定を行う工程と、を含む工程を実行することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るアスベスト繊維種同定方法において、前記画像処理部を用いて第二の深度合成画像を作成する工程は、複数回実行することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るアスベスト繊維種同定方法では、前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更する工程を含むこととすることができる。
【００１７】
本発明に係るアスベスト繊維種同定プログラムは、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定プログラムであって、コンピュータに、前記位相差分散顕微鏡の鏡筒に取り付けた撮像手段を制御し、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとらせる処理と、試料ステージを水平方向で移動自在とするためのステージ移動手段を制御し、前記試料ステージ上に載置された試料を任意の観測位置へ移動させる処理と、前記位相差分散顕微鏡の分散染色対物レンズと前記撮像手段との間に設置されるとともに前記試料からの光の光軸を中心に前記試料に対して相対的に回転自在とされる偏光部材を制御し、当該偏光部材の回転角度を初期位置に設定させる処理と、前記撮像手段の前記試料に対する合焦点を実行させる処理と、前記合焦点を実行させた後に、前記試料ステージと前記撮像手段との間隔を変更自在とするための間隔変更手段を制御し、前記間隔を変更させながら前記撮像手段を制御して複数の試料像を撮影させる処理と、前記撮像手段によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部を制御し、前記複数の試料像を合成させることで前記試料の全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成させる処理と、前記試料の水平方向での観測位置を維持したままで前記偏光部材を所定角度回転させ、前記合焦点を実行させた後に、再び、前記間隔変更手段と前記撮像手段を制御して複数の試料像の撮影を行わせ、前記画像処理部を制御することで第二の深度合成画像を作成させる処理と、前記画像処理部を制御することで、前記第一の深度合成画像と前記第二の深度合成画像との減算処理を実行させ、発色変化部位のみを抽出させてアスベストの繊維種同定を行わせる処理と、を含む処理を実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係るアスベスト繊維種同定プログラムにおいて、前記画像処理部を制御することで第二の深度合成画像を作成させる処理は、複数回実行させることができる。
【００１９】
さらに、本発明に係るアスベスト繊維種同定プログラムでは、前記撮像手段を用いた試料像の撮影に際して、前記試料から前記偏光部材を介して前記撮像手段に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、コンピュータに、前記撮像手段を制御することで、前記撮像手段のシャッタースピードを自動的に変更させる処理を実行させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実作業に用いることのできる自動化されたアスベスト繊維種同定装置、アスベスト繊維種同定方法、およびアスベスト繊維種同定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るアスベスト繊維種同定装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】従来技術に係る顕微鏡システムの構成を模式的に示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、上記背景技術の欄で説明した部材と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する場合がある。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定装置の全体構成を示す概略図である。なお、図１では、紙面右側をＸ方向、紙面に対して垂直な方向をＹ方向、紙面上方向をＺ方向として定義し、説明することとする。すなわち、位相差分散顕微鏡１００の水平方向はＸ−Ｙ方向と表現され、垂直方向はＺ方向と表現されることとなる。
【００２４】
本実施形態に係るアスベスト繊維種同定装置２０は、位相差分散顕微鏡１００と制御装置１０とを備えて構成されている。
【００２５】
位相差分散顕微鏡１００は、上述した従来技術に係る光学顕微鏡とほぼ同様の構成を有しており、撮像手段としてのデジタルカメラ１１０と、偏光部材である偏光板を含むアナライザ１１８を回転駆動するための回転機構１１１と、ステージ移動手段および間隔変更手段としてのステージ駆動部１０６とが、制御装置１０が有する制御演算部１２からの動作指令に応じて動作するように構成されている。
【００２６】
デジタルカメラ１１０は、観察鏡筒１０９に搭載され、観察面Ｉに結像した試料像を、波長域選択フィルタ１１０ａを通して撮像し、画像信号を画像処理部１１へ送出するよう構成されている。また、デジタルカメラ１１０は、制御演算部１２からの制御信号により所定のタイミングで撮影を実行できるように制御される。
【００２７】
回転機構１１１は、偏光板を含むアナライザ１１８を光軸ＡＸ廻りに回転駆動する装置であり、制御演算部１２からの制御信号によって動作制御が実行される。なお、回転機構１１１によって回転駆動されるアナライザ１１８については、位相差分散顕微鏡１００が有する分散染色対物レンズ１０８とデジタルカメラ１１０との間に設置されることで、デジタルカメラ１１０が取得する試料像に対して発色変化を与えることができるようになっている。
【００２８】
ステージ駆動部１０６は、試料Ｓを載置する試料ステージ１０５を光軸ＡＸに対して水平方向に、すなわちＸ−Ｙ方向に移動させるステージ移動手段としての機能と、試料Ｓを載置する試料ステージ１０５とデジタルカメラ１１０との間隔、すなわちＺ方向での両者１０５，１１０の間隔を変更自在とする間隔変更手段としての機能とを有する装置であり、回転機構１１１によるアナライザ１１８の回転駆動に加え、ステージ駆動部１０６による試料ステージ１０５のＸ−Ｙ方向移動およびＺ方向移動についても、制御演算部１２からの駆動信号により、その動作制御が実行されることとなる。
【００２９】
一方、制御装置１０は、画像処理部１１と、制御演算部１２と、表示部１３と、入力部１４と、印刷部１５と、記憶部１６と、バス１７とを備えて構成されている。この制御装置１０については、アスベスト繊維種の同定作業を行うための試験室等に設置された位相差分散顕微鏡１００と近接して設置され、さらに、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成されている。
【００３０】
画像処理部１１は、撮像手段としてのデジタルカメラ１１０によって撮影された試料像に対して画像処理を行うなど、各種の処理を実行する機能を有しており、画像処理部１１によって行われる深度合成や減算処理等の各種の画像処理については、公知の技術を利用して実行される。
【００３１】
制御演算部１２は、デジタルカメラ１１０や回転機構１１１、およびステージ駆動部１０６などの動作制御を行う機能を有しており、位相差分散顕微鏡１００に所望の動作を実行させる指令を行う。なお、制御演算部１２によって行われる動作制御などの各種の処理については、公知の技術を利用して実行される。
【００３２】
表示部１３は、例えば液晶表示装置などの情報表示装置によって構成されている。また、入力部１４は、例えばキーボードやマウスなどの入力装置によって構成され、印刷部１５は、プリンタなどの情報出力装置によって構成されている。さらに、記憶部１６は、画像処理部１１を経由して取得した試料像や、画像処理部１１によって行われた減算処理の結果等を格納するための装置であり、ＲＯＭなどの記憶媒体によって構成される。
【００３３】
なお、制御装置１０が有する画像処理部１１、制御演算部１２、表示部１３、入力部１４、印刷部１５、および記憶部１６については、バス１７によって接続されており、各部がバス１７を通じて通信路を共有し、信号の送受信を行なうことができるようになっている。
【００３４】
次に、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定装置２０の動作について、図２を用いて説明を行う。ここで、図２は、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
アスベスト繊維種同定処理においては、まず始めに、位相差分散顕微鏡１００の鏡筒１０９に取り付けたデジタルカメラ１１０を用いて、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとる処理を行う（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の処理は、デジタルカメラ１１０が制御演算部１２からの動作指令を受けることで実行される。
【００３６】
デジタルカメラ１１０がホワイトバランスをとると、制御演算部１２はステージ駆動部１０６に対して試料ステージ１０５をＸ−Ｙ方向に移動させることで、試料ステージ１０５上に載置された試料Ｓを初期観測位置へと移動させる（ステップＳ１１）。
【００３７】
また、制御演算部１２は、回転機構１１１に対して動作指令信号を発信し、アナライザ１１８を回転移動させることでアナライザ１１８が有する偏光板の回転角度を初期位置（例えば、回転角度０°）に設定する（ステップＳ１２）。
【００３８】
さらに、制御演算部１２からの動作指令によって、デジタルカメラ１１０の試料Ｓに対する合焦点が実行され（ステップＳ１３）、ステップＳ１３による合焦点が実行された後に、試料ステージ１０５とデジタルカメラ１１０との間隔を変更自在とするための間隔変更手段であるステージ駆動部１０６を用い、間隔を変更させながらデジタルカメラ１１０によって複数の試料像を撮影する（ステップＳ１４）。
【００３９】
デジタルカメラ１１０によって撮影された試料像は、画像処理を行うために画像処理部１１に送信され、複数の試料像を取得した画像処理部１１では、複数の試料像を合成することで試料Ｓの全面にピントの合った第一の深度合成画像が作成される（ステップＳ１５）。
【００４０】
本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理では、あらかじめ必要となる深度合成画像の画像数を設定できるようになっており、ステップＳ１５にて深度合成画像が作成されると、必要数の深度合成画像が得られたか否かが確認され（ステップＳ１６）、画像数が設定数に足りない場合には、制御演算部１２が回転機構１１１に対して動作指令信号を発信し、アナライザ１１８を回転移動させることでアナライザ１１８が有する偏光板の回転角度を所定の回転角度だけ回転させることとなる（ステップＳ１７）。例えば、回転角度３０°毎の深度合成画像を得るように設定されている場合には、ステップＳ１５にて第一の深度合成画像が取得された後、アナライザ１１８を回転角度３０°で回転させた後にステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理が実行され、偏光板の回転角度３０°での第二の深度合成画像が作成されることとなる。
【００４１】
ステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理が繰り返し実行され、必要数の深度合成画像が得られたならば、これら複数の深度合成画像に対する減算処理が画像処理部１１によって実行され（ステップＳ１８）、発色変化部位のみを抽出することができる。このステップＳ１８において実行される減算処理の結果データは、制御演算部１２に送信され、抽出された発色変化部位の情報に基づいてアスベストの繊維種同定が行われることとなる。
【００４２】
なお、第二の深度合成画像については、ステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理が複数回実行されることで複数作成されることが可能であり、この第二の深度合成画像の作成数については、試料Ｓの状況や実験条件等を考えて、あらかじめ任意の個数に設定しておくことができる。
【００４３】
以上説明したステップＳ１０〜ステップＳ１８までの処理により、ステップＳ１１にて設定された初期観測位置での試料Ｓのアスベスト繊維種同定処理が完了するが、試料Ｓの観測位置についても複数箇所観測することができ、また、この観測位置や観測回数についても、あらかじめ任意の条件にて設定しておくことができる。すなわち、ステップＳ１９にて必要数の視野数を観測できたかを確認し、観測の視野数が設定数に足りない場合には、制御演算部１２がステージ駆動部１０６に動作指令して試料ステージ１０５を移動させ（ステップＳ２０）、このとき設定された新たな観測位置でのアスベスト繊維種同定処理（ステップＳ１２〜ステップＳ１８までの処理）が実行されることとなる。
【００４４】
ステップＳ１９にて必要数の視野数を観測できたことを確認した場合には、同定結果を表示部１３に表示させ（ステップＳ２１）、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理が完了することとなる。なお、制御部１０では、アスベスト繊維種同定処理の結果を表示部１３に表示させるほか、印刷部１５を用いて同定結果の印刷処理をしたり、記憶部１６に対して同定結果の格納処理をしたりすることができる。
【００４５】
以上、図２を用いて本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理について説明したが、本実施形態には種々の改良を加えることが可能である。例えば、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定装置２０では、アナライザ１１８が有する偏光板を介して試料像を撮影している。したがって、撮影条件によっては、デジタルカメラ１１０の画像センサが取得する光量が減少し、Ｓ／Ｎ比の悪化や画質劣化が発生してしまう可能性がある。そこで、本実施形態に係るアスベスト繊維種同定処理では、デジタルカメラ１１０を用いた試料像の撮影に際して、試料Ｓから偏光板を介してデジタルカメラ１１０に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、デジタルカメラ１１０のシャッタースピードを自動的に変更するように、あらかじめ制御演算部１２に対して設定しておくことが好適である。具体的には、デジタルカメラ１１０のオートフォーカス動作時にはノーマルシャッター（例えば、シャッタースピード３０ｆｐｓ）とし、試料像を取り込む際にはロングシャッター（例えば、シャッタースピード１０ｆｐｓ）とするような設定を採用することで、効率良く高画質の試料像を撮影することが可能となる。
【００４６】
以上に説明したように、上述した本実施形態では、複屈折性を有するアスベストの繊維種同定を、位相差分散顕微鏡１００を用いて自動的に行うためのアスベスト繊維種同定装置２０として、色温度が異なる光源状態でも白色を正確に白く映し出せるようにするためのホワイトバランスをとることができるように、位相差分散顕微鏡１００の鏡筒１０９に取り付けられた撮像手段（デジタルカメラ１１０）と、試料ステージ１０５上に載置された試料Ｓを任意の観測位置へ移動させるために、試料ステージ１０５を水平方向（Ｘ−Ｙ方向）で移動自在とするステージ移動手段（ステージ駆動部１０６）と、位相差分散顕微鏡１００の分散染色対物レンズ１０８と撮像手段（デジタルカメラ１１０）との間に設置されるとともに試料Ｓからの光の光軸を中心に試料Ｓに対して相対的に回転自在とされる偏光部材（アナライザ１１８）と、試料ステージ１０５と撮像手段（デジタルカメラ１１０）との間隔を変更自在とするための間隔変更手段（ステージ駆動部１０６）と、撮像手段（デジタルカメラ１１０）によって撮影された試料像に対して画像処理を行うための画像処理部１１と、を備え、偏光部材（アナライザ１１８）の回転角度を初期位置に設定するとともに撮像手段（デジタルカメラ１１０）の試料Ｓに対する合焦点を実行した上で、間隔変更手段（ステージ駆動部１０６）を用いて試料ステージ１０５と撮像手段（デジタルカメラ１１０）との間隔を変更させながら撮像手段（デジタルカメラ１１０）によって複数の試料像を撮影し、画像処理部１１を用いてこれら複数の試料像を合成することで試料Ｓの全面にピントの合った第一の深度合成画像を作成し、また、試料Ｓの水平方向（Ｘ−Ｙ方向）での観測位置を維持したままで偏光部材（アナライザ１１８）を所定角度回転させ、合焦点を実行した後に、再び、間隔変更手段（ステージ駆動部１０６）と撮像手段（デジタルカメラ１１０）を用いて複数の試料像の撮影を行い、画像処理部１１を用いて第二の深度合成画像を作成し、さらに、画像処理部１１を用いて第一の深度合成画像と第二の深度合成画像との減算処理を実行することで、発色変化部位のみを抽出してアスベストの繊維種同定を行うように構成したので、実作業に耐え得るアスベスト繊維種同定作業の自動化装置を実現することができた。
【００４７】
また、上述した実施形態では、第二の深度合成画像を複数作成できるような構成としたので、あらゆる作業条件を容易に設定することができ、また、自動化されたアスベスト繊維種同定作業の精度向上を図ることが可能となっている。
【００４８】
さらに、上述した実施形態では、撮像手段（デジタルカメラ１１０）を用いた試料像の撮影に際して、試料Ｓから偏光部材（アナライザ１１８）を介して撮像手段（デジタルカメラ１１０）に到達する光の光量に応じた露光時間を確保するために、撮像手段（デジタルカメラ１１０）のシャッタースピードを自動的に変更自在な構成とした。これにより、効率良く高画質の試料像を自動的に撮影することが可能となった。
【００４９】
なお、上述した実施形態において、アスベスト繊維種同定装置２０は、自己が備える記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム（アスベスト繊維種同定プログラム）に従って、上述した各種の処理（図２に示す処理など）を実行することができる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、位相差分散顕微鏡１００と制御装置１０とを近接した場所に設置した場合を例示して説明したが、アスベスト繊維種同定装置２０が有する位相差分散顕微鏡１００と制御装置１０との設置場所については、それぞれを別の場所に設置し、両者１００，１０間の通信を無線信号によって行うことで、アスベストが取り扱われることとなる位相差分散顕微鏡１００の設置場所と、位相差分散顕微鏡１００に対して動作指令を行うこととなるオペレータが在室する制御装置１０の設置場所とを、分離して設けることが可能である。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  制御装置、１１  画像処理部、１２  制御演算部、１３  表示部、１４  入力部、１５  印刷部、１６  記憶部、１７  バス、２０  アスベスト繊維種同定装置、１００  位相差分散顕微鏡、１０５  試料ステージ、１０６  ステージ駆動部、１０８  分散染色対物レンズ、１０９  観察鏡筒、１１０  デジタルカメラ、１１０ａ  波長域選択フィルタ、１１１  回転機構、１１８  アナライザ、Ｓ  試料、Ｉ  観察面、ＡＸ  光軸。
【図１】
2011033472.tif 000003
【図２】
2011033472.tif 000004
【図３】
2011033472.tif 000005