(57)【要約】  本発明は、対象物の照射、及び対象物が位置する区域からの光の検出、並びに検出された光に基づく画像の形成を含む対象物を撮像する方法に関し、対象物の照射は、撮像平面又は空間内の画素を区別し、かつこれらの画素に対応する対象物の部分を別々に照射し、同時にこれらの対象物部分に印加される照射量を指示することによって実行され、画像は、それに続いて、これらの画素に関連する光出力及び照射量に従って照射対象物部分に対応する画素を集めることによって構成され、各個別の対象物部分の照射量は、少なくとも、他の対象物部分又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量に依存する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の照射、及び該対象物からの光の検出、並びに該検出された光に基づく画像の形成を含み、該対象物の該照射が、撮像平面又は空間内の画素を区別し、かつこれらの画素に対応する該対象物の部分を別々に照射し、同時にこれらの対象物部分に印加される照射量を指示することによって実行され、該画像が、それに続いて、これらの画素に関連する光出力及び照射量に従って該照射された対象物部分に対応する該画素を集めることによって構成される対象物を撮像する方法であって、
各個別の対象物部分の照射量が、少なくとも、別の対象物部分又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量に依存する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
各個別の対象物部分の前記照射量はまた、照射中に測定されるその対象物部分の光出力にも依存することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各個別の対象物部分の前記照射量は、その対象物部分の前記光出力と、互いの所定の比率に対して１つ又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量とに依存することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各個別の対象物部分の前記照射量は、いくつかの隣接する対象物部分の照射量と関連の測定光出力とに従って判断されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記照射量は、照射時間及び照射強度の所定の選択に従って各対象物部分に対して別々に調節されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
対象物を照射するための照射機構と該対象物からの光を検出するための検出器とを含み、該照射機構からの光を該対象物の一部分に選択的に誘導するための誘導機構が設けられ、該照射機構が、制御可能であり、かつ検出機構に結合された調節器に接続され、該調節器が、該検出機構によって検出されている光に従って該照射機構を制御する対象物を撮像するための装置であって、
使用時に、調節器が、各個別の対象物部分の照射量をそれが少なくとも別の対象物部分又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量に依存するように調節する、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記調節器は、各個別の対象物部分の前記照射量が、照射中に測定されるその対象物部分の光出力にも依存するように設計されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記調節器は、各個別の対象物部分の前記照射量が、その対象物部分の光出力と、互いの所定の比率に対して１つ又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量とに依存するように設計されることを特徴とする請求項６及び請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記調節器は、各個別の対象物部分の前記照射量が、いくつかの隣接する対象物部分の照射量と関連の測定光出力とに従って判断されるように設計されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記調節器は、前記照射量が、照射時間及び照射強度に関する所定の選択に従って各対象物部分に対して別々に調節されるように設計されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の装置を請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法に従って作動させる該装置のためのソフトウエア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の照射、及び対象物が位置する区域からの光の検出、並びに検出された光に基づく画像の形成を含む対象物を撮像する方法に関し、対象物の照射は、撮像平面又は空間内の画素を区別し、かつこれらの画素に対応する対象物の部分を別々に照射し、同時にこれらの対象物部分に印加される照射量を指示することによって実行され、画像は、それに続いて、これらの画素に関連する光出力及び照射量に従って照射対象物部分に対応する画素を集めることによって構成される。
【０００２】
本発明はまた、対象物を照射するための照射機構、対象物を照射するための検出器、対象物が位置する区域からの光を検出するための検出器を含む対象物を撮像するための装置に関し、装置には、照射機構からの光を対象物の一部分に選択的に誘導するための誘導機構が設けられ、照射機構は、制御可能であり、かつ検出機構に結合された調節器に接続され、調節器は、検出機構によって検出されている光に従って照射機構を制御する。これは、全ての画素は同時に照射されるが、照射量が各画素に対して別々に判断される状況を構成する。これは、広視野顕微鏡検査を伴う状況である。
【背景技術】
【０００３】
このような方法及び装置は、２００４年１１月１７日に公開されたオランダ特許出願ＮＬ−Ａ−１０２３４４０から公知である。
【０００４】
対象物を撮像するためのこの公知の方法及び装置では、対象物は、撮像平面又は空間内の画素を区別し、かつ各画素に対して別々に検出光出力の所定の第１の閾値に到達するまでこれらの画素に対応する対象物部分を照射し、同時に同じく各個別の画像点に対して印加された照射時間を指示することによって照射され、それに続いて、画像は、各画像点に対して別々に、少なくとも１つの所定の照射パラメータに依存する計算光出力値を判断することによって構成される。
【０００５】
このようにして、各個別の画像点に対して、照射が常に正確かつ適切な撮像に必要な量の光に対して適応された制御された照射を提供することが可能である。少ない照射のみを必要とする対象物の部分は、従って、過剰な光から保護され、一方、光がより不足した対象物部分は、適応された増加照射を受ける。細胞物質の研究に使用される時には、従って、照射細胞部分のＤＮＡ構造及びタンパク質及び脂肪酸のような他の構造の損傷を避けることが可能である。しかし、この生命科学用途以外にも、本発明はまた、他の方法において、例えば、無線診断又はマイクロチップ生産を伴う用途においても有用である。
【０００６】
画素の一部を用いると、公知の方法及び装置は、特に低い信号／ノイズ比で不完全な照射結果をもたらすと考えられ、従って、対象物部分の一部は、不注意にも不十分に照射され、一方、同じく不注意にも、照射される対象物部分がない位置が過剰に照射される場合がある。対象物の画像の再生において、これは、小さな穴として可視であり、一方、一部の場所では、対象物の背景は、誤って明るくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】オランダ特許出願ＮＬ−Ａ−１０２３４４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、この問題を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のために、本発明による方法及び装置は、添付の特許請求の範囲の１つ又はいくつかによって特徴付けられる。
【００１０】
本発明による方法を特徴付ける最も一般的な特徴は、各個別の対象物部分の照射量が、少なくとも別の対象物部分又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量に依存するという態様である。これらの他の対象物部分は、照射される実際の対象物部分に近いか、又はそこから何らかの距離にあるとすることができる。
【００１１】
それに対応して、本発明による装置の一部としての調節器は、装置が本発明による上述の方法を実行するように設計される。
【００１２】
各対象物部分に対して別々に上述の照射量を選択することにより、対象物の画像における穴及びそれを取り巻く不要な照射部分の起こる頻度が少なくなるようにこの照射量をより高い精度で判断することが可能である。
【００１３】
本発明による装置及び方法は、様々な種類の顕微鏡検査システムに有用である。これらは、単焦点共焦点顕微鏡検査、多焦点共焦点顕微鏡検査（ニプコー円盤）を含むことができるが、広視野顕微鏡検査用途も含む。上述のように、本発明は、顕微鏡検査の分野以外にも有用である。
【００１４】
対象物部分の照射量を判断するために、それぞれの対象物部分の近くに位置する別の対象物部分の光出力及び／又は照射量を使用することが可能であるが、遠く離れて位置する対象物部分のそれらも使用することができる。異なる時点で得られた同じ対象物部分からのデータも使用することができる。
【００１５】
第１の好ましい実施形態では、本発明による方法及び装置は、各個別の対象物部分の照射量が、照射中に測定されたその対象物部分の光出力にも依存するという事実によって特徴付けられる。
【００１６】
各個別の対象物部分の照射量が、その対象物部分の光出力と、互いの所定の比率に対して１つ又はいくつかの他の対象物部分の光出力及び／又は照射量とに依存することが一般的に好ましい。
【００１７】
別の好ましい実施形態では、本発明による方法及び装置は、各個別の対象物部分の照射量が、いくつかの隣接する対象物部分の照射量と関連の光出力とに従って判断されるという事実によって特徴付けられる。一般的に、照射量は、それぞれの隣接する対象物部分の照射量とそれぞれの光出力との平均値に基づいて予め定めることができる。明瞭にするために、この場合の「隣接する」は、これらの対象物部分が互いに直接隣り合うことを必ずしも意味することなく、「近くに」として理解すべきであることに注意すべきである。
【００１８】
照射量が、照射時間及び照射強度に関する所定の選択に従って各対象物部分に対して別々に調節されるという事実にも更に注意されたい。設定した照射時間を維持しながら、光の照射量を照射強度の調節に基づいて調節することが好ましい場合がある。この利点は、より低い照射強度を使用することができ、照射される対象物への光による損傷を低下させるということである。
【００１９】
本発明はまた、装置を上述の方法に従って作動させる装置の一部としてのコンピュータのためのソフトウエアに具現化される。
【００２０】
以下では、本発明による方法及び装置の２つの好ましい実施形態により、かつ図面を参照して本発明を更に説明する。
【００２１】
本発明による装置の物理的構成要素は、内容全体がこの引用によって挿入されたと考えられるＮＬ−Ａ−１０２３４４０に説明の装置の構成要素と全く一致するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】それぞれ、従来の方式、ＮＬ−Ａ−１０２３４４０に説明の技術の使用、及び本発明による対象物の照射及び再生に関するいくつかの画像を示す図である。
【図２】第１の好ましい実施形態による方法に関するいくつかの隣接する画素を示す図である。
【図３】第２の好ましい実施形態による方法の実施形態に関するいくつかの隣接する画素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第１の好ましい実施形態
図２を参照すると、第１の実施形態における本発明による方法の非常に概略的な応用の図が示されており、そこでは、照射要素と共に使用される照射量に関する判断は、単に１つの隣接画素に依存する。この目的のために、図２は、１−４で付番された画素が既に照射されている９つの画素の正方形を示している。画素５に対して、照射強度は、この時点で判断されるべきであり、その後、画素６−９の照射強度が順番に判断されることになる。
この第１の好ましい実施形態では、画素番号４の照射強度のみが、画素番号５の照射強度の判断に関わっている。
【００２４】
これが、共焦点顕微鏡検査の形態のいわゆる「走査システム」において実行される場合、画素５の測定光出力の指示中に、画素４の以前の測定光出力を表す値が、その信号に追加されることになる。以前に判断された比では、いろいろなことが起こるであろう。例えば、画素４及び画素５からの光出力を表す信号は、相応に重み付けされている場合があるが、例えば、画素５の測定光出力（８０％）に対してより軽く重み付けされた、例えば２０％の画素４からの値の比を使用することも可能である。
【００２５】
第２の好ましい実施形態
図３に関連して以下に説明する第２の好ましい実施形態では、画素５の照射量は、画素１，２，３，及び４の測定光出力に基づいて判断することができる。この目的のために、これらの画素１−４の光出力を計算し、画素５に対する期待値として使用することができる。
【００２６】
期待計算値が低い場合、画素５は、恐らく対象物に関連していないと考えられることになり、従って、照射量を低減することができる。他方、期待値が高い場合には、関連の照射量は、高いことになる。
【００２７】
期待値を判断するために、画素１−４の照射出力の算術平均を考慮することだけが必要ではなく、測定値の重み付き平均又は中央値を使用することも可能である。
【００２８】
画素５に対して判断された期待値は、選択されることになる照射時間及び／又は照射強度に基づいて照射量の事前調節に使用することができる。この照射量は、設定照射時間を維持しながら照射強度を用いて調節される画素５に対して最終的に使用されることが好ましい。このようにして、照射される生体試料への損傷を制限することができる。
【００２９】
結果
図１を参照すると、従来技術に比較した本発明による方法及び装置の一部の結果が示されている。
【００３０】
図１では、ＮＬ−Ａ−１０２３４４０から公知の撮像法を使用せずに標準的技術を用いて記録された参照番号１を有する対象物の画像が示されている。全ての画素は、無調節及び設定照射量を用いて記録され、図面区分４に完全に白の正方形で表されている。
【００３１】
図面区分２は、ＮＬ−Ａ−１０２３４４０に説明の撮像技術を使用した同じ対象物の記録に関連している。対象物の再生は、より明るいピクセルによって取り囲まれた暗いピクセルとして可視の穴を示している。これらのより暗いピクセルは、照射量が低すぎる背景ピクセルとして間違って照射されたものである。これらのピクセルの照射量は、図面の区分５に暗点として示されている。
【００３２】
図面の区分３は、本発明による撮像方法に関連している。図面の区分３に示すように表示された対象物は、ここでもまた、図面の区分１及び２におけるものと同じであり、かつここでは全ての関連の画素が妥当な照射量を受け取っているという事実により、対象物に穴がないものである。これは、図面の区分６に表されており、対象物に実質的に穴が残されていないことを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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