JP2013025023A - Virtual slide device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バーチャルスライド装置に関する。 The present invention relates to a virtual slide device.
病理標本のスライド画像をデジタル撮像するバーチャルスライド装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A virtual slide device that digitally images a slide image of a pathological specimen is known (see, for example, Patent Document 1).
図7は、従来知られているバーチャルスライド装置の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャルスライド装置1000は、サンプル1001が載置されるステージ1002と、ステージ1002を水平方向と光軸方向とに駆動するステージ制御部1003を備えている。また、バーチャルスライド装置1000は、サンプル1001を照明する光源1004と、サンプル1001に対向するように複数のレンズで構成された対物レンズ1005と、サンプル1001の像を撮像する撮像部1006とを備えている。またバーチャルスライド装置1000は、複数の画像を貼り合わせて1枚の画像を生成する際に、隣接する画像を特定する情報と、隣接する画像と重ね合わせる領域を特定する情報とを含む、貼り合わせ情報を生成する貼り合わせ情報生成部1007と、複数の画像と貼り合わせ情報とを1つのファイルに格納する画像ファイル生成部1008と、ステージ制御部1003と撮像部1006との制御を行う撮像制御部1009とを備えている。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a conventionally known virtual slide device. In the illustrated example, the virtual slide apparatus 1000 includes a stage 1002 on which the sample 1001 is placed, and a stage control unit 1003 that drives the stage 1002 in the horizontal direction and the optical axis direction. The virtual slide apparatus 1000 includes a light source 1004 that illuminates the sample 1001, an objective lens 1005 that includes a plurality of lenses so as to face the sample 1001, and an imaging unit 1006 that captures an image of the sample 1001. Yes. In addition, when the virtual slide device 1000 generates a single image by combining a plurality of images, the virtual slide device 1000 includes information that specifies adjacent images and information that specifies an area to be overlapped with the adjacent images. A composite information generation unit 1007 that generates information, an image file generation unit 1008 that stores a plurality of images and composite information in one file, and an imaging control unit that controls the stage control unit 1003 and the imaging unit 1006 1009.
次に、バーチャルスライド装置1000によるサンプル1001の撮像方法について説明する。光源1004の光が、ステージ1002の上に載置されたサンプル1001の所定領域と対物レンズ1005とを透過して、撮像部1006に入射する。撮像部1006は、入射した光を光電変換し、サンプル1001の所定領域の高倍率の画像を撮像する。続いて、撮像部1006が所定領域に隣接する領域の高倍率の画像を撮像でき、かつ、隣接する所定領域の画像と重なる領域であるのりしろ部を持つように、ステージ制御部1003はステージ1002(サンプル1001)を水平方向に移動させる。なお、撮像制御部1009が、撮像部1006とステージ制御部1003との制御を行う。撮像制御部1009の制御により撮像部1006とステージ制御部1003とが上記の処理を繰り返し行うことで、撮像部1006は、サンプル1001の所定領域毎に、のりしろ部を有する高倍率画像を撮像する。 Next, a method for imaging the sample 1001 using the virtual slide apparatus 1000 will be described. Light from the light source 1004 passes through a predetermined region of the sample 1001 placed on the stage 1002 and the objective lens 1005 and enters the imaging unit 1006. The imaging unit 1006 photoelectrically converts incident light and captures a high-magnification image of a predetermined area of the sample 1001. Subsequently, the stage control unit 1003 has a margin 100 that can capture a high-magnification image of an area adjacent to the predetermined area and has an area that overlaps the image of the adjacent predetermined area. The sample 1001) is moved in the horizontal direction. Note that the imaging control unit 1009 controls the imaging unit 1006 and the stage control unit 1003. The imaging unit 1006 and the stage control unit 1003 repeatedly perform the above processing under the control of the imaging control unit 1009, so that the imaging unit 1006 captures a high-magnification image having a margin for each predetermined region of the sample 1001.
撮像部1006が、サンプル1001の全ての所定領域の高倍率画像を撮像した後、貼り合わせ情報生成部1007は、隣接する高倍率画像と、各高倍率画像ののりしろ部とを認識し、認識した結果に基づいて貼り合わせ情報を生成する。続いて、画像ファイル生成部1008は、貼り合わせ情報生成部1007が生成した貼り合わせ情報と、撮像部1006が撮像した複数の高倍率画像とを1つのファイルに格納する。図示せぬ再生部は、貼り合わせ情報に基づいて、1つのファイルに格納された複数の高倍率画像を貼り合わせ、サンプル1001全体を示す1枚の高倍率画像を生成し、液晶ディスプレイなどに表示する。上述した処理を行うことで、バーチャルスライド装置1000は、サンプル1001全体の高倍率画像を生成することができる。 After the imaging unit 1006 has captured high-magnification images of all predetermined areas of the sample 1001, the bonding information generation unit 1007 recognizes and recognizes adjacent high-magnification images and margins of each high-magnification image. Bonding information is generated based on the result. Subsequently, the image file generation unit 1008 stores the combination information generated by the combination information generation unit 1007 and a plurality of high-magnification images captured by the imaging unit 1006 in one file. A playback unit (not shown) combines a plurality of high-magnification images stored in one file based on the bonding information, generates a single high-magnification image showing the entire sample 1001, and displays it on a liquid crystal display or the like. To do. By performing the above-described processing, the virtual slide apparatus 1000 can generate a high-magnification image of the entire sample 1001.
また、RGBカメラに装着した小型分光計によって被写体のスペクトルを多点で計測し、その情報を用いてRGB画像からの色再現性を向上させる方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。従来知られている色再現性を向上させる方法を、従来知られているバーチャルスライド装置1000に適用すれば、色の再現性を良くしつつサンプル1001全体の高倍率画像を生成することができる。 Also, a method is known in which a spectrum of an object is measured at multiple points using a small spectrometer attached to an RGB camera, and the color reproducibility from an RGB image is improved using the information (for example, see Non-Patent Document 1). ). If a conventionally known method for improving color reproducibility is applied to a conventionally known virtual slide apparatus 1000, a high-magnification image of the entire sample 1001 can be generated while improving color reproducibility.
一般的に、カラーセンサの視野範囲は、RGBイメージセンサの画像エリア(撮像範囲)よりも小さい。図8は、従来知られているカラーセンサの視野範囲801と、RGBイメージセンサの画像エリア802との範囲を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサの視野範囲801はφ400μmであり、RGBイメージセンサの画像エリア802は20mm×20mmである。この例では、カラーセンサの視野範囲801は、RGBイメージセンサの画像エリア802の0.13%程度とごく小さな領域である。そのため、カラーセンサに入射する光量はRGBイメージセンサに入射する光量よりも少ない。従って、カラーセンサが出力するスペクトルデータの出力信号は、RGBイメージセンサの出力信号よりも微少な信号である。 Generally, the visual field range of the color sensor is smaller than the image area (imaging range) of the RGB image sensor. FIG. 8 is a schematic diagram showing a range of a field-of-view range 801 of a conventionally known color sensor and an image area 802 of an RGB image sensor. In the illustrated example, the visual field range 801 of the color sensor is φ400 μm, and the image area 802 of the RGB image sensor is 20 mm × 20 mm. In this example, the visual field range 801 of the color sensor is a very small area of about 0.13% of the image area 802 of the RGB image sensor. Therefore, the amount of light incident on the color sensor is less than the amount of light incident on the RGB image sensor. Therefore, the output signal of the spectrum data output from the color sensor is a finer signal than the output signal of the RGB image sensor.
微少な出力信号に基づいたスペクトルデータの精度を向上する手法の1つに、カラーセンサに光が入射しない状態(暗時状態)でカラーセンサが取得するスペクトルデータである暗時出力を用いて、被写体のスペクトルデータの補正を行う暗時出力の補正が知られている。なお、暗時出力はカラーセンサの積分時間や温度変動などで変動するため、できるだけ頻繁にカラーセンサを暗時状態にして暗時出力を取得しなければ、補正後のスペクトルデータの精度が劣化する可能性がある。 One of the methods for improving the accuracy of spectral data based on a minute output signal is to use dark output that is spectral data acquired by the color sensor in a state where light is not incident on the color sensor (dark state). Correction of dark output for correcting the spectral data of a subject is known. Since the dark output varies depending on the integration time and temperature fluctuation of the color sensor, the accuracy of the corrected spectrum data deteriorates unless the color sensor is acquired in the dark state as frequently as possible to obtain the dark output. there is a possibility.
そこで、暗時出力を頻繁に取得するために、被写体のスペクトルデータを取得する期間とは別に、光源を消灯してカラーセンサの暗時出力を取得する期間を設けることが考えられる。しかし、従来のバーチャルスライド装置が備える光源は一般的にハロゲンランプ等であり、光源の点灯後に光量が安定まで時間がかかるため、光源の点灯および消灯を迅速に切り換えることができず、被写体のスペクトルデータとカラーセンサの暗時出力とを取得するために時間がかかるという問題があった。また、暗時出力の補正を行う場合には、上述したとおり、被写体のスペクトルデータの取得期間とは別に、光源を消灯して暗時出力を取得する必要があり、1スライドの撮影に必要な撮影時間が長くなるという問題がある。 Therefore, in order to frequently acquire dark output, it is conceivable to provide a period for turning off the light source and acquiring the dark output of the color sensor separately from the period for acquiring the spectral data of the subject. However, the light source provided in the conventional virtual slide device is generally a halogen lamp or the like, and it takes time until the light quantity becomes stable after the light source is turned on. There is a problem that it takes time to acquire the data and the dark output of the color sensor. When correcting dark output, as described above, it is necessary to turn off the light source and acquire dark output separately from the acquisition period of the subject spectral data, which is necessary for shooting one slide. There is a problem that the shooting time becomes long.
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができるバーチャルスライド装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a virtual slide device that can acquire more accurate spectrum data in a shorter time.
本発明は、サンプルを保持するステージと、前記サンプルに光を照射する光源と、前記サンプルから入射された光に応じた画像を撮像する撮像素子と、前記サンプルから入射された光のスペクトルデータを取得するカラーセンサと、前記サンプルからの光を前記撮像素子および前記カラーセンサに導く光学系と、通常サンプリング期間に前記光源を点灯させ、暗時サンプリング期間に前記光源を消灯させる光源制御部と、前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータと、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータとに基づいて、前記撮像素子が撮像した前記画像の色を補正するスペクトルデータ補正部と、前記暗時サンプリング期間に、前記ステージと前記光学系との相対位置を移動させるステージ制御部と、を備えるバーチャルスライド装置である。 The present invention includes a stage for holding a sample, a light source for irradiating the sample with light, an imaging device for capturing an image according to light incident from the sample, and spectral data of light incident from the sample. A color sensor to be acquired, an optical system that guides light from the sample to the imaging device and the color sensor, a light source controller that turns on the light source during a normal sampling period, and turns off the light source during a dark sampling period; A spectrum for correcting the color of the image captured by the image sensor based on the spectral data acquired by the color sensor during the normal sampling period and the spectral data acquired by the color sensor during the dark sampling period. A data correction unit and the stage and the optical system during the dark sampling period; A stage control unit for moving the relative position, a virtual slide apparatus comprising a.
また、本発明のバーチャルスライド装置において、前記暗時サンプリング期間の長さは、前記通常サンプリング期間の長さの(1/N)倍であり、前記スペクトルデータ補正部は、前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータの値と、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータの値をN倍した値とを用いて前記撮像素子の像の色を補正し、前記Nは1より大きい実数であることを特徴とする。 In the virtual slide device of the present invention, the length of the dark sampling period is (1 / N) times the length of the normal sampling period, and the spectrum data correction unit Using the value of the spectral data acquired by the color sensor and the value obtained by multiplying the value of the spectral data acquired by the color sensor during the dark sampling period by N times, the color of the image of the image sensor is corrected, N is a real number greater than one.
また、本発明は、前記ステージ制御部が前記ステージと前記光学系との相対位置を所定の回数移動させる毎に、前記暗時サンプリング期間を設けることを特徴とするバーチャルスライド装置である。 Further, the present invention is the virtual slide device characterized in that the dark sampling period is provided every time the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system a predetermined number of times.
また、本発明は、前記ステージ制御部が前記ステージと前記光学系との相対位置を移動させる毎に、前記暗時サンプリング期間を設けることを特徴とするバーチャルスライド装置である。 Further, the present invention is the virtual slide device characterized in that the dark sampling period is provided every time the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system.
また、本発明は、前記ステージ制御部が前記ステージと前記光学系との相対位置を移動させる毎に、前記暗時サンプリング期間を設け、前記スペクトルデータ補正部は、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータを所定の取得回数毎に平均化し、当該平均化したスペクトルデータと、前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータとに基づいて、前記撮像素子が撮像した前記画像の色を補正することを特徴とするバーチャルスライド装置である。 In addition, the present invention provides the dark sampling period each time the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system, and the spectral data correction unit performs the color sampling in the dark sampling period. The spectrum data acquired by the sensor is averaged every predetermined number of acquisition times, and the imaging device captures an image based on the averaged spectrum data and the spectrum data acquired by the color sensor during the normal sampling period. The virtual slide device corrects the color of the image.
また、本発明は、前記サンプルから入射された光に応じた全体画像を撮像する第2の撮像素子と、前記サンプル全体からの光を前記全体撮像素子に導く第2の光学系と、を備え、前記第2の撮像素子が撮像した前記全体画像に基づいて、前記暗時サンプリング期間を設けることを特徴とするバーチャルスライド装置である。 The present invention also includes a second image sensor that captures an entire image corresponding to light incident from the sample, and a second optical system that guides light from the entire sample to the entire image sensor. The virtual slide apparatus is characterized in that the dark sampling period is provided based on the whole image captured by the second image sensor.
また、本発明のバーチャルスライド装置において、前記第2の撮像素子は前記撮像素子と少なくとも一部を共有することを特徴とする。 In the virtual slide device of the present invention, the second image sensor shares at least a part with the image sensor.
また、本発明のバーチャルスライド装置において、前記第2の光学系は前記光学系と少なくとも一部を共有することを特徴とする。 In the virtual slide device of the present invention, the second optical system shares at least a part with the optical system.
本発明によれば、ステージはサンプルを保持する。また、光源はサンプルに光を照射する。また、撮像素子は、サンプルから入射された光に応じた画像を撮像する。また、カラーセンサは、サンプルから入射された光のスペクトルデータを取得する。また、光学系は、サンプルからの光を撮像素子およびカラーセンサに導く。また、光源制御部は、通常サンプリング期間に光源を点灯させ、暗時サンプリング期間に光源を消灯させる。また、スペクトルデータ補正部は、通常サンプリング期間にカラーセンサが取得したスペクトルデータと、暗時サンプリング期間にカラーセンサが取得したスペクトルデータとに基づいて、撮像素子が撮像した画像の色を補正する。また、ステージ制御部は、暗時サンプリング期間に、ステージと光学系との相対位置を移動させる。 According to the present invention, the stage holds a sample. The light source irradiates the sample with light. The imaging element captures an image corresponding to light incident from the sample. The color sensor acquires spectral data of light incident from the sample. The optical system guides light from the sample to the image sensor and the color sensor. The light source controller turns on the light source during the normal sampling period and turns off the light source during the dark sampling period. The spectral data correction unit corrects the color of the image captured by the imaging device based on the spectral data acquired by the color sensor during the normal sampling period and the spectral data acquired by the color sensor during the dark sampling period. Further, the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system during the dark sampling period.
これにより、ステージと光学系との相対位置を移動させている時間を用いて光源が点灯されていない時のスペクトルデータを取得することができるため、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができる。 Thereby, since it is possible to acquire the spectrum data when the light source is not lit using the time during which the relative position of the stage and the optical system is moved, more accurate spectrum data is acquired in a shorter time. be able to.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置1の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャルスライド装置1は、全体制御部100と、ステージ102と、ステージ制御部103と、光源104と、光源制御部105と、対物レンズ106と、ハーフミラー107と、撮像部108(撮像素子)と、ピンホール109と、カラーセンサ110と、補正部111(スペクトルデータ補正部)と、全体画像生成部112とを備える。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a virtual slide device 1 according to the present embodiment. In the illustrated example, the virtual slide apparatus 1 includes an overall control unit 100, a stage 102, a stage control unit 103, a light source 104, a light source control unit 105, an objective lens 106, a half mirror 107, and an imaging unit 108. (Imaging device), a pinhole 109, a color sensor 110, a correction unit 111 (spectrum data correction unit), and an entire image generation unit 112.
全体制御部100は、バーチャルスライド装置1が備える各部の制御を行う。また、全体制御部100は、サンプル101(試料)のスペクトルデータを取得する期間である通常サンプリング期間と、カラーセンサ110の暗時出力を取得する期間である暗時サンプリング期間とを設定する。 The overall control unit 100 controls each unit included in the virtual slide device 1. Further, the overall control unit 100 sets a normal sampling period that is a period for acquiring the spectrum data of the sample 101 (sample) and a dark sampling period that is a period for acquiring the dark output of the color sensor 110.
ステージ102は、サンプル101を載置するための台である。ステージ制御部103は、全体制御部100の制御に基づいて、ステージ102を、撮像部108の撮像面と水平な方向及び垂直な方向(三次元方向)に駆動させる。光源104は、例えば白色LED(Light Emitting Diode)等であり、サンプル101を照射する光を発生する。また、光源104は、点灯と消灯とを迅速に切り換えることができるものである。光源制御部105は、光源104の点灯および消灯を制御する。具体的には、光源制御部105は、通常サンプリング期間では光源104を点灯させ、暗時サンプリング期間では光源104を消灯させる。 The stage 102 is a table on which the sample 101 is placed. The stage control unit 103 drives the stage 102 in a horizontal direction and a vertical direction (three-dimensional direction) with respect to the imaging surface of the imaging unit 108 based on the control of the overall control unit 100. The light source 104 is, for example, a white LED (Light Emitting Diode) or the like, and generates light that irradiates the sample 101. In addition, the light source 104 can quickly switch between turning on and off. The light source control unit 105 controls turning on and off of the light source 104. Specifically, the light source control unit 105 turns on the light source 104 during the normal sampling period and turns off the light source 104 during the dark sampling period.
対物レンズ106は、サンプル101の所定領域からの光束を集光させ、集光させた光をハーフミラー107に対して照射する。ハーフミラー107は、対物レンズ106からの光の一部をピンホール109の方向に反射し、一部を透過する。 The objective lens 106 condenses the light beam from a predetermined region of the sample 101 and irradiates the condensed light to the half mirror 107. The half mirror 107 reflects a part of the light from the objective lens 106 in the direction of the pinhole 109 and transmits a part thereof.
撮像部108は受光面を備えており、ハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置されている。また、撮像部108は、受光した光を、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換する。この構成により、撮像部108は、サンプル101のタイリング画像(所定領域の画像、部分画像)を撮像することができる。なお、サンプル101からの光を撮像部108まで導く対物レンズ106とハーフミラー107とを光学系とする。 The imaging unit 108 includes a light receiving surface and is disposed at a position to receive light transmitted through the half mirror 107. In addition, the imaging unit 108 photoelectrically converts the received light into an electrical signal corresponding to the intensity of the received light. With this configuration, the imaging unit 108 can capture a tiling image (an image of a predetermined region, a partial image) of the sample 101. The objective lens 106 and the half mirror 107 that guide light from the sample 101 to the imaging unit 108 are optical systems.
ピンホール109は、ハーフミラー107とカラーセンサ110との間に配置されており、ハーフミラー107からの光のうち、一部の領域の光を遮り、一部の領域の光を透過する。ピンホール109を透過した光は、カラーセンサ110に入射する。カラーセンサ110は、通常サンプリング期間に、サンプル101からの光のうち、ピンホール109を透過した光のスペクトルデータを取得する。また、カラーセンサ110は、暗時サンプリング期間に、カラーセンサ110に光が入射しない状態(暗時状態)でのスペクトルデータである暗時出力を取得する。 The pinhole 109 is disposed between the half mirror 107 and the color sensor 110, and blocks light in a part of the light from the half mirror 107 and transmits light in a part of the area. The light transmitted through the pinhole 109 enters the color sensor 110. The color sensor 110 acquires spectral data of light transmitted through the pinhole 109 out of light from the sample 101 during a normal sampling period. In addition, the color sensor 110 acquires a dark-time output that is spectrum data in a state where no light is incident on the color sensor 110 (dark state) during the dark sampling period.
補正部111は、カラーセンサ110が通常サンプリング期間に取得するスペクトルデータの精度を向上させるために、暗時サンプリング期間に取得するスペクトルデータを用いて暗時出力の補正を行う。そして、補正部111は、暗時出力の補正を行ったスペクトルデータを用いて、撮像部108が撮像したサンプル101のタイリング画像の色補正を行う。全体画像生成部112は、撮像部108が撮像して補正部111が色補正した複数枚のタイリング画像それぞれに対して隣接するタイリング画像を認識し、さらに、隣接するタイリング画像同士ののりしろ部を認識し、認識した結果に基づいて全てのタイリング画像を貼り合わせて1枚の全体画像を生成する。 The correction unit 111 corrects dark output using the spectral data acquired during the dark sampling period in order to improve the accuracy of the spectral data acquired by the color sensor 110 during the normal sampling period. Then, the correction unit 111 performs color correction of the tiling image of the sample 101 captured by the imaging unit 108 using the spectrum data that has been corrected for dark output. The overall image generation unit 112 recognizes adjacent tiling images for each of a plurality of tiling images captured by the imaging unit 108 and color-corrected by the correction unit 111, and further, a margin between adjacent tiling images. And recognize all the tiling images based on the recognized result to generate one whole image.
次に、バーチャルスライド装置1が複数枚のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングについて説明する。図2は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置1が複数枚のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングを示した概略図である。図示する例では、1タイル目〜3タイル目のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングを示している。なお、4タイル目以降のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングについても、1タイル目〜3タイル目のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングと同様の動作タイミングである。 Next, the operation timing when the virtual slide device 1 captures a plurality of tiling images will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating operation timing when the virtual slide device 1 according to the present embodiment captures a plurality of tiling images. In the illustrated example, the operation timing when the tiling images of the first tile to the third tile are captured is shown. Note that the operation timing when the tiling images after the fourth tile are taken is the same as the operation timing when the tiling images of the first to third tiles are taken.
各タイリング画像の撮像期間には、暗時サンプリング期間201と通常サンプリング期間202とが含まれる。暗時サンプリング期間201は、カラーセンサ110の暗時出力を取得する期間である。通常サンプリング期間202は、サンプル101のスペクトルデータを取得する期間である。なお、通常サンプリング期間202の長さは、撮像部108がタイリング画像を撮像する長さと同じ長さである。また、暗時サンプリング期間201と通常サンプリング期間202とは同じ長さである。よって、本実施形態では、全体制御部100は、通常サンプリング期間202の長さを、タイリング画像の撮像期間の長さと同じ長さに設定し、暗時サンプリング期間201の長さを、通常サンプリング期間202の長さと同じ長さに設定する。 The imaging period of each tiling image includes a dark sampling period 201 and a normal sampling period 202. The dark sampling period 201 is a period for acquiring the dark output of the color sensor 110. The normal sampling period 202 is a period for acquiring the spectrum data of the sample 101. Note that the length of the normal sampling period 202 is the same as the length at which the imaging unit 108 captures the tiling image. The dark sampling period 201 and the normal sampling period 202 have the same length. Therefore, in the present embodiment, the overall control unit 100 sets the length of the normal sampling period 202 to the same length as the tiling image capturing period, and sets the length of the dark sampling period 201 to the normal sampling. The length is set to the same length as the period 202.
暗時サンプリング期間201では、光源制御部105は光源104を消灯させ、カラーセンサ110は、暗時出力を取得する。また、暗時サンプリング期間201内において、サンプル101の所望の領域のタイリング画像を撮影するために、ステージ制御部103はステージ102を駆動してサンプル101の位置を移動させる。また、ステージ制御部103は、ステージ102を駆動してサンプル101の位置を所望の位置まで移動させた後、ステージ102を静止させる。なお、暗時サンプリング期間201では、撮像部108は特に処理を行わない。 In the dark sampling period 201, the light source controller 105 turns off the light source 104, and the color sensor 110 acquires the dark output. In order to capture a tiling image of a desired area of the sample 101 within the dark sampling period 201, the stage control unit 103 drives the stage 102 to move the position of the sample 101. In addition, the stage control unit 103 drives the stage 102 to move the position of the sample 101 to a desired position, and then stops the stage 102. In the dark sampling period 201, the imaging unit 108 does not perform any particular processing.
通常サンプリング期間202では、光源制御部105は光源104を点灯させ、カラーセンサ110は、サンプル101のスペクトルデータを取得する。また、通常サンプリング期間202では、撮像部108はサンプル101のタイリング画像を撮像する。なお、通常サンプリング期間202では、ステージ制御部103は特に処理を行わない。 In the normal sampling period 202, the light source control unit 105 turns on the light source 104, and the color sensor 110 acquires the spectrum data of the sample 101. In the normal sampling period 202, the imaging unit 108 captures a tiling image of the sample 101. Note that in the normal sampling period 202, the stage control unit 103 does not perform any particular processing.
上述したとおり、バーチャルスライド装置1は、暗時出力を取得している間にステージ102を駆動するため、暗時出力の取得のみに必要な時間をより短くすることができる。 As described above, since the virtual slide device 1 drives the stage 102 while acquiring the dark output, the time required only for acquiring the dark output can be further shortened.
なお、カラーセンサ110が通常サンプリング期間に取得するスペクトルデータの精度を向上させるために、暗時サンプリング期間に取得するスペクトルデータを用いて補正部111が暗時出力の補正を行うタイミングと、暗時出力の補正を行ったスペクトルデータを用いて、撮像部108が撮像したサンプル101のタイリング画像の色補正を補正部111が行うタイミングについては、どのようなタイミングで行ってもよい。例えば、タイリング画像の撮像を終了した後、他のタイリング画像を撮像している間に撮影済みのタイリング画像の色補正を行ってもよく、また、全てのタイリング画像の撮像を終了した後に、各タイリング画像の色補正を行ってもよい。 Note that in order to improve the accuracy of spectral data acquired by the color sensor 110 during the normal sampling period, the correction unit 111 corrects the dark output using the spectral data acquired during the dark sampling period, and the dark time. The timing at which the correction unit 111 performs color correction of the tiling image of the sample 101 captured by the imaging unit 108 using the spectrum data subjected to output correction may be performed at any timing. For example, after the tiling image has been captured, the color correction of the captured tiling image may be performed while another tiling image is captured, or all tiling images have been captured. After that, the color correction of each tiling image may be performed.
また、上述した例では、ステージを移動する毎に暗時サンプリング期間を設けているが、これに限らず、所定の回数ステージを移動する毎に、暗時サンプリング期間を設けるようにしてもよい。なお、タイリング画像の撮像の際に暗時サンプリング期間を設けず、暗時出力を取得していない場合は、直前の暗時サンプリング期間で取得した暗時出力を用いて暗時出力の補正を行うようにしてもよい。 In the above-described example, the dark sampling period is provided every time the stage is moved. However, the present invention is not limited to this, and the dark sampling period may be provided every time the stage is moved a predetermined number of times. If a dark sampling period is not provided when tiling images are captured and the dark output is not acquired, the dark output is corrected using the dark output acquired in the immediately preceding dark sampling period. You may make it perform.
また、複数の暗時出力の平均値を用いて、通常サンプリング期間に取得する各スペクトルデータの精度を向上させるようにしてもよい。例えば、各タイリング画像の撮像時に取得した全ての暗時出力の平均値を算出し、算出した暗時出力値を用いて各タイリング画像の撮像時に取得したスペクトルデータの精度を向上させるようにしてもよい。これにより、スペクトルデータを用いて色補正を行ったタイリング画像から全体画像を生成する際に、タイリング画像のつなぎ目をより目立たなくすることができる。また、複数枚ごとに暗時出力の平均値を算出し、算出した暗時出力値を用いて各タイリング画像の撮像時に取得したスペクトルデータの精度を向上させても良い。また、タイリング画像の行毎または列毎に暗時出力の平均値を算出し、算出した暗時出力値を用いて各タイリング画像の撮像時に取得したスペクトルデータの精度を向上させても良い。 Moreover, you may make it improve the precision of each spectrum data acquired in a normal sampling period using the average value of several dark time output. For example, the average value of all dark output acquired at the time of capturing each tiling image is calculated, and the accuracy of spectrum data acquired at the time of capturing each tiling image is improved using the calculated dark output value. May be. This makes it possible to make the joints of the tiling images inconspicuous when generating an entire image from the tiling images that have been color-corrected using the spectrum data. Further, an average value of dark output may be calculated for each of a plurality of images, and the accuracy of spectrum data acquired at the time of capturing each tiling image may be improved using the calculated dark output value. Further, an average value of dark output may be calculated for each row or column of the tiling image, and the accuracy of spectrum data acquired at the time of capturing each tiling image may be improved using the calculated dark output value. .
また、全体画像生成部112が、複数のタイリング画像を貼り合わせて1枚の全体画像を生成するタイミングは、どのようなタイミングでもよい。例えば、全体画像生成部112は、補正部111が全てのタイリング画像の色補正を行った後すぐに全体画像を生成してもよい。また、図示せぬ表示部が全体画像を表示する直前に、全体画像生成部112は、全体画像を生成するようにしてもよい。また、各タイリング画像の色補正を行う前に、全体画像生成部112が1枚の全体画像を生成し、その後、補正部11が全体画像の色補正を行うようにしてもよい。この場合、例えば、補正部11は、各タイリング画像のスペクトルデータの平均値を用いて全体画像の色補正を行う。 In addition, the timing at which the entire image generation unit 112 generates a single entire image by combining a plurality of tiling images may be any timing. For example, the entire image generation unit 112 may generate the entire image immediately after the correction unit 111 performs color correction on all tiling images. Further, the entire image generation unit 112 may generate the entire image immediately before the display unit (not shown) displays the entire image. In addition, the entire image generation unit 112 may generate one entire image before performing color correction on each tiling image, and then the correction unit 11 may perform color correction on the entire image. In this case, for example, the correction unit 11 performs color correction of the entire image using the average value of the spectrum data of each tiling image.
上述したとおり、バーチャルスライド装置1は、タイリング画像を撮像する前に、サンプル101の位置合わせのためにサンプル101を載置したステージ102を移動させる必要があるが、本実施形態によれば、少なくとも、暗時出力を取得している間(暗時サンプリング期間)に、ステージ制御部103はステージ102を駆動してサンプル101の位置を移動させる。すなわち、バーチャルスライド装置1は、ステージ102の駆動時間を無駄にせずにカラーセンサ110の暗時出力を取得する。従って、バーチャルスライド装置1は、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができる。 As described above, the virtual slide device 1 needs to move the stage 102 on which the sample 101 is placed for alignment of the sample 101 before capturing a tiling image. At least during the acquisition of dark output (dark sampling period), the stage control unit 103 drives the stage 102 to move the position of the sample 101. In other words, the virtual slide device 1 acquires the dark output of the color sensor 110 without wasting the driving time of the stage 102. Therefore, the virtual slide device 1 can acquire more accurate spectrum data in a shorter time.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態におけるバーチャルスライド装置1の構成と、第1の実施形態におけるバーチャルスライド装置1の構成とは同様の構成である。本実施形態と第1の実施形態とで異なる点は、本実施形態では、サンプル101の位置合わせのためにサンプル101を載置したステージ102を移動させる時間内に暗時出力を取得する点である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the virtual slide device 1 in the present embodiment is the same as the configuration of the virtual slide device 1 in the first embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is that, in this embodiment, the dark-time output is acquired within the time for moving the stage 102 on which the sample 101 is placed for alignment of the sample 101. is there.
次に、バーチャルスライド装置1が複数のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングについて説明する。図3は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置1が複数のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングを示した概略図である。図示する例では、1タイル目〜3タイル目のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングを示している。なお、4タイル目以降のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングについても、1タイル目〜3タイル目のタイリング画像を撮像する際の動作タイミングと同様の動作タイミングである。 Next, the operation timing when the virtual slide device 1 captures a plurality of tiling images will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating operation timing when the virtual slide device 1 according to the present embodiment captures a plurality of tiling images. In the illustrated example, the operation timing when the tiling images of the first tile to the third tile are captured is shown. Note that the operation timing when the tiling images after the fourth tile are taken is the same as the operation timing when the tiling images of the first to third tiles are taken.
各タイリング画像の撮像期間には、暗時サンプリング期間301と通常サンプリング期間302とが含まれる。また、各サンプリング期間において、バーチャルスライド装置1の各部が行う処理は第1の実施形態と同様である。本実施形態と第1の実施形態とで異なる点は、本実施形態では、ステージ制御部103がステージ102を駆動してサンプル101の位置を移動させる期間に暗時出力を取得する点である。すなわち、暗時サンプリング期間301の長さは、ステージ制御部103がステージ102を駆動してサンプル101の位置を移動させる期間の長さと同じ長さである。また、一般的に、撮像部108がタイリング画像を撮影する期間の長さよりも、サンプル101の位置合わせのためにステージ102を移動させる期間の長さの方が短い。よって、暗時サンプリング期間301の長さは、通常サンプリング期間302の長さよりも短い。図示する例では、通常サンプリング期間302の長さを「1」とした場合、暗時サンプリング期間301の長さは「1/N」である(Nは1より大きい実数)。 The imaging period of each tiling image includes a dark sampling period 301 and a normal sampling period 302. In addition, the processing performed by each unit of the virtual slide device 1 in each sampling period is the same as that in the first embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is that in this embodiment, the stage control unit 103 acquires the dark output during a period in which the stage 102 is driven to move the position of the sample 101. In other words, the length of the dark sampling period 301 is the same as the length of the period in which the stage controller 103 drives the stage 102 to move the position of the sample 101. In general, the length of the period during which the stage 102 is moved for alignment of the sample 101 is shorter than the length of the period during which the imaging unit 108 captures the tiling image. Therefore, the length of the dark sampling period 301 is shorter than the length of the normal sampling period 302. In the illustrated example, when the length of the normal sampling period 302 is “1”, the length of the dark sampling period 301 is “1 / N” (N is a real number greater than 1).
そのため、暗時サンプリング期間301で取得する暗時出力の積分時間は「1/N」であり、通常サンプリング期間302で取得するスペクトルデータの積分時間は「1」であり、各積分時間は異なる。しかしながら、暗時出力の補正を行う際には、暗時出力の積分時間とスペクトルデータの積分時間との条件が一致していなければならない。従って、本実施形態では、暗時補正に用いる暗時出力値は、カラーセンサ110が取得した暗時出力値をN倍した値を用いる。 Therefore, the integration time of the dark output acquired in the dark sampling period 301 is “1 / N”, the integration time of the spectrum data acquired in the normal sampling period 302 is “1”, and each integration time is different. However, when correcting dark output, the conditions of the dark output integration time and the spectral data integration time must match. Therefore, in this embodiment, the dark output value used for dark correction is a value obtained by multiplying the dark output value acquired by the color sensor 110 by N times.
なお、通常サンプリング期間に取得するスペクトルデータの精度を向上させるために、暗時サンプリング期間に取得するスペクトルデータを用いて補正部111が暗時出力の補正を行うタイミングと、暗時出力の補正を行ったスペクトルデータを用いて、撮像部108が撮像したサンプル101のタイリング画像の色補正を補正部111が行うタイミングについては、第1の実施形態と同様にどのようなタイミングもよい。また、全体画像生成部112が、複数のタイリング画像を貼り合わせて1枚の全体画像を生成するタイミングについても、第1の実施形態と同様に、どのようなタイミングでもよい。また、第1の実施形態と同様に、複数の暗時出力の平均値を用いて、通常サンプリング期間に取得する各スペクトルデータの精度を向上させるようにしてもよい。 In order to improve the accuracy of the spectrum data acquired in the normal sampling period, the correction unit 111 corrects the dark output using the spectrum data acquired in the dark sampling period, and the correction of the dark output. The timing at which the correction unit 111 performs color correction of the tiling image of the sample 101 imaged by the imaging unit 108 using the performed spectrum data may be any timing as in the first embodiment. Also, the timing at which the overall image generation unit 112 generates a single overall image by combining a plurality of tiling images may be any timing as in the first embodiment. Similarly to the first embodiment, the average value of a plurality of dark outputs may be used to improve the accuracy of each spectrum data acquired during the normal sampling period.
上述したとおり、バーチャルスライド装置1は、タイリング画像を撮像する前に、位置合わせのためにサンプル101を載置したステージ102を移動させる必要があるが、本実施形態によれば、位置合わせのためにサンプル101を載置したステージ102を移動させる期間に、暗時出力を取得する。そして、暗時出力の補正を行う際には、暗時出力の積分時間とスペクトルデータの積分時間との条件を統一するために、カラーセンサ110が取得した暗時出力の値をN倍とした値を用いる。すなわち、バーチャルスライド装置1は、ステージ102の駆動時間を無駄にせずにカラーセンサ110の暗時出力を取得する。従って、バーチャルスライド装置1は、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができる。 As described above, the virtual slide device 1 needs to move the stage 102 on which the sample 101 is placed for alignment before capturing a tiling image. Therefore, the dark output is acquired during the period in which the stage 102 on which the sample 101 is placed is moved. When correcting the dark output, the dark output value obtained by the color sensor 110 is set to N times in order to unify the conditions of the dark output integration time and the spectral data integration time. Use the value. In other words, the virtual slide device 1 acquires the dark output of the color sensor 110 without wasting the driving time of the stage 102. Therefore, the virtual slide device 1 can acquire more accurate spectrum data in a shorter time.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について図面を参照して説明する。図4は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置2の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャルスライド装置2は、全体制御部100と、ステージ102と、ステージ制御部103と、光源104と、光源制御部105と、第1の対物レンズ206と、第2の対物レンズ207と、ハーフミラー107と、高倍率の画像を撮像する第1の撮像部208(撮像素子)と、低倍率の画像を撮像する第2の撮像部209(第2の撮像素子)と、ピンホール109と、カラーセンサ110と、補正部111と、全体画像生成部112と、領域判定部211とを備える。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the virtual slide device 2 in the present embodiment. In the illustrated example, the virtual slide device 2 includes an overall control unit 100, a stage 102, a stage control unit 103, a light source 104, a light source control unit 105, a first objective lens 206, and a second objective lens. 207, a half mirror 107, a first imaging unit 208 (imaging device) that captures a high-magnification image, a second imaging unit 209 (second imaging device) that captures a low-magnification image, and a pin A hole 109, a color sensor 110, a correction unit 111, an entire image generation unit 112, and an area determination unit 211 are provided.
全体制御部100と、ステージ102と、ステージ制御部103と、光源104と、光源制御部105と、ハーフミラー107と、ピンホール109と、カラーセンサ110と、補正部111と、全体画像生成部112とは、第1の実施形態の各部と同様である。 Overall control unit 100, stage 102, stage control unit 103, light source 104, light source control unit 105, half mirror 107, pinhole 109, color sensor 110, correction unit 111, and overall image generation unit Reference numeral 112 denotes the same parts as those in the first embodiment.
第1の対物レンズ206は、サンプル101のタイリング画像を拡大して撮像するために用いる対物レンズであり、第2の対物レンズ207よりも拡大率が高い対物レンズである。第2の対物レンズ207は、サンプル101の全体画像を撮像するために用いる対物レンズであり、第1の対物レンズ206よりも拡大率が低い対物レンズである。また、一時点において、第1の対物レンズ206と第2の対物レンズ207とのどちらか一方を、サンプル101に対向するように配置することができる構成となっている。第1の対物レンズ206は、サンプル101に対向するように配置された場合、サンプル101の所定領域からの光束を集光させ、集光させた光をハーフミラー107に対して照射する。第2の対物レンズ207は、サンプル101に対向するように配置された場合、サンプル101の全体領域からの光束を集光させ、集光させた光をハーフミラー107に対して照射する。ハーフミラー107は、第1の対物レンズ206または第2の対物レンズ207からの光の一部をピンホール109の方向に反射し、一部を透過する。 The first objective lens 206 is an objective lens used for enlarging and capturing the tiling image of the sample 101, and is an objective lens having a higher magnification than the second objective lens 207. The second objective lens 207 is an objective lens that is used to capture the entire image of the sample 101 and is an objective lens that has a lower magnification than the first objective lens 206. In addition, at a temporary point, either the first objective lens 206 or the second objective lens 207 can be disposed so as to face the sample 101. When the first objective lens 206 is disposed so as to face the sample 101, the first objective lens 206 condenses the light flux from a predetermined region of the sample 101 and irradiates the condensed light to the half mirror 107. When the second objective lens 207 is disposed so as to face the sample 101, the second objective lens 207 condenses the light flux from the entire area of the sample 101 and irradiates the condensed light to the half mirror 107. The half mirror 107 reflects a part of the light from the first objective lens 206 or the second objective lens 207 in the direction of the pinhole 109 and transmits a part thereof.
第1の撮像部208は、第2の撮像部209よりも画素数が多く、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換することで高解像度の画像を撮像する。第2の撮像部209は、第1の撮像部208よりも画素数が少なく、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換することで低解像度の画像を撮像する。また、一時点において、第1の撮像部208と第2の撮像部209とのどちらか一方を、ハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置することができる構成となっている。本実施形態では、第1の対物レンズ206がサンプル101に対向するように配置された場合、第1の撮像部208は、ハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置される。また、第2の対物レンズ207がサンプル101に対向するように配置された場合、第2の撮像部209は、ハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置される。これにより、第1の撮像部208は、サンプル101のタイリング画像を高解像度で撮像することができ、第2の撮像部209は、サンプル101の全体画像を低解像度で撮像することができる。 The first imaging unit 208 has a larger number of pixels than the second imaging unit 209, and captures a high-resolution image by performing photoelectric conversion into an electric signal corresponding to the intensity of received light. The second imaging unit 209 has a smaller number of pixels than the first imaging unit 208, and captures a low-resolution image by performing photoelectric conversion into an electrical signal corresponding to the intensity of received light. In addition, at a temporary point, either the first imaging unit 208 or the second imaging unit 209 can be arranged at a position where the light transmitted by the half mirror 107 is received. In the present embodiment, when the first objective lens 206 is disposed so as to face the sample 101, the first imaging unit 208 is disposed at a position for receiving the light transmitted by the half mirror 107. Further, when the second objective lens 207 is disposed so as to face the sample 101, the second imaging unit 209 is disposed at a position for receiving the light transmitted by the half mirror 107. Accordingly, the first imaging unit 208 can capture the tiling image of the sample 101 with high resolution, and the second imaging unit 209 can capture the entire image of the sample 101 with low resolution.
なお、サンプル101のタイリング画像領域の光を第1の撮像部208まで導く光学系を第1の光学系とし、サンプル101の全体画像領域の光を第2の撮像部209まで導く光学系を第2の光学系とする。図示する例では、第1の光学系と第2の光学系とはハーフミラー107を共有している。 The optical system that guides the light in the tiling image area of the sample 101 to the first imaging unit 208 is the first optical system, and the optical system that guides the light in the entire image area of the sample 101 to the second imaging unit 209. The second optical system is assumed. In the illustrated example, the first optical system and the second optical system share the half mirror 107.
領域判定部211は、各タイリング画像領域のうち、光量が多い領域と光量が少ない領域とを判定する。本実施形態では、領域判定部211は、第2の撮像部209が撮像した1枚の全体画像の画素値を用いてタイリング画像領域毎に画素値の平均値を算出し、算出した平均値に基づいて、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域と、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域とを判定する。例えば、算出した画素値の平均値が予め定められた閾値以上の場合、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域であると判定する。また、算出した画素値の平均値が予め定められた閾値未満の場合、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域であると判定する。 The area determination unit 211 determines an area with a large amount of light and an area with a small amount of light among the tiling image areas. In the present embodiment, the area determination unit 211 calculates an average value of pixel values for each tiling image area using the pixel values of one whole image captured by the second imaging unit 209, and calculates the calculated average value. Based on the above, a tiling image region with a small amount of light from the sample 101 and a tiling image region with a large amount of light from the sample 101 are determined. For example, when the calculated average value of the pixel values is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the tiling image region has a large amount of light from the sample 101. Further, when the calculated average value of the pixel values is less than a predetermined threshold value, it is determined that the tiling image region has a small amount of light from the sample 101.
なお、図示する例は、バーチャルスライド装置2は、第1の撮像部208と第2の撮像部209とを別々に備えているが、これに限らず、第2の撮像部209は、第1の撮像部208と一部または全てを共有するようにしてもよい。 In the illustrated example, the virtual slide device 2 includes the first imaging unit 208 and the second imaging unit 209 separately. However, the present invention is not limited to this, and the second imaging unit 209 includes the first imaging unit 209. A part or all of the image capturing unit 208 may be shared.
また、図示する例では、バーチャルスライド装置2は、第1の撮像部208と第2の撮像部209とを備えているが、これに限らず、第1の撮像部208のみを備え、第1の対物レンズ206と第2の対物レンズ207との配置を換えることで、サンプル101のタイリング画像と、全体画像とを撮像するようにしてもよい。 In the illustrated example, the virtual slide device 2 includes the first imaging unit 208 and the second imaging unit 209, but is not limited thereto, and includes only the first imaging unit 208. By changing the arrangement of the objective lens 206 and the second objective lens 207, the tiling image of the sample 101 and the entire image may be captured.
次に、本実施形態において、暗時出力を取得するタイリング画像領域について説明する。カラーセンサ110が、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値と、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値とを比較すると、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値の方が小さい。そのため、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際には、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が高い。 Next, in the present embodiment, a tiling image area for acquiring dark output will be described. The output value when the color sensor 110 acquires the spectrum data of the tiling image region with a small amount of light from the sample 101, and the output value when the spectrum data of the tiling image region with a large amount of light from the sample 101 is acquired. When the spectrum data of the tiling image area with a small amount of light from the sample 101 is acquired, the output value is smaller. For this reason, when spectral data of a tiling image region with a small amount of light from the sample 101 is acquired, the dark output of the color sensor 110 is highly likely to greatly affect the accuracy of the spectral data.
従って、本実施形態では、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が高いタイリング画像領域では、カラーセンサ110の暗時出力を取得して暗時補正を行う。また、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が低いタイリング画像領域では、カラーセンサ110の暗時出力を取得せず、暗時補正も行わない。これにより、バーチャルスライド装置2は、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができる。 Therefore, in this embodiment, in the tiling image region where the dark output of the color sensor 110 is highly likely to have a great influence on the accuracy of the spectral data, the dark output of the color sensor 110 is acquired and dark correction is performed. . Further, in the tiling image region where the dark output of the color sensor 110 is unlikely to have a great influence on the accuracy of the spectrum data, the dark output of the color sensor 110 is not acquired and the dark correction is not performed. Thereby, the virtual slide apparatus 2 can acquire more accurate spectrum data in a shorter time.
図5は、本実施形態において、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域と、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域との例を示した概略図である。図示する例では、第1の撮像部208が撮像するタイリング画像領域501〜515と、第2の撮像部209が撮像する全体画像領域601とが示されている。また、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域として、タイリング画像領域501,503,505,508,509,512が示されている。また、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域として、タイリング画像領域502,504,506,507,510,511,513〜515が示されている。本実施形態では、カラーセンサ110は、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域の暗時出力を取得するため、タイリング画像領域501,503,505,508,509,512のみの暗時出力を取得する。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a tiling image region with a small amount of light from the sample 101 and a tiling image region with a large amount of light from the sample 101 in the present embodiment. In the illustrated example, tiling image areas 501 to 515 imaged by the first imaging unit 208 and an entire image area 601 imaged by the second imaging unit 209 are illustrated. Further, tiling image regions 501, 503, 505, 508, 509, and 512 are shown as tiling image regions with a small amount of light from the sample 101. Further, tiling image regions 502, 504, 506, 507, 510, 511, 513 to 515 are shown as tiling image regions having a large amount of light from the sample 101. In the present embodiment, since the color sensor 110 acquires the dark output of the tiling image area with a small amount of light from the sample 101, only the tiling image areas 501, 503, 505, 508, 509, and 512 are output in the dark. To get.
次に、バーチャルスライド装置2によるサンプル101の撮像手順について説明する。図6は、本実施形態におけるバーチャルスライド装置2の動作手順を示したフローチャートである。
(ステップS101)全体制御部100は、第2の対物レンズ207をサンプル101に対向する位置に配置し、第2の撮像部209をハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置し、第2の対物レンズ207と第2の撮像部209とを用いて、サンプル101の全体画像を撮像する。その後、ステップS102の処理に進む。
(ステップS102)領域判定部211は、ステップS101の処理で第2の撮像部209が撮像したサンプル101の全体画像を用いて、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域と、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域とを判定する。その後、ステップS103の処理に進む。
Next, the imaging procedure of the sample 101 by the virtual slide device 2 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure of the virtual slide device 2 in the present embodiment.
(Step S101) The overall control unit 100 arranges the second objective lens 207 at a position facing the sample 101, arranges the second imaging unit 209 at a position to receive the light transmitted by the half mirror 107, The entire image of the sample 101 is captured using the second objective lens 207 and the second imaging unit 209. Thereafter, the process proceeds to step S102.
(Step S <b> 102) The region determination unit 211 uses the entire image of the sample 101 captured by the second imaging unit 209 in the process of step S <b> 101, and a tiling image region with a small amount of light from the sample 101 and the sample 101 A tiling image area with a large amount of light is determined. Thereafter, the process proceeds to step S103.
(ステップS103)全体制御部100は、第1の対物レンズ206をサンプル101に対向する位置に配置し、第1の撮像部208をハーフミラー107が透過した光を受光する位置に配置する。その後、ステップS104の処理に進む。
(ステップS104)全体制御部100は、第1の撮像部208がサンプル101の全てのタイリング画像領域のタイリング画像を撮像したか否かを判定する。第1の撮像部208はサンプル101の全てのタイリング画像領域のタイリング画像を撮像したと全体制御部100が判定した場合にはステップS107の処理に進み、それ以外の場合にはステップS105の処理に進む。
(Step S103) The overall control unit 100 arranges the first objective lens 206 at a position facing the sample 101, and arranges the first imaging unit 208 at a position for receiving the light transmitted by the half mirror 107. Thereafter, the process proceeds to step S104.
(Step S <b> 104) The overall control unit 100 determines whether or not the first imaging unit 208 has captured tiling images in all tiling image regions of the sample 101. If the overall control unit 100 determines that the first imaging unit 208 has captured the tiling images of all the tiling image areas of the sample 101, the process proceeds to step S107. Otherwise, the process proceeds to step S105. Proceed to processing.
(ステップS105)全体制御部100は、第1の撮像部208が、まだ撮像していないタイリング画像領域のタイリング画像を撮像できるように、ステージ制御部103を制御してステージ102(サンプル101)を水平方向に移動させる。また、全体制御部100は、ステージ102の移動中にサンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域が第1の対物レンズ206の光軸上を通過する場合、暗時サンプリング期間301と設定し、光源104を消灯させ、カラーセンサ110に暗時出力を取得させる。カラーセンサ110は、取得した暗時出力を補正部111に対して出力する。なお、このときにカラーセンサ110が暗時出力を取得する領域は、例えば、図5に示したタイリング画像領域501,503,505,508,509,512である。その後、ステップS106の処理に進む。 (Step S105) The overall control unit 100 controls the stage 102 (sample 101) by controlling the stage control unit 103 so that the first imaging unit 208 can capture a tiling image of a tiling image area that has not yet been captured. ) In the horizontal direction. Further, when the tiling image region with a small amount of light from the sample 101 passes on the optical axis of the first objective lens 206 during the movement of the stage 102, the overall control unit 100 sets the dark sampling period 301, The light source 104 is turned off, and the color sensor 110 is made to acquire a dark output. The color sensor 110 outputs the acquired dark output to the correction unit 111. Note that the areas where the color sensor 110 acquires the dark output at this time are, for example, tiling image areas 501, 503, 505, 508, 509, and 512 shown in FIG. Thereafter, the process proceeds to step S106.
(ステップS106)全体制御部100は、通常サンプリング期間302と設定し、第1の撮像部208にタイリング画像を撮像させ、カラーセンサ110にスペクトル情報を取得させる。第1の撮像部208はタイリング画像を撮像し、撮像したタイリング画像を補正部111に対して出力する。また、カラーセンサ110は、スペクトル情報を取得し、取得したスペクトル情報を補正部111に対して出力する。なお、ステップS105の処理でカラーセンサ110が暗時出力を取得した場合には、補正部111は、スペクトルデータの暗時出力の補正を行い、カラーセンサ110が通常サンプリング期間に取得するスペクトルデータの精度を向上させる。また、ステップS105の処理でカラーセンサ110が暗時出力を取得していない場合には、補正部111は、スペクトルデータの暗時出力の補正を行わない。そして、補正部111は、スペクトルデータを用いて、撮像部108が撮像したサンプル101のタイリング画像の色補正を行う。その後、ステップS104の処理に戻る。 (Step S106) The overall control unit 100 sets the normal sampling period 302, causes the first imaging unit 208 to capture a tiling image, and causes the color sensor 110 to acquire spectral information. The first imaging unit 208 captures a tiling image and outputs the captured tiling image to the correction unit 111. In addition, the color sensor 110 acquires spectral information and outputs the acquired spectral information to the correction unit 111. When the color sensor 110 acquires the dark output in the process of step S105, the correction unit 111 corrects the dark output of the spectral data, and the spectral data acquired by the color sensor 110 during the normal sampling period. Improve accuracy. When the color sensor 110 has not acquired the dark output in the process of step S105, the correction unit 111 does not correct the dark output of the spectrum data. Then, the correction unit 111 performs color correction of the tiling image of the sample 101 captured by the imaging unit 108 using the spectrum data. Thereafter, the process returns to step S104.
(ステップS107)全体画像生成部112は、ステップS106の処理で補正部111が色補正を行ったタイリング画像を貼り合わせて一枚の全体画像を生成する。その後、処理を終了する。 (Step S107) The overall image generation unit 112 generates a single overall image by pasting the tiling images that have been subjected to color correction by the correction unit 111 in the process of step S106. Thereafter, the process ends.
上述したとおり、カラーセンサ110が、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値と、サンプル101からの光量が多いタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値とを比較すると、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際の出力値の方が小さい。そのため、サンプル101からの光量が少ないタイリング画像領域のスペクトルデータを取得した際には、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が高い。 As described above, when the color sensor 110 acquires the spectrum data of the tiling image region with a small amount of light from the sample 101 and the spectrum data of the tiling image region with a large amount of light from the sample 101. When the spectrum data of the tiling image region with a small amount of light from the sample 101 is acquired, the output value is smaller. For this reason, when spectral data of a tiling image region with a small amount of light from the sample 101 is acquired, the dark output of the color sensor 110 is highly likely to greatly affect the accuracy of the spectral data.
従って、本実施形態では、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が高いタイリング画像領域では、カラーセンサ110の暗時出力を取得して暗時補正を行う。また、カラーセンサ110の暗時出力がスペクトルデータの精度に大きな影響を与える可能性が低いタイリング画像領域では、カラーセンサ110の暗時出力を取得せず、暗時補正も行わない。これにより、バーチャルスライド装置2は、より正確なスペクトルデータをより短時間に取得することができる。 Therefore, in this embodiment, in the tiling image region where the dark output of the color sensor 110 is highly likely to have a great influence on the accuracy of the spectral data, the dark output of the color sensor 110 is acquired and dark correction is performed. . Further, in the tiling image region where the dark output of the color sensor 110 is unlikely to have a great influence on the accuracy of the spectrum data, the dark output of the color sensor 110 is not acquired and the dark correction is not performed. Thereby, the virtual slide apparatus 2 can acquire more accurate spectrum data in a shorter time.
以上、この発明の第1の実施形態から第3の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the first to third embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and does not depart from the gist of the present invention. Range design etc. are also included.
例えば、上述した実施形態では、ステージを移動させることでステージと光学系との相対位置を移動させているが、これに限らず、光学系を移動させることでステージと光学系との相対位置を移動させるようにしてもよく、ステージと光学系の両方を移動させることでステージと光学系との相対位置を移動させるようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the relative position between the stage and the optical system is moved by moving the stage. However, the present invention is not limited to this, and the relative position between the stage and the optical system is moved by moving the optical system. You may make it move, You may make it move the relative position of a stage and an optical system by moving both a stage and an optical system.
1,2・・・バーチャルスライド装置、100・・・全体制御部、101・・・サンプル、102・・・ステージ、103・・・ステージ制御部、104・・・光源、105・・・光源制御部、106・・・対物レンズ、107・・・ハーフミラー、108・・・撮像部、109・・・ピンホール、110・・・カラーセンサ、111・・・補正部、112・・・全体画像生成部、206・・・第1の対物レンズ、207・・・第2の対物レンズ、208・・・第1の撮像部、209・・・第2の撮像部、211・・・領域判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Virtual slide apparatus, 100 ... Overall control part, 101 ... Sample, 102 ... Stage, 103 ... Stage control part, 104 ... Light source, 105 ... Light source control 106, objective lens, 107 ... half mirror, 108 ... imaging unit, 109 ... pinhole, 110 ... color sensor, 111 ... correction unit, 112 ... overall image Generating unit, 206 ... first objective lens, 207 ... second objective lens, 208 ... first imaging unit, 209 ... second imaging unit, 211 ... area determination unit
Claims (8)
前記サンプルに光を照射する光源と、
前記サンプルから入射された光に応じた画像を撮像する撮像素子と、
前記サンプルから入射された光のスペクトルデータを取得するカラーセンサと、
前記サンプルからの光を前記撮像素子および前記カラーセンサに導く光学系と、
通常サンプリング期間に前記光源を点灯させ、暗時サンプリング期間に前記光源を消灯させる光源制御部と、
前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータと、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータとに基づいて、前記撮像素子が撮像した前記画像の色を補正するスペクトルデータ補正部と、
前記暗時サンプリング期間に、前記ステージと前記光学系との相対位置を移動させるステージ制御部と、
を備えるバーチャルスライド装置。 A stage to hold the sample;
A light source for irradiating the sample with light;
An image sensor that captures an image according to light incident from the sample;
A color sensor for acquiring spectral data of light incident from the sample;
An optical system for guiding light from the sample to the image sensor and the color sensor;
A light source controller that turns on the light source during a normal sampling period and turns off the light source during a dark sampling period;
A spectrum for correcting the color of the image captured by the image sensor based on the spectral data acquired by the color sensor during the normal sampling period and the spectral data acquired by the color sensor during the dark sampling period. A data correction unit;
A stage control unit that moves a relative position between the stage and the optical system during the dark sampling period;
A virtual slide device comprising:
前記スペクトルデータ補正部は、前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータの値と、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータの値をN倍した値とを用いて前記撮像素子の像の色を補正し、
前記Nは1より大きい実数である
ことを特徴とする請求項1に記載のバーチャルスライド装置。 The length of the dark sampling period is (1 / N) times the length of the normal sampling period,
The spectrum data correction unit uses a value of the spectrum data acquired by the color sensor during the normal sampling period and a value obtained by multiplying the value of the spectrum data acquired by the color sensor during the dark sampling period by N times. To correct the image color of the image sensor,
The virtual slide device according to claim 1, wherein the N is a real number greater than one.
ことを特徴とする請求項1に記載のバーチャルスライド装置。 2. The virtual slide apparatus according to claim 1, wherein the dark sampling period is provided each time the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system a predetermined number of times.
ことを特徴とする請求項1に記載のバーチャルスライド装置。 2. The virtual slide device according to claim 1, wherein the dark sampling period is provided each time the stage control unit moves a relative position between the stage and the optical system.
前記スペクトルデータ補正部は、前記暗時サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータを所定の取得回数毎に平均化し、当該平均化したスペクトルデータと、前記通常サンプリング期間に前記カラーセンサが取得した前記スペクトルデータとに基づいて、前記撮像素子が撮像した前記画像の色を補正する
ことを特徴とする請求項1に記載のバーチャルスライド装置。 Each time the stage control unit moves the relative position between the stage and the optical system, the dark sampling period is provided,
The spectrum data correction unit averages the spectrum data acquired by the color sensor during the dark sampling period every predetermined number of acquisition times, and the color sensor acquires the averaged spectrum data and the normal sampling period. The virtual slide device according to claim 1, wherein the color of the image captured by the image sensor is corrected based on the spectrum data.
前記サンプル全体からの光を前記全体撮像素子に導く第2の光学系と、
を備え、
前記第2の撮像素子が撮像した前記全体画像に基づいて、前記暗時サンプリング期間を設ける
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバーチャルスライド装置。 A second imaging element that captures an entire image according to light incident from the sample;
A second optical system for guiding light from the entire sample to the entire image sensor;
With
The virtual slide device according to claim 1, wherein the dark sampling period is provided based on the entire image captured by the second image sensor.
ことを特徴とする請求項6に記載のバーチャルスライド装置。 The virtual slide device according to claim 6, wherein the second image sensor shares at least a part with the image sensor.
ことを特徴とする請求項6に記載のバーチャルスライド装置。 The virtual slide device according to claim 6, wherein the second optical system shares at least a part with the optical system.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020516926A (en) * | 2017-04-13 | 2020-06-11 | カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh | Microscope system and method of operating a microscope system |
-
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- 2011-07-20 JP JP2011158836A patent/JP2013025023A/en not_active Withdrawn
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JP2020516926A (en) * | 2017-04-13 | 2020-06-11 | カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh | Microscope system and method of operating a microscope system |
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