[发明专利]显微镜观察系统、显微镜观察方法和显微镜观察程序

说明书

本发明的显微镜观察系统具有：摄像部，其拍摄由显微镜的观察光学系统生成的被摄体像而取得图像；移位单元，其使观察光学系统的焦点面和视野的位置移位；摄像控制部，其在摄像部的1个曝光期间中使焦点面和视野的位置移位，由此，使摄像部取得多重焦点重叠图像，该多重焦点重叠图像包含观察光学系统的光轴方向的多个面中的图像信息；移位量取得处理部，其取得使视野的位置移位的移位量；全焦点图像生成部，其根据移位量不同的多个条件下分别取得的多个多重焦点重叠图像和与移位量对应的图像的模糊信息，分别生成多个全焦点图像；以及显示部，其连续显示全焦点图像生成部生成的多个全焦点图像。

技术领域

本发明涉及经由显微镜装置中取得的图像对被摄体进行观察的显微镜观察系统、显微镜观察方法和显微镜观察程序。

背景技术

存在如下的用户需求：在使用工业用显微镜观察线等具有高低差的被摄体时、或使用焦点深度为数十μm级别的生物显微镜观察细胞核或干细胞等具有厚度的被摄体时，希望迅速确定沿着观察光学系统的光轴的进深方向(Z方向)上存在的关注部位。针对这种需求，存在如下方法：沿着光轴偏移观察光学系统的焦点面并依次进行摄像，由此取得焦点面不同的多个图像，三维配置该多个图像并进行显示。通过这种三维显示，能够从任意方向观察三维信息，确认关注部位的位置。将这样取得的焦点面不同的多个图像统一称为Z堆叠(stack)图像。

另一方面，如透明被摄体或具有高低差的被摄体那样在进深方向上存在多个合焦构造的情况下，在现有的三维显示中，产生观察方向的近前存在的其他构造或非焦点位置的模糊遮挡位于背后的构造的状态(遮挡(occlusion))，因此，出现无法直接(直观)观看构造的区域。在产生了遮挡的情况下，必须找到在存在希望观察的构造的位置处拍摄的图像并进行二维确认。除此之外，还存在仅显示在进深方向上具有最大亮度的构造来确认三维位置的方法，但是，存在无法再现不具有最大亮度的构造这样的问题。

因此，有时使用如下方法：根据Z堆叠图像生成全焦点图像，由此，在确认存在二维上重合的构造和XY位置后，在进深方向上进行搜索。作为全焦点图像的生成方法，存在对重叠Z堆叠图像而合成的多重焦点重叠图像进行复原的方法、提取各Z堆叠图像内的合焦点区域并进行合成的方法。这种全焦点图像对于进深方向上存在的多个构造配置的筛选是有用的。

例如，在专利文献1中公开了如下方法：使用用户接口从根据Z堆叠图像生成的全焦点图像中选择希望观察的区域，根据合焦度而提取合焦的Z堆叠图像并进行显示。

并且，在专利文献2中公开了如下方法：在Z堆叠图像内计算合焦度，根据进深方向的合焦度选择提取候选，进行与合焦度对应的加权并进行合成。在专利文献2中，能够在各XY位置根据合焦峰值生成深度图，能够通过该深度图得知合焦峰值的Z位置。

并且，在专利文献3中公开了如下技术：取得分别合焦于被摄体的近端侧和远端侧的2个图像、以及使图像传感器从被摄体的近端侧向远端侧扫描并进行摄像而生成的全焦点图像，利用全焦点图像对分别合焦于近端侧和远端侧的图像进行复原，由此计算图像内的部分区域中的模糊量，由此，取得从光学系统到被摄体的距离，生成距离图。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-21490号公报

专利文献2：日本特开2014-21489号公报

专利文献3：国际公开第2011/158498号

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1公开的技术中，针对全焦点图像内的区域选择最合焦的Z堆叠图像，因此，无法对应于进深方向上重合的构造。并且，在专利文献2公开的技术中，全焦点图像自身不具有进深的位置信息，因此，无法直接(直观)地确认进深方向上重合的构造的前后关系。