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三次元顕微鏡装置及び同装置を用いた観察・測定法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100000429
整理番号 H20-031
掲載日 2009年12月4日
出願番号 特願2009-035171
公開番号 特開2010-191170
登録番号 特許第5300522号
出願日 平成21年2月18日(2009.2.18)
公開日 平成22年9月2日(2010.9.2)
登録日 平成25年6月28日(2013.6.28)
発明者
  • 後藤 知伸
  • 中井 唱
  • 菊田 誠之
出願人
  • 国立大学法人鳥取大学
発明の名称 三次元顕微鏡装置及び同装置を用いた観察・測定法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】大きさが数マイクロメートルの対象物が境界近傍で行う遊泳運動において、位置、回転等についての三次元情報を得る。
【解決手段】光源、対物レンズ、カメラからなる顕微鏡ユニット2組を、光軸がお互いに直交するようにかつ、対物レンズどうしがぶつからないように配置し、2つのカメラの映像を同期させてハードディスクに取り込むことにより、同一の観察対象物について2方向からの映像が得られ、三次元情報が取得できる。対象物が対物レンズの焦点面から外れて像が不鮮明になっても測定可能なように、未定乗数法による測定座標値の補正を行った。境界からの光の反射により像が不鮮明になることを防ぐため、ガラスを用いて境界の面積が狭くなるようなチャンバーを作成した。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


三次元情報が取得可能な従来の顕微鏡装置としては、代表例として、以下に述べる2つの装置がある。



第1は、追跡型顕微鏡といわれるもので、観察対象物が焦点面に入るように自動で同対象物の位置を動かすようにする装置である。



しかし、この装置はその原理上奥行き方向の解像度が同装置のレンズ系の焦点深度の程度しかないという課題、また、対象物の大きさが数μmというような微小の物体であるとその輪郭が検出できず十分な観察・測定が不可能という課題がある。



さらにまた、対象物の回転等の姿勢に関する情報が得られないという課題もある。



第2は、全焦点型顕微鏡といわれるもので、対物レンズを高速で走査し、対象物が焦点面に入った部分のみを検出し、三次元像を構築する装置である。



しかしこの装置も又、奥行き方向の解像度が同装置のレンズ系の焦点深度の程度しかないという課題、また、対象物の大きさが数μmというような微小の物体であるとその輪郭が検出できず十分な観察・測定が不可能という課題がある。



さらにまた、対象物の回転等の姿勢に関する情報が広範囲に得られないという課題や対物レンズの走査方向の範囲、つまり可測定範囲が制限されるという課題もある。

産業上の利用分野


本発明は、主として観察対象物の大きさが数μm程度の微小体を立体的に顕微鏡観察・測定するに際し、有用な三次元顕微鏡装置及び同装置を用いた観察・測定法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第一の撮像装置と、前記第一の撮像装置とは異なる方向より前記観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第二の撮像装置とよりなり、前記第一の撮像装置より得られた第一の画像情報と前記第二の撮像装置より得られた第二の画像情報より、前記観察対象物の三次元情報を得るようにするとともに、前記観察対象物の特定点の位置情報を複数時点において取得し、それら取得された位置情報より前記観察対象物の回転等の姿勢に関する情報を得るようになした装置において、2枚の板体間に留保された液中に前記観察対象物を収容し、前記2枚の板体間の間隔を、一方の対物レンズの視野に入らない範囲で且つ当該2枚の板体間の液が表面張力により留保されるように設定することを特徴とする三次元顕微鏡装置。

【請求項2】
観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第一の撮像装置と、前記第一の撮像装置とは異なる方向より前記観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第二の撮像装置とよりなり、前記第一の撮像装置より得られた第一の画像情報と前記第二の撮像装置より得られた第二の画像情報より、前記観察対象物の三次元情報を得るようにするとともに、前記観察対象物の特定点の位置情報を複数時点において取得し、それら取得された位置情報より前記観察対象物の回転等の姿勢に関する情報を得るようになした装置において、2枚の板体間に留保された液中に前記観察対象物を収容し、前記2枚の板体間の間隔を、一方の対物レンズの視野に入らない範囲で且つ当該2枚の板体間の液が表面張力により留保されるように設定するとともに、前記観察対象物の特定二点の位置情報から同特定二点間の距離を複数個取得して同特定二点間の距離の平均値を算出するとともに、前記観察対象物の特定二点間の距離を前記平均値となるように位置情報の補正値を求め前記位置情報の最尤値を求めるようにしたことを特徴とする三次元顕微鏡装置。

【請求項3】
観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第一の撮像装置と、前記第一の撮像装置とは異なる方向より前記観察対象物の画像情報を得るための光源、対物レンズ、撮像体よりなる第二の撮像装置とよりなり、前記第一の撮像装置より得られた第一の画像情報と前記第二の撮像装置より得られた第二の画像情報より、前記観察対象物の三次元情報を得るようにするとともに、前記観察対象物の特定点の位置情報を複数時点において取得し、それら取得された位置情報より前記観察対象物の回転等の姿勢に関する情報を得るようになした装置を用いて、2枚の板体間に留保された液中に前記観察対象物を収容し、前記2枚の板体間の間隔を、一方の対物レンズの視野に入らない範囲で且つ当該2枚の板体間の液が表面張力により留保されるように設定するとともに、前記観察対象物の特定二点の位置情報から同特定二点間の距離を複数個取得して同特定二点間の距離の平均値を算出するとともに、前記観察対象物の特定二点間の距離を前記平均値となるように位置情報の補正値を求め前記位置情報の最尤値を求めるようにしたことを特徴とする三次元顕微鏡装置を用いた観察・測定法。
産業区分
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009035171thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) 二方向観察による三次元顕微鏡システムの開発
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