[发明专利]图像生成系统以及图像生成方法

说明书

本公开涉及图像生成系统以及图像生成方法，生成位于多个照明器(101)和图像传感器(102)之间的假想的焦平面上的对象物的合焦图像的图像生成系统(10)，(b)对构成合焦图像的多个像素，分别执行以下的(c)～(f)，(c)对多个照明器(101)的位置，分别执行以下的(d)～(f)，(d)计算对象点的位置，所述对象点是连接焦平面上的像素的位置和照明器的位置的直线与图像传感器(102)的受光面交叉的交点，(e)基于对象点的位置，计算基于该照明器的拍摄图像中的对象点的辉度值，(f)将对象点的辉度值适用于像素的辉度值，(g)使用多个像素各自的辉度值的适用结果，生成焦平面上的对象物的合焦图像。

技术领域

本公开涉及无透镜显微镜的基于利用多个光源的多个拍摄图像来生成假想的合焦面上的对象物的图像的技术。

背景技术

不对培养细胞实施染色而希望连续地观察该培养细胞的要求，属于治疗用细胞的产生、药效的试验等将培养细胞用于医疗、产业的很多领域。然而，由于细胞大多都是几乎无色透明的，因此在基于透射光的光学显微镜下的拍摄中，难以获知培养细胞的立体构造。

在专利文献1中，示出了如下方法：为了评价细胞的断面形状，根据与物镜平行、且相对于对象物而言焦点的高度位置不同的许多图像(即，一边使焦点在对象物的高度方向上挪动一边进行拍摄而得到的许多图像)，生成与物镜不平行的面的合焦图像(虚拟断面图像)。

可是，对于培养细胞的连续观察，在用于维持培养细胞用的湿润环境的恒温箱这样的有限空间内进行。为了在这样的湿润的有限空间内进行观察，专利文献2公开了不使用透镜就能够观察微小细胞的无透镜显微镜。公开了使通过从多个不同的位置进行照射的照明而拍摄到的多个图像进行重叠(Ptychography，叠层成像)来提高分辨率的方法。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-101512号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2014/0133702号说明书

发明内容

然而，在专利文献1的方法中，在进行了拍摄之后从各高度位置的图像中切取部分图像，使所切取出的部分图像接合，因此在部分图像的接合处产生不连续。其结果是，虚拟断面图像的画质因不连续而发生劣化。另外，如果为了降低因不连续导致的画质劣化而对不连续部分实施模糊处理，则虚拟断面图像的清晰度会降低。

因此，本公开提供一种能够使用多个拍摄图像生成假想的焦平面上的对象物的高画质的合焦图像的图像生成系统等。

本公开的一个技术方案涉及的图像生成系统，具备多个照明器、载置对象物的图像传感器和至少一个控制电路，生成位于所述多个照明器与所述图像传感器之间的假想的焦平面上的所述对象物的合焦图像，所述多个照明器依次对所述对象物进行照明，每当所述多个照明器对所述对象物进行照明时，所述图像传感器取得所述对象物的拍摄图像，所述至少一个控制电路，(a)取得位于所述多个照明器与所述图像传感器之间的所述焦平面的信息，(b)对构成所述合焦图像的多个像素，分别执行以下的(c)～(f)，(c)对所述多个照明器的位置，分别执行以下的(d)～(f)，(d)计算对象点的位置，所述对象点是连接所述焦平面上的所述像素的位置和所述照明器的位置的直线与所述图像传感器的受光面交叉的交点，(e)基于所述图像传感器的受光面上的所述对象点的位置，计算从所述照明器的位置对所述对象物进行照明时所取得的拍摄图像中的所述对象点的辉度值，(f)将所述对象点的辉度值适用于所述像素的辉度值，(g)使用所述多个像素各自的辉度值的适用结果，生成所述焦平面上的所述对象物的合焦图像，(h)输出所述生成的所述对象物的合焦图像。