[发明专利]图像生成装置、图像生成方法以及记录介质

说明书

提供一种图像生成装置、图像生成方法以及程序。图像生成装置(200)使用每当多个照明器(101)分别进行照明时图像传感器(102)通过传感器像素拍摄到的多个拍摄图像，生成载置于图像传感器(102)的表面上的对象物的多个基准合焦图像。基准合焦图像是与位于多个照明器(101)与图像传感器(102)之间的多个假想的基准焦面对应的合焦图像。多个基准焦面穿过对象物并且位于互相隔开间隔的位置。并且，图像生成装置(200)使用基准合焦图像来生成对象物的三维图像，并使其显示于显示画面。

技术领域

本公开涉及无透镜显微镜的使用假想合焦面来生成对象物的图像的技术，所述假想的合焦面基于利用多个光源的多个拍摄图像来生成。

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存在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，是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的。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。公开了如下方法：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。

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会产生不连续。其结果是，虚拟断面图像的画质会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(锐度)会降低。

因此，本公开的非限定性且例示的一个技术方案，提供能够使用利用多个拍摄图像生成的假想焦面的高画质的合焦图像来生成对象物的图像的图像生成装置等。

本公开的一个技术方案涉及的图像生成装置具备：多个照明器；图像传感器，其具有载置对象物的表面和多个传感器像素；以及控制电路，其生成与位于所述多个照明器与所述图像传感器之间的假想的多个基准焦面对应的多个基准合焦图像，使用所述多个基准合焦图像来生成所述对象物的三维图像，每当所述多个照明器分别进行照明时，所述图像传感器使用基于由所述多个传感器像素接受的光的辉度值，取得多个拍摄图像，所述多个基准合焦图像由多个合焦像素构成，所述控制电路，(a1)取得通过所述图像传感器拍摄到的多个拍摄图像，(a2)取得所述多个基准焦面的信息，在此，所述多个基准焦面穿过所述对象物并且位于互相隔开间隔的位置，(a3)使用所述多个基准焦面的信息和所述多个拍摄图像，取得与构成所述多个基准合焦图像的多个合焦像素对应的所述传感器像素的辉度值，由此生成所述多个基准合焦图像，(a4)使用所述多个基准合焦图像中的所述对象物的轮廓的对比度最高的所述基准合焦图像，提取所述对象物的轮廓，(a5)基于所提取出的所述对象物的轮廓，确定所述对象物的立体轮廓，(a6)通过从所述多个基准合焦图像中分别除去与所述立体轮廓的外侧相当的区域，生成所述对象物的多个基准断面图像，(a7)使用所述多个基准断面图像，生成所述对象物的三维图像，使所述三维图像显示于显示画面。