(57)【要約】【課題】顕微鏡の照明光源の状態や、顕微鏡や顕微鏡用カラー撮像装置の光学素子の状態、またカメラの経時変化によらず、忠実な色再現を実現できる顕微鏡用カラー撮像装置、顕微鏡用カラー撮像プログラムおよび顕微鏡用カラー撮像方法を提供すること。【解決手段】顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段とを備える。【選択図】図１
2008028814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において、
前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、
前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項２】
さらに、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記顕微鏡の照明光源の種類を推定する照明光源推定手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段と、
を備え、
前記色補正処理手段は、前記照明光源推定手段によって推定された照明光源に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項３】
さらに、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記顕微鏡の照明光源から出射された照明光が前記撮像手段に入射されるまでの光路上に挿入されている光学素子を検出する光学素子検出手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段と、
を備え、
前記色補正処理手段は、前記光学素子検出手段によって検出された光学素子に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項４】
前記色補正処理手段は、前記光学素子検出手段によって光学素子が検出されなかった場合、光学素子が検出されなかったことに対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項５】
前記光学素子は、光学フィルタであることを特徴とする請求項３または４の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項６】
さらに、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記カメラ特性情報の経時変化を検出する経時変化検出手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段と、
を備え、
前記色補正処理手段は、前記経時変化検出手段によって検出された経時変化に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項７】
前記カメラ特性情報は、顕微鏡用カラー撮像装置の分光感度特性または前記分光感度特性の積分値を示す情報であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項８】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置のコンピュータを、
前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、
前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段、
として機能させるための顕微鏡用カラー撮像プログラム。
【請求項９】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において実行される顕微鏡用カラー撮像方法であって、
撮像手段が、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像し、
色補正パラメータ算出手段が、前記撮像されたカラー画像とカメラ特性情報格納手段に格納された前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報カメラ特性情報とに基づいて、前記撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出し、
色補正処理手段が、前記算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像されたカラー画像を色補正処理する、
ことを特徴とする顕微鏡用カラー撮像方法。
【請求項１０】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において、
前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出する光学系組合せ検出手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１１】
さらに、
前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、
前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段と、
を備え、
前記色補正処理手段は、前記光学系組合せ検出手段によって検出された組み合わせに対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１２】
前記光学系組合せ検出手段は、前記顕微鏡の種類または前記顕微鏡に設置された照明光源の種類または前記照明光源から出謝された照明光の光路上に挿入された光学フィルタの種類を検出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１３】
前記光学系組合せ検出手段は、ホワイトバランス処理を行う以前の色信号を用いた二次元色空間分布に基づいて、前記組み合わせを検出することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１４】
さらに、
前記光学系組合せ検出手段によって検出された前記顕微鏡の光学系の組み合わせを表示させる表示制御手段、
を備えることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１５】
さらに、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記照明光源の色温度を判定する色温度判定手段と、
前記色温度判定手段によって判定された結果に基づいて、色温度の調整指示を表示する光源調整表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１６】
前記色温度判定手段は、前記カラー画像のホワイトバランス処理前の色信号を用いた二次元色空間分布に基づいて色温度を判定することを特徴とする請求項１５に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１７】
前記光学系組合せ検出手段は、ＲＧＢ形式で出力される前記色信号を、互いに直交するＲ／Ｇ軸およびＢ／Ｇ軸で規定される二次元空間内で評価することを特徴とする請求項１０乃至１６の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１８】
前記光学系組合せ検出手段は、前記二次元空間において予め記録された色度情報を参照することを特徴とする請求項１７記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項１９】
前記光学系組合せ検出手段は、さらに前記照明光源の輝度情報を推定することを特徴とする請求項１０乃至１６の何れか１項に記載の顕微鏡用カラー撮像装置。
【請求項２０】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置のコンピュータを、
前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出する光学系組合せ検出手段、
として機能させるための顕微鏡用カラー撮像プログラム。
【請求項２１】
顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において実行される顕微鏡用カラー撮像方法であって、
撮像手段が、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像し、
光学系組合せ検出手段が、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出する、
ことを特徴とする顕微鏡用カラー撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡による標本の観察画像をＣＣＤなどの撮像素子により撮像して記録するための顕微鏡用カラー撮像装置、顕微鏡用カラー撮像プログラムおよび顕微鏡用カラー撮像方法に関し、特に、忠実な色再現を実現することが可能な色補正処理技術を用いた顕微鏡用カラー撮像装置、顕微鏡用カラー撮像プログラムおよび顕微鏡用カラー撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡に付属する周辺装置の１つとして、顕微鏡の観察画像をＣＣＤなどの撮像手段により撮像可能にしたデジタルカメラ等の顕微鏡用カラー撮像装置が用いられている。
【０００３】
図２０は、従来の顕微鏡用カラー撮像装置の概略構成の例を示すブロック図である。
図２０において、顕微鏡用カラー撮像装置１００は、撮像素子１０１、撮像素子１０１を駆動する撮像素子駆動部１０２、前置処理部１０３、ＡＤ変換部１０４、信号処理部１０５、バス１０６、制御部１０７、Ｉ／Ｆ部１０８を備えている。そして、顕微鏡用カラー撮像装置１００は、Ｉ／Ｆ部１０８を介してパソコン１０９に接続され、パソコン１０９により操作、表示、記録等が行われる。
【０００４】
撮像素子１０１は、例えばベイヤー配列などの単板三原色ＣＣＤなどが用いられる。信号処理部１０５では、色補正処理・輪郭強調処理・階調補正処理など様々な信号処理が行われる。顕微鏡２００の光源２０１としては、主にハロゲンランプが用いられているが、ハロゲンランプは電圧により色温度が変化する。また、ハロゲンランプそのものの色温度は低いため、色温度変換フィルタを入れて、使用することも行われている。このように光源２０１の照明が変化する場合、どの光源２０１でも忠実な色再現を行おうとすれば、色温度に応じて色補正処理を切り替えることが望ましい。
【０００５】
顕微鏡用カラー撮像装置１００は、撮像素子１０１により観察画像を電気信号として取得し、信号変換を行い画像データとして記録する。出来るだけ精度よくクリアな画像を取得するために、信号変換にはノイズ低減・除去などさまざまな対策がとられている。また、上述したように観察像を忠実に色表現するために補正を施すなどの工夫がなされている。しかしながら、観察像を照らす光源の種類には様々なものがあり、観察像の照明条件によっては色再現性が異なってしまう。そのため、特定の照明条件において色再現性を最適化したとしても、他の照明条件においては最適な色再現性が得られないことがあった。
【０００６】
これらを解決する従来技術として、例えば特許文献１に示すものがある。この特許文献１に示されている技術は、撮像素子で得た画像信号に基づいて光源の判定を行う方法である。すなわち、被写体の照明光源を認識する手段を有し、その認識結果に応じて適用する色パラメータを変えることにより色補正処理を切り替え、被写体の照明条件によらずに光源の種類に応じて最適な色再現性を得ることができる。
【特許文献１】特開平１１−１１３００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような技術においては、顕微鏡で標本の色を重要視する場合、光源として主にハロゲンランプが用いられてきたが、近年になってＬＥＤ照明なども導入されるようになってきている。また今後、新たな光源が導入されることも予想される。特許文献１に記載の技術では、ＣＣＤの出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比から、照明光源を認識し、あらかじめ用意した色補正パラメータを切り替える構成となっているが、新たな光源が導入される場合や、ハロゲンランプの使用時においても連続的に電圧を変化させる場合などは、適切な色補正パラメータを設定することが困難であるという問題点があった。
【０００８】
また、顕微鏡ではさまざまな観察が行われるため、顕微鏡の光路にフィルタ等の各種の光学素子を入れたり、顕微鏡用カラー撮像装置に取り付けられる赤外カットフィルタを外したりすることが行われることがある。また、顕微鏡用カラー撮像装置の分光感度特性は、経時変化することがあるが、これらのような場合については考慮されていないという問題点があった。
【０００９】
また、特に顕微鏡などの光学機器による観察を行う場合、光源の種類以外にも光学機器自身の分光特性に違いがあるほか、観察光路上に赤外カットフィルタや色温度変換フィルタを挿入することがあるが、これらは特定の波長域の入射光を減衰させるため、入射光の分光バランスを崩してしまい、結果として撮像素子で得られる信号値に多大な影響を及ぼすことになるという問題点があった。すなわち、光学機器による観察においては観察像の色表現に影響を及ぼす要素が多くあるため、光源の違いによる色調整だけでは十分な色再現性は得られないという問題点があった。
【００１０】
また、照明光源は供給電圧の大小によって、光量だけではなく色温度が変わる特性がある。具体的には、供給電圧が大きければ色温度は高く、供給電圧が小さければ色温度が低くなる傾向がある。よって、光学機器による観察において適正な色温度で観察していない場合、最適な色再現性が得られないことがあるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、顕微鏡の照明光源の状態や、顕微鏡や顕微鏡用カラー撮像装置の光学素子の状態、またカメラの経時変化によらず、忠実な色再現を実現できる顕微鏡用カラー撮像装置、顕微鏡用カラー撮像プログラムおよび顕微鏡用カラー撮像方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、観察時に使用されている顕微鏡・フィルタ・光源の組み合わせによらず最適な色再現性を確保する顕微鏡用カラー撮像装置、顕微鏡用カラー撮像プログラムおよび顕微鏡用カラー撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置であって、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記顕微鏡の照明光源の種類を推定する照明光源推定手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段とを備え、前記色補正処理手段が、前記照明光源推定手段によって推定された照明光源に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記顕微鏡の照明光源から出射された照明光が前記撮像手段に入射されるまでの光路上に挿入されている光学素子を検出する光学素子検出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段とを備え、前記色補正処理手段が、前記光学素子検出手段によって検出された光学素子に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記色補正処理手段が、前記光学素子検出手段によって光学素子が検出されなかった場合、光学素子が検出されなかったことに対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学素子が、光学フィルタであることが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記カメラ特性情報の経時変化を検出する経時変化検出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された複数の色補正パラメータを格納する色補正パラメータ格納手段とを備え、前記色補正処理手段が、前記経時変化検出手段によって検出された経時変化に対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記カメラ特性情報が、顕微鏡用カラー撮像装置の分光感度特性または前記分光感度特性の積分値を示す情報であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像プログラムは、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置のコンピュータを、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段として機能させるための顕微鏡用カラー撮像プログラムである。
【００２０】
また、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像方法は、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において実行される顕微鏡用カラー撮像方法であって、撮像手段が、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像し、色補正パラメータ算出手段が、前記撮像されたカラー画像とカメラ特性情報格納手段に格納された前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報カメラ特性情報とに基づいて、前記撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出し、色補正処理手段が、前記算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像されたカラー画像を色補正処理することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置であって、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出する光学系組合せ検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記顕微鏡用カラー撮像装置の特性を示すカメラ特性情報を格納するカメラ特性情報格納手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像と前記カメラ特性情報格納手段に格納されたカメラ特性情報とに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理するための色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段と、前記色補正パラメータ算出手段によって算出された色補正パラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理する色補正処理手段とを備え、前記色補正処理手段が、前記光学系組合せ検出手段によって検出された組み合わせに対応する色補正パラメータを前記色補正パラメータ格納手段から取得し、前記取得した色補正パラメータを用いて、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像を色補正処理することが望ましい。
【００２３】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学系組合せ検出手段が、前記顕微鏡の種類または前記顕微鏡に設置された照明光源の種類または前記照明光源から出謝された照明光の光路上に挿入された光学フィルタの種類を検出することが望ましい。
【００２４】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学系組合せ検出手段が、ホワイトバランス処理を行う以前の色信号を用いた二次元色空間分布に基づいて、前記組み合わせを検出することが望ましい。
【００２５】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記光学系組合せ検出手段によって検出された前記顕微鏡の光学系の組み合わせを表示させる表示制御手段を備えることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、さらに、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記照明光源の色温度を判定する色温度判定手段と、前記色温度判定手段によって判定された結果に基づいて、色温度の調整指示を表示する光源調整表示手段とを備えることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記色温度判定手段が、前記カラー画像のホワイトバランス処理前の色信号を用いた二次元色空間分布に基づいて色温度を判定することが望ましい。
【００２８】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学系組合せ検出手段が、ＲＧＢ形式で出力される前記色信号を、互いに直交するＲ／Ｇ軸およびＢ／Ｇ軸で規定される二次元空間内で評価することが望ましい。
【００２９】
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学系組合せ検出手段が、前記二次元空間において予め記録された色度情報を参照することが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用カラー撮像装置は、前記光学系組合せ検出手段が、さらに前記照明光源の輝度情報を推定することが望ましい。
【００３０】
また、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像プログラムは、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置のコンピュータを、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出する光学系組合せ検出手段として機能させるための顕微鏡用カラー撮像プログラムである。
【００３１】
また、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用カラー撮像方法は、顕微鏡に用いられる顕微鏡用カラー撮像装置において実行される顕微鏡用カラー撮像方法であって、撮像手段が、前記顕微鏡で観察するカラー画像を撮像し、光学系組合せ検出手段が、前記撮像手段によって撮像されたカラー画像に基づいて、前記顕微鏡の光学系の組み合わせを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、顕微鏡の照明光源の状態に応じて、最適な色再現性を有する顕微鏡用カラー撮像装置を提供することができる。
また、本発明によれば、顕微鏡の照明光源を推定できることができる。
【００３３】
また、本発明によれば、顕微鏡および顕微鏡用カラー撮像装置に挿抜される光学素子の状態を検出できることができる。
また、本発明によれば、顕微鏡および顕微鏡用カラー撮像装置に挿抜される光学素子の状態に基づいて、最適な色再現性を有する顕微鏡用カラー撮像装置を提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、顕微鏡用カラー撮像装置の経時変化を検出できることができる。
また、本発明によれば、顕微鏡用カラー撮像装置の経時変化を修正し、最適な色再現性を有する顕微鏡用カラー撮像装置を提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、ＣＣＤ等の撮像素子で得た信号値から観察時の光源の種類、顕微鏡の種類、各種フィルタの種類などの光学系の組み合わせを導出し、それに合わせて最適な色パラメータ（色補正マトリックス）に変更することができる。これにより、より細かな光学系の差異に対応した最適な色再現を実現し、観察者に良好な画像を提供することが出来る。
【００３６】
また、本発明によれば、特定のフィルタ構成で観察を行っていた際、そのフィルタ構成を観察者に自動的に検知、通知することができる。これにより、観察者が撮像に望ましくないフィルタ構成で観察していた際にそれを通知することができるため、観察者は不用意に撮像を行うことがなくなり、利便性が向上する。
【００３７】
また、本発明によれば、ＣＣＤ等の撮像素子で得た信号値から光源の色温度を分析し、それに応じて適切な処理を観察者に行うことができる。これにより、観察者は不適切な色温度で観察を行うことがなくなり、観察者に良好な画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１において、顕微鏡本体１は、図示しない標本の観察画像を目視観察可能にするとともに、観察画像を観察光路ａ１に沿って顕微鏡本体１の外部に導出可能にしている。
顕微鏡本体１の外部の観察光路ａ１上には、顕微鏡本体１からの観察画像が投影される位置に、ＣＣＤなどの撮像素子２が配置されている。撮像素子２は、撮像素子駆動部３からの駆動信号に基づいた露出時間で駆動され、出力信号を前置処理部４へ出力する。前置処理部４は、撮像素子駆動部３から与えられる制御パルスにより、撮像素子２からの出力信号を映像信号化しＡ／Ｄ変換部５へ出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、撮像素子駆動部３からのクロック信号に基づいて、前置処理部４からのアナログ映像信号をデジタル化する。Ａ／Ｄ変換部５でデジタル化された映像信号は、信号処理部６に入力される。
【００４０】
信号処理部６は、色補正処理部７を有し、この色補正処理部７によって入力した映像信号に対して色補正マトリックスを適用して色補正を行い、さらに図示しない階調補正処理部によって階調補正などの信号処理を行い、バス８を介して制御部９へ出力する。ここで、色補正処理部７による色補正マトリックスを適用した色補正処理は、下記の式１により表現できる。
【００４１】
【数１】
2008028814.tif 000003
【００４２】
ここで、式１中の
【００４３】
【数２】
2008028814.tif 000004
【００４４】
は、色補正処理部７に入力される映像信号であり、
【００４５】
【数３】
2008028814.tif 000005
【００４６】
は、色補正処理部７から出力される映像信号であり、Ｍは、色補正マトリックスであり、下記式２により表現できる。
【００４７】
【数４】
2008028814.tif 000006
【００４８】
そして、制御部９には、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１０を介してパーソナルコンピュータ（以下ＰＣと略称する。）１１が接続されている。このＰＣ１１は、モニタ１２を備えており、表示、記録、操作の各機能を有している。ＰＣ１１は、図示しないマウスやキーボードからの入力指示により、顕微鏡用カラー撮像装置１３を操作することができる。
【００４９】
また、バス８には、カメラ特性情報を記憶させたメモリ１４が接続され、制御部９からの指示により、カメラ特性情報を読み出すことができる。メモリ１４に記憶されるカメラ特性情報は、分光感度特性、すなわち顕微鏡用カラー撮像装置１３のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれの分光感度ｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）であり、図２に示すような特性となっている。すなわち図２において、顕微鏡用カラー撮像装置１３のＲ成分の分光感度ｒ（λ）は波長６２０ｎｍ付近にピークがあり、Ｇ成分の分光感度ｇ（λ）は波長５４０ｎｍ付近にピークがあり、Ｂ成分の分光感度ｂ（λ）は波長４６０ｎｍ付近にピークがある。この分光感度特性は、撮像素子２自身の分光感度と赤外カットフィルタ１５の分光透過率特性とをあわせたものである。
【００５０】
また、ＰＣ１１には、３色以上の目標色情報が記憶されている。この目標色情報とは、顕微鏡用カラー撮像装置１３で撮影した際に、ある分光透過率特性の色が、どのようなＲＧＢ信号として出力されるべきかというものである。その一例として、色１、色２および色３の３色の組み合わせを図３に示す。
【００５１】
図３において、（Ａ）は、色１乃至色３のＲＧＢ成分を示し、（Ｂ）は、色１乃至色３の波長に対する分光透過率を示している。
これら色１乃至色３のＲＧＢ値は、顕微鏡用カラー撮像装置１３の設計事項として、任意に設定することができる。また、色補正処理部７の色補正マトリックスは、ＰＣ１１において標本の画像データとカメラ特性情報から最適な色補正マトリックスを算出し、制御部９を介して切り替えることができる。
【００５２】
次に最適な色補正マトリックスの算出方法について説明する。
顕微鏡本体１の照明光の分光特性をＩ（λ）と仮定すると、分光特性がｆ（λ）の色を撮影したときの撮像素子２から出力される各ＲＧＢ成分の信号は、下記の式３乃至式５の関係になる。
【００５３】
【数５】
2008028814.tif 000007
【００５４】
【数６】
2008028814.tif 000008
【００５５】
【数７】
2008028814.tif 000009
【００５６】
したがって目標色３色については下記式６が成立する。
【００５７】
【数８】
2008028814.tif 000010
【００５８】
よって、色補正マトリックスＭは下記式７のように求めることができる。
【００５９】
【数９】
2008028814.tif 000011
【００６０】
また、目標色が４色以上の場合は、下記の式８および式９のようになり、最小２乗推定などにより色補正マトリックスＭを求める。
【００６１】
【数１０】
2008028814.tif 000012
【００６２】
【数１１】
2008028814.tif 000013
【００６３】
以上のように、照明光の分光特性Ｉ（λ）が分かれば、最適な色補正マトリックスＭを演算により求めることができる。
次に、照明光の分光特性を推定する方法について説明する。
【００６４】
標本の画像データに含まれる背景部分は、通常の顕微鏡の場合、照明光によるものとみなすことができる。この部分の撮像素子２の出力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉを自動的に、もしくは顕微鏡用カラー撮像装置１３の操作者が領域指定することにより抽出する。図２に示す各ＲＧＢ成分のカメラ分光感度のピーク波長は、Ｂ成分が４６０ｎｍ、Ｇ成分が５４０ｎｍ、Ｒ成分が６２０ｎｍであるので、照明光の分光特性は、それぞれ下記式１０、式１１、式１２のようになる。
【００６５】
【数１２】
2008028814.tif 000014
【００６６】
【数１３】
2008028814.tif 000015
【００６７】
【数１４】
2008028814.tif 000016
【００６８】
そして、この３点からスプライン補間などにより、補間することで、照明光の分光特性Ｉ（λ）を推定することができる。さらに顕微鏡に使われる光源では、３８０ｎｍに特性がないこと、光源自体にＩＲカットフィルタを入れて７００ｎｍ付近以上の光をカットしているなどの制限を加えることで、照明光の分光特性の推定制度を上げることができる。なおここでは、カメラ感度の中心波長は、Ｂ成分が４６０ｎｍ、Ｇ成分が５４０ｎｍ、Ｒ成分が６２０ｎｍであるが、これは撮像素子２の特性によるので、撮像素子２により中心波長の値は異なる。
【００６９】
次に、以上説明した計算方法を利用した顕微鏡用カラー撮像装置１３が実行するカラー撮像処理の作用を説明する。
図４は、顕微鏡用カラー撮像装置１３が実行するカラー撮像処理の流れを示すフローチャートである。
【００７０】
顕微鏡本体１の操作者が撮影したい標本の位置あわせおよびピントあわせを行い、ＰＣ１１を用いて顕微鏡用カラー撮像装置１３への撮影指示を行うと、本カラー撮像処理の実行が開始される。
【００７１】
まず、ステップ４０１において、撮像素子２の露出動作が行なわれ、標本の光像が撮像されると、撮像素子２からの出力信号が信号処理部６へ送られ、色補正処理等の画像処理をバイパスして、バス８、制御部９、Ｉ/Ｆ部１０を介して、ＰＣ１１へ入力される。
【００７２】
次に、ステップ４０２において、ＰＣ１１に入力された標本の画像から背景部分の画像データＲｉＧｉＢｉを抽出する。この背景部分の抽出は、画像上の彩度の低い部分を抽出するか、顕微鏡本体１の操作者がＰＣ１１の画面上で領域を指定してその部分のデータを抽出して行う。また別の方法としては、ステップ４０２の段階でＲｉＧｉＢｉを抽出するのではなく、標本を観察する前に、顕微鏡本体１から標本を取り除き、照明だけの状態として、画像を撮影し、その画像から求めることでも可能である。
【００７３】
次に、ステップ４０３において、前述の計算方法に従い、照明光の分光特性を推定する。そして、ステップ４０４において、ＰＣ１１から制御部９を指示することにより、顕微鏡用カラー撮像装置１３のメモリ１４に記憶されたカメラ特性情報を読み出す。ステップ４０５では、前述の計算方法に従い、色補正マトリックスＭを算出する。
【００７４】
そして、ステップ４０６において、ステップＳ４０５で算出した色補正マトリックスＭを、制御部９を介して、信号処理部６の色補正マトリックス処理部７へ設定する。
最後に、ステップ４０７において、ステップＳ４０６で設定された色補正マトリックスＭにより、信号処理部６が有する色補正処理部７での信号処理を行い、処理後の画像を、バス８、制御部９、Ｉ／Ｆ部１０を介して、ＰＣ１１へ転送および表示する。
【００７５】
以上のような構成および作用により、照明状態に応じた、最適な色補正マトリックスＭで色補正処理を行うことができ、最適な色再現を実現できる。
なお、本第１の実施の形態では、信号処理等を顕微鏡用カラー撮像装置１３の内部で行っているが、ＡＤ変換後の画像データを直接ＰＣ１１へ取り込み、カメラ特性情報をＰＣ１１に記憶させるとともに、各種処理をＰＣ１１で行ってもよい。
【００７６】
次に、上述の第１の実施の形態の変形例を説明する。
図５は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３Ａの概略構成を示すブロック図である。
【００７７】
本第１の実施の形態の変形例は、上述の第１の実施の形態を簡易化したものである。
図５において、顕微鏡本体１は、図示しない標本の観察画像を目視観察可能にするとともに、観察画像を観察光路ａ１に沿って顕微鏡本体１の外部に導出可能にしている。
【００７８】
顕微鏡本体１の外部の観察光路ａ１上には、顕微鏡本体１からの観察画像が投影される位置に、ＣＣＤなどの撮像素子２が配置されている。撮像素子２は、撮像素子駆動部３からの駆動信号に基づいた露出時間で駆動され、出力信号を前置処理部４へ出力する。前置処理部４は、撮像素子駆動部３から与えられる制御パルスにより、撮像素子２からの出力信号を映像信号化しＡ／Ｄ変換部５へ出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、撮像素子駆動部３からのクロック信号に基づいて、前置処理部４からのアナログ映像信号をデジタル化する。Ａ／Ｄ変換部５でデジタル化された映像信号は、信号処理部６に入力される。
【００７９】
信号処理部６は、色補正処理部７を有し、この色補正処理部７によって入力した映像信号に対して色補正マトリックスを適用して色補正を行い、さらに図示しない階調補正処理部によって階調補正などの信号処理を行い、バス８を介して制御部９へ出力する。
【００８０】
信号処理部６からの処理済の信号は、Ｄ／Ａ変換部１８によりアナログ信号に変換され、動画像として表示部１９に表示される。また、制御部９は、操作部１６からの指示により、画像データを信号処理部６からバス８を介して記録手段としての記録部１７に静止画像として記録する。バス８には、カメラ特性情報と複数の色補正マトリックスを記憶させたメモリ１４Ａが接続され、制御部９からの指示により、読み出しや、色補正マトリックスの色補正処理部７への設定を行うことができる。カメラ特性情報としては、顕微鏡用カラー撮像装置１３Ａの分光感度の積分値ＣａｍＲ、ＣａｍＧ、ＣａｍＢが記憶されている。ここで、ＣａｍＲ、ＣａｍＧ、ＣａｍＢは、それぞれ下記の式１３、式１４、式１５のように表現できる。
【００８１】
【数１５】
2008028814.tif 000017
【００８２】
【数１６】
2008028814.tif 000018
【００８３】
【数１７】
2008028814.tif 000019
【００８４】
次に、本変形例の顕微鏡用カラー撮像装置１３Ａの作用について説明する。
まず、顕微鏡本体１の操作者は、標本の撮影を行う前に、顕微鏡本体１から標本を取り除き、全面が照明光で満たされている状態にする。この状態で、操作部１６から色補正マトリックスの変更の指示を行う。このときの撮像素子２からの出力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉは、照明光がハロゲンランプの場合、色温度によって、図６のようになっている。
【００８５】
そして、Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉをそれぞれ上述のＣａｍＲ，ＣａｍＧ，ＣａｍＢで除算すると、図７のようになり、ＲＧＢのそれぞれがほぼ直線上になる。これはハロゲンランプの分光特性が直線的に変化することによる。したがってこれらの直線の傾きと照明光の色温度の間には相関関係があると言え、傾きに基づいて色温度を判別することができる。
【００８６】
操作部１６からの色補正マトリックスの変更の指示があると、制御部９では、前述の色温度判別を行い、それに対応した色補正マトリックスを選択し、メモリ１４から色補正マトリックスを読みだして、色補正処理部７へ設定する。
【００８７】
以上のように、上述の第１の実施の形態のようなＰＣ１１が接続されず、複雑な計算ができない場合においても、顕微鏡本体１の照明光に最適な色補正マトリックスを選択し、最適な色再現性を実現することができる。
【００８８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂの概略構成を示すブロック図である。
【００８９】
本第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態とほぼ同様の構成であるが、撮像素子２の前に置かれる赤外カットフィルタ１５が挿抜可能になっている。
顕微鏡観察では、その観察方法により、赤外領域の画像を取得したい場合がある。本第２の実施の形態では、赤外カットフィルタ１５の着脱状態を、撮影した画像から判別する。
【００９０】
本第２の実施の形態の顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂの作用について説明する。
まず、顕微鏡本体１の操作者は、撮影したい標本の位置あわせおよびピントあわせを行い、ＰＣ１１を用いた指示入力により、顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂへの撮影指示を行う。そして、撮像素子２で露出動作を行い、標本の光像を撮像する。撮像素子２からの出力信号は、信号処理部６へ送られ、色補正処理等の画像処理をバイパスして、バス８、制御部９、Ｉ／Ｆ部１０を介して、ＰＣ１１へ入力される。次にＰＣ１１に入力された標本の画像から背景部分の画像データＲｉＧｉＢｉを抽出する。この背景部分の抽出は、画像上の彩度の低い部分を抽出するか、顕微鏡本体１の操作者がＰＣ１１の画面上で枠を指定してその部分のデータを抽出して行う。
【００９１】
また別の方法としては、標本を観察する前に、顕微鏡本体１から標本を取り除き、照明だけの状態として、画像を撮影し、その画像から求めることでも可能である。Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対して下記の式１６、式１７、式１８の演算を行う。
【００９２】
【数１８】
2008028814.tif 000020
【００９３】
【数１９】
2008028814.tif 000021
【００９４】
【数２０】
2008028814.tif 000022
【００９５】
図９は、赤外カットフィルタ１５が顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに装着されている場合と装着されていない場合におけるＲＧＢ各色成分の分光特性の信号レベルを示す図である。
【００９６】
照明光がハロゲンランプの場合であって、赤外カットフィルタ１５が顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに装着されている場合と、装着されていない場合、分光特性は色温度によって図９に示すようになっている。すなわち、赤外カットフィルタ１５が顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに装着されている場合は、Ｉ（４６０），Ｉ（５４０），Ｉ（６２０）がほぼ直線上にのっているが、赤外カットフィルタ１５が顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに装着されていない場合は、Ｉ（４６０）およびＩ（５４０）に比べ、Ｉ（６２０）の信号レベルが大きくなる。したがってＩ（４６０）とＩ（５４０）で作られる直線とＩ（６２０）を比較することによって赤外カットフィルタ１５の装着の有無を判別することができる。この判別結果に基づいて、対応する色補正マトリックスをメモリ１４Ｂから読み出し、色補正処理部７に設定する。
【００９７】
なお、本第２の実施の形態では、顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂ内の置かれた赤外カットフィルタ１５の挿抜についての例を示したが、顕微鏡本体１の観察光路ａ１上にその他の用途の光学素子が挿抜される場合も、同様の考え方によって判別することができる。
【００９８】
以上のように、本第２の実施の形態によれば、顕微鏡本体１および顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに挿抜される赤外カットフィルタ１５等の光学素子の状態を、顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂが撮像する画像から検出することができ、さらにそれに対応した色補正マトリックスに切り替えることができる。
【００９９】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本第３の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成であるが、本第３の実施の形態では、顕微鏡用カラー撮像装置１３の分光感度特性の経時変化の影響を補正し、最適な色再現性を得るものである。
【０１００】
本第３の実施の形態の顕微鏡用カラー撮像装置１３の作用について説明する。
まず、顕微鏡本体１の操作者は、撮影したい標本の位置あわせおよびピントあわせを行い、ＰＣ１１を用いた指示入力により、顕微鏡用カラー撮像装置１３への撮影指示を行う。そして、撮像素子２で露出動作を行い、標本の光像を撮像する。撮像素子２からの出力信号は、信号処理部６へ送られ、色補正処理等の画像処理をバイパスして、バス８、制御部９、Ｉ／Ｆ部１０を介して、ＰＣ１１へ入力される。次にＰＣ１１に入力された標本の画像から背景部分の画像データＲｉＧｉＢｉを抽出する。この背景部分の抽出は、画像上の彩度の低い部分を抽出するか、顕微鏡本体１の操作者がＰＣ１１の画面上で領域を指定してその部分のデータを抽出して行う。
【０１０１】
また別の方法としては、標本を観察する前に、顕微鏡本体１から標本を取り除き、照明だけの状態として、画像を撮影し、その画像から求めることでも可能である。Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対して下記の式１９、式２０、式２１の演算を行う。
【０１０２】
【数２１】
2008028814.tif 000023
【０１０３】
【数２２】
2008028814.tif 000024
【０１０４】
【数２３】
2008028814.tif 000025
【０１０５】
ここで、顕微鏡用カラー撮像装置１３の赤外カットフィルタ１５に経時変化があると、顕微鏡用カラー撮像装置１３の分光感度は、図１０に示すように変化する。
そして、経時変化前後でのＩ（４６０）,Ｉ（５４０），Ｉ（６２０）の関係は、図１１に示すようになる。すなわち、経時変化前は、Ｉ（４６０）,Ｉ（５４０），Ｉ（６２０）はほぼ直線上にのっているが、経時変化後では、Ｉ（４６０）およびＩ（５４０）に比べ、Ｉ（６２０）の信号レベルが大きくなる。したがってＩ（４６０）とＩ（５４０）で作られる直線とＩ（６２０）を比較し、Ｉ（６２０）の変化の度合いを見ることによって顕微鏡用カラー撮像装置１３の分光感度を推定することができる。また、上述の各実施の形態で説明したように、Ｉ（４６０）とＩ（５４０）とから照明光の分光特性を推定することができる。そして、第１の実施の形態と同様、推定したカメラ分光感度と照明光から色補正マトリックスを算出し、色補正処理部７に設定する。
【０１０６】
以上のように、本第３の実施の形態によれば、顕微鏡用カラー撮像装置１３の分光感度特性に経時変化があった場合でも、その変化を補正して、最適な色再現性を実現することができる。
【０１０７】
次に、本発明の第４の実施の形態について図１２乃至図１６を用いて説明する。
図１２は、本発明の第４の実施の形態に用いるシステムの全体構成を示す図である。
図１２において、本第４の実施の形態に用いるシステムは、顕微鏡等の観察装置に備え付けられた顕微鏡用カラー撮像装置１２０１と、モニタ１２５１を有するＰＣ１２５０とを備える。
【０１０８】
ＰＣ１２５０から顕微鏡用カラー撮像装置１２０１および撮像素子１２０２を制御し、これにより撮像素子１２０２にて取得した画像はＰＣ１２０１に保存さら、モニタ１２５１に表示される。
【０１０９】
また、観察装置としては、光源１２０５を内蔵したランプハウス１２０４、顕微鏡筐体１２０６、観察光の色温度を自然なものに合わせるための色温度変換フィルタ（以下、ＬＢＤフィルタ）１２０７、対物レンズ１２０９、鏡筒１２１０を有している。また、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１には赤外線をカットするための赤外カットフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタ）１２１１が付属している。ＬＢＤフィルタ１２０７およびＩＲカットフィルタ１２１１は任意に着脱可能である。
【０１１０】
光源１２０５から観察光１２０３が発せられると、観察光１２０３は、顕微鏡筐体１２０６およびＬＢＤフィルタ１２０７を通過後、観察標本１２０８を照らす。その後、観察光１２０３は、対物レンズ１２０９、鏡筒１２１０、ＩＲカットフィルタ１２１１を通って、撮像素子１２０２に入射する。
【０１１１】
次に、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１の内部の構成について図１３を用いて説明する。
図１３は、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１の内部ブロック図である。
【０１１２】
図１３において、Ａ／Ｄ変換機１３０１は、ＣＣＤ１２０２で得たアナログ信号をデジタル化する。色分離回路１３０２は、Ａ／Ｄ変換機１３０１でデジタル化された単色画像信号からＲＧＢ信号を分離する。ＷＢ（ホワイトバランス）設定部１３０３は、色分離回路１３０２で分離したＲＧＢ信号の白レベルを合わせるよう、取得した信号値を調整する。
【０１１３】
色補正部１３０４は、色補正マトリックスを用いて色補正を行う。具体的な色補正は、色補正前の信号を
【０１１４】
【数２４】
2008028814.tif 000026
【０１１５】
とし、色補正後の信号を
【０１１６】
【数２５】
2008028814.tif 000027
【０１１７】
とすると、定められた色補正マトリックス
【０１１８】
【数２６】
2008028814.tif 000028
【０１１９】
を用いて、
【０１２０】
【数２７】
2008028814.tif 000029
【０１２１】
となるような色変換処理を行う。この色補正マトリックスは、書き換え可能である。
また、ガンマ補正部１３０５は、色補正部１３０４によって色補正された入力信号に対してガンマ補正を行う。
【０１２２】
そして、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１は、これらの一般的な装置構成に対し、さらに組み合わせ判定部１４０１、色度分布格納部１４０２、色補正マトリックス変更部１４０３、色補正マトリックス格納部１４０４を有する。
【０１２３】
色度分布格納部１４０２は、観察装置の光学系の組み合わせを用いた際に得られる色度分布データを格納している。
図１４は、観察装置の光学系の組み合わせパターンの例を示す図であり、図１５は、色度分布格納部１４０２が格納する色度分布データを分布図として示した図である。
【０１２４】
図１４および図１５中に示されたＡ乃至Ｈは、観察装置の光学系の組み合わせのパターンであり、例えばパターンＡは、顕微鏡の種類がＳで、光源１２０５にはＰを用いており、ＬＢＤフィルタ１２０７を有し、ＩＲカットフィルタ１２１１を有することを示している。そして、これらの各組み合わせの状態は、光源１２０５の供給電圧の違いによる色温度の変化によって、パターンＡの例で示せばａ（暗い状態）−ｃ（明るい状態）のように所定の幅を持っている。なお、これらのデータは、メモリ上にあらかじめ格納されている。
【０１２５】
組み合わせ判定部１４０１は、まず色分離回路１３０２で得られたＲＧＢ信号からＲ／ＧおよびＢ／Ｇを計算する。次に、図１５の色度分布図に存在する組み合わせと対比し、パターンＡ乃至Ｈ中で最も近似する組み合わせのパターンを抽出する。このようにして、観察装置による標本の観察時に用いている光学系の組み合わせ（顕微鏡の種類、各種フィルタおよび光源１２０５等）を判定する。
【０１２６】
色補正マトリックス格納部３０４は、色分布格納部１４０２で設定されている各光学系組み合わせにおける、代表的な色補正マトリックス群（
【０１２７】
【数２８】
2008028814.tif 000030
【０１２８】
）をあらかじめ格納している。色補正マトリックス変更部１４０３は、組み合わせ判定部１４０１で判断された組み合わせに応じて色補正マトリックス格納部１４０４から所定の色補正マトリックスを選択し、実際に用いられる色補正部１３０４内の色補正マトリックスを書き換える。
【０１２９】
次に、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１で実行される色補正処理の流れを説明する。
図１６は、顕微鏡用カラー撮像装置１２０１で実行される色補正処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３０】
まず、ステップＳ１６０１において、観察標本１２０８が顕微鏡にセットされている場合は、顕微鏡から標本１２０８を取り除き、無標本状態にして撮像する。ステップＳ１６０２において、取得した画像信号は色分離回路１３０２で分離した後、得られたＲＧＢ信号に基づいてＲ／ＧおよびＢ／Ｇを取得する。
【０１３１】
ステップＳ１６０３において、ステップＳ１６０２で取得したＲ／ＧおよびＢ／Ｇに基づいてＷＢを取得しつつ、ステップＳ１６０４において、別途組み合わせ判定部１４０１により観察時の光学系組み合わせを判定および導出する。
【０１３２】
そして、ステップＳ１６０５において、色補正マトリックス変更部１４０３にて組み合わせに応じた色補正マトリックスを色補正マトリックス格納部１４０４から抽出する。その後、ステップＳ１６０６において、ステップＳ１６０５で抽出した色補正マトリックスを色補正部１３０４内の色補正マトリックスに上書きする。
【０１３３】
最後に、ステップＳ１６０７において、ステップＳ１６０６で上書きされた色補正マトリックスを用いて色補正処理を実行する。
以上の方法により、撮像素子１２０２で得た信号から観察時における顕微鏡の種類、各種フィルタおよび光源１２０５等の光学系の組み合わせを導出し、それに合わせて最適な色パラメータに変更することが出来る。
【０１３４】
なお、ステップＳ１６０１において、観察標本１２０８がセットされていない状態において画像を撮像すると説明したが、観察標本１２０８がセットされている状態においても、観察標本１２０８中の白部分を観察者が指定することで同様の方法を適用できる。
【０１３５】
また、ＬＢＤフィルタ１２０７およびＩＲカットフィルタ１２１１などがない組み合わせの場合、モニタ１２５１上にその旨を表示して観察者に知らせることもできる。
また、色度分布を示す座標系に、図１５に示したようなＲ／ＧおよびＢ／Ｇを用いると説明をしたが、Ｇ／ＢおよびＧ／Ｒを用いる等、撮像素子１２０２で得られた信号を用いていれば、特定の座標系に限るものではない。
【０１３６】
また、光学系の組み合わせとして顕微鏡の種類、各種フィルタおよび光源１２０５の検知をすべて行っているが、これらのうちの一部の検知のみを行うようにしてもよい。その場合、検知手法はより簡易的なものになる。
【０１３７】
次に、本発明の第５の実施の形態について図１７乃至図１９を用いて説明する。なお、前述の第４の実施の形態と同様の構成、処理等については同一の符号、ステップ番号を付し、その説明を省略する。
【０１３８】
本第５の実施の形態は、観察標本１２０８の観察時の色温度を判定することを特徴とする。
図１７は、本発明の第５の実施の形態に用いるシステムの全体構成を示す図であり、図１８は、本発明の第５の実施の形態における色度分布データを分布図として示した図である。
【０１３９】
図１７において、色度分布格納部１４０２Ａは、図１８に示したように各パターンの組み合わせ状態において、光源１２０５の供給電圧の違いにおける色温度変化による、ａ（暗い状態）−ｃ（明るい状態）のような変化幅のほかに、目標値ｂ（ｂｘ，ｂｙ）を格納している。組み合わせ判定部１４０１Ａは、色度分布格納部１４０２Ａと撮像素子１２０２で得られた信号値の座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）とから光学系の組み合わせを抽出する。
【０１４０】
そして、色温度判定部１４０５は、撮像素子１２０２で得られた信号値の座標Ｐと光学系の組み合わせの目標値ｂとの相対位置関係に基づいて、目標値ｂからの明暗を判断し、その判断結果より色温度の過不足信号を送信する。これらの判断をする際、目標点ｂとのずれ量Ｌを、目標点ｂと座標Ｐ点間の距離Ｌとして、下記の式２２で求める。
【０１４１】
【数２９】
2008028814.tif 000031
【０１４２】
そして、光源調整表示部１４０６は、色温度判定部１４０５から得た信号値に応じてモニタ１２５１に光源１２０５の調整指示を表示する。
図１９は、第５の実施の形態における色補正処理の流れを示すフローチャートである。
【０１４３】
ステップＳ１６０１乃至Ｓ１６０４までは、図１６に示した第４の実施の形態における色補正処理のステップＳ１６０１乃至Ｓ１６０４と同様であるのでその説明を省略する。
ステップＳ１６０４の組み合わせ判定の後、ステップＳ１９０１において、色温度判定部１４０５によってずれ量Ｌと所定値Ｄとの大小を判定する。ここで、ずれ量Ｌと所定値Ｄとを比較するのは、所定値Ｄ以下であるようなずれ量Ｌの場合には色温度の調整の必要がないからである。
【０１４４】
ずれ量Ｌが所定値Ｄより大きい（Ｌ＞Ｄ）場合（ステップＳ１９０１：Ｙ）は目標色温度からずれていると判断し、ステップＳ１９０２において、Ｋ＝ｂｘ−ＰｘとしてＫの正負を判断する。
【０１４５】
Ｋが正（Ｋ＞０）の場合（ステップＳ１９０２：Ｙ）は色温度が低いと判断し、ステップＳ１９０３において、色温度が不足していることを示す不足信号を光源調整表示部１４０６に対して送信する。そして、この不足信号を受けた光源調整表示部３０６は、ステップＳ１９０４において、モニタ１２５１に例えば「光を強くしてください」と表示する。
【０１４６】
他方、ステップＳ１９０２でＫ≦０の場合（ステップＳ１９０２：Ｎ）は色温度が高いと判断し、ステップＳ１９０５において、色温度が高過ぎることを示す過信号を光源調整表示部に送信する。そして、この過信号を受けた光源調整表示部１４０６は、ステップＳ１９０６において、モニタ１２５１に例えば「光を弱くしてください」と表示する。
【０１４７】
また、ステップＳ１９０１でＬ≦Ｄの場合（ステップＳ１９０１：Ｎ）、ステップＳ１９０７において、不足信号も過信号も送信せずに処理を終了する。
以上の方法により、ＣＣＤ１２０１で得た信号から観察時の光源１２０５の色温度を分析し、光源１２０５の調整指示を観察者に対して行うことが出来る。
【０１４８】
以上、本発明の各実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用される顕微鏡用カラー撮像装置は、その機能が実行されるのであれば、上述の各実施の形態等に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。
【０１４９】
また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、可搬記憶媒体、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた各実施の形態のシステムを実現するソフトェアのプログラムコードを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記憶媒体を、顕微鏡用カラー撮像装置に供給し、その顕微鏡用カラー撮像装置のコンピュータがプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０１５０】
この場合、可搬記憶媒体等から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記憶媒体等は本発明を構成することになる。
【０１５１】
プログラムコードを供給するための可搬記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記憶媒体などを用いることができる。
【０１５２】
また、コンピュータがメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した各実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現される。
【０１５３】
さらに、可搬型記憶媒体から読み出されたプログラムコードやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現され得る。
【０１５４】
すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３の概略構成を示すブロック図である。
【図２】顕微鏡用カラー撮像装置のカメラ特性情報を示す図である。
【図３】目標色情報を示す図である。
【図４】顕微鏡用カラー撮像装置１３が実行するカラー撮像処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３Ａの概略構成を示すブロック図である。
【図６】照明光がハロゲンランプの場合の撮像素子２からの出力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの信号レベルを示す図である。
【図７】Ｒｉ，Ｇｉ，ＢｉをＣａｍＲ，ＣａｍＧ，ＣａｍＢで除算した場合の信号レベルを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂの概略構成を示すブロック図である。
【図９】赤外カットフィルタ１５が顕微鏡用カラー撮像装置１３Ｂに装着されている場合と装着されていない場合におけるＲＧＢ各色成分の分光特性の信号レベルを示す図である。
【図１０】赤外カットフィルタ１５に経時変化があった場合の顕微鏡用カラー撮像装置のカメラ特性情報を示す図である。
【図１１】経時変化前後でのＩ（４６０）,Ｉ（５４０），Ｉ（６２０）の関係を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に用いるシステムの全体構成を示す図である。
【図１３】顕微鏡用カラー撮像装置１２０１の内部ブロック図である。
【図１４】観察装置の光学系の組み合わせパターンの例を示す図である。
【図１５】色度分布格納部１４０２が格納する色度分布データを分布図として示した図である。
【図１６】顕微鏡用カラー撮像装置１２０１で実行される色補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に用いるシステムの全体構成を示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態における色度分布データを分布図として示した図である。
【図１９】第５の実施の形態における色補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】従来の顕微鏡用カラー撮像装置の概略構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１          顕微鏡本体
１ａ        観察光路
２          撮像素子
３          撮像素子駆動部
４          前置処理部
５          Ａ／Ｄ変換部
６          信号処理部
７          色補正処理部
８          バス
９          制御部
１０        Ｉ／Ｆ（インタフェース）部
１１        パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２        モニタ
１３、１３Ａ、１３Ｂ  顕微鏡用カラー撮像装置
１４、１４Ａ、１４Ｂ  メモリ
１５        赤外カットフィルタ
１６        操作部
１７        記録部
１８        Ｄ／Ａ変換部
１９        表示部
１００      顕微鏡用カラー撮像装置
１０１      撮像素子
１０２      撮像素子駆動部
１０３      前置処理部
１０４      Ａ／Ｄ変換部
１０５      信号処理部
１０６      バス
１０７      制御部
１０８      Ｉ／Ｆ（インタフェース）部
１０９      パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１１０      モニタ
２００      顕微鏡本体
２０１      光源
１２０１    顕微鏡用カラー撮像装置
１２０２    撮像素子（ＣＣＤ）
１２０３    観察光
１２０４    ランプハウス
１２０５    光源
１２０６    顕微鏡筐体
１２０７    ＬＢＤフィルタ
１２０８    標本
１２０９    対物レンズ
１２１０    鏡筒
１２１１    ＩＲカットフィルタ
１２５０    ＰＣ
１２５１    モニタ
１３０１    Ａ／Ｄ変換機
１３０２    色分離回路
１３０３    ホワイトバランス設定部
１３０４    色補正部
１３０５    ガンマ（γ）補正部
１４０１、１４０１Ａ  組み合わせ判定部
１４０２、１４０２Ａ  色度分布格納部
１４０３    色補正マトリックス変更部
１４０４    色補正マトリックス格納部
１４０５    色温度判定部
１４０６    光源調整表示部
【図２】
2008028814.tif 000032
【図３】
2008028814.tif 000033
【図４】
2008028814.tif 000034
【図６】
2008028814.tif 000035
【図７】
2008028814.tif 000036
【図９】
2008028814.tif 000037
【図１０】
2008028814.tif 000038
【図１１】
2008028814.tif 000039
【図１３】
2008028814.tif 000040
【図１４】
2008028814.tif 000041
【図１５】
2008028814.tif 000042
【図１６】
2008028814.tif 000043
【図１７】
2008028814.tif 000044
【図１８】
2008028814.tif 000045
【図１９】
2008028814.tif 000046
【図１】
2008028814.tif 000047
【図５】
2008028814.tif 000048
【図８】
2008028814.tif 000049
【図１２】
2008028814.tif 000050
【図２０】
2008028814.tif 000051