(57)【要約】【課題】複数の撮像装置で撮影した複数画像を画像処理装置に取り込む際に、各画像の明るさ、色合い、画角をあらかじめ調整し、各々の画像データのダイナミックレンジを同一にして、規格化された画像データとして取り込む。【解決手段】計算機１３は、あらかじめ明るさの基準となるデータ、及び色合いの基準となるデータ、位置の基準となるデータをメモリに格納し、顕微鏡１のステージに基準試料をセットする。電子カメラ１１、１２の画像データが計算機３に格納された各基準となるデータ（明るさ、色合い）の誤差範囲内になるように、電子カメラ１１、１２の露光時間、ゲイン等を調整する。また、位置の補整量を求める。これにより電子カメラ１１、１２の各々の画像データのダイナミックレンジを同一にした画像データを計算機に取り込む。【選択図】      図１
2005057368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる明るさ基準試料と、
前記明るさ基準試料に対応する明るさ基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記明るさ基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、
前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された明るさ基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、
前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した撮像装置の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項２】
顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる色合い基準試料と、
前記色合い基準試料に対応する色合い基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記色合い基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、
前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された色合い基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、
前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した撮像装置の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項３】
顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる位置基準試料と、
前記位置基準試料に対応する位置基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記位置基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、
前記各画像データと前記メモリに格納された位置基準データとに基づいて、前記複数の撮像手段において撮像された画像データの回転角の補正量、歪曲度の補正量、平坦度の補正量を各々求める補正量取得手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項４】
顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる明るさ基準試料と、
前記明るさ基準試料に対応する明るさ基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記明るさ基準試料を前記撮像装置の分割された撮像素子により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、
前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された明るさ基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、
前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した分割された撮像素子の電気的特性を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項５】
顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる色合い基準試料と、
前記色合い基準試料に対応する色合い基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された色合い基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、
前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した分割された撮像素子の電気的特性を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項６】
顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、
前記ステージにセットされる位置基準試料と、
前記位置基準試料に対応する位置基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、
前記位置基準試料を前記撮像装置の分割された撮像素子により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、
前記各画像データと前記メモリに格納された位置基準データとに基づいて、前記分割された複数の領域において撮像された各々の画像の回転角の補正量、歪曲度の補正量、平坦度の補正量を求める補正量取得手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡用画像処理システム。
【請求項７】
複数の撮像装置が接続された画像処理装置において、
少なくとも１つの結像光学系を共通にし、異なる観察光学系を通過した被写体の光像をそれぞれ受光した前記複数の撮像装置から、それぞれの画像データを取得する画像取得手段と、
前記異なる観察光学系の光学特性によって変化した前記各画像データのバラツキ量を打ち消すように、前記撮像装置の電気的特性を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理装置において、
前記画像取得手段は、特定のパターンを備えた基準試料を撮像した前記複数の撮像装置から、各画像データを取得し、
前記調整手段は、前記各画像データから前記異なる観察光学系の光学特性による前記バラツキ量を算出するために、前記各画像データと比較するための、前記基準試料に対応した基準データを記憶していることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の画像処理装置に使用される基準試料において、
前記被写体は予め決められた特定のパターンを有する基準試料であり、前記特定のパターンは、周期的な明るさの変化を備え、あるいは周期的な色の変化を備えたことを特徴とする基準試料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの顕微鏡から得られる複数の画像をデジタル処理するのに好適な顕微鏡用画像処理システム及び画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来技術における複数の画像を取り込んで処理する顕微鏡用画像処理システムの一例を示す説明図である。
図１１に示すように、顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡１と第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２と計算機１３とから構成されている。なお、１４は計算機１３の画面である。
【０００３】
ここで、顕微鏡１は、図示するように、光源２とコンデンサレンズ３とステージ４と対物レンズ６とダイクロイックミラー７とミラー８と第１集光レンズ９と第２集光レンズ１０から構成されている。ステージ４には、試料５がセットされる。
第１電子カメラ１１は、第１集光レンズ９からの光を画像データに変換して、計算機１３に送る。同様に、第２電子カメラ１２は、第２集光レンズ９からの光を画像データに変換して、計算機１３に送る。
【０００４】
次に、図１１に示す従来技術の動作を説明する。なお、この顕微鏡用画像処理システムは、光源からの光を蛍光色素の注入を受けた試料５に集光し、異なる波長の蛍光発光を起こさせ、蛍光発光に基づく異なる光を第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２で撮像し、各々画像データとして計算機１３に送るものである。
最初に、実験者は試料５を作製する。そのとき、実験者は試料５の内部に２種類の蛍光色素を注入する。これにより、試料５は光源２からの励起光を受けて、異なる波長の蛍光を発光するようになる。
【０００５】
次に、実験者は、作製した試料５を顕微鏡１のステージ４上に置き、ステージ４を移動させて、位置及びフォーカスの調整を行い、対物レンズ６の切り替え等を行い、明るさが十分になったところで、画像を取得する。
顕微鏡１において、光源２から出射された光は、コンデンサレンズ３を通り、ステージ４上の試料５に集光される。試料５に集光された光は、試料５内部に注入された２種類の蛍光色素を発光させる。ここで、各蛍光色素は、異なる波長の蛍光により発光する。それぞれの蛍光色素から発光した異なる波長の蛍光は、対物レンズ６を通り、ダイクロイックミラー７でそれぞれの波長の蛍光に分離される。ここで、光源２からの励起光は、ダイクロイックミラー７によって遮断される。また、ダイクロイックミラー７は、２つの波長の蛍光を受けても、同一の割合で分離することはなく、例えば第１集光レンズ９では受けた蛍光の１００パーセントを透過し、第２集光レンズ１０では受けた蛍光の５０パーセントを透過する。
【０００６】
各々分離された蛍光は、一方において、第１集光レンズ９を通って、第１電子カメラ１１に集光される。分離された蛍光は、他方において、ミラー８と第２集光レンズ１０を通って、第２電子カメラ１２に集光される。
第１電子カメラ１１及び第２電子カメラ１２に集光された波長の異なる蛍光は、各電子カメラを経て、デジタルの画像データに変換される。各画像データは、計算機１３に送信される。
【０００７】
計算機１３は、画面１４にそれぞれの蛍光波長に沿った取得画像を表示する。
図１２は、従来技術における複数の画像を取り込んで処理する顕微鏡用画像処理システムの他の例を示す説明図である。なお、図１２において、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図１２は図１１に示す顕微鏡用画像処理システムを変更したもので、それぞれの蛍光波長の光の集光位置を調整し、一つの電子カメラ１５で一度に２つの画像を取得することができるシステムである。すなわち、電子カメラ１５の内部では、ＣＣＤ等の撮像手段が図示するように２つに分割され（１５ａ、１５ｂ参照）、異なる蛍光波長の画像を取得するように構成されている。
【０００８】
計算機１３は、電子カメラ１５からの各々の画像を画像データとして受け取り、それぞれの画面１３に表示する。
図１１と図１２において、各蛍光波長の画像データを各々取得した後は、計算機１３を用いて、それぞれの比率を演算したり、重ね合わせて表示したりする（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−６１６１０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術には、次のような問題点がある。
【００１１】
すなわち、図１１に示す顕微鏡用画像処理システムの場合、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の設定は規格化されておらず、ダイクロイックミラー７の波長毎の透過率の違いや、減衰率の違いや、光の収集率の違いで、明るさが違ったり、色合いが違ったりする。また、第１電子カメラ１１及び第２電子カメラ１２に光を導く光学系の違いや、電子カメラと光学系の取り付け位置の違いにより、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２とで見える画角が違うことがある。
【００１２】
例えば、第１電子カメラ１１及び第２電子カメラ１２に入射する蛍光光量の相違により各カメラのダイナミックレンジが異なり、その結果、画像を比較する際に、画像の明るさが違ったり、色合いが違ったりして、同等の画像として画像を処理をすることができない。
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑み為されたもので、複数台の撮像装置で撮像された複数画像、及び撮像素子の分割により複数画像を撮影することが可能な撮像装置により得られた複数画像を画像処理装置に取り込む際に、各画像の明るさ、各画像の色合い、各画像の画角をあらかじめ調整するのに好適な顕微鏡用画像処理システム及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
具体的には、異なる光学系、複数の撮像装置、又は撮像装置の撮像素子の複数の領域を用いて、同一の試料を観察するとき、各々の画像データのダイナミックレンジを同一にし、規格化された画像データとして画像処理装置に取り込むことを可能とし、実験者が複雑な調整を必要としない顕微鏡画像処理システム及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる明るさ基準試料と、前記明るさ基準試料に対応する明るさ基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記明るさ基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された明るさ基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した撮像装置の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる色合い基準試料と、前記色合い基準試料に対応する色合い基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記色合い基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された色合い基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した撮像装置の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる複数の撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して各々の前記撮像装置に導き、前記各撮像装置において撮像された前記試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる位置基準試料と、前記位置基準試料に対応する位置基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記位置基準試料を前記複数の撮像装置により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、前記各画像データと前記メモリに格納された位置基準データとに基づいて、前記複数の撮像手段において撮像された画像データの回転角の補正量、歪曲度の補正量、平坦度の補正量を各々求める補正量取得手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる明るさ基準試料と、前記明るさ基準試料に対応する明るさ基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記明るさ基準試料を前記撮像装置の分割された撮像素子により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された明るさ基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した分割された撮像素子の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる色合い基準試料と、前記色合い基準試料に対応する色合い基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記各画像データがそれぞれ前記メモリに格納された色合い基準データの誤差範囲内にあるか否かを各々判定する判定手段と、前記判定手段が誤差範囲内にないと判定したとき、誤差範囲内にないとされた画像データを出力した分割された撮像素子の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の顕微鏡用画像処理システムは、顕微鏡にマウントされる撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理装置とから構成され、前記撮像装置内の撮像素子を複数の領域に分割し、前記顕微鏡のステージにセットされた試料の像を異なる光学系を通して前記分割された撮像素子の各々の領域に導き、前記各々の領域において撮像された試料の各画像データを前記画像処理装置に送って表示する顕微鏡用画像処理システムにおいて、前記ステージにセットされる位置基準試料と、前記位置基準試料に対応する位置基準データを格納した前記画像処理装置のメモリと、前記位置基準試料を前記撮像装置の分割された撮像素子により同時に撮像させ、撮像された各画像データを取得する複数画像取得手段と、前記各画像データと前記メモリに格納された位置基準データとに基づいて、前記分割された複数の領域において撮像された各々の画像の回転角の補正量、歪曲度の補正量、平坦度の補正量を求める補正量取得手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の画像処理装置は、複数の撮像装置が接続された画像処理装置において、少なくとも１つの結像光学系を共通にし、異なる観察光学系を通過した被写体の光像をそれぞれ受光した前記複数の撮像装置から、それぞれの画像データを取得する画像取得手段と、前記異なる観察光学系の光学特性によって変化した前記各画像データのバラツキ量を打ち消すように、前記撮像装置の電気的特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の画像処理装置は、請求項７に記載の画像処理装置において、前記画像取得手段は、特定のパターンを備えた基準試料を撮像した前記複数の撮像装置から、各画像データを取得し、前記調整手段は、前記各画像データから前記異なる観察光学系の光学特性による前記バラツキ量を算出するために、前記各画像データと比較するための、前記基準試料に対応した基準データを記憶していることを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の基準試料は、請求項７又は請求項８に記載の画像処理装置に使用される基準試料において、前記被写体は予め決められた特定のパターンを有する基準試料であり、前記特定のパターンは、周期的な明るさの変化を備え、あるいは周期的な色の変化を備えたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の顕微鏡用画像処理システムの一実施の形態を示す説明図である。図１において、図１１に示す従来技術と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。なお、この実施の形態は、請求項１から請求項９に記載の発明に対応する。また、請求項に記載する画像処理装置は計算機１３が対応し、請求項に記載する撮像装置は第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２が対応する。
【００２５】
図１に示す顕微鏡用画像処理システムが図１１に示す従来技術と相違しているのは、次の点である。第１に、計算機１３は、あらかじめ明るさ基準データ、及び色合い基準データ、及び位置基準データをメモリに格納している。
【００２６】
前記明るさ基準データは、図２に示す明るさ基準試料１６に基づくもので、明るさ基準試料１６には、図示するように白から黒までの６段階が設定されている。したがって、明るさ基準データも、白から黒まで６段階のデータが準備されている。明るさ基準試料１６では、図示するように、位置決めのため、２つの基準点ａ、ｄが設定されている。
【００２７】
同様に、色合い基準データは、図３に示す色合いの基準となる色合い基準試料１７に基づくもので、色合い基準試料１７には図示するように白、青、水色、緑、黄、赤、紫、黒までの８色が設定されている。したがって、色合基準データも、白、青、水色、緑、黄、赤、紫、黒までの８色のデータが準備されている。色合い基準試料１７では、図示するように、位置決めのため、２つの基準点ａ、ｄが設定されている。
【００２８】
同様に、位置基準データは、図４に示す位置の基準となる位置基準試料１８に基づくものである。位置基準試料１８では、図示するように、４つの基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが設定されている。
最初に、顕微鏡用画像処理システムの明るさの規格化について、図５と図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
図５のステップＳ１１において、顕微鏡１をセットする。具体的には、明るさの基準となる明るさ基準試料１６を顕微鏡１のステージ４上にセットし、顕微鏡１の電源を入れて、光源２をある一定の明るさに設定する。また、対物レンズ６の倍率設定等を行う。
ステップＳ１２において、顕微鏡１が観察している明るさ基準試料１６上の領域の位置データを得る。具体的には、対物レンズ６から第１カメラ１１のＣＣＤ面までの光学系の倍率及びＣＣＤチップの大きさ等に基づいて、実際に観察している明るさ基準試料１６上の領域の位置データを得る。この位置データは、計算機１３のメモリに格納される。
【００３０】
ステップＳ１３において、第１電子カメラ１１が明るさ基準試料１６の顕微鏡画像を撮影する。
ステップＳ１４において、第１電子カメラ１１は撮影した画像データを計算機１３に伝送し、計算機１３は前記画像データを受け取ってメモリに格納する。
ステップＳ１５において、計算機１３は明るさ基準試料１６の画像に基づいて、左上端基準点ａの確認を行う。基準点ａの確認がきなかった場合、顕微鏡１はステップＳ１６に進み、ステージ４の移動を行う。ここで、ステージ４の移動は、Ｘ方向に１ステップだけ行う。なお、ステージ４のＸ方向への移動が既に最大位置に来ている場合は、Ｙ方向について１ステップの移動を行い、Ｘ方向について原点位置（Ｘ＝０の位置）に移動する。その後、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理を繰り返す。
【００３１】
ステップＳ１５において、基準点ａの確認ができた場合、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７において、顕微鏡１は、計算機１３からの指示に基づいて、基準点ａが画像の左上端に位置するように、ステージ４を移動する。このとき、ステップＳ１２において取得した「顕微鏡１が観察している明るさ基準試料１６の領域の位置データ」とステップＳ１６における「ステージの移動量」を参照してステージ４を移動する。そして、移動位置を初期位置として記憶する。
【００３２】
ステップＳ１８において、第１カメラ１１と第２カメラ１２が撮影を行う。
ステップＳ１９において、第１カメラ１１の画像データと第２カメラ１２の画像データを計算機１３に伝送し、計算機１３は前記２つの画像データを受け取る。
ステップＳ２０において、計算機１３は第１カメラ１１と第２カメラ１２から送られてきた２つの画像（サンプル画像）の各々に明るさ基準試料１６の白から黒まで６色が全て収まっているか否かを判断する。ここで、図２に示す基準点ｄが各画像中において認識された場合、白から黒までの６色が全て収まっていると判定される。
【００３３】
ステップＳ２０において、第１カメラ１１、第２カメラ１２が撮影した画像に白から黒まで６色が全て収まっていないと判定された場合、ステップＳ２１に進む。この場合、画像中に、前記６色のうちの一部の色だけが収まっていることを意味する。
ステップＳ２１において、これまでに、白から黒までの６色の画像（サンプル画像）が全て取得されたか否かが判定される。ここで、図２に示す基準点ｄが画像中において認識された場合、白から黒までの６色の画像（サンプル画像）が全て取得されたと判定される。この例では、白から黒までの６色の画像が全て取得されていないと判定され、ステップＳ２２に進む。白から黒までの６色の画像が全て取得されたと判定されるのは、少なくとも、ステップＳ１８において撮影が２回行われた場合である。
【００３４】
ステップＳ２２において、ステップＳ１６と同様にステージ４を移動させ、その後、ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理を繰り返す。
ステップＳ２０において、第１カメラ１１、第２カメラ１２の１画面（サンプル画像）中に白から黒まで６色が全て収まっていると判定された場合、図６に示すステップＳ２４に進む（Ａ参照）。また、ステップＳ２１において、白から黒までの６色が複数の画像（複数のサンプル画像）中に全て取得されていると判定された場合（図２に示す基準点ｄが画像中において認識された場合）、図６に示すステップＳ２４に進む（Ｂ参照）。
【００３５】
ステップＳ２３において、第１カメラ１１、第２カメラ１２において取得された複数の画像（サンプル画像）を画像処理（タイリング処理）して、白から黒までの６色の画像を一つの画像にする。
ステップＳ２４において、ステップＳ２３において得られた白から黒までの６色の画像（サンプルデータ）の各々について、又はステップＳ２０において得られた白から黒までの６色の画像（サンプルデータ）の各々について、明るさの平均値を求める。これは、ステップＳ１８〜Ｓ２３で求めた白から黒までの６色の各々に、ノイズ成分や画像位置による明るさの差が存在するため、平均値を求めて正確を期するためである。
【００３６】
ステップＳ２５において、計算機１３のメモリに格納されている白から黒までの６色の明るさ基準データと、ステップＳ２４で求めた白から黒までの６色の平均値（サンプルデータ）との差分を各々求める。
ステップＳ２６において、前記差分があらかじめ定められた誤差の範囲内か否かを判定する。ステップＳ２６おいて、誤差の範囲外であると判定された場合、ステップＳ２７に進み、第１カメラ１１又は第２カメラ１２のゲイン、露光時間の設定等を変更する。ただし、ゲイン設定値が最大値であれば、ゲイン設定値と露光時間を初期値に戻して、光源２の明るさを変更する。
【００３７】
続いて、ステップＳ２８において、顕微鏡１はステージ４を初期位置（Ｓ１７参照）に移動し、ステップＳ１８に戻り、ステップＳ１８〜Ｓ２６の処理を繰り返して実行する。
ステップＳ２６において、誤差の範囲内と判定された場合には、処理を終了する。
【００３８】
以上の説明においては、ステップＳ１３において第１電子カメラ１１を用いて撮影したが、第２電子カメラ１２を用いて撮影してもよい。
また、ステップＳ２０において、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ２１に進み、又は第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ２４に進むように説明したが、場合によっては、いずれか一方のカメラだけがステップＳ２１に進み、他方のカメラがステップＳ２４に進むこともあり得る。ただし、同一の顕微鏡に同一の電子カメラを設けているときは、このような事態が生じるのは稀である。
【００３９】
また、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２のステップＳ２７における調整は、露光時間とゲインの調整によって行われるが、例えばゲイン調整はＣＣＤから出力される電気信号にゲインを掛けるアナログ処理で行ってもよいし、前記アナログ信号をデジタル化した後、デジタル処理により行ってもよい。
【００４０】
また、コンデンサレンズ３と対物レンズ６は、それぞれ切り替えて使用することができる。この場合、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せの数だけ明るさ基準データを準備し、計算機１３のメモリに格納しておく。これにより、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せにおいても、第１電子カメラ「１１と第２電子カメラ１２から取得した画像データは規格化された明るさとなり、顕微鏡用画像処理システムを規格化することが可能になる。ただし、明るさ基準試料１６もその数だけ準備する必要がある。
【００４１】
こうすることで、各電子カメラからのデータは自動的に明るさが調整され、ダイナミックレンジが同一で、規格化されたものとなる。
また、このような顕微鏡用画像処理システムが複数台ある場合にも、各電子カメラからから取得したデータは、ダイナミックレンジが同一であり、規格化された明るさとなる。
【００４２】
なお、請求項１、４に記載する複数画像取得手段は、ステップＳ１８〜Ｓ２３が相当する。また、請求項１、４に記載する調整手段は、ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ１８〜２６が相当する。
次に、顕微鏡用画像処理システムの色合いの規格化について、図７と図８に示すフローチャート（ステップＳ３１〜ステップＳ４８）を用いて説明する。
【００４３】
色合いの規格化を説明するためのステップＳ３１〜ステップＳ４８は、図４と図５に示す明るさの規格化を説明するためのステップＳ１１〜ステップＳ２８とほぼ同様の手順であるので、主に相違点について説明する。
図７に示すステップＳ３１において（顕微鏡セット）、色合いの基準となる色合い基準試料１７が顕微鏡１のステージ４上にセットされる。他は、ステップＳ１１の場合と同様である。
【００４４】
ステップＳ３２において、顕微鏡１が観察している色合い基準試料１７上の領域の位置データを得て、計算機１３に記憶する。ステップＳ１２と同様の処理である。
ステップＳ３３〜Ｓ３９おいて、ステップＳ１３〜Ｓ１９と同様の処理が行われる。異なるのは、顕微鏡１が観察している対象が明るさ基準試料１６ではなく、色合い基準試料１７であることである。具体的には、色合い基準試料１７の左上端基準点ａを確認して（ステップＳ３３〜Ｓ３６）、初期位置に移動し（ステップＳ３７）、第１カメラ１１と第２カメラ１２で撮影し（ステップＳ３８）、撮影して得た画像データを計算機１３に伝送する（ステップＳ３９）。
【００４５】
ステップＳ４０において、第１カメラ１１、第２カメラ１２が撮影した画像に白、青、水…、黒までの８色（図３参照）が全て収まっていないと判定された場合、ステップＳ４１に進む。他は、ステップＳ２０の場合と同様である。
ステップＳ４１において、これまでに、白、青、水…、黒までの８色の画像（サンプル画像）が全て取得されたか否かが判定される。ここで、図３に示す基準点ｄが画像中において認識された場合、前記８色の画像（サンプル画像）が全て取得されたと判定される。この例では、白から黒までの８色の画像が全て取得されていないと判定され、ステップＳ２２に進む。前記８色の画像が全て取得されたと判定されるのは、少なくとも、ステップＳ３８において撮影が２回行われた場合である。
【００４６】
ステップＳ４２において、ステップＳ３６と同様にステージ４を移動させ、その後、ステップＳ３８〜Ｓ４０を繰り返す。
ステップＳ４０において、第１カメラ１１、第２カメラ１２の１画面中に前記８色が全て収まっていると判定された場合、図８に示すステップＳ４４に進む（Ｄ参照）。また、ステップＳ４１において、前記８色の画像（サンプル画像）が全て取得されていると判定された場合（図３に示す基準点ｄが画像中において認識された場合）、図６に示すステップＳ４４に進む（Ｅ参照）。
【００４７】
ステップＳ４３において、第１カメラ１１、第２カメラ１２において取得された複数の画像（サンプル画像）を画像処理（タイリング処理）して、前記８色の画像を一つの画像にする。
ステップＳ４４において、ステップＳ４３において得られた前記８色の画像の各々について、又はステップＳ４０において得られた前記８色の各々について、平均値を求める。これは、ステップＳ３８〜Ｓ４３で求めた前記８色の各々に、ノイズ成分や画像位置による色合いの差が存在するため、平均値を求めて正確を期するためである。
【００４８】
ステップＳ４５において、計算機１３のメモリに格納されている８色の色合い基準データと、ステップＳ４４で求めた前記８色の平均値との差分を各々求める。
ステップＳ４６において、前記差分があらかじめ定められた誤差の範囲内か否かを判定する。以後の処理（ステップＳ４７、４８）は、明るさの規格化と同様であるので説明を諸略する。
【００４９】
以上の説明においては、ステップＳ３３において第１電子カメラ１１を用いて撮影したが、第２電子カメラ１２を用いて撮影してもよい。
また、ステップＳ４０において、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ４１に進み、又は第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ４４に進むように説明したが、場合によっては、いずれか一方のカメラだけがステップＳ４１に進み、他方のカメラがステップＳ４４に進むこともあり得る。ただし、同一の顕微鏡１に同一設定の第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２を設ける場合は、このような事態が生じるのは稀である。
【００５０】
また、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２のステップＳ４７における調整は、露光時間とゲインの調整によって行われるが、例えばゲイン調整はＣＣＤから出力される電気信号にゲインを掛けるアナログ処理で行ってもよいし、前記アナログ信号をデジタル化した後、デジタル処理により行ってもよい。具体的に、電子カメラが、例えば３板式ＣＣＤを備えている場合を例にして説明する。この場合、露光時間と、赤用のＣＣＤの出力に掛けるゲインと、緑用のＣＣＤの出力に掛けるゲインと、青用のＣＣＤの出力に掛けるゲインとを、それぞれ調整することにより、アナログ信号の段階で色合いの調整を行うことができる。さらに、３色のアナログ信号を合成してデジタル信号に変換した後には、ブラックバランスやホワイトバランスやγ補正等を調整することで、色合いの調整を行うことができる。
【００５１】
また、コンデンサレンズ３と対物レンズ６は、それぞれ切り替えて使用することができる。この場合、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せの数だけ色合基準データを準備し、計算機１３のメモリに格納しておく。これにより、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せにおいても、顕微鏡用画像処理システムから取得したデータは規格化された色合いとなり、顕微鏡用画像処理システムを規格化することが可能になる。ただし、色合い基準試料１７もその数だけ準備する必要がある。
【００５２】
こうすることで、各電子カメラからのデータは自動的に色合いが調整され、ダイナミックレンジが同一で、規格化されたものとなる。
なお、このような顕微鏡用画像処理システムが複数台ある場合にも、各電子カメラから取得したデータは、ダイナミックレンジが同一であり、規格化された色合いとなる。
【００５３】
なお、請求項２、５に記載する複数画像取得手段は、ステップＳ３８〜Ｓ４３が相当する。また、請求項２、５に記載する調整手段は、ステップＳ４７、Ｓ３８、Ｓ３８〜４６が相当する。
次に、顕微鏡用画像処理システムの位置の規格化について、図９と図１０に示すフローチャート（ステップＳ５１〜ステップＳ６７）を用いて説明する。
【００５４】
位置の規格化を説明するためのステップＳ５１〜ステップＳ６７のうち、ステップＳ５１〜ステップＳ６３は、図４と図５に示す明るさの規格化を説明するためのステップＳ１１〜ステップＳ２３とほぼ同様の手順であるので、ステップＳ５１〜ステップＳ６３については主に相違点について説明する。
図９に示すステップＳ５１において（顕微鏡セット）、位置基準試料１８が顕微鏡１のステージ４上にセットされる。他は、ステップＳ１１の場合と同様である。
【００５５】
ステップＳ５２においては、顕微鏡１が観察している位置基準試料１８上の領域の位置データを得て、計算機１３に記憶する。他は、ステップＳ１２と同様の処理である。
ステップＳ５３〜Ｓ５９おいては、ステップＳ１３〜Ｓ１９と同様の処理が行われる。異なるのは、顕微鏡１が観察している対象が明るさ基準試料１６ではなく、位置基準試料１８であることである。具体的には、位置基準試料１８の左上端基準点ａを確認して（ステップＳ５３〜Ｓ５６）、初期位置に移動し（ステップＳ５７）、第１カメラ１１と第２カメラ１２で撮影し（ステップＳ５８）、撮影して得た画像データを計算機１３に伝送する（ステップＳ５９）。
【００５６】
ステップＳ６０において、第１カメラ１１、第２カメラ１２が撮影した画像に基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄ（図４参照）が全て収まっていないと判定された場合、ステップＳ６１に進む。他は、ステップＳ２０の場合と同様である。
ステップＳ６１において、これまでに、基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄ（図４参照）が全て収まった画像（サンプル画像）が取得されたか否かが判定される。ここで、図４に示す基準点ｄが画像中において認識された場合、前記基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て収まった画像（サンプル画像）が取得されたと判定される。この例では、まだ基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て収まった画像（サンプル画像）が取得されていないと判定され、ステップＳ６２に進む。この例では、前記基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て取得されたと判定されるのは、少なくとも、ステップＳ５８において撮影が２回行われた場合である。
【００５７】
ステップＳ６２において、ステップＳ５６と同様にステージ４を移動させ、その後、ステップＳ５８〜Ｓ６０を繰り返す。
ステップＳ６０において、計算機１３において、第１カメラ１１又は第２カメラ１２の１画面中に前記基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て収まっていると判定された場合、図１０に示すステップＳ６４に進む（Ｇ参照）。また、ステップＳ６１において、前記基準点ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て取得されていると判定された場合、図１０に示すステップＳ６４に進む（Ｈ参照）。
【００５８】
ステップＳ６３において、計算機１３は、第１カメラ１１と第２カメラ１２において各々取得された複数の画像（サンプル画像）を画像処理（タイリング処理）して、各々一つの画像にする。具体的には、第１カメラ１１による画像から一つの画像を得て、第２カメラ１２による画像から一つの画像を得る。
ステップＳ６４において、計算機１３は、計算機１３に格納されている位置基準データのサイズと、第１カメラ１１及び第２カメラ１２に基づいて撮影された画像のサイズ、又は画像処理（タイリング処理）された各々の画像のサイズとを合致させる。ここで、画像のサイズとは、画素数（縦×横）を意味する。
【００５９】
ステップＳ６５においては、計算機１３は位置基準データと第１カメラ１１及び第２カメラ１２から得た画像データに基づいて、各々の回転角の補正量を求めて、メモリに格納する。
ステップＳ６６においては、計算機１３は位置基準データと第１カメラ１１及び第２カメラ１２から得た画像データに基づいて、各々の歪曲度の補正量を求めて、メモリに格納する。
【００６０】
ステップＳ６７においては、計算機１３は位置基準データと第１カメラ１１及び第２カメラ１２から得た画像データに基づいて、各々の平坦度の補正量を求めて、メモリに格納する。以上で、処理を終了する。
なお、前記した位置の規格化は、明るさの規格化や色合いの規格化を行った後に実行するのが望ましい。
【００６１】
以上の説明においては、ステップＳ５３において第１電子カメラ１１を用いて撮影したが、第２電子カメラ１２を用いて撮影してもよい。
また、ステップＳ６０において、第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ６１に進み、又は第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２の両方がステップＳ６４に進むように説明したが、場合によっては、いずれか一方のカメラだけがステップＳ６１に進み、他方のカメラがステップＳ６４に進むこともあり得る。ただし、同一の顕微鏡１に同一設定の第１電子カメラ１１と第２電子カメラ１２を設けているため、このような事態が生じるのは稀である。
【００６２】
また、コンデンサレンズ３と対物レンズ６は、それぞれ切り替えて使用することができる。この場合、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せの数だけ位置基準データを準備し、計算機１３のメモリに格納しておく。これにより、コンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せにおいても、顕微鏡用画像処理システムから取得したデータは規格化された色合いとなり、顕微鏡用画像処理システムを規格化することが可能になる。ただし、位置基準試料１８もその数だけ準備する必要がある。
【００６３】
また、第１電子カメラ１１のＣＣＤと第２電子カメラ１２のＣＣＤが、各画素毎に独立してゲインを調整機能を有している場合、平坦度の補整はＣＣＤの各画素毎にゲインを調整することにより行うことができる。
こうすることで、各電子カメラからの画像は、計算機１３のメモリに格納された回転角の補正量、歪曲度の補正量、平坦度の補正量により、計算機１３によって位置調整され、各電子カメラから取得した位置データは、ダイナミックレンジが同一で、規格化されたものとなる。
【００６４】
なお、このような顕微鏡用画像処理システムが複数台ある場合にも、各電子カメラから取得した位置データは、ダイナミックレンジが同一であり、規格化されたものとなる。
【００６５】
また、図１に示す顕微鏡用画像処理システムは、一つの結像光学系（光源２、コンデンサレンズ３、対物レンズ６が対応する）だけを備えているが、複数の結像光学系を備えてもよい。これは、請求項７に対応する。
なお、付言すれば、図１に示す第１集光レンズ９が倍率を変更できる場合には、その設定を変更して画角を合わせることもできる。前記集光レンズの倍率の変更を行う場合には、変更後の集光レンズの倍率とコンデンサレンズ３と対物レンズ６の組み合せの数だけ、位置の基準となるデータを準備し、計算機１３のメモリに格納しておく必要がある。この場合、各データに適合する位置基準試料を作成するのが好ましい。
【００６６】
なお、請求項３、６に記載する複数画像取得手段は、ステップＳ５８〜Ｓ６３が相当する。また、請求項３、６に記載する補正量取得手段は、ステップＳ６５〜Ｓ６７が相当する。
図１から図１０を用いて説明した実施の形態では、ステップＳ１６、Ｓ２２、Ｓ３６、Ｓ４２，Ｓ５６、Ｓ６２におけるステージ４の移動は、計算機１３の指示によるステージ４の移動により行われている。しかし、移動量が小さい場合には、第１電子カメラ１１及び第２電子カメラ１２のＣＣＤをピエゾ素子等を用いて微小に動かすことにより、ステージ４を動かすのと同等の効果を得ることができる。
【００６７】
また、前記した例では、計算機１３がステージの移動量（Ｓ５５、Ｓ６２）を指示したが、計算機１３が画像処理（デジタル演算）によって、位置の補正や画角の補正を行ってもよい。
図１から図１０を用いて説明した実施の形態では、２台の電子カメラ１１、１２を用いた。しかし、電子カメラの数は任意でよい。これは、請求項１、２、３に対応する。
【００６８】
また、従来技術の図１２において説明したように、１台の電子カメラの撮像素子を２つに分割して用いてもよい。さらに、その分割数は任意でよい。これは、請求項４、５、６に対応する。
また、請求項８に記載する結像光学系は、光源２、コンデンサレンズ３、対物レンズ６が対応する。同じく、請求項８に記載する観察光学系は、ダイクロイックミラー７、第１集光レンズ９、第２集光レンズ９が対応する。同じく、請求項８に記載する調整手段は、例えば明るさ調整のとき、ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ１８〜２６の他に、計算機１３のメモリに格納されている明るさ基準データが相当する。色合い調整のときは、ステップＳ４７、Ｓ４８、Ｓ３８〜４６の他に、計算機１３のメモリに格納されている色合い基準データが相当する。
【００６９】
また、図２に示す明るさ基準試料１６は、特定のパターンを備えている。この特定のパターンは、周期的に明るさの変化を現すものでもよい。図３に示す色合い基準試料１７は、特定のパターンを備えている。この特定のパターンは、周期的に色あいの変化を現すものでもよい。これは、請求項９に対応する。
以上の説明から明らかなように、前記した実施の形態によれば、明るさ、色合い、位置（画角）について、同一のダイナミックレンジで規格化された画像データを得ることができ、実験者は複雑な調整を行うことなく、例えば波長の相違により分離された複数の蛍光に基づく画像のそれぞれの比率を演算したり、重ね合わせて表示したりすることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数台の撮像装置が、ダイナミックレンジが同一の画像データを出力するようにあらかじめ調整することができる。
これにより、画像処理装置への入力画像の規格化を行うことができ、複数の画像データを実験者が補正することなく、容易に重ね合わせや演算を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の顕微鏡用画像処理システムの一実施の形態を示す説明図である。
【図２】明るさ基準試料を示す説明図である。
【図３】色合い基準試料基準試料を示す説明図である。
【図４】位置基準試料を示す説明図である。
【図５】明るさの規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図６】明るさの規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図７】色合いの規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図８】色合いの規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図９】位置の規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図１０】位置の規格化を行う手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来技術における複数の画像を取り込んで処理する顕微鏡用画像処理システムの一例を示す説明図である。
【図１２】従来技術における複数の画像を取り込んで処理する顕微鏡用画像処理システムの他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  顕微鏡
２  光源
３  コンデンサレンズ
４  ステージ
５  試料
６  対物レンズ
７  ダイクロイックミラー
８  ミラー
９  第１集光レンズ
１０  第２集光レンズ
１１  第１電子カメラ
１２  第２電子カメラ
１３  計算機
１４  画面
１５  電子カメラ
１６  明るさ基準試料
１７  色合い基準試料
１８  位置基準試料
【図１】
2005057368.tif 000003
【図２】
2005057368.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005057368.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005057368.tif 000008
【図７】
2005057368.tif 000009
【図８】
2005057368.tif 000010
【図９】
2005057368.tif 000011
【図１０】
2005057368.tif 000012
【図１１】
2005057368.tif 000013
【図１２】
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