(57)【要約】  【課題】  撮影システムにおいて微弱光を撮影した際に画像情報の読み出し時間が長時間になった場合であっても、連続撮影が可能にする。    【解決手段】  撮影ユニット３０が、それぞれ被写体ＰＳを撮影して画像情報を出力する複数の撮像素子３０ａ、３０ｂを有し、撮影制御装置１００が、被写体ＰＳの撮影が完了した撮像素子３０ａ（第２撮像素子３０ｂ）から画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の撮像素子３０ｂ（第１撮像素子３０ａ）が被写体ＰＳの撮影を開始するように複数の撮像素子３０ａ、３０ｂを制御するものである。【選択図】  図４
2005283353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被写体が収容される筐体と該筐体内に収容された前記被写体を撮影して画像情報を出力する撮影ユニットとを備えた撮影装置と、該撮影ユニットの動作を制御する撮影制御装置とを有する撮影システムにおいて、
前記撮影ユニットが、それぞれ前記被写体を撮影して画像情報を出力する複数の撮像素子を有し、
前記撮影制御装置が、前記被写体の撮影が完了した前記撮像素子から前記画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の前記撮像素子が前記被写体の撮影を開始するように前記複数の撮像素子を制御するものであることを特徴とする撮影システム。
【請求項２】
前記撮影制御装置が、前記複数の撮像素子がそれぞれ同一の前記被写体を同一の露光時間で撮影するように制御する機能を有し、
前記複数の撮像素子が同一の前記被写体を同一の露光時間で撮影したときの複数の画像情報を比較することにより、前記各撮像素子から取得した前記画像情報が同一になるように、前記画像情報を補正するための補正係数を前記各撮像素子毎に算出する補正係数算出手段と、
該補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて、前記各撮像素子から取得した前記画像情報を補正する補正手段と
を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筐体に配置された被写体を撮像する撮影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体に被写体を配置し、筐体内に備えられた光源で被写体を照射して被写体を撮像する装置が色々な分野で利用されている。例えば、生化学の分野において、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光検出システムが知られている。この蛍光検出システムによれば、蛍光画像を読み取ることによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは分子量、特性の評価などを行うことができる。
【０００３】
具体的には、例えば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液の中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させる。あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させる。そして、この複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００４】
あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００５】
また、近年、生化学解析システムとしてマイクロアレイ解析システムが注目を集めている。例えば、蛍光物質を標識物質として利用したマイクロアレイ解析システムにおいては、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるいは、化学的、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質、蛍光色素などの蛍光標識物質によって標識された物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特異的結合物質に、特異的に結合させたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光色素などの標識物質から発せられた蛍光などを光電的に検出して、生体由来の物質を解析するものである。
【０００６】
上述した生化学解析用システムにおいては、蛍光などを検出するために、筐体内に励起光源とＣＣＤを備えた撮影装置を利用し、上述したマイクロアレイやゲルなどを試料として筐体に収容して、励起光源から励起光を試料に照射することによって試料から生じた蛍光を撮影部としてのＣＣＤにより撮像して検出している。
【０００７】
ところで、生化学解析システムに限らず、筐体に被写体を収容し、筐体に備え付けられた光源から被写体に光を照射して、撮像部により被写体を撮像する撮影装置がある。この撮影装置においては、光（励起光を含む）を照射する光源の位置が固定された構造を有する。特に、生化学解析システムにおいて検出する発光（蛍光）は微弱であるため、撮影部を冷却しながら長時間露光を行う。さらに撮影部から画像情報を読み出す際には、ノイズを拾わないように低速で、長時間かけて読み出すようにしている（たとえば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２８７４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、撮像部から画像情報を読み出すときに時間がかかってしまうと、撮影終了後ただちに次の撮影を行うことができず、被写体を連続して撮影した複数の画像情報を取得できないという問題がある。また、撮像素子から画像情報を読み出しながら次の露光を行うことも考えられるが、ノイズを拾う原因となるため好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、微弱光を撮影した際に画像情報の読み出し時間が長時間になった場合であっても、連続撮影が可能な撮影システム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】
【００１０】
本発明の撮影システムは、内部に被写体が収容される筐体と、筐体内に収容された被写体を撮影して画像情報を出力する撮影ユニットとを備えた撮影装置と、撮影装置の動作を制御する撮影制御装置とを有する撮影システムにおいて、撮影ユニットが、それぞれ被写体を撮影して画像情報を出力する複数の撮像素子を有し、撮影制御装置が、被写体の撮影が完了した撮像素子から画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の撮像素子が被写体の撮影を開始するように複数の撮像素子を制御するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、被写体は、たとえば化学発光基質と接触して発光している検体であってもよいし、励起光が照射されることにより蛍光を射出する、蛍光色素で標識された蛍光標識検体であってもよい。
【００１２】
また、撮影制御装置は、被写体の撮影が完了した撮像素子から画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の撮像素子が被写体の撮影を開始するように複数の撮像素子を制御するものであれば他に機能が付加されたものでもよく、複数の撮像素子がそれぞれ同一の被写体を同一の露光時間で撮影するように制御する機能を有するものであってもよい。
【００１３】
このとき、撮影制御装置は、複数の撮像素子が同一の被写体を同一の露光時間で撮影したときの複数の画像情報を比較することにより、各撮像素子から取得した画像情報が同一になるように、画像情報を補正するための補正係数を各撮像素子毎に算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて、各撮像素子から取得した画像情報を補正する補正手段とを有するものであってもよい。
【００１４】
なお、「画像情報が同一」とは、各撮像素子から取得された画像情報における各画素の信号値が同一であることをいう。また、補正係数は、撮影ユニットが備えているすべての撮像素子毎に算出するものであってもよいし、撮影ユニットが備えているすべての撮像素子のうち１つの撮像素子を基準とし、他の撮像素子について算出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撮影システムによれば、撮影ユニットが、それぞれ被写体を撮影して画像情報を出力する複数の撮像素子を有し、撮影制御装置が、被写体の撮影が完了した撮像素子から画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の撮像素子が被写体の撮影を開始するように複数の撮像素子を制御することにより、１つの撮像素子において画像情報の読み出しをしている最中に、他の撮像素子により撮影を行うことができるため、微弱光を撮影するような画像情報の読み出し時間が長くなるような場合であっても、被写体を連続して撮影することができる。
【００１６】
なお、撮影制御装置が、複数の撮像素子がそれぞれ同一の被写体を同一の露光時間で撮影するように制御する機能を有し、複数の撮像素子が同一の被写体を同一の露光時間で撮影したときの複数の画像情報を比較することにより、各撮像素子から取得した画像情報が同一になるように、画像情報を補正するための補正係数を各撮像素子毎に算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて、各撮像素子から取得した画像情報を補正する補正手段とを有する構成にすれば、複数の撮像素子の感度特性が異なる場合や被写体からの光が経時変化する場合等において、各撮像素子により取得された複数の画像情報毎にそれぞれ補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の撮影システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の撮影システムの第１の実施の形態を示す斜視図であり、図１を参照して撮影システム１について説明する。図１の撮影システム１はたとえば蛍光物質を被写体として、被写体に励起光を照射することにより蛍光画像を表示する蛍光検出システムであって、撮影装置１０と撮影制御装置１００を有する。撮影装置１０および撮影制御装置１００は机上に配置されるものであって、撮影制御装置１００は、たとえばコンピュータからなっている。そして、撮影装置１０が被写体ＰＳを撮像して、取得した被写体の画像情報を撮影制御装置１００に送り、撮影制御装置１００が画像情報を画像処理して表示部２０２で表示するようになっている。なお、被写体は、たとえば化学発光基質と接触して発光している検体であってもよいし（化学発光法）、励起光が照射されることにより蛍光を射出する、蛍光色素で標識された蛍光標識検体であってもよい（蛍光法）。
【００１８】
図２は本発明の撮影システムにおける撮影装置の好ましい実施の形態を示す平面図である。図２の撮影装置１０は、内部に被写体が収容される筐体２０と、筐体２０内に収容された被写体を撮影して画像情報を出力する撮影ユニット３０とを備えている。
【００１９】
ここで、筐体２０は略直方体に形成された中空部２１を有するものであって、内部に被写体ＰＳが配置される被写体配置部４０を有している。また、筐体２０には蓋２２が開閉可能に取り付けられており、ユーザーが蓋２２を開けて筐体２０内に被写体ＰＳを収容することができるようになっている。このように、筐体２０は中空部２１内に外光が入らないような暗箱を構成しており、被写体から微弱光が射出された場合であっても撮影が可能になっている。
【００２０】
筐体２０の上面２０ａには撮影ユニット３０が固定されており、この撮影ユニット３０は筐体２０内に配置された被写体ＰＳを撮影し画像情報を出力するようになっている。また、撮影ユニット３０には図示しない冷却部が取り付けられており、撮影ユニット３０を冷却することにより画像情報に暗電流によるノイズ成分が含まれるのを防止することができる。撮影ユニット３０にはレンズ部３１が取り付けられており、レンズ部３１はフォーカスを被写体ＰＳに合わせるようになっている。また、筐体２０内には被写体ＰＳである発光物質を発光させるための励起光を射出するものであって、被写体配置部４０の上方から励起光を射出する落射光源５０と、被写体ＰＳの下方から励起光を照射する底部光源６０とが配置されている。
【００２１】
図３は撮影ユニットの一例を示す模式図である。図３の撮影ユニット３０は、それぞれ被写体ＰＳを撮影して画像情報を出力する第１撮像素子３０ａおよび第２撮像素子３０ｂと、被写体ＰＳから射出される光の光路を 第１撮像素子３０ａ側もしくは第２撮像素子３０ｂ側に切り換える光路切換手段３２とを有している。
【００２２】
この撮像素子３０ａ、３０ｂはたとえばＣＣＤからなっており、光路切換手段３２からレンズ３３を介して入射された被写体ＰＳの光を光電変換して画像情報を取得して撮影制御装置１００に送るようになっている。光路切換手段３２はたとえば各撮像素子３０ａ、３０ｂに被写体ＰＳからの光が入射されるように角度を調整する機能を有するガルバーミラーからなっている。そして、第１撮像素子３０ａが被写体ＰＳを撮影するときには、光路切換手段３２は被写体からの光を第１撮像素子３０ａ側に導き、第２撮像素子３０ｂが被写体ＰＳを撮影するときには、光路切換手段３２の角度が調整されて、被写体からの光を第２撮像素子３０ｂに導くようになっている。
【００２３】
図４は撮影制御装置の一例を示すブロック図であり、図４を参照して撮影制御装置１００について説明する。撮影制御装置１００は、被写体ＰＳの撮影が完了した第１撮像素子３０ａ（第２撮像素子３０ｂ）から画像情報の読み出しを開始すると同時に、第２撮像素子３０ｂ（第１撮像素子３０ａ）が被写体ＰＳの撮影を開始するように複数の撮像素子３０ａ、３０ｂを制御する撮影制御手段１１０を備えている。
【００２４】
具体的には、撮影制御手段１１０は、複数の撮像素子３０ａ、３０ｂの動作を制御すると共に、光路切換手段３２の角度調整の動作も制御している。そして、撮影制御手段１１０は、図５に示すように、第１撮像素子３０ａによる露出（撮影）が終了し、画像情報の読み出しが開始されたと同時に、第２撮像素子３０ｂに被写体ＰＳの光が入射するように光路切換手段３２の角度を調整し、第２撮像素子３０ｂによる露出（撮影）を開始させる。同様に、第２撮像素子３０ｂの第２撮像素子３０ｂによる露出（撮影）が終了し、第２撮像素子３０ｂから画像情報の読み出しが開始したと同時に、第１撮像素子３０ａに被写体ＰＳの光が入射するように光路切換手段３２の角度を調整し、第１撮像素子３０ａの露出（撮影）が開始させる。これにより、第１撮像素子３０ａ（第２撮像素子３０ｂ）において画像情報の読み出しをしている最中でも、第２撮像素子３０ｂ（第１撮像素子３０ａ）により撮影を行うことができるため、微弱光を撮影した場合のような画像情報の読み出し時間が長くなるような場合であっても、被写体ＰＳを連続して撮影することができる。
【００２５】
さらに、撮影制御装置１００は、撮影装置１０の動作を制御するばかりでなく、取得された画像情報を補正する機能を有している。具体的には、撮影制御装置１００は、複数の撮像素子３０ａ、３０ｂが同一の被写体ＰＳを同一の露光時間で撮影したときの複数の画像情報を取得する画像取得手段１２１と、画像取得手段１２１において取得された複数の画像情報を比較することにより、各撮像素子３０ａ、３０ｂから取得した画像情報が同一になるように、画像情報を補正するための補正係数を各撮像素子毎に算出する補正係数算出手段１２２と、補正係数算出手段１２２により算出された補正係数を用いて、各撮像素子３０ａ、３０ｂから取得した画像情報を補正する補正手段１２３とを有している。このとき、撮影制御手段１１０は、複数の撮像素子がそれぞれ同一の前記被写体を同一の露光時間で撮影するように制御する機能を有している。
【００２６】
すなわち、画像取得手段１２１において、複数の撮像素子３０ａ、３０ｂが同一の被写体ＰＳを同一の露光時間により撮影した２つの画像情報が取得される。このとき、２つの画像情報は同一になるはずであるが、第１撮像素子３０ａと第２撮像素子３０ｂとでは感度が異なる場合には２つの画像情報は同一のものにはならない。つまり、各撮像素子３０ａ、３０ｂから取得された画像情報における各画素の信号値が同一にはならない。複数の撮像素子３０ａ、３０ｂから出力される画像情報は同一でなければ正確な画像分析を行うことができないという問題がある。
【００２７】
そこで、補正係数算出手段１２２において、複数の撮像素子３０ａ、３０ｂから取得された２つの画像情報を比較することにより、２つの画像情報において画素値の異なる画素が検出される。そして、たとえば第１撮像素子３０ａから取得した第１画像情報を基準として、第２撮像素子３０ｂから取得した第２画像情報が第１画像情報と同一になるような補正係数を算出する。具体的には、たとえば、第１画像情報と第２画像情報との同一画素においる信号値が比較されて、第１画像情報の信号値に対する第２画像情報の信号値の比率が算出される。
【００２８】
その後、補正手段１２３において、補正係数算出手段１２２により算出された補正係数を用いて第２画像情報が補正される。これにより、複数の撮像素子３０ａ、３０ｂの特性が異なるものであっても、補正係数により画像情報を補正することにより、特性の違いを吸収して正確な画像分析を行うことができる。
【００２９】
上記実施の形態によれば、撮影ユニット３０が、それぞれ被写体を撮影して画像情報を出力する複数の撮像素子３０ａ、３０ｂを有し、撮影制御装置１００が、被写体ＰＳの撮影が完了した撮像素子３０ａ（第２撮像素子３０ｂ）から画像情報の読み出しを開始すると同時に、他の撮像素子３０ｂ（第１撮像素子３０ａ）が被写体ＰＳの撮影を開始するように複数の撮像素子３０ａ、３０ｂを制御する撮影制御手段１１０を備えたことにより、１つの撮像素子３０ａ（第２撮像素子３０ｂ）において画像情報の読み出しをしている最中に、他の撮像素子３０ｂ（第１撮像素子３０ａ）により撮影を行うことができるため、微弱光を撮影するような画像情報の読み出し時間が長くなるような場合であっても、被写体を連続して撮影することができる。
【００３０】
また、撮影制御手段１１０が、複数の撮像素子がそれぞれ同一の被写体を同一の露光時間で撮影するように制御する機能を有し、撮影制御装置１００が、複数の撮像素子が同一の被写体を同一の露光時間で撮影したときの複数の画像情報を取得する画像取得手段１２１と、画像取得手段１２１において取得された複数の画像情報を比較することにより、各撮像素子３０ａ、３０ｂの画素毎に補正係数を算出する補正係数算出手段１２２と、補正係数算出手段１２２により算出された補正係数を用いて、複数の画像情報を補正する補正手段１２３とを有する構成にすれば、各撮像素子３０ａ、３０ｂにより取得された複数の画像情報毎にそれぞれ感度補正を行うことができる。
【００３１】
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。たとえば、図３および図４において、撮像素子が２つ設けられている場合について例示しているが、３つ以上設けられている場合にも適用することができる。また、図４において、第１撮像素子３０ａから取得した第１画像情報を基準とした場合について例示しているが、第２撮像素子３０ｂから取得した第２画像情報を基準として第１画像情報を補正するための補正係数を算出することもできる。
【００３２】
また、図３において、光路変更手段３２として角度調整機能を有するガルバーミラーを用いた場合について例示しているが、ガルバーミラー等を利用せず、被写体ＰＳからの光を分光して複数の撮像素子３０ａ、３０ｂにそれぞれ入射させるような分光手段を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の撮影システムの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】図１の撮影システムにおける撮影装置の好ましい実施の形態を示す模式図
【図３】図２の撮影装置における撮影ユニットの好ましい実施の形態を示す模式図
【図４】本発明の撮影システムの好ましい実施の形態を示すブロック図
【図５】図３の撮影ユニットの動作例を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００３４】
１     撮影システム
１０   撮影装置
２０   筐体
３０   撮影ユニット
３０ａ、３０ｂ 撮像素子
３２   光路切換手段
５１   落射光源
６０   底部光源
１００ 撮影制御装置
１１１ 撮影制御手段
１２１ 画像取得手段
１２２ 補正係数算出手段
１２３ 補正手段
ＩＧ   画像情報
ＰＳ   被写体
【図１】
2005283353.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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