(57)【要約】【課題】あらかじめテスト用試料を用いて画像を取得して補正量を算出しておく必要がなく、かつ、適切にシェーディング補正を行うことが可能なシェーディング補正装置及びシェーディング補正方法を提供することを目的とする。【解決手段】顕微鏡１において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料１６表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成するフィルタ処理部１４と、輝度画像の各画素の輝度値から補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正部１５とを備えてコントローラ１０を構成する。【選択図】図１
2009151163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、
前記輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成するフィルタ処理手段と、
前記輝度画像の各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項２】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、
異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数のフィルタ画像を生成するフィルタ処理手段と、
前記複数のフィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して補正画像を生成する算術平均手段と、
前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段と、
を備えることを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、前記輝度画像が生成される度に、その輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項４】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、
異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数の補正画像を生成するフィルタ処理手段と、
ある視野の前記輝度画像の各画素の輝度値から前記ある視野に対応する前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段と、
を備えることを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項５】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、
異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して平均画像を生成する算術平均手段と、
前記平均画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成するフィルタ処理手段と、
前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段と、
を備えることを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記顕微鏡は、共焦点光学系を備える、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、高さの異なる少なくとも２枚以上の前記輝度画像から構成される１枚の全焦点画像に対して、少なくとも１回以上のフィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項８】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、少なくとも１回以上の平滑化フィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項９】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、少なくとも２回以上の平滑化フィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項１０】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、少なくとも１回以上の周波数フィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項１１】
請求項１〜５の何れか１項に記載のシェーディング補正装置であって、
前記フィルタ処理手段は、少なくとも２回以上の周波数フィルタ処理を施す、
ことを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項１２】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、
前記輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成し、
前記輝度画像の各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うこと、
を特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項１３】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、
異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数のフィルタ画像を生成し、
前記複数のフィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して補正画像を生成し、
前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成すること、
を特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項１４】
顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、
異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数の補正画像を生成し、
ある視野の前記輝度画像の各画素の輝度値から前記ある視野に対応する前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成すること、
を特徴とするシェーディング補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡において生成される試料表面の輝度画像に対してシェーディング補正を行うシェーディング補正装置及びシェーディング補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、顕微鏡では、光学倍率が高くなるほど、一視野として観察（測定）できる試料表面の領域が狭くなる。このような欠点をカバーするために、観察範囲をずらして取得した複数（例えば、縦横３×３枚）の輝度画像を貼り合わせることにより、広い範囲の輝度画像を構築する技術が一般的に知られている。
【０００３】
また、光学系に起因する収差を考慮し、鏡面などの明るさが一様になるテスト用試料から取得した輝度画像をリファレンス画像とし、このリファレンス画像から光学系に起因する補正量を算出し、観察したい試料から取得した輝度画像に対して画素毎に上記補正量に基づいて補正を行うことにより光学系に起因する輝度ムラを低減させるシェーディング補正の技術も既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７０５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記シェーディング補正の技術には、以下に示す問題点がある。
まず、リファレンス画像から補正量をあらかじめ算出しておく必要があり、その分シェーディング補正に時間がかかるなどの問題がある。
【０００５】
また、テスト用試料が傾斜している場合、テスト用試料の傾斜に起因する収差が補正量に含まれ、適切なシェーディング補正を行うことができないという問題がある。
そこで、本発明では、あらかじめテスト用試料を用いて画像を取得して補正量を算出しておく必要がなく、かつ、適切にシェーディング補正を行うことが可能なシェーディング補正装置及びシェーディング補正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】
【０００６】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のシェーディング補正装置は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、前記輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成するフィルタ処理手段と、前記輝度画像の各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段とを備える。
【０００７】
また、本発明のシェーディング補正装置は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数のフィルタ画像を生成するフィルタ処理手段と、前記複数のフィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して補正画像を生成する算術平均手段と、前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段とを備える。
【０００８】
また、前記フィルタ処理手段は、前記輝度画像が生成される度に、その輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施すように構成してもよい。
また、本発明のシェーディング補正装置は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数の補正画像を生成するフィルタ処理手段と、ある視野の前記輝度画像の各画素の輝度値から前記ある視野に対応する前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段とを備える。
【０００９】
また、本発明のシェーディング補正装置は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正装置であって、異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して平均画像を生成する算術平均手段と、前記平均画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成するフィルタ処理手段と、前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する画像貼合手段とを備える。
【００１０】
また、前記顕微鏡は、共焦点光学系を備えるように構成してもよい。
また、前記フィルタ処理手段は、高さの異なる少なくとも２枚以上の前記輝度画像から構成される１枚の全焦点画像に対して、少なくとも１回以上のフィルタ処理を施すように構成してもよい。
【００１１】
また、前記フィルタ処理手段は、少なくとも１回以上の平滑化フィルタ処理を施すように構成してもよい。
また、前記フィルタ処理手段は、少なくとも２回以上の平滑化フィルタ処理を施すように構成してもよい。
【００１２】
また、前記フィルタ処理手段は、少なくとも１回以上の周波数フィルタ処理を施すように構成してもよい。
また、前記フィルタ処理手段は、少なくとも２回以上の周波数フィルタ処理を施すように構成してもよい。
【００１３】
また、本発明のシェーディング補正方法は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、前記輝度画像に少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して補正画像を生成し、前記輝度画像の各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行う。
【００１４】
また、本発明のシェーディング補正方法は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数のフィルタ画像を生成し、前記複数のフィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して補正画像を生成し、前記複数の輝度画像それぞれにおける各画素の輝度値から前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する。
【００１５】
また、本発明のシェーディング補正方法は、顕微鏡において、光学倍率から決まる撮像視野内の試料表面からの光を受光素子で受光しその受光情報を処理して生成される前記試料表面の輝度画像を、シェーディング補正するシェーディング補正方法であって、異なる視野毎に生成される複数の前記輝度画像それぞれに少なくとも１回以上のフィルタ処理を施して前記各視野に対応する複数の補正画像を生成し、ある視野の前記輝度画像の各画素の輝度値から前記ある視野に対応する前記補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正が行われた複数の画像を貼り合わせて１枚の合成輝度画像を生成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、あらかじめテスト用試料を用いて画像を取得して補正量を算出しておく必要がなく、かつ、適切にシェーディング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、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）  
図１は、本発明の第１実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。なお、図１に示す顕微鏡１は、共焦点走査型レーザ顕微鏡であって、この構成に限定されるものではない。例えば、顕微鏡１として、白色光源を使用したディスクスキャンなどによる共焦点顕微鏡や特に共焦点光学系を備えない顕微鏡などが考えられる。
【００１８】
図１に示す顕微鏡１は、レーザ光源２と、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）３と、２次元走査部４と、対物レンズ５と、１／４λ板６と、結像レンズ７と、ピンホール８と、光検出器９と、シェーディング補正装置としてのコントローラ１０と、Ｚステージ１１と、表示部１２と、ＸＹステージ１３とを備えて構成されている。
【００１９】
上記コントローラ１０は、フィルタ処理部１４と、シェーディング補正部１５と、記憶部１６とを備えて構成されている。
レーザ光源２から出射した光は、ＰＢＳ３を透過した後、２次元走査部４へ導かれる。２次元走査部４は、光束を２次元に走査して、対物レンズ５へ導く。このとき、２次元走査部４は、対物レンズ５の瞳と共役な位置に配置されているため、対物レンズ５の瞳へ入射した光束は、収束光となって、試料１７の焦点面上を走査する。また、光束は、１／４λ板６により直線偏光から円偏光に変換される。次に、試料１７の表面で反射した光は、再び対物レンズ５から１／４λ板６及び２次元走査部４を介してＰＢＳ３に導かれた後、ＰＢＳ３によって反射され、結像レンズ７によってピンホール８上に集光される。集光した反射光は、ピンホール８により試料１７の集光点以外からの反射光がカットされて、通過光だけが光検出器９内の受光素子によって検出され、その受光情報がコントローラ１０へ導かれる。また、対物レンズ５は、Ｚステージ１１によって光軸方向に移動可能になっている。なお、２次元走査部４及びＺステージ１１はコントローラ１０により動作が制御されるものとする。
【００２０】
ここで、対物レンズ５による集光位置は、ピンホール８と光学的に共役な位置になっている。すなわち、試料１７が対物レンズ５による集光位置にある場合は、試料１７からの反射光がピンホール８上で集光されて、ピンホール８を通過する。試料１７が対物レンズ５による集光位置からずれた位置にある場合は、試料１７からの反射光がピンホール８に集光しないので、ピンホール８を通過しない。従って、このときの対物レンズ５と試料１７との相対位置と光検出器９の出力との関係は、試料１７が対物レンズ５の集光位置になる場合には、光検出器９の出力が最大になる。そして、この位置から対物レンズ５と試料１７との相対位置が離れるにしたがって、光検出器９の出力が急激に低下する。従って、集光点を２次元走査し、光検出器９の出力を２次元走査部４に同期させて画像化し、その輝度画像を表示部１２に表示すると、試料１７のある特定の高さのみが画像化されて、試料１７を光学的にスライスした画像（共焦点画像）が得られる。
【００２１】
また、試料１７の断面が、例えば、図２に示すような形状であったとすると、図２のＺ１からＺ２の範囲を所定の駆動ピッチで共焦点画像（共焦点スライス画像）を取得して、試料１７各点で光検出器９の出力が最大になる値を抽出することにより試料１７の全焦点画像が得られる。
【００２２】
図３は、第１実施形態のコントローラ１０の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３に示すシェーディング補正処理は、共焦点画像又は全焦点画像のどちらに適用してもよい。また、光検出器９内の受光素子により撮像された輝度画像は、記憶部１６に保持されているものとする。
【００２３】
まず、ユーザなどからコントローラ１０にシェーディング補正処理の開始指示が出されると、コントローラ１０は、シェーディング補正を行う輝度画像（元画像）を記憶部１６から読み込む（ステップＳ３０１）。
【００２４】
次に、コントローラ１０は、読み込んだ元画像に平滑化フィルタ（例えば、平均化フィルタやメディアンフィルタなど）を実行する（ステップＳ３０２）。
次に、コントローラ１０は、平滑化フィルタを所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。なお、平滑化フィルタが所定回数実行された画像を第１実施形態では補正画像という。また、上記所定回数は、実験的に求められた最適な回数が設定されているものとする。また、平滑化フィルタのサイズも、同様に、実験的に求められた最適なサイズが設定されているものとする。また、異なる光学性能の複数の対物レンズ５を顕微鏡１が搭載している場合、対物レンズ５毎に上記所定回数や平均化フィルタのサイズを変えるように構成してもよい。
【００２５】
平滑化フィルタを所定回数実行していないと判断すると（ステップＳ３０３がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ３０２に戻り、元画像に平滑化フィルタを実行する。
一方、平滑化フィルタを所定回数実行したと判断すると（ステップＳ３０３がＹＥＳ）、コントローラ１０は、補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ３０４）。
【００２６】
次に、コントローラ１０は、元画像の各画素の輝度値からそれら画素に対応する補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行う（ステップＳ３０５）。以下、シェーディング補正後の画像をシェーディング補正画像という。
【００２７】
例えば、元画像のある位置の画素の輝度値を１０００、その画素と同じ位置の補正画像の画素の輝度値を１０とすると、シェーディング補正画像の上記ある位置の画素の輝度値は９９０になる。
【００２８】
そして、コントローラ１０は、シェーディング補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ３０６）。
なお、上記所定回数は、実験的に求められた最適な回数が設定されているものとしたが、実験的に求めなくてもよく、また、その回数は、少なくとも１回以上、より良くは、２回以上の複数回（例えば１０回程度）が望ましい。
【００２９】
また、ステップＳ３０２において、平滑化フィルタを用いたが、平滑化フィルタと同等の効果が得られるフィルタであれば、周波数フィルタ（例えば、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ））など、如何なるフィルタでもよい。
【００３０】
第１実施形態のコントローラ１０によれば、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、あらかじめ鏡面画像などのリファレンス画像を取得する手間が省けるため、その分シェーディング補正処理にかかる時間を短縮することができる。
【００３１】
また、第１実施形態のコントローラ１０によれば、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、観察画像に応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００３２】
第２実施形態のシェーディング補正装置としてのコントローラ１０は、フィルタ処理部１４と、シェーディング補正部１５と、記憶部１６と、算術平均部１８と、画像貼合部１９とを備えて構成されている。
【００３３】
第２実施形態のコントローラ１０は、既に取得済みで、かつ、記憶部１６に保持されている、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像（輝度画像）又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像（輝度画像）に対して、それぞれ、シェーディング補正を行い、それらの画像を互いにＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する。
【００３４】
図５は、第２実施形態のコントローラ１０の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、ユーザなどからコントローラ１０にシェーディング補正処理の開始指示が出されると、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている複数の共焦点画像又は複数の全焦点画像から、１枚の画像（元画像）を読み込む（ステップＳ５０１）。
【００３５】
次に、コントローラ１０は、読み込んだ、ある視野の１枚の画像に対して、平滑化フィルタ（例えば、平均化フィルタやメディアンフィルタなど）を実行する（ステップＳ５０２）。
【００３６】
次に、コントローラ１０は、上記ある視野の１枚の画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ５０３）。以下、平滑化フィルタが所定回数実行された画像を第２実施形態ではフィルタ処理画像という。
【００３７】
上記ある視野の１枚の画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行していないと判断すると（ステップＳ５０３がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ５０２に戻る。
一方、上記ある視野の１枚の画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したと判断すると（ステップＳ５０３がＹＥＳ）、コントローラ１０は、フィルタ処理画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ５０４）。
【００３８】
次に、コントローラ１０は、異なる視野毎に生成された全ての共焦点画像又は全焦点画像に対して、それぞれ、所定回数の平滑化フィルタを実行したか否かを判断する（ステップＳ５０５）。
【００３９】
全ての共焦点画像又は全焦点画像に対して、それぞれ、所定回数の平滑化フィルタを実行していないと判断すると（ステップＳ５０５がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ５０１に戻り、次の画像を読み込む。
【００４０】
一方、全ての共焦点画像又は全焦点画像に対して、それぞれ、所定回数の平滑化フィルタを実行したと判断すると（ステップＳ５０５がＹＥＳ）、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各フィルタ処理画像において、互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均し、この算術平均を全画素に対して行う（ステップＳ５０６）。以下、算術平均が行われた結果の画像を第２実施形態では補正画像という。
【００４１】
例えば、異なる４箇所の視野の各フィルタ処理画像において、ある位置の画素の輝度値を、それぞれ、１００、２００、３００、４００とすると、その同じ位置の補正画像の画素の輝度値は２５０になる。
【００４２】
次に、コントローラ１０は、補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ５０７）。
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている元画像の各画素の輝度値からそれら画素にそれぞれ対応する補正画像の各画素の輝度値を減算してシェーディング補正を行う（ステップＳ５０８）。
【００４３】
例えば、元画像のある位置の画素の輝度値を１０００、その画素と同じ位置の補正画像の画素の輝度値を１０とすると、シェーディング補正画像の上記ある位置の画素の輝度値は９９０になる。
【００４４】
次に、コントローラ１０は、シェーディング補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ５０９）。
次に、コントローラ１０は、全ての元画像に対して、シェーディング補正を行ったか否かを判断する（ステップＳ５１０）。
【００４５】
全ての元画像に対して、シェーディング補正を行っていないと判断すると（ステップＳ５１０がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ５０８に戻り、次の画像に対して、シェーディング補正を行う。
【００４６】
一方、全ての元画像に対して、シェーディング補正を行ったと判断すると（ステップＳ５１０がＹＥＳ）、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各シェーディング補正画像をＸＹ方向において互いに貼り合わせて１枚の合成輝度画像を作成する（ステップＳ５１１）。
【００４７】
なお、上記所定回数は、最適な回数が設定されるものとし、その回数は、少なくとも１回以上、より良くは、２回以上の複数回（例えば１０回程度）が望ましい。
また、平滑化フィルタは、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像に対して全て同じ回数実行するようにしたが、各画像毎に異なる回数を設定するようにしてもよい。
【００４８】
また、ステップＳ５０２において、平滑化フィルタを用いたが、平滑化フィルタと同等の効果が得られるフィルタであれば、周波数フィルタ（例えば、ＦＦＴ）など、如何なるフィルタでもよい。
【００４９】
第２実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、あらかじめ鏡面画像などのリファレンス画像を取得する手間が省けるため、その分シェーディング補正処理にかかる時間を短縮することができる。
【００５０】
また、第２実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、観察画像に応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００５１】
また、第２実施形態のコントローラ１０によれば、各視野におけるフィルタ画像の算術平均後の画像を補正画像としているので、各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせた場合における画像の連結部分の違和感を軽減させることができる。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。なお、図４に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００５２】
第３実施形態のシェーディング補正装置としてのコントローラ１０が、第１又は第２実施形態のコントローラ１０と異なる点は、ステージ制御部２０により電動ＸＹステージ６０の位置が制御される点である。また、第２実施形態のコントローラ１０は、既に取得済みで、かつ、記憶部１６に保持されている、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像（輝度画像）又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像（輝度画像）に対して、それぞれ、シェーディング補正を行い、それらの画像を互いにＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成するが、第３実施形態のコントローラ１０は、視野位置をずらしながら輝度画像を取得し、取得した各視野の輝度画像に対して、それぞれ、シェーディング補正を行った後、それらの画像をＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する。
【００５３】
図７は、第３実施形態のコントローラ１０の動作を説明するためのフローチャートである。なお、電動ＸＹステージ６０の動作制御は予め設定されているものとする。
まず、ユーザなどからコントローラ１０に共焦点画像又は全焦点画像の撮像開始指示が出されると、コントローラ１０は、所定の撮像位置へ電動ＸＹステージ６０を動作させる（ステップＳ７０１）。
【００５４】
次に、コントローラ１０は、画像の撮像及び共焦点画像又は全焦点画像（元画像）の作成を行い、その共焦点画像又は全焦点画像を記憶部１６に記憶する（ステップＳ７０２）。
【００５５】
次に、コントローラ１０は、作成した共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタ（例えば、平均化フィルタやメディアンフィルタなど）を実行する（ステップＳ７０３）。
【００５６】
次に、コントローラ１０は、作成した共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ７０４）。以下、平滑化フィルタが所定回数実行された画像を第３実施形態ではフィルタ画像という。
【００５７】
共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行していないと判断すると（ステップＳ７０４がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ７０３に戻る。
一方、共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したと判断すると（ステップＳ７０４がＹＥＳ）、コントローラ１０は、フィルタ画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ７０５）。
【００５８】
次に、コントローラ１０は、所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のフィルタ画像を取得したか否かを判断する（ステップＳ７０６）。
所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のフィルタ画像を取得してないと判断すると（ステップＳ７０６がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ７０１に戻り、次の撮像位置へ電動ＸＹステージ６０を動作させる。
【００５９】
一方、所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のフィルタ画像を取得したと判断すると（ステップＳ７０６がＹＥＳ）、コントローラ１０は、各フィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均する（ステップＳ７０７）。以下、各フィルタ画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均して生成される画像を第３実施形態では補正画像という。
【００６０】
例えば、異なる４箇所の視野の各フィルタ画像において、ある位置の画素の輝度値を、それぞれ、１００、２００、３００、４００とすると、その同じ位置の補正画像の画素の輝度値は２５０になる。
【００６１】
次に、コントローラ１０は、補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ７０８）。
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各元画像それぞれにおける各画素の輝度値からそれら画素にそれぞれ対応する補正画像の各画素の輝度値を減算して、シェーディング補正を行う（ステップＳ７０９）。
【００６２】
例えば、ある元画像のある位置の画素の輝度値を１０００、その画素と同じ位置の補正画像の画素の輝度値を１０とすると、シェーディング補正画像の上記ある位置の画素の輝度値は９９０になる。
【００６３】
次に、コントローラ１０は、各シェーディング補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ７１０）。
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する（ステップＳ７１１）。
【００６４】
なお、上記所定回数は、最適な回数が設定されるものとし、その回数は、少なくとも１回以上、より良くは、２回以上の複数回（例えば１０回程度）が望ましい。
また、平滑化フィルタは、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像に対して全て同じ回数実行するようにしたが、各画像毎に異なる回数を設定するようにしてもよい。
【００６５】
また、ステップＳ７０３において、平滑化フィルタを用いたが、平滑化フィルタと同等の効果が得られるフィルタであれば、周波数フィルタ（例えば、ＦＦＴ）など、如何なるフィルタでもよい。
【００６６】
第３実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、あらかじめ鏡面画像などのリファレンス画像を取得する手間が省けるため、その分シェーディング補正処理にかかる時間を短縮することができる。
【００６７】
また、第３実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、観察画像に応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００６８】
また、第３実施形態のコントローラ１０によれば、第２実施形態と同様に、各視野におけるフィルタ画像の算術平均後の画像を補正画像としているので、各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせた場合における画像の連結部分の違和感を軽減させることができる。
【００６９】
また、第３実施形態のコントローラ１０によれば、既に取得済みの画像でなくても、異なる視野毎に共焦点画像（輝度画像）又は全焦点画像（輝度画像）画像を生成しながらシェーディング補正処理を行うことができる。
【００７０】
また、第３実施形態のコントローラ１０によれば、ＸＹステージの操作を自動化することができるので、シェーディング補正処理時におけるユーザの操作負担を軽減することができる。
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、第４実施形態の顕微鏡は、図６に示す第３実施形態の顕微鏡と同様の構成とする。
【００７１】
第４実施形態のコントローラ１０は、視野位置をずらしながら共焦点画像（輝度画像）又は全焦点画像（輝度画像）を取得し、共焦点画像又は全焦点画像を取得する毎に、その共焦点画像又は全焦点画像に対して、シェーディング補正を行い、各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する。
【００７２】
まず、ユーザなどからコントローラ１０に共焦点画像又は全焦点画像の撮像開始指示が出されると、コントローラ１０は、所定の撮像位置へ電動ＸＹステージ６０を動作させる（ステップＳ８０１）。
【００７３】
次に、コントローラ１０は、画像の撮像及び共焦点画像又は全焦点画像（元画像）の作成を行い、その共焦点画像又は全焦点画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ８０２）。
【００７４】
次に、コントローラ１０は、作成した共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタ（例えば、平均化フィルタやメディアンフィルタなど）を実行する（ステップＳ８０３）。
【００７５】
次に、コントローラ１０は、共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ８０４）。以下、平滑化フィルタが所定回数実行された画像を第４実施形態では補正画像という。
【００７６】
共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行していないと判断すると（ステップＳ８０４がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ８０３に戻る。
一方、共焦点画像又は全焦点画像に対して、平滑化フィルタを所定回数実行したと判断すると（ステップＳ８０４がＹＥＳ）、コントローラ１０は、補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ８０５）。
【００７７】
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている元画像の各画素の輝度値からそれら画素にそれぞれ対応する補正画像の各画素の輝度値を減算して、シェーディング補正を行う（ステップＳ８０６）。
【００７８】
例えば、元画像のある位置の画素の輝度値を１０００、その画素と同じ位置の補正画像の画素の輝度値を１０とすると、シェーディング補正画像の上記ある位置の画素の輝度値は９９０になる。
【００７９】
次に、コントローラ１０は、シェーディング補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ８０７）。
次に、コントローラ１０は、所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のシェーディング補正画像を取得したか否かを判断する（ステップＳ８０８）。
【００８０】
所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のシェーディング補正画像を取得してないと判断すると（ステップＳ８０８がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ８０１に戻り、次の撮像位置へ電動ＸＹステージ６０を動作させる。
【００８１】
一方、所定枚数（予め設定されている異なる視野における画像）のシェーディング補正画像を取得したと判断すると（ステップＳ８０８がＹＥＳ）、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する（ステップＳ８０９）。
【００８２】
なお、上記所定回数は、最適な回数が設定されるものとし、その回数は、少なくとも１回以上、より良くは、２回以上の複数回（例えば１０回程度）が望ましい。
また、平滑化フィルタは、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像に対して全て同じ回数実行するようにしたが、各画像毎に異なる回数を設定するようにしてもよい。
【００８３】
また、ステップＳ８０３において、平滑化フィルタを用いたが、平滑化フィルタと同等の効果が得られるフィルタであれば、周波数フィルタ（例えば、ＦＦＴ）など、如何なるフィルタでもよい。
【００８４】
第４実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、あらかじめ鏡面画像などのリファレンス画像を取得する手間が省けるため、その分シェーディング補正処理にかかる時間を軽減することができる。
【００８５】
また、第４実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、観察画像に応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００８６】
また、第４実施形態のコントローラ１０によれば、ＸＹステージの操作を自動化することができるので、シェーディング補正処理時におけるユーザの操作負担を軽減することができる。
【００８７】
また、第４実施形態のコントローラ１０は、補正画像を生成する際、算術平均処理を行わないため、第３実施形態に比べて、シェーディング補正処理にかかる時間を短縮することができる。
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、第５実施形態の顕微鏡は、図４に示す第２実施形態の顕微鏡と同様の構成とする。また、第５実施形態では、異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像又は複数の共焦点画像をすでに取得し記憶部１６に保持しているものとする。
【００８８】
まず、ユーザなどからコントローラ１０にシェーディング補正動作の開始指示が出されると、コントローラ１０は、元画像である複数の全焦点画像又は複数の共焦点画像を読み込む（ステップＳ９０１）。
【００８９】
次に、コントローラ１０は、読み込んだ全ての元画像において互いに同じ位置の画素の輝度値を算術平均する（ステップＳ９０２）。以下、算術平均後の画像を第５実施形態では平均画像という。
【００９０】
例えば、異なる４箇所の視野に各元画像において、ある位置の画素の輝度値を、それぞれ、１００、２００、３００、４００とすると、その同じ位置の平均画像の画素の輝度値は２５０になる。
【００９１】
次に、コントローラ１０は、平均画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ９０３）。
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている平均画像に対して、平滑化フィルタ（例えば、平均化フィルタやメディアンフィルタなど）を実行する（ステップＳ９０４）。
【００９２】
次に、コントローラ１０は、平滑化フィルタを所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ９０５）。以下、平滑化フィルタが所定回数実行された画像を第５実施形態では補正画像という。
【００９３】
平滑化フィルタを所定回数実行していないと判断すると（ステップＳ９０５がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ９０４に戻る。
一方、平滑化フィルタを所定回数実行したと判断すると（ステップＳ９０５がＹＥＳ）、コントローラ１０は、補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ９０６）。
【００９４】
次に、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている元画像の各画素の輝度値からそれら画素にそれぞれ対応する補正画像の各画素の輝度値を減算して、シェーディング補正を行う（ステップＳ９０７）。
【００９５】
例えば、元画像のある位置の画素の輝度値を１０００、その画素と同じ位置の補正画像の画素の輝度値を１０とすると、シェーディング補正画像の上記ある位置の画素の輝度値は９９０になる。
【００９６】
次に、コントローラ１０は、シェーディング補正画像を記憶部１６に保持する（ステップＳ９０８）。
次に、コントローラ１０は、全ての元画像に対して、シェーディング補正を行ったか否かを判断する（ステップＳ９０９）。
【００９７】
全ての元画像に対して、シェーディング補正を行っていないと判断すると（ステップＳ９０９がＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ９０７に戻り、次の元画像に対して、シェーディング補正を行う。
【００９８】
一方、全ての元画像に対して、シェーディング補正を行ったと判断すると（ステップＳ９０９がＹＥＳ）、コントローラ１０は、記憶部１６に保持されている各シェーディング補正画像を貼り合わせて、１枚の合成輝度画像を作成する（ステップＳ９１０）。
【００９９】
なお、上記所定回数は、最適な回数が設定されるものとし、その回数は、少なくとも１回以上、より良くは、２回以上の複数回（例えば１０回程度）が望ましい。
また、平滑化フィルタは、異なる視野毎に生成された複数の共焦点画像又は異なる視野毎に生成された複数の全焦点画像に対して全て同じ回数実行するようにしたが、各画像毎に異なる回数を設定するようにしてもよい。
【０１００】
また、ステップＳ９０４において、平滑化フィルタを用いたが、平滑化フィルタと同等の効果が得られるフィルタであれば、周波数フィルタ（例えば、ＦＦＴ）など、如何なるフィルタでもよい。
【０１０１】
第５実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、あらかじめ鏡面画像などのリファレンス画像を取得する手間が省けるため、その分シェーディング補正処理にかかる時間を軽減することができる。
【０１０２】
また、第５実施形態のコントローラ１０によれば、第１実施形態と同様に、観察画像である輝度画像を使って、シェーディング補正を行っているので、観察画像に応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【０１０３】
また、第５実施形態のコントローラ１０によれば、各視野における平均画像のフィルタ実行後の画像を補正画像としているので、各シェーディング補正画像をＸＹ方向において貼り合わせた場合における画像の連結部分の違和感を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。
【図２】試料の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。
【図５】第２実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態のシェーディング補正装置を備える顕微鏡を示す図である。
【図７】第３実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態のシェーディング補正装置の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  顕微鏡
２  レーザ光源
３  ＰＢＳ
４  ２次元走査部
５  対物レンズ
６  １／４λ板
７  結像レンズ
８  ピンホール
９  光検出器
１０  コントローラ
１１  Ｚステージ
１２  表示部
１３  ＸＹステージ
１４  フィルタ処理部
１５  シェーディング補正部
１６  記憶部
１７  試料
１８  算術平均部
１９  画像貼合部
２０  ステージ制御部
６０  電動ＸＹステージ
【図２】
2009151163.tif 000003
【図３】
2009151163.tif 000004
【図５】
2009151163.tif 000005
【図７】
2009151163.tif 000006
【図８】
2009151163.tif 000007
【図９】
2009151163.tif 000008
【図１】
2009151163.tif 000009
【図４】
2009151163.tif 000010
【図６】
2009151163.tif 000011