JP2003240638A

JP2003240638A - 検査装置

Info

Publication number: JP2003240638A
Application number: JP2002035974A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Okugawa; 久奥川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】被検体に係わる画像に基づき検査が実現され
る検査装置に関し、ユーザの手を煩わすことなく、被検
体に係わる画像の色バランスの補正を精度良く行うこと
ができる検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】光源と、光源により出射される光によっ
て照明される被検体の画像を得るための像形成光学系
と、像形成光学系を介して得られる被検体の画像の色情
報を検出する第１の色情報検出手段と、像形成光学系と
は異なる光路上に設けられ、光源により出射される光の
色情報を検出する第２の色情報検出手段と、第２の色情
報検出手段によって検出される色情報に基づき、第１の
色情報検出手段によって検出される被検体の画像の色情
報を規格化する規格化手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に係わる画
像に基づき検査が実現される検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の検査装置として、被
検体の画像を表示装置に表示する機能を備えた顕微鏡が
知られている。

【０００３】このような顕微鏡のうち、透過型顕微鏡で
は、光源の光量の変動によって画像の色バランスが変化
してしまうため、光源の波長特性を一定に保つように光
源電圧を一定にする処理や、画像の撮像に用いるカラー
カメラによるホワイトバランス調整などによって、白色
光による観察の実現が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光源電圧を一
定にする処理では、必要以上に電圧が上げられてしまう
と、光源が明るくなり過ぎたり、電圧差や光源寿命によ
って光源の色が変わるなどの問題が発生する。なお、こ
のような問題は、透過型顕微鏡に限らず、内視鏡からの
画像を表示装置に表示する検査装置であっても発生す
る。

【０００５】一方、カラーカメラによるホワイトバラン
ス調整は、対物レンズなどの変更の度に行う必要があ
り、ユーザは、このようなホワイトバランス調整の設定
に係わる操作を繰り返し行わなければならない。ところ
で、表示装置を有する蛍光顕微鏡には、２種類の蛍光色
素によって染色された被検体に対する２つの蛍光画像を
左右に並べて表示するものがある。このような蛍光顕微
鏡によれば、２つの蛍光画像間の明るさを比較すること
により、２つの物質間の比率の変化を解析することが可
能である。

【０００６】このような解析を精度良く行うためには、
解析対象となる物質量の変化以外の要因で蛍光量（蛍光
画像における各々の画素値に相当する）が変化すること
を避ける必要があり、２つの蛍光画像間の色バランスが
忠実に再現されることが望ましい。しかし、蛍光量は、
励起光量に比例するため、光源の光量の変動により励起
光量が変化してしまうと、上述したような物質量が一定
であっても変化を来す。特に、蛍光顕微鏡では、微弱な
蛍光を測光しなければならず、ＳＮ比を十分に確保する
ためには、エネルギーの高い水銀ランプなどによる放電
ランプ方式の光源を使用する必要があり、このような光
源の特性により、光量の変動が大きくなってしまう。

【０００７】すなわち、光源の光量の変動によって、励
起光量を安定させることが困難であり、その結果、蛍光
量を波長領域毎に定量的に検出することができない。そ
のため、２つの蛍光画像間の色バランスが変動し易く、
上述したような解析を精度良く行うことができない。な
お、特開平８−３０４２８３号公報には、光源からの光
を単色化して得られる励起光の光量を検出し、その検出
結果を蛍光量にフィードバックすることによって、蛍光
量の定量化を図る技術が開示されている。

【０００８】しかし、光源の光量は、全ての波長領域に
対して一律には変動せず、波長領域毎に変動の特性が異
なる。そのため、上述したような蛍光顕微鏡に対し、特
開平８−３０４２８３号公報に記載の技術を適用して
も、蛍光量を波長領域別に定量的に検出することはでき
ず、２つの蛍光画像間の色バランスの変化により、上述
したような解析を精度良く行うことができない。

【０００９】そこで、本発明は、ユーザの手を煩わすこ
となく、被検体に係わる画像の色バランスの補正を精度
良く行うことができる検査装置を提供することを目的と
する。特に、請求項４ないし請求項６に記載の発明の目
的は、複数種類の蛍光色素によって染色された被検体に
複数波長の励起光を照射する場合、被検体から発せられ
る複数の波長領域の蛍光の各々に対応する複数の蛍光画
像に対し、色バランスの補正を行うことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の検査装
置は、光源と、前記光源により出射される光によって照
明される被検体の画像を得るための像形成光学系と、前
記像形成光学系を介して得られる前記被検体の画像の色
情報を検出する第１の色情報検出手段と、前記像形成光
学系とは異なる光路上に設けられ、前記光源により出射
される光の色情報を検出する第２の色情報検出手段と、
前記第２の色情報検出手段によって検出される色情報に
基づき、前記第１の色情報検出手段によって検出される
前記被検体の画像の色情報を規格化する規格化手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の検査装置は、請求項１に
記載の検査装置において、前記第２の色情報検出手段
は、前記第１の色情報検出手段によって前記被検体の画
像の色情報が検出される時点までに、前記光源により出
射される光の色情報を検出することを特徴とする。請求
項３に記載の検査装置は、請求項１に記載の検査装置に
おいて、前記第２の色情報検出手段は、前記光源により
出射される光の色情報を所定の波長毎に検出し、前記規
格化手段は、前記第２の色情報検出手段によって検出さ
れる色情報の波長に対応付けて、前記第１の色情報検出
手段によって検出される色情報に対する規格化を行うこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の検査装置は、光源と、前
記光源により出射される光から、複数の蛍光色素によっ
て染色された被検体内の複数の物質を励起させるための
複数の波長領域を抽出して、複数波長の励起光を出射す
る励起光抽出手段と、前記励起光を前記被検体に導き、
該被検体から発せられる複数の波長領域の各々に対応す
る蛍光量を示す複数の画像を形成する像形成光学系と、
前記励起光の分光特性を検出し、該分光特性に基づいて
前記複数の画像の各々を規格化する規格化手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の検査装置は、請求項４に
記載の検査装置において、前記規格化手段は、前記励起
光抽出手段により出射される前記励起光を、前記被検体
内の複数の物質を励起させるための波長領域毎に分離す
る光学部材と、前記光学部材によって分離された各々の
波長領域の励起光量を個別に検出する複数の励起光量検
出部と、前記励起光量に基づいて前記画像の各々を規格
化する処理部とを備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項６に記載の検査装置は、請求項４に
記載の検査装置において、前記規格化手段は、前記励起
光抽出手段により出射される前記励起光を分光して光量
を検出する分光量検出部と、前記分光量検出部によって
検出された光量のうち、前記複数の物質を励起させるた
めの波長領域に対する光量に基づいて、前記画像の各々
を規格化する処理部とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態について詳細を説明する。ただし、以下では、
本発明の検査装置の機能を備えた透過型顕微鏡や蛍光顕
微鏡を用いて説明を行う。《第１の実施形態》図１は、第１の実施形態に対応する
透過型顕微鏡の構成を示す図である。

【００１６】図１において、透過型顕微鏡１は、顕微鏡
本体１０とカラーカメラ２０と画像処理装置３０と表示
装置４０とから成り、顕微鏡本体１０は、以下に示すよ
うに構成されている。顕微鏡本体１０には、光源１１
と、光源１１により出射される光を不図示のステージに
載置された被検体１３に導く光学部材１２と、被検体１
３を透過した光をカラーカメラ２０内の撮像面上に結像
させるための結像部材１４とが設けられている。

【００１７】また、顕微鏡本体１０には、光学部材１２
とは異なる光路上にカラーセンサ１５が設けられてい
る。なお、カラーセンサ１５は、カラーカメラ２０と同
様のカラーフィルタアレイを介して、光源１１により出
射される光の輝度を色別に検出するものが望ましい。以
上説明したような構成の透過型顕微鏡１において、カラ
ーセンサ１５、カラーカメラ２０の各々の出力は、マイ
クロコンピュータを内蔵した画像処理装置３０に接続さ
れ、画像処理装置３０の出力は表示装置４０に接続され
る。

【００１８】図２は、第１の実施形態に対応する透過型
顕微鏡１の動作フローチャートである。以下、図２を参
照し、透過型顕微鏡１の動作について説明する。透過型
顕微鏡１に設けられた不図示の照明スイッチがオンする
と、光源１１は発光を開始する（図２Ｓ１）。

【００１９】光源１１により出射された光は、カラーセ
ンサ１５に導かれると共に、光学部材１２を介して被検
体１３にも導かれる。被検体１３を透過した光は、不図
示の対物レンズおよび結像部材１４を介してカラーカメ
ラ２０内の撮像面上に結像する。すなわち、カラーセン
サ１５による光のモニタが開始されると共に、カラーカ
メラ２０による受光が開始される（図２Ｓ２）。

【００２０】カラーカメラ２０では、被検体１３の画像
信号が生成されるが、このような画像信号は、画像処理
装置３０を介して、表示装置４０で表示される（図２Ｓ
３）。このように表示が行われている状態において、使
用者は、被検体１３の画像を記録したい場合には、不図
示のレリーズスイッチをオンする。画像処理装置３０
は、レリーズスイッチをオンされたか否かを判定する
（図２Ｓ４）。

【００２１】なお、カラーセンサ１５は、レリーズスイ
ッチのオンによって、カラーカメラ２０による被検体１
３の画像信号が生成されるまでに、光源１１により出射
される光の輝度値を色別に検出して、画像処理装置３０
に通知する。画像処理装置３０は、レリーズスイッチが
オンされると、その時にカラーセンサ１５から通知され
た輝度値を各色（ＲＧＢ）毎に記録すると共に、カラー
カメラ２０から得られる被検体１３の画像信号を色別に
記録する（図２Ｓ５）。

【００２２】画像処理装置３０は、カラーカメラ２０か
ら供給される被検体１３の画像信号を、カラーセンサ１
５により検出された輝度値によって、各色別に規格化す
る（図２Ｓ６）。

【００２３】例えば、カラーセンサ１５およびカラーカ
メラ２０に、Ｒ,Ｇ,Ｂのカラーフィルタがベイア配列さ
れたカラーフィルタアレイが設けられている場合、画像
処理装置３０は、Ｒ,Ｇ,Ｂの各々の画像信号を、カラー
センサ１５により検出されたＲ,Ｇ,Ｂの各々の輝度値に
よって規格化する。なお、規格化の方法としては、Ｒ,
Ｇ,Ｂの各々の画像信号をＲ,Ｇ,Ｂの各々の輝度値で除
算するなど如何なる方法を用いても良い。

【００２４】画像処理装置３０は、規格化済みの被検体
１３の画像信号を所定の記録媒体へ記録する（図２Ｓ
７）。なお、画像処理装置３０は、レリーズスイッチの
オンまたはオフに無関係に、カラーカメラ２０から得ら
れる画像信号を、逐次、カラーセンサ１５からの輝度値
によって規格化し、規格化が完了した画像信号を表示装
置４０に供給しても良い。

【００２５】以上説明したように、第１の実施形態によ
れば、光源１１の光量が変動する場合であっても、色バ
ランスが補正された被検体１３の画像を表示装置４０に
表示することができる。そのため、ユーザは、ホワイト
バランス調整の設定などの煩わしい操作を行うことな
く、表示装置４０に表示された被検体１３の画像によっ
て、白色光による被検体１３の観察を常時行うことがで
きる。

【００２６】《第２の実施形態》図３は、第２の実施形
態に対応する透過型顕微鏡の構成を示す図である。図３
に示した透過型顕微鏡２では、図１に示した第１の実施
形態に対応する透過型顕微鏡１と機能および構成が同じ
ものについては、同じ符号を付与している。図３と図１
との相違点は、顕微鏡本体の構成が異なる点であり、図
３に示した顕微鏡本体５０には、図１に示した顕微鏡本
体１０内のカラーセンサ１５に代えてフィルタ５１およ
び光センサ５２（例えば、フォトダイオードなど）が設
けられている。

【００２７】ここで、フィルタ５１は、ＬＣＴＦ（Liqu
id Crystal Tunable Filter）や、複数のカラーフィル
タを順次切り換える機構によって透過する光の波長領域
が変えられるフィルタなどである。なお、フィルタ５１
は、カラーカメラ２０によって生成される画像信号の色
（例えば、Ｒ,Ｇ,Ｂ）に対応付けて、透過する光の波長
領域が変えられるものが望ましい。

【００２８】以下、透過型顕微鏡２の動作について説明
する。透過型顕微鏡２では、第１の実施形態に対応する
透過型顕微鏡１と同様に、光源１１により出射される光
によって、被検体１３の画像信号がカラーカメラ２０で
生成され、画像処理装置３０に供給される。このように
カラーカメラ２０によって被検体１３の画像信号が生成
される過程において、光センサ５２には、光源１１によ
り出射される光のうち、フィルタ５１を順次透過した波
長領域の異なる光が順次導かれる。光センサ５２は、こ
のような光の輝度値を順次検出し、その結果を画像処理
装置３０に通知する。

【００２９】すなわち、画像処理装置３０には、第１の
実施形態と同様に、光源１１により出射される光の輝度
値が色別に通知されることになる。そして、画像処理装
置３０は、第１の実施形態と同様に、被検体１３の画像
信号を輝度値によって色別に規格化して、表示装置４０
に供給する。したがって、第２の実施形態によれば、第
１の実施形態と同様に、光源１１の光量が変動する場合
であっても、色バランスが補正された被検体１３の画像
を表示装置４０に表示することができる。そのため、ユ
ーザは、ホワイトバランス調整の設定などの煩わしい操
作を行うことなく、表示装置４０に表示された被検体１
３の画像によって、白色光による被検体１３の観察を常
時行うことができる。

【００３０】《第３の実施形態》図４は、第３の実施形
態に対応する透過型顕微鏡の構成を示す図である。図４
に示した透過型顕微鏡３では、図３に示した第２の実施
形態に対応する透過型顕微鏡２と機能および構成が同じ
ものについては、同じ符号を付与している。

【００３１】図４と図３との相違点は、図４に示した透
過型顕微鏡３において、図３に示す顕微鏡本体５０に代
えてフィルタ５１の位置が異なる顕微鏡本体６０が設け
られた点および図３に示したカラーカメラ２０に代えて
白黒カメラ２１が設けられた点である。図４に示した透
過型顕微鏡３では、顕微鏡本体６０内のフィルタ５１
は、光源１１から光センサ５２までの光路だけでなく、
光源１１から光学部材１２までの光路を遮る位置に設け
られている。

【００３２】以下、透過型顕微鏡３の動作について説明
する。透過型顕微鏡３において、光学部材１２と光セン
サ５２とには、光源１１により出射される光のうち、フ
ィルタ５１を順次透過した複数の波長領域の光が順次導
かれる。光学部材１２を透過した光は被検体１３に導か
れ、被検体１３を透過した光は不図示の対物レンズおよ
び結像部材１４を介して白黒カメラ２１内の撮像面上に
結像する。その結果、白黒カメラ２１では、フィルタ５
１を順次透過した各々の波長領域に対応する被検体１３
の画像信号が順次生成され、このような画像信号は、画
像処理装置３０に供給される。

【００３３】一方、光センサ５２は、フィルタ５１を順
次透過した各々の波長領域の光の輝度値を順次検出し、
その結果を画像処理装置３０に通知する。すなわち、画
像処理装置３０には、被検体１３の画像信号が色別に供
給されると共に、光源１１により出射される光の輝度値
が色別に通知されることになる。画像処理装置３０は、
被検体１３の画像信号を輝度値によって色別に規格化す
る。そして、規格化が完了した色別の画像信号を適宜重
ね合わせて表示装置４０に供給する。

【００３４】したがって、第３の実施形態によれば、光
源１１の光量が変動する場合であっても、色バランスが
補正された被検体１３の画像を表示装置４０に表示する
ことができる。《第４の実施形態》図５は、第４の実施形態に対応する
透過型顕微鏡の構成を示す図である。

【００３５】図５に示した透過型顕微鏡４では、図４に
示した第３の実施形態に対応する透過型顕微鏡３と機能
および構成が同じものについては、同じ符号を付与して
いる。図５と図４との相違点は、顕微鏡本体の構成が異
なる点であり、図５に示した顕微鏡本体７０には、図４
に示した顕微鏡本体６０内のフィルタ５１、光センサ５
２に代えてフィルタ７１、ダイクロイックミラー７２、
光センサ７３，７４が設けられ、結像部材１４から白黒
カメラ２１までの光路上にフィルタ７５が新たに設けら
れている。

【００３６】ここで、フィルタ７１は、光源１１により
出射される光のうち、２種類の波長領域の光を透過する
フィルタである。ダイクロイックミラー７２には、フィ
ルタ７１を透過した２種類の波長領域の光が導かれる。
光センサ７３は、ダイクロイックミラー７２の透過光路
上に設けられ、光センサ７４は、ダイクロイックミラー
７２の反射光路上に設けられている。

【００３７】また、フィルタ７５は、２つのカラーフィ
ルタを順次切り換える機構によって透過する光の波長領
域を変えられるフィルタである。なお、透過型顕微鏡４
によって被検体１３の明視野観察を実現する場合、フィ
ルタ７５は、フィルタ７１を透過する光と同波長の光を
順次透過させるものとする。また、透過型顕微鏡４によ
って２種類の蛍光色素により染色された被検体１３の蛍
光観察を実現する場合、フィルタ７１は、２種類の蛍光
色素により染色された被検体１３内の物質を励起させる
ための２種類の波長領域を透過させるものとし、フィル
タ７５は、被検体１３から発せられる２波長の蛍光を順
次透過させるものとする。

【００３８】以下、透過型顕微鏡４の動作について説明
する。透過型顕微鏡４において、光学部材１２とダイク
ロイックミラー７２とには、光源１１により出射される
光のうち、フィルタ５１を透過した２種類の波長領域の
光（蛍光観察の場合には２波長の励起光となる）が導か
れる。光学部材１２を透過した２種類の波長領域の光は
被検体１３に導かれ、被検体１３を透過した２種類の波
長領域の光（蛍光観察の場合には２波長の蛍光となる）
は、不図示の対物レンズおよび結像部材１４を介してフ
ィルタ７５に導かれる。そして、フィルタ７５を順次透
過した２種類の波長領域の光は、白黒カメラ２１内の撮
像面上に順次結像する。

【００３９】その結果、白黒カメラ２１では、２種類の
波長領域に対応する被検体１３の画像信号が順次生成さ
れ、このような画像信号は、画像処理装置３０に供給さ
れる。一方、ダイクロイックミラー７２は、フィルタ５
１を介して導かれた２種類の波長領域の光を、波長領域
毎に２つに分離する。このような分離により得られる一
方の波長領域の光は、光センサ７３に導かれ、他方の波
長領域の光は、光センサ７４に導かれる。

【００４０】そして、光センサ７３，７４は、各々の波
長領域の光の輝度値を検出し、その結果を画像処理装置
３０に通知する。すなわち、画像処理装置３０には、被
検体１３の画像信号が波長領域別に供給されると共に、
光源１１により出射されてフィルタ７１を透過した光の
輝度値（蛍光観察の場合には励起光量となる）が波長領
域別に通知されることになる。

【００４１】画像処理装置３０は、波長領域別に被検体
１３の画像信号を輝度値によって規格化する。そして、
規格化が完了した波長領域別の画像信号を適宜重ね合わ
せて表示装置４０に供給する。したがって、第４の実施
形態によれば、光源１１の光量が変動する場合であって
も、色バランスが補正された被検体１３の画像（蛍光観
察の場合には色バランスが補正された２つの蛍光像を重
ね合わせた画像となる）を表示装置４０に表示すること
ができる。

【００４２】蛍光観察において、ユーザは、表示装置４
０に表示された２つの蛍光像が重ね合わされた画像によ
って、２種類の蛍光色素により染色された被検体１３内
の物質の因果関係を精度良く解析することができる。な
お、上述した各実施形態では透過型顕微鏡を例に説明を
行ったが、光源により出射される光の輝度値を色別（ま
たは、波長領域別）に検出する機構を備えていれば、顕
微鏡本体の構成は如何なるものであっても良い。また、
同様の機構を内視鏡に設けることにより、内視鏡からの
画像を表示装置に表示する検査装置であっても、被検体
の画像の色バランスを補正することが可能となる。

【００４３】《第５の実施形態》図６は、第５の実施形
態に対応する蛍光顕微鏡の構成を示す図である。図６に
おいて、蛍光顕微鏡５は、顕微鏡本体８０の他、上述し
た各実施形態と同様の機能を果たす画像処理装置３０と
表示装置４０とから成り、顕微鏡本体８０は、以下に示
すように構成されている。

【００４４】顕微鏡本体８０には、光源８１と、光源８
１により出射される光を集光する集光レンズ８２とが設
けられ、集光レンズ８２の出射光路上には、励起フィル
タ８３とハーフミラー８４とが設けられている。ハーフ
ミラー８４の反射光路上には、ダイクロイックミラー８
５が設けられており、ダイクロイックミラー８５の透過
光路上には、光センサ８６が設けられ、ダイクロイック
ミラー８５の反射光路上には、光センサ８７が設けられ
ている。一方、ハーフミラー８４の透過光路上には、集
光レンズ８８とダイクロイックミラー８９とが設けられ
ている。

【００４５】ダイクロイックミラー８９の反射光路上に
は、対物レンズ９０と不図示のステージとが設けられて
いる。ステージ上には、予め決められた２種類の蛍光色
素Ａ，Ｂによって染色された被検体９１が載置されてお
り、ダイクロイックミラー８９からの反射光が対物レン
ズ９０を介して被検体９１に導かれ、被検体９１から発
せられる蛍光が再度対物レンズ９０を介してダイクロイ
ックミラー８９に導かれる構成になっている。一方、ダ
イクロイックミラー８９の透過光路上には、ダイクロイ
ックミラー９２が設けられている。

【００４６】ダイクロイックミラー９２の透過光路上に
は、反射ミラー９３が設けられ、反射ミラー９３の出射
光路上には、蛍光フィルタ９４が設けられている。一
方、ダイクロイックミラー９２の反射光路上には、蛍光
フィルタ９５，反射ミラー９６が設けられている。反射
ミラー９６の出射光路上には、ダイクロイックミラー９
７が設けられており、ダイクロイックミラー９７は、上
述した蛍光フィルタ９４からの出射光を反射し、反射ミ
ラー９６からの反射光を透過する位置に配置されてい
る。

【００４７】ダイクロイックミラー９７の出射光路（反
射光路および透過光路を含む）上には、撮影レンズ９８
が設けられ、撮影レンズ９８の出射光路上には、白黒の
ＣＣＤセンサ９９が設けられている。以上説明したよう
な構成の顕微鏡本体８０において、光センサ８６，８
７，ＣＣＤセンサ９９の各々の出力は、マイクロコンピ
ュータを内蔵した画像処理装置３０に接続され、画像処
理装置３０の出力は表示装置４０に接続される。

【００４８】図７は、第５の実施形態に対応する蛍光顕
微鏡５の動作フローチャートである。以下、図７を参照
し、蛍光顕微鏡５の動作について説明する。蛍光顕微鏡
５に設けられた不図示の照明スイッチがオンすると、光
源８１は発光を開始する（図７Ｓ１）。

【００４９】光源８１により出射される光は、集光レン
ズ８２を介して励起フィルタ８３に導かれる。励起フィ
ルタ８３は、このようにして導かれた光から、上述した
２種類の蛍光色素Ａ，Ｂにより染色された被検体９１内
の物質を励起させるための２種類の波長領域を抽出し、
２波長の励起光を出射する。

【００５０】ハーフミラー８４は、このような２波長の
励起光の一部を反射し、他の一部を透過する。ハーフミ
ラー８４によって透過された２波長の励起光は、ダイク
ロイックミラー８５に導かれる。ダイクロイックミラー
８５は、このようにして導かれた２波長の励起光を、波
長領域毎に２つに分離する。このような分離により得ら
れる一方の波長領域の励起光は、光センサ８６に導か
れ、他方の波長領域の励起光は、光センサ８７に導かれ
る。

【００５１】第５の実施形態では、説明を簡単にするた
め、蛍光色素Ａによって染色された物質を励起するため
の波長領域Ｌａの励起光が光センサ８６に導かれ、蛍光
色素Ｂによって染色された物質を励起するための波長領
域Ｌｂの励起光が光センサ８７に導かれると仮定する。
一方、ハーフミラー８４によって透過された２波長の励
起光は、集光レンズ８８，ダイクロイックミラー８９，
対物レンズ９０を介して被検体９１に照射される。被検
体９１からは、２波長の蛍光が発せられ、このような２
波長の蛍光は、対物レンズ９０，ダイクロイックミラー
８９を介してダイクロイックミラー９２に導かれる。

【００５２】ダイクロイックミラー９２は、このように
して導かれた２波長の蛍光を、波長領域毎に２つに分離
する。このような分離により得られる一方の波長領域の
蛍光は、反射ミラー９３を介して蛍光フィルタ９４に導
かれ、他方の波長領域の蛍光は、光フィルタ９５に導か
れる。第５の実施形態では、説明を簡単にするため、波
長領域Ｌａによる励起によって発せられる蛍光Ｍａ（蛍
光色素Ａによって染色された物質から発せられる蛍光に
相当する）が蛍光フィルタ９４に導かれ、波長領域Ｌｂ
による励起によって発せられる蛍光Ｍｂ（蛍光色素Ｂに
よって染色された物質から発せられる蛍光に相当する）
が蛍光フィルタ９５に導かれると仮定する。

【００５３】蛍光Ｍａは、蛍光フィルタ９４によって余
分な波長が遮断され、ダイクロイックミラー９７に反射
され、撮影レンズ９８を介してＣＣＤセンサ９９の撮像
面上の左側の領域に結像する。一方、蛍光Ｍｂは、蛍光
フィルタ９５によって余分な波長領域が遮断され、ダイ
クロイックミラー９７に透過され、撮影レンズ９８を介
してＣＣＤセンサ９９の撮像面上の右側の領域に結像す
る。

【００５４】すなわち、光源８１の発光が開始される
と、光センサ８６，８７による各波長領域の励起光のモ
ニタが開始されると共に、ＣＣＤセンサ９９による受光
が開始される（図７Ｓ２）。なお、光センサ８６，８７
は、フォトダイオードなどからなり、励起光の光強度に
対応するアナログ信号（モニタ光量信号）を出力する。
このようなアナログ信号は、不図示のＡ／Ｄ変換器によ
ってＡ／Ｄ変換されて、励起光量信号（波長領域Ｌａの
励起光量および波長領域Ｌｂの励起光量を示す信号）と
して画像処理装置３０に供給される。

【００５５】画像処理装置３０は、ＣＣＤセンサ９９に
よる電荷蓄積が行われている間、所定時間間隔（例え
ば、５０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）で励起光量信号（モニタ光
量信号）を取得し、記録する（図７Ｓ３）。ＣＣＤセン
サ９９による電荷蓄積が終了すると、光源８１は、発光
を停止すると共に、光センサ８６，８７は、各波長領域
の励起光のモニタ動作を停止する（図７Ｓ４、Ｓ５）。

【００５６】画像処理装置３０には、ＣＣＤセンサ９９
の電荷蓄積時間内に、光センサ８６，８７によるモニタ
動作によって得られた各波長領域の励起光量信号が記録
されており、画像処理装置３０は、このような各波長領
域の励起光量信号を平均化する（図７Ｓ６）。なお、Ｃ
ＣＤセンサ９９では、蛍光Ｍａに対応する蛍光画像と蛍
光Ｍｂに対応する蛍光画像とが、左右に並べられた画像
信号が生成されるが、このような画像信号は、画像処理
装置３０に供給される。

【００５７】画像処理装置３０は、ＣＣＤセンサ９９か
ら供給された各蛍光画像の画像信号を、各波長領域の平
均化された励起光量により規格化する（図７Ｓ７）。す
なわち、画像処理装置３０は、蛍光Ｍａに対応する蛍光
画像における各々の画素値（１画素当たりの蛍光量に相
当する）を、上述した波長領域Ｌａの平均化された励起
光量によって規格化し、蛍光Ｍｂに対応する蛍光画像に
おける各々の画素値を、上述した波長領域Ｌｂの平均化
された励起光量によって規格化する。このような規格化
により、各々の蛍光画像は定量的に表されることにな
る。

【００５８】なお、第５の実施形態では、図７Ｓ３およ
びＳ７により、励起光量信号の平均化を行っているが、
このような平均化を行わない方法も考えられる。例え
ば、ＣＣＤセンサ９９の電荷蓄積開始に同期して、光セ
ンサ８６，８７による各波長領域の励起光のモニタを開
始させ、初期の励起光量信号（モニタ光量信号）のみを
規格化に使用すれば良い。

【００５９】規格化が完了した画像信号は、表示装置４
０に供給され表示される（図７Ｓ８）。以上説明したよ
うに、第５の実施形態によれば、光源８１の光量が変動
する場合であっても、２種類の蛍光色素によって染色さ
れた被検体９１に対する２つの蛍光画像を、所望の明る
さでバランス良く表示することができる。

【００６０】そのため、ユーザは、このようにして表示
された２つの蛍光画像を比較することによって、被検体
９１における２つの物質の因果関係を精度良く解析する
ことができる。なお、第５の実施形態では、２波長の励
起光をダイクロイックミラー８５によって波長領域毎に
分離し、各々の波長領域の励起光量を光センサ８６，８
７によって検出しているが、例えば、図８に示すよう
に、ダイクロイックミラー８５および光センサ８６，８
７に代えて、プリズムなどの分光部材１０１および分光
検出器１０２を設け、励起光を分光して各波長毎の光量
を検出するようにしても良い。

【００６１】ただし、図８に示すような蛍光顕微鏡６に
おいて、画像処理装置３０では、分光検出器１０２によ
って検出された光量のうち、上述した波長領域Ｌａ，Ｌ
ｂの励起光量に相当する光量を選択的に用いて規格化が
行われる必要がある。また、第５の実施形態では、２つ
の蛍光画像を左右に並べて表示する蛍光顕微鏡５を用い
て説明を行っているため、蛍光画像における各々の画素
値が規格化されているが、例えば、顕微鏡本体８０と同
様にして波長領域Ｌａ，Ｌｂの励起光量を検出する機構
（ハーフミラー８４、ダイクロイックミラー８５、光セ
ンサ８６，８７に相当する）を蛍光測光装置に設けれ
ば、蛍光測光装置によって検出される蛍光量を規格化す
ることが可能である。

【００６２】このような規格化により、蛍光測光装置で
は、光源の光量の変動に影響されることなく、蛍光量の
定量的な検出が実現されることになる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源の光量の変動に影響されることなく、被検体に係わ
る画像の色バランスの補正を精度良く行うことができ
る。

【００６４】特に、請求項４に記載の発明によれば、複
数種類の蛍光色素によって染色された被検体に複数波長
の励起光を照射する場合、被検体から発せられる複数の
波長領域の蛍光の各々に対応する複数の蛍光画像に対
し、色バランスの補正を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に対応する透過型顕微鏡の構成
を示す図である。

【図２】第１の実施形態に対応する透過型顕微鏡の動作
フローチャートである。

【図３】第２の実施形態に対応する透過型顕微鏡の構成
を示す図である。

【図４】第３の実施形態に対応する透過型顕微鏡の構成
を示す図である。

【図５】第４の実施形態に対応する透過型顕微鏡の構成
を示す図である。

【図６】第５の実施形態に対応する蛍光顕微鏡の構成を
示す図である。

【図７】第５の実施形態に対応する蛍光顕微鏡の動作フ
ローチャートである。

【図８】蛍光顕微鏡の他の構成を示す図である。

【符号の説明】

１、２、３、４透過型顕微鏡５、６蛍光顕微鏡１０、５０、６０、７０、８０顕微鏡本体１１、８１光源１２光学部材１３、９１被検体１４結像部材１５カラーセンサ２０カラーカメラ２１白黒カメラ３０画像処理装置４０表示装置５１、７１フィルタ５２、７３、７４、８６、８７光センサ７２、８５、８９、９２、９７ダイクロイックミラー８２、８８集光レンズ８３励起フィルタ８４ハーフミラー９０対物レンズ９３、９６反射ミラー９４、９５蛍光フィルタ９８撮影レンズ９９ＣＣＤセンサ１０１分光部材１０２分光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 1/00 ２９５Ｇ０６Ｔ 1/00 ２９５５Ｃ０６５４６０４６０Ｃ 5/00 １００ 5/00 １００Ｈ０４Ｎ 9/04 Ｈ０４Ｎ 9/04 ＢＦターム(参考） 2G020 AA04 AA08 CA01 CB31 CB55 CC13 CC27 CC28 CD06 CD11 CD14 CD24 CD33 CD34 CD36 CD37 CD38 CD51 DA13 DA32 DA35 DA66 2G043 AA03 DA02 EA01 FA01 FA02 FA06 GA01 GB01 GB28 HA01 HA02 HA06 HA15 JA02 JA05 LA03 MA11 NA01 NA05 NA06 2H002 GA33 5B047 AA15 AA17 AB04 BA02 BB04 BC05 BC07 BC11 BC14 CB04 CB22 DA03 DC09 5B057 AA07 BA02 BA12 BA15 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE17 5C065 BB01 BB41 CC01 DD02 EE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源により出射される光によって照明される被検体
の画像を得るための像形成光学系と、前記像形成光学系を介して得られる前記被検体の画像の
色情報を検出する第１の色情報検出手段と、前記像形成光学系とは異なる光路上に設けられ、前記光
源により出射される光の色情報を検出する第２の色情報
検出手段と、前記第２の色情報検出手段によって検出される色情報に
基づき、前記第１の色情報検出手段によって検出される
前記被検体の画像の色情報を規格化する規格化手段とを
備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】請求項１に記載の検査装置において、前記第２の色情報検出手段は、前記第１の色情報検出手段によって前記被検体の画像の
色情報が検出される時点までに、前記光源により出射さ
れる光の色情報を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項３】請求項１に記載の検査装置において、前記第２の色情報検出手段は、前記光源により出射される光の色情報を所定の波長毎に
検出し、前記規格化手段は、前記第２の色情報検出手段によって検出される色情報の
波長に対応付けて、前記第１の色情報検出手段によって
検出される色情報に対する規格化を行うことを特徴とす
る検査装置。
【請求項４】光源と、前記光源により出射される光から、複数の蛍光色素によ
って染色された被検体内の複数の物質を励起させるため
の複数の波長領域を抽出して、複数波長の励起光を出射
する励起光抽出手段と、前記励起光を前記被検体に導き、該被検体から発せられ
る複数の波長領域の各々に対応する蛍光量を示す複数の
画像を形成する像形成光学系と、前記励起光の分光特性を検出し、該分光特性に基づいて
前記複数の画像の各々を規格化する規格化手段とを備え
たことを特徴とする検査装置。
【請求項５】請求項４に記載の検査装置において、前記規格化手段は、前記励起光抽出手段により出射される前記励起光を、前
記被検体内の複数の物質を励起させるための波長領域毎
に分離する光学部材と、前記光学部材によって分離された各々の波長領域の励起
光量を個別に検出する複数の励起光量検出部と、前記励起光量に基づいて前記画像の各々を規格化する処
理部とを備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項６】請求項４に記載の検査装置において、前記規格化手段は、前記励起光抽出手段により出射される前記励起光を分光
して光量を検出する分光量検出部と、前記分光量検出部によって検出された光量のうち、前記
複数の物質を励起させるための波長領域に対する光量に
基づいて、前記画像の各々を規格化する処理部とを備え
たことを特徴とする検査装置。