JP2008058396A - 顕微鏡撮像システム、顕微鏡撮像方法、及び、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】観察状態又は及び撮像条件の調整時に観察体に光を照射させることなく、所望の画像を撮像するための観察状態又は及び撮像条件を簡単に設定できるようにする。
【解決手段】顕微鏡撮像システムは、デジタルカメラ３と、撮像画像に対する画像処理等を行うホストシステム２と、画像処理時の処理因子を入力するシステム操作部３４と、処理因子に基づいてホストシステム２により画像処理が施された画像を表示するモニター５と、顕微鏡装置１の観察状態の検出および設定を行う顕微鏡コントローラ３１と、デジタルカメラ３の撮像条件の検出および設定を行うカメラコントローラ３３とを備え、入力された処理因子に基づいて画像処理が施された画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定し、撮像を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡装置とデジタルカメラ等の撮像手段とを含む顕微鏡撮像システムに関する。

顕微鏡撮像システムでは、観察体の画像を撮像する際に、顕微鏡装置の各種光学部材の駆動や撮像手段の撮像条件についての設定を行う必要がある。この設定は、観察者や撮像画像毎に異なり、調整が複雑であることが多い。

そこで従来では、このような状況を改善するため、顕微鏡装置や撮像手段の状態に関する情報を着脱可能な記録媒体に記録可能とし、その記録媒体から所望の状態に関する情報を選択することで、顕微鏡装置や撮像手段を所望の状態に電動制御できるようにしたものが考えられた。これによって、着脱可能な記録媒体に複数種類の設定を記録できるようになるので、ある検者が、検鏡後に、その検鏡状態の情報を記録媒体に記録しておけば、後日、別の検者により検鏡状態が変更されても、記録媒体に記録された情報から検鏡状態を再現することができる。

このようなシステムに関し、特許文献１には、遠隔操作可能な顕微鏡装置と画像処理可能なコンピュータ装置とを接続し、コンピュータ装置から出力される各種設定を顕微鏡装置の設定に反映させることのできる顕微鏡システムが提案されている。この顕微鏡システムでは、顕微鏡装置の状態を電気的接続によりカメラ側で認識できるようにして、撮像した画像と共に顕微鏡装置の状態やカメラの撮像条件などの情報を記録し、その後、この情報を用いて検者による撮像画像の整理、顕微鏡装置の設定等を可能にしている。これによれば、検者は、以前に撮像した画像を選択するだけで、簡単に、その画像の撮像時と同じ顕微鏡装置の観察状態やカメラの撮像条件を復元することができるため、操作性に優れ、また、撮像画像の整理、顕微鏡装置の設定などを確実に行うことができる。

また、特許文献２には、顕微鏡に装着された電子カメラの撮像データと当該撮影にかかる撮影条件とを一緒に記録し、後に、撮影データを読み出すことにより撮影時の状態を再現できるようにした顕微鏡撮影装置が提案されている。
特開２００２−０３１７５７号公報 特開２００２−２６７９４３号公報

しかしながら従来技術では、撮像された画像の観察状態および撮像条件の再現はできるが、蛍光観察などにおいては、以前撮像した画像と同様の観察状態および撮像条件では所望の画像が撮像できない場合がある。そのため、観察状態および撮像条件を構成する露光時間やビニングなどの制御項目を変更する必要がある。さらに、観察状態および撮像条件を構成する制御項目は複数存在するため、所望の観察状態および撮像条件にするためには複数の制御項目を絶妙に組み合わせる必要があり複雑である。特に光を受けると損傷する観察体においては、観察しながら所望の観察状態および撮像条件を設定している間、光が観察体へ照射されるため、迅速に観察状態および撮像条件を調整できることが求められている。

一般に、蛍光観察においては、観察試料に励起光を照射し続けると蛍光が次第に弱まる（褪色）。そして、蛍光が弱まると、撮影時の露光時間が延長されるから、照射時間が更に増す。その結果、観察試料が再利用できなくなる。従って、観察試料への励起光の照射時間は可能な限り短時間であることが望まれる。その反面、所望の観察画像を得るための装置設定は経験や知識を必要とするため、何回かの試行を経ることとなり、この試行の期間中ずっと励起光が照射され続けてしまう。

本発明は、上記実情に鑑み、観察状態又は及び撮像条件の調整時に観察体に光を照射させることなく、所望の画像を撮像するための観察状態又は及び撮像条件を簡単に設定できる顕徹鏡撮像システム、顕微鏡撮像方法、および記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る顕微鏡撮像システムは、一つ以上の光学部材を駆動することにより観察状態を変更可能な顕微鏡装置を含む顕微鏡撮像システムであって、観察対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に対し画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段の処理因子を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された処理因子に基づいて前記画像処理手段により画像処理が施された画像を表示する表示手段と、前記顕微鏡装置の観察状態の検出および設定を行う観察状態検出設定手段と、前記撮像手段の撮像条件の検出および設定を行う撮像条件検出設定手段と、を備え、前記入力手段により入力された処理因子に基づいて画像処理が施された画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、前記顕微鏡装置の観察状態又は及び前記撮像手段の撮像条件を設定し、撮像を行う、ことを特徴とする。

また、本発明の第２の態様に係る顕微鏡撮像システムは、上記第１の態様において、前記処理因子は、前記顕微鏡装置の制御項目又は及び前記撮像手段の制御項目に相当するものである、ことを特徴とする。

また、本発明の第３の態様に係る顕微鏡撮像システムは、上記第１又は２の態様において、前記画像処理手段は、複数の前記処理因子を用いて画像処理を施す、ことを特徴とする。

また、本発明の第４の態様に係る顕微鏡撮像システムは、上記第１乃至３のいずれか一つの態様において、前記処理因子は、ステージ、開口絞り、露光時間、ゲイン、倍率、明るさ、ビニング、対物レンズ、キューブユニット、光源電圧、ＩＳＯ感度、色温度、光学フィルタのうちのいずれかの情報を含む、ことを特徴とする。

また、本発明の第５の態様に係る顕微鏡撮像システムは、上記第１乃至４のいずれか一つの態様において、前記表示手段により表示された、前記画像処理手段により画像処理が施された複数の画像の中から、画像を選択する画像選択手段を更に備え、前記画像選択手段により選択された画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、前記顕微鏡装置の観察状態又は及び前記撮像手段の撮像条件を設定し、撮像を行う、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様に係る顕微鏡撮像方法は、光源による照明光の観察試料への照射を制御するシャッタ部を有し、各部の遠隔操作が可能な駆動部を備えた顕微鏡装置と、前記顕微鏡装置に装着される撮像部と、画像記録部と、画像表示部と、画像処理部と、前記画像処理部の処理因子を入力する入力部と、前記顕微鏡装置に接続された制御装置と、を具備する顕微鏡撮像システムに適用される顕微鏡撮像方法であって、前記シャッタ部を開成すると共に、初期投定にて前記観察試料を予備撮像し、前記シャッタ部を閉成すると共に、予備撮像された画像を前記画像記録部に記録し、画像処理を起動すると共に、前記画像表示部に予備撮像された画像を表示しつつ所望の画像を得るための撮像条件たる処理因子を画定させ、画定された処理因子に基づき前記撮像部及び前記顕微鏡装置を再設定し、前記シャッタ部を開成すると共に、前記観察試料の本撮像を行い、前記シャッタ部を閉成すると共に、本撮像された画像を前記画像記録部に記録する、ことを特徴とする。

また、本発明の第７の態様に係る顕微鏡撮像方法は、上記第６の態様において、前記画像処理部の処理因子は、ステージ、開口絞り、露光時間、ゲイン、倍率、明るさ、ビニング、対物レンズ、キューブユニット、光源電圧、ＩＳＯ感度、色温度、光学フィルタのうちのいずれかの情報を含む、ことを特徴とする。

また、本発明の第８の態様に係る顕微鏡撮像方法は、上記第６の態様において、前記画像表示部は、画像表示部および入力部からなるＧＵＩを備える、ことを特徴とする。
また、本発明は、上述の各態様に係る顕微鏡撮像システム及び顕微鏡撮像方法以外にも、上述の顕微鏡撮像方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムを記録した記録媒体として構成することも可能である。

本発明によれば、撮像した画像に対し、観察状態又は及び撮像条件であるゲイン、明るさ、露光時間、開口絞り、倍率など、実際に顕微鏡撮像システムを動作させる制御項目を調整して撮像した画像のように、画像処理を施すことができる。また、このように画像処理によって顕微鏡撮像システムを擬似的に制御して撮像したような画像を作成できるので、検者は、複雑な制御項目を設定するまでの間、観察体に光を当てることなく制御項目の調整ができ、画像処理された画像と画質が同等以上の画像が撮像できるように内部的に制御項目を顕微鏡撮像システムに設定制御して撮像することで、観察体にダメージを与えることなく所望の画像を撮像できる。

また、複数の制御項目を組み合わせて画像処理を施した複数の画像を一覧表示することで、制御項目の機能や所望の画像が撮像される設定を視覚的に簡単にわからせることができ、作業時間の短縮および操作性の向上をはかることが可能となり、検者の負担を大きく低減することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施例１に係る顕微鏡撮像システムの構成例を示す図である。
同図に示したように、顕微鏡装置１には、透過観察用光学系として、透過照明用光源６と、透過照明用光源６の照明光を集光するコレクタレンズ７と、透過用フィルタユニット８と、透過視野絞り９と、透過開口絞り１０と、コンデンサ光学素子ユニット１１と、トップレンズユニット１２とが備えられている。

また、落射観察用光学系として、落射照明用光源１３と、コレクタレンズ１４と、落射用フィルタユニット１５と、落射シャッタ１６と、落射視野絞り１７と、落射開口絞り１８とが備えられている。

これらの透過観察用光学系の光路と落射観察用光学系の光路とが重なる観察光路上には、観察体（観察試料）１９が載置される、上下左右各方向（ＸＹＺ各方向）に移動可能な電動ステージ２０が備えられている。この電動ステージ２０の移動の制御は、ステージＸ−Ｙ駆動制御部２１とステージＺ駆動制御部２２とで行われる。なお、電動ステージ２０は、原点センサによる原点検出機能（不図示）を有しており、電動ステージ２０に載置された観察体１９の座標検出及び座標指定による移動制御を行うことができる。

また、観察光路上には、複数装着された対物レンズ２３ａ、２３ｂ、…（以下、必要に応じて「対物レンズ２３」と総称する）から観察に使用するものを回転動作により選択するレボルバ２４と、検鏡法（観察方法）を切り替えるキューブユニット２５と、観察光路を接眼レンズ２６側とデジタルカメラ３側とに分岐するビームスプリッタ２７とが備えられている。更に、微分干渉観察用のポラライザー２８、ＤＩＣ（Differential Interference Contrast）プリズム２９、及び、アナライザー３０は、観察光路に挿入可能となっている。なお、これらの各ユニットは電動化されており、その動作は後述する顕微鏡コントローラ３１によって制御される。

ホストシステム２に接続された顕微鏡コントローラ３１は、顕微鏡装置１全体の動作を制御する機能を有するものであり、ホストシステム２からの制御信号に応じ、倍率の変更、検鏡法の変更、透過照明用光源６及び落射照明用光源１３の調光を行うと共に、顕微鏡装置１による現在の検鏡状態（観察状態）をホストシステム２へ送出する機能を有している。また、顕微鏡コントローラ３１は、ステージＸ−Ｙ駆動制御部２１及びステージＺ駆動制御部２２にも接続されており、電動ステージ２０の制御もホストシステム２で行うことができる。これにより、顕微鏡コントローラ３１は、ホストシステム２の制御の下に、顕微鏡装置１の観察状態の検出および設定を行うことが可能になっている。

システム操作部３４は、ホストシステム２と共に顕微鏡装置１およびデジタルカメラ３の動作指示を入力するための各種入力部を備えたハンドスイッチで、同じくこれに備えられたジョイスティックやエンコーダ（表記せず）によって、電動ステージ２０の操作も行える。

デジタルカメラ３によって撮像された観察体１９の顕微鏡画像は、ホストシステム２に取り込まれる。ホストシステム２は、デジタルカメラ３に対して、自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ、ゲイン設定、自動露出制御のＯＮ／ＯＦＦ、露光時間の設定、及び、ビニング設定を、カメラコントローラ３３を介して行うことができる。尚、カメラコントローラ３３は、ホストシステム２の制御の下に、デジタルカメラ３の撮像条件の検出および設定を行うことが可能になっている。また、ホストシステム２は、デジタルカメラ３から送られてきた観察体１９の画像を、動画データ及び静止画データとしてデータ記録部４に保存することができる。データ記録部４に記録された動画データ及び静止画データはホストシステム２によって読み出され、表示部であるモニタ５で表示させることができる。

更に、ホストシステム２は、デジタルカメラ３によって撮像された画像のコントラストに基づいて合焦動作を行う、いわゆるビデオＡＦ機能も提供している。なお、ホストシステム２は、制御プログラムの実行によって顕微鏡撮像システム全体の動作制御を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）、このＣＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ、またマウスやキーボードなどといった検者からの各種の指示を取得するための入力部（システム操作部３４と兼用）、この顕微鏡撮像システムの各構成要素との間で各種データの授受を管理するインタフェースユニット、及び各種のプログラムやデータを記憶しておく例えばハードディスク装置などの補助記憶装置２ａを有している、ごく標準的な構成のコンピュータである。尚、本実施例では、ホストシステム２の入力部をシステム操作部３４と兼用とするが、これらを別々に設けるようにすることも可能である。

次に、本実施例に係る顕微鏡撮像システムによる落射蛍光観察時の撮像動作を、図２、図３(a)(b) 、及び図４を用いて説明する。尚、この撮像動作は、上述のとおり、ホストシステム２のＣＰＵが補助記憶装置２ａに記憶されている制御プログラムを読み出し実行することによって行われる。

図２は、その撮像動作の一例を示すフローチャートである。
同図に示したように、この撮像動作では、まず、落射シャッタ１６を閉成し（Ｓ１）、電動ステージ２０上に観察体１９がセットされ（Ｓ２）、顕微鏡装置１において落射蛍光観察を行うために各種光学素子を切り換えると共に観察位置を探すために低倍率の対物レンズ２３ａへ切り換える（Ｓ３）。

続いて、落射シャッタ１６を開成し（Ｓ４）、観察体１９における観察対象が探され（Ｓ５）、顕微鏡装置１の観察状態およびデジタルカメラ３の撮像条件を初期設定にして観察対象を予備撮像し（Ｓ６）、落射シャッタ１６を閉成する（Ｓ７）。尚、予備撮像された画像（以下「予備撮像画像」ともいう）は、データ記録部４に記録される。

続いて、所望の画像を撮像するためのパラメータ（処理因子）を調整するために、検者からのパラメータ入力に応じて（Ｓ８）、Ｓ６で予備撮像された画像に対し画像処理を施し表示する（Ｓ９）という処理を、パラメータの入力毎に繰り返す処理（以下、「パラメータ調整処理」という）を行う。尚、この所望の画像を撮像するためのパラメータを調整する間は、落射シャッタ１６は閉じられており観察体１９に光が当たらないので、観察体１９に損傷を与える虞はない。

このパラメータ調整処理では、より詳しくは、次のような処理が行われる。
まず、画像処理を起動すると共に、ＧＵＩ（Graphical User Interface）機能を有するウィンドウをモニター５に表示する。

図３(a) は、ＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。同図(a) に示したように、このウィンドウ３５には、明るさのパラメータを入力可能にするスライダー３６と、予備撮像画像が表示される予備撮像画像表示欄３７と、現在のスライダー３６の位置に応じた明るさのパラメータに基づいて予備撮像画像に対しホストシステム２により画像処理を施した画像、すなわち、その明るさのパラメータを予備撮像画像に対し反映した画像が表示される擬似処理画像表示欄３８と、現在の擬似処理画像表示欄３８に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定制御して撮像することを開始させるための撮影ボタン３９とが設けられている。

尚、このウィンドウ３５がモニター５に表示されてからスライダー３６の操作が無い時点においては、擬似処理画像表示欄３８にも予備撮像画像が表示される。
このようなウィンドウ３５がモニター５に表示されると、検者によって、擬似処理画像表示欄３８に表示される画像が所望の明るさの画像になるように、例えばマウス等によってスライダー３７が移動されて明るさのパラメータが入力される（Ｓ８）。

スライダー３７が移動されると、移動後のスライダー３７の位置に応じた明るさのパラメータに基づいて予備撮像画像に対しホストシステム２により画像処理を施した画像を、擬似処理画像表示欄３８に表示する（Ｓ９）。

例えば、図３(b) に示すように、スライダー３６が移動されて明るさのパラメータとして「４」が入力されると、そのパラメータ「４」に基づいて予備撮像画像に対し画像処理が施された画像が、擬似処理画像表示欄３８に表示される。

このように、パラメータ調整処理では、Ｓ８及びＳ９が必要に応じて繰り返され、所望の画像が撮像されるように検者によって擬似処理画像表示欄３８が確認されながら顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を検討するためのパラメータ（ここでは明るさのパラメータ）の調整が行われる。

尚、図３(a)(b) を用いて説明した例における画像処理においては、予備撮像画像表示欄３７に表示される予備撮像画像のシグナルＳに対し、明るさｎ倍の場合は、擬似処理画像表示欄３８に表示される画像のシグナルＳｉは、Ｓｉ＝ｎＳとなる。但し、照明の特性が線形で無い場合は、照明の特性データ等を用いて計算しても良い。また、顕微鏡装置１として、照明の特性が線形になる光学設計された顕微鏡装置を適用しても構わない。

このようにして、検者により、所望の画像を撮像するためのパラメータの調整が行われ、擬似処理画像表示欄３８に所望の画像が表示された時点で、マウス等を利用して撮影ボタン３９が押下されると、続いて、擬似処理画像表示欄３８に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、入力されている現在のパラメータ（画定されているパラメータ）に基づいて、顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を再設定する制御を行う（Ｓ１０）。例えば、顕微鏡装置１の制御項目である落射照明用光源１３の光量を、ホストシステム２から顕微鏡コントローラ３１を介して設定する。

Ｓ１０が終了すると、続いて、落射シャッタ１６を開成して（Ｓ１１）、本撮像を行い（Ｓ１２）、落射シャッタ１６を閉成して、本フローに係る撮像動作を終了する。尚、Ｓ１２で本撮像された画像は、データ記録部４に記録される。

図４は、Ｓ１２で本撮像された画像の一例を示す図である。
このように、本撮像された画像は、擬似処理画像表示欄３８に表示されている画像が画像処理により生成されたものであることから、この画像処理により生成された画像に比べて、画質が同等以上の画像となる。

以上、本実施例に係る顕微鏡撮像システムによれば、予備撮像画像に対する画像処理によって、あたかも顕微鏡撮像システムを制御して撮像した画像として表示することができる。また、その画像処理に用いられたパラメータを基に、顕微鏡撮像システムに対し設定制御を行って撮像を行うことで、画像処理された画像と画質が同等以上の画像を得ることができる。さらに、検者は、所望の画像を撮像するための、パラメータの調整、すなわち、顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件の調整を、観察体１９に光を当てることなく行うことができる。

尚、本実施例では、パラメータとして、明るさのパラメータを例に説明したが、その他の、顕微鏡装置１やデジタルカメラ３の制御項目に相当するパラメータを適用することもできる。例えば、電動ステージ２０（電動ステージ２０の位置）、開口絞り（ＡＳ）、露光時間、ゲイン、倍率、ビニング、対物レンズ２３、キューブユニット２５、光源電圧、ＩＳＯ感度、色温度、又は、光学フィルタに関するパラメータを適用することもできる。

また、本実施例では、明るさのパラメータという１種類のパラメータを用いて処理を行うものであったが、例えば露光時間とゲイン等という複数種類のパラメータを用いて処理を行うようにすることも可能である。

ここで、複数種類のパラメータを用いて処理を行う場合の例について説明する。
図５は、複数種類のパラメータを調整可能なＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。同図に示したように、このウィンドウ４１では、倍率、電動ステージ２０のステージ座標（ＸＹ座標）、露光時間、ゲイン、及びビニングといった複数種類のパラメ
ータを調整可能になっている。

このウィンドウ４１には、図３(a),(b) に示したウィンドウ３５と同様に、予備撮像画像が表示される予備撮像画像表示欄４２と、入力されたパラメータに基づいて予備撮像画像に対しホストシステム２により画像処理を施した画像、すなわち、そのパラメータを予備撮像画像に対し反映した画像が表示される擬似処理画像表示欄４３と、現在の擬似処理画像表示欄４３に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定制御して撮像することを開始させるための撮影ボタン４４とが設けられている。

また、パラメータを入力可能にするものとして、倍率のパラメータを入力可能にするボタン４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ（以下、必要に応じて「ボタン４５」と総称する）と、露光時間のパラメータを入力可能にするスライダ４６と、ゲインのパラメータを入力可能にするプルダウンメニュー４７と、ビニングのパラメータを入力可能にするプルダウンメニュー４８とが設けられている。

このウィンドウ４１においては、ボタン４５の何れかが押下されて倍率のパラメータが入力されると、予備画像表示欄４２に表示されている予備画像上に、擬似処理画像表示欄４３の表示範囲（以下「擬似処理画像表示範囲」という）４９が表示され、予備画像上の何れの部分に対応する画像であるかを確認可能になっている。また、この擬似処理画像表示範囲４９は、マウスやキーボードによって、予備撮像画像表示欄４２上で移動可能に構成されており、この擬似処理画像表示範囲４９を移動させた場合には、移動後の擬似処理画像表示範囲４９に対応する画像が擬似処理画像表示欄４３に表示される。

このような構成のウィンドウ４１において、検者により、例えば、ボタン４５ｂが押下されて倍率のパラメータとして「×２０」が入力されると、予備撮像画像表示欄４２上に、倍率のパラメータに対応する擬似処理画像表示範囲４９を表示し、擬似処理画像表示欄４３に擬似処理画像表示範囲４９内の画像を表示する。その後、検者により、スライダ４６による露光時間のパラメータの入力や、プルダウンメニュー４７によるゲインのパラメータの入力や、プルダウンメニュー４８によるビニングのパラメータの入力が行われると、予備撮像画像表示欄４２に表示されている予備撮像画像に対し、入力されたパラメータに基づいてホストシステム２により画像処理を施した画像、すなわち、それらのパラメータを反映した画像を擬似処理画像表示欄４３に表示する。但し、擬似処理画像表示欄４３に表示される画像は、予備撮像画像表示欄４２に表示されている予備撮像画像における擬似処理画像表示範囲４９内の部分画像に対応する画像となる。そして、検者により、このようなパラメータの入力が行われて擬似処理画像表示欄４３に所望の画像が表示され、撮影ボタン４４が押下されると、その時に擬似処理画像表示欄４３に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定制御し、撮像を行う。すなわち、その時に入力されているパラメータに基づいて、ホストシステム２が、顕微鏡コントローラ３１とカメラコントローラ３３とを介して、例えば、×２０（２０倍）の対物レンズ２３ｂを光路上に挿入し、落射照明用光源１３の光量を下げ、ゲインとビニングと露光時間とを制御すると共に、ステージＸ−Ｙ駆動制御部２１を介して電動ステージ２０を移動させた上で、撮像を実行する。

このように、図５に示したＧＵＩ機能を有するウィンドウによれば、所望の画像を撮像するための、様々な複数のパラメータの調整、すなわち、顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件の調整を、観察体１９に光を当てることなく行うことができる。

尚、図５に示したＧＵＩ機能を有するウィンドウ４１は一例であって、形式や配置などについては、これに限られるものではない。図３(a),(b) に示したウィンドウ３５についても同様である。

ここで、ウィンドウ４１に入力されたパラメータに基づいて行われる画像処理について説明しておくことにする。
倍率のパラメータに基づいて行われる画像処理では、画像の倍率を拡大又は縮小する場合の画像処理として、一般の画像処理で用いられている線形補間処理等を用いて画像処理が行われる。

露光時間やゲインのパラメータに基づいて行われる画像処理に関しては、一般的にデジタルカメラ３で撮像した画像のシグナルＳａには、ノイズとして熱ノイズＮｓや転送ノイズＮｔが含まれる。そのため、シグナルＳａは、次の式（１）から算出される。

シグナルＳａ＝熱ノイズＮｓ＋転送ノイズＮｔ＋シグナル成分Ｓ （１）
これらのノイズは、デジタルカメラ３固有のものであり、熱ノイズＮｓは露光時間が長いほど大きく、転送ノイズＮｔは一定となる。但し、各ノイズは、ランダムであるため想定するのが難しい。そのため、ノイズの平均値を用いる。また、ノイズの平均値を用いる場合、シグナルがマイナス値になる可能性があり、このときには周辺のシグナル値の平均で補間する。

露出変更する場合のシグナルＳａｅの算出式は、元画像（予備撮像画像）の露出時間に対する倍率をｎ倍とすると、次の式（２）で表される。
シグナルＳａｅ＝熱ノイズｎＮｓ＋転送ノイズＮｔ＋シグナル成分ｎＳ （２）
また、ゲイン変更する場合のシグナルＳａｇの算出式は、元画像（予備撮像画像）のゲインに対する倍率をｎ倍とすると、次の式（３）で表される。

シグナルＳａｇ＝熱ノイズｎＮｓ＋転送ノイズｎＮｔ＋シグナル成分ｎＳ （３）
但し、デジタルカメラ３でゲインアップや露出時間を長くした場合にはノイズが増えるので、画像処理の際にガウス雑音やインパルス雑音を乗せても構わない。また、ノイズデータとして、予めデータ記録部４に保持しておき、これを画像処理実行時に使用してもよい。

ビニングのパラメータに基づいて行われる画像処理では、一般的なビニング処理により画像処理が行われる。
また、上述の図３(a),(b) 及び図５の説明では詳しく触れていないが、パラメータが、開口絞り（落射開口絞り１０）のパラメータの場合や、共焦点観察切り換え（キューブユニット２５）のパラメータの場合には、例えば周波数分布の高周波成分を強調する画像処理を実行すればよく、また、共焦点観察切り換えの場合にはアンシャープマスクフィルタ、コントラスト、及び輪郭強調フィルタ等を組み合わせて画像処理すればよい。

本発明の実施例２に係る顕微鏡撮像システムは、パラメータの調整を、より簡単に行うことができるようにしたものである。
尚、本実施例に係る顕微鏡撮像システムにおいて、構成は図１に示したものと同一である。動作は、図２に示した撮像動作におけるパラメータ調整処理（Ｓ８乃びＳ９が必要に応じて繰り返される処理）に係る動作が異なるだけで、その他の動作は実施例１と同一である。そこで、本実施例の説明では、その異なる部分に関係する動作のみを詳しく説明することにする。

図６は、本実施例に係るパラメータ調整処理においてモニター５に表示されるＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。尚、このウィンドウでは、露光時間及びゲインのパラメータを調整可能になっている。

同図に示したように、このウィンドウ５１には、予備撮像画像（図２のＳ６で撮像された画像）に対し、異なる露光時間及びゲインのパラメータに基づいて画像処理を施した９個の画像、すなわち、異なる露光時間及びゲインのパラメータを反映した９個の画像を表示する９個の擬似処理画像表示撮像ボタン５２ａ、５２ｂ、…、５２ｈ、５２ｉ（以下、必要に応じて「擬似処理画像表示撮像ボタン５２」と総称する）が設けられている。これら９個の擬似処理画像表示撮像ボタン５２上の各々に表示されている画像は、同図の矢印に示したように、横軸を露光時間、縦軸をゲインとして、同図左側から右側へ向かうに従って露光時間が長いパラメータを基に画像処理が施された画像となり、且つ、同図下側から上側へ向かうに従ってゲインが高いパラメータを基に画像処理が施された画像となっている。よって、例えば、擬似処理画像表示撮像ボタン５２ａ上に表示されている画像は、９つの画像の中で最も短い露光時間のパラメータと最も低いゲインのパラメータとに基づいて画像処理が施された画像となり、逆に、擬似処理画像表示撮像ボタン５２ｉ上に表示されている画像は、９つの画像の中で最も長い露光時間のパラメータと最も高いゲインのパラメータとに基づいて画像処理が施された画像となる。

このように設けられた９個の擬似処理画像表示撮像ボタン５２の中から、検者によって、所望の画像が表示されている擬似処理画像表示撮像ボタン５２がマウスなどによって押下されると、押下された擬似処理画像表示撮像ボタン５２上に表示されている画像を選択し、この選択した画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、選択した画像の画像処理に使用された露光時間及びゲインのパラメータに基づいて、顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定制御する。本例の場合には、ホストシステム２がカメラコントローラ３３を介してデジタルカメラ３の露光時間とゲインを設定制御する。そして、落射シャッタ１６を開いて、本撮像を行う。

以上、本実施例に係る顕微鏡撮像システムによれば、実施例１と同様に観察体１９に光の照射によるダメージを与えることなく、露光時間とゲインのパラメータを容易に調整することができ、所望の画像を撮像することができる。また、異なる露光時間及びゲインのパラメータを組み合わせて画像処理を施した複数の画像を一覧表示することができるので、操作上の視認性が向上し、作業時間の短縮および操作性の向上をはかることが可能となり、検者の負担を大きく低減することができる。

尚、本実施例では、パラメータの組み合わせを露光時間とゲインとしたが、組み合わせるパラメータは、顕微鏡装置１やデジタルカメラ３の制御項目であれば、それ以外のものであっても構わない。また、パラメータの組み合わせ総数を２つとしたが、それ以外であっても構わない。更に、一覧表示可能な画像の総数を９個としたが、それ以外であっても構わない。

また、本実施例では、擬似処理画像表示撮像ボタン５２上に、画像処理を施した画像を表示しているが、調整の操作性を向上させるために複数のパラメータを組み合わせて画像処理を施した複数の画像を表示することができるのであれば、形式や配置などについては、これに限られるものではない。

ここで、調整の操作性を向上させるために、複数のパラメータを組み合わせて画像処理を施した複数の画像を表示するようにした他の例について説明する。
図７は、本実施例に係るパラメータ調整処理においてモニター５に表示されるＧＵＩ機能を有するウィンドウの他の例を示す図である。尚、このウィンドウでも、露光時間及びゲインのパラメータを調整可能になっている。

同図に示したように、このウィンドウ５３には、同図の矢印に示すように横軸を露光時間、縦軸をゲインとする座標系上に、予備撮像画像（図２のＳ６で撮像された画像）に対し、異なる露光時間及びゲインのパラメータに基づいて画像処理を施した９個の画像５４ａ、５４ｂ、…、５４ｈ、５４ｉ（以下、必要に応じて「画像５４」と総称する）、すなわち、異なる露光時間及びゲインのパラメータを反映した９個の画像５４が表示される第１の擬似処理画像表示欄５５が設けられている。この第１の擬似処理画像表示欄５５に表示される９個の画像５４においては、露光時間とゲインの座標系上の表示位置に従って、図６に示したウィンドウ５１と同様に、図７の左側から右側へ向かうに従って露光時間が長いパラメータを基に画像処理が施された画像となり、且つ、同図下側から上側へ向かうに従ってゲインが高いパラメータを基に画像処理が施された画像となっている。また、この第１の擬似処理画像表示欄５５には、マウスやキーボードを用いて移動可能なマーカー５６も併せて表示される。

また、ウィンドウ５３には、その他、第１の擬似処理画像表示欄５５に表示されている現在のマーカー５６の位置に応じた露光時間及びゲインのパラメータに基づいて予備撮像画像に対し画像処理を施した画像が表示される第２の擬似処理画像表示欄５７と、現在の第２の擬似処理画像表示欄５７に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件を設定制御して撮像することを開始させるための撮影ボタン５８とが設けられている。

このように構成されたウィンドウ５３によって、検者は、第１の擬似処理画像表示欄５５に表示されている９個の画像５４を目安にマーカー５６を移動させることによって、９個の画像５４に係る９通りの露光時間及びゲインのパラメータの組み合わせだけでなく、より細かく露光時間及びゲインのパラメータの組み合わせを調整することが可能となる。そして、マーカー５６を移動させて所望の画像が第２の擬似処理画像表示欄５７に表示されたところで撮影ボタン５８を押下することによって、現在の擬似処理画像表示欄５７に表示されている画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、現在の擬似処理画像表示欄５７に表示されている画像の画像処理に使用された露光時間及びゲインのパラメータ（現在のマーカー５６の位置に対応する露光時間及びゲインのパラメータでもある）に基づいて顕微鏡装置１の観察状態又は及びデジタルカメラ３の撮像条件が設定制御され、撮像が行われ、所望の画像を撮像することができる。

また、本実施例においては、パラメータ調整処理においてモニター５に表示されるウィンドウ内に、異なる複数のパラメータを組み合わせて画像処理を施した複数の画像を表示する際には、観察体（細胞など）へのダメージの有無や画質の良し悪し等といった付加情報を併せて表示するようにすることもできる。

ここで、パラメータ調整処理において表示されるウィンドウ内に、付加情報も併せて表示するようにした例について説明する。
図８は、本実施例に係るパラメータ調整処理においてモニター５に表示される、付加情報も併せて表示するようにしたＧＵＩ機能を有するウィンドウの第１の例を示す図である。尚、ここでは、図７に示したウィンドウ５３内に付加情報を併せて表示するようにした例を説明する。

図８に示したウィンドウ５３ａでは、現在のマーカー５６の位置にて撮影ボタン５８が押下され撮像が行われたときの、観察体（細胞など）１９へのダメージや画像の画質に関する付加情報が、併せて表示される。同図の例では、現在のマーカー５６の位置に対応するパラメータが、長い露光時間で且つ低いゲインのパラメータとなるので、この場合には「画質がきれいに写ります。但し、標本の褪色が進む可能性があります。」という付加情報が併せて表示される。

図９は、本実施例に係るパラメータ調整処理においてモニター５に表示される、付加情報も併せて表示するようにしたＧＵＩ機能を有するウィンドウの第２の例を示す図である。尚、ここでも、図７に示したウィンドウ５３内に付加情報を併せて表示するようにした例を説明する。

図９に示したウィンドウ５３ｂでは、第１の擬似処理画像表示欄５５内の露光時間とゲインの座標系上に検者が視覚的に識別可能な領域が設けられると共に、領域内にマーカー５６が存在している場合に撮影ボタン５８が押下され撮像が行われたときの観察体（細胞など）１９へのダメージや画像の画質に関する付加情報が、領域毎に区別されて併せて表示される。同図の例では、第１の擬似処理画像表示枠５５内の露光時間とゲインの座標系上に検者が視覚的に識別可能な領域として、第１の領域５９ａと第２の領域５９ｂとが設けられると共に、マーカー５６が第１の領域５９ａに属する場合の付加情報として「褪色少ないor細胞にダメージが少ない」が表示され、また、マーカー５６が第２の領域５９ｂに属する場合の付加情報として「褪色ありor細胞にダメージ」が表示される。尚、同図の例においては、マーカー５６が第１の領域５９ａに属することから、検者は、この時に撮影ボタン５８を押下したときには、「褪色が少ないor細胞にダメージが少ない」となることを、実際の撮像前に知ることができる。

このように、図８及び図９を用いて説明した例においては、検者は、現在のマーカー５６の位置に対応するパラメータの組み合わせで撮像したときの観察体１９へのダメージや画像の画質に関する情報を、実際の撮像前に、知ることができる。

以上、実施例１及び２について説明した。各実施例に係る顕微鏡撮像システムにおいては、顕微鏡装置１として正立型顕微鏡装置を採用したが、その代わりに、倒立型顕微鏡装置を採用することも可能である。

また、実施例１で説明した顕微鏡撮像システムの構成又は及び動作と、実施例２で説明した顕微鏡撮像システムの構成又は及び動作とを組み合わせることも可能である。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。

実施例１に係る顕微鏡撮像システムの構成例を示す図である。 実施例１に係る顕微鏡撮像システムによる落射蛍光観察時の撮像動作の一例を示すフローチャートである。 (a),(b) は、実施例１に係る、ＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。 図２のＳ１２で本撮像された画像の一例を示す図である。 複数種類のパラメータを調整可能なＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。 実施例２に係るパラメータ調整処理においてモニターに表示されるＧＵＩ機能を有するウィンドウの一例を示す図である。 実施例２に係るパラメータ調整処理においてモニターに表示されるＧＵＩ機能を有するウィンドウの他の例を示す図である。 実施例２に係るパラメータ調整処理においてモニターに表示される、付加情報も併せて表示するようにしたＧＵＩ機能を有するウィンドウの第１の例を示す図である。 実施例２に係るパラメータ調整処理においてモニターに表示される、付加情報も併せて表示するようにしたＧＵＩ機能を有するウィンドウの第２の例を示す図である。

符号の説明

１ 顕微鏡装置
２ ホストシステム
３ デジタルカメラ
４ データ記録部
５ モニター
６ 透過照明用光源
７ コレクタレンズ
８ 透過用フィルタユニット
９ 透過視野絞り
１０ 透過開口絞り
１１ コンデンサ光学素子ユニット
１２ トップレンズユニット
１３ 落射照明用光源
１４ コレクタレンズ
１５ 落射用フィルタユニット
１６ 落射シャッタ
１７ 落射視野絞り
１８ 落射開口絞り
１９ 観察体
２０ 電動ステージ
２１ ステージＸ−Ｙ駆動制御部
２２ ステージＺ駆動制御部
２３ 対物レンズ
２４ レボルバ
２５ キューブユニット
２６ 接眼レンズ
２７ ビームスプリッタ
２８ ポラライザー
２９ ＤＩＣプリズム
３０ アナライザー
３１ 顕微鏡コントローラ
３３ カメラコントローラ
３４ システム操作部
３５ ウィンドウ
３６ スライダー
３７ 予備撮像画像表示欄
３８ 擬似処理画像表示欄
３９ 撮影ボタン
４１ ウィンドウ
４２ 予備撮像画像表示欄
４３ 擬似処理画像表示欄
４４ 撮影ボタン
４５ ボタン
４６ スライダ
４７、４８ プルダウンメニュー
４９ 擬似処理画像表示範囲
５１ ウィンドウ
５２ 撮影ボタン
５３ ウィンドウ
５４ 画像
５５ 第１の擬似処理画像表示欄
５６ マーカー
５７ 第２の擬似処理画像表示欄
５８ 撮影ボタン
５９ 領域

Claims (9)

1. 一つ以上の光学部材を駆動することにより観察状態を変更可能な顕微鏡装置を含む顕微鏡撮像システムであって、
   観察対象を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像に対し画像処理を施す画像処理手段と、
   前記画像処理手段の処理因子を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された処理因子に基づいて前記画像処理手段により画像処理が施された画像を表示する表示手段と、
   前記顕微鏡装置の観察状態の検出および設定を行う観察状態検出設定手段と、
   前記撮像手段の撮像条件の検出および設定を行う撮像条件検出設定手段と、
   を備え、
   前記入力手段により入力された処理因子に基づいて画像処理が施された画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、前記顕微鏡装置の観察状態又は及び前記撮像手段の撮像条件を設定し、撮像を行う、
   ことを特徴とする顕微鏡撮像システム。
2. 前記処理因子は、前記顕微鏡装置の制御項目又は及び前記撮像手段の制御項目に相当するものである、
   ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡撮像システム。
3. 前記画像処理手段は、複数の前記処理因子を用いて画像処理を施す、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡撮像システム。
4. 前記処理因子は、ステージ、開口絞り、露光時間、ゲイン、倍率、明るさ、ビニング、対物レンズ、キューブユニット、光源電圧、ＩＳＯ感度、色温度、光学フィルタのうちのいずれかの情報を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の顕微鏡撮像システム。
5. 前記表示手段により表示された、前記画像処理手段により画像処理が施された複数の画像の中から、画像を選択する画像選択手段を更に備え、
   前記画像選択手段により選択された画像と画質が同等以上の画像が撮像されるように、前記顕微鏡装置の観察状態又は及び前記撮像手段の撮像条件を設定し、撮像を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の顕微鏡撮像システム。
6. 光源による照明光の観察試料への照射を制御するシャッタ部を有し、各部の遠隔操作が可能な駆動部を備えた顕微鏡装置と、
   前記顕微鏡装置に装着される撮像部と、
   画像記録部と、画像表示部と、画像処理部と、
   前記画像処理部の処理因子を入力する入力部と、
   前記顕微鏡装置に接続された制御装置と、
   を具備する顕微鏡撮像システムに適用される顕微鏡撮像方法であって、
   前記シャッタ部を開成すると共に、初期投定にて前記観察試料を予備撮像し、
   前記シャッタ部を閉成すると共に、予備撮像された画像を前記画像記録部に記録し、
   画像処理を起動すると共に、前記画像表示部に予備撮像された画像を表示しつつ所望の画像を得るための撮像条件たる処理因子を画定させ、
   画定された処理因子に基づき前記撮像部及び前記顕微鏡装置を再設定し、
   前記シャッタ部を開成すると共に、前記観察試料の本撮像を行い、
   前記シャッタ部を閉成すると共に、本撮像された画像を前記画像記録部に記録する、
   ことを特徴とする顕微鏡撮像方法。
7. 前記画像処理部の処理因子は、ステージ、開口絞り、露光時間、ゲイン、倍率、明るさ、ビニング、対物レンズ、キューブユニット、光源電圧、ＩＳＯ感度、色温度、光学フィルタのうちのいずれかの情報を含む、
   ことを特徴とする請求項６記載の顕微鏡撮像方法。
8. 前記画像表示部は、画像表示部および入力部からなるＧＵＩを備える、
   ことを特徴とする請求項６記載の顕微鏡撮像方法。
9. 光源による照明光の観察試料への照射を制御するシャッタ部を有し、各部の遠隔操作が可能な駆動部を備えた顕微鏡装置と、
   前記顕微鏡装置に装着される撮像部と、
   画像記録部と、画像表示部と、画像処理部と、
   前記画像処理部の処理因子を入力する入力部と、
   前記顕微鏡装置に接続された制御装置と、
   を具備する顕微鏡撮像システムに適用される顕微鏡撮像方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムを記録した記録媒体であって、
   前記顕微鏡撮像方法は、
   前記シャッタ部を開成すると共に、初期投定にて前記観察試料を予備撮像し、
   前記シャッタ部を閉成すると共に、予備撮像された画像を前記画像記録部に記録し、
   画像処理を起動すると共に、前記画像表示部に予備撮像された画像を表示しつつ所望の画像を得るための撮像条件たる処理因子を画定させ、
   画定された処理因子に基づき前記撮像部及び前記顕微鏡装置を再設定し、
   前記シャッタ部を開成すると共に、前記観察試料の本撮像を行い、
   前記シャッタ部を閉成すると共に、本撮像された画像を前記画像記録部に記録する、
   ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。