JP2016045288A - Imaging apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筐体内に配置された被写体を逐次的に複数回撮影する撮影装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus and method for sequentially imaging a subject arranged in a casing a plurality of times.
従来、筐体内に被写体を配置し、筐体内に備えられた光源を用いて被写体に光を照射して、被写体を撮影する撮影システムが色々な分野で利用されている。このような撮影システムでは、主に被写体の種類に応じて撮影手法が使い分けられており、たとえば特許文献１〜特許文献３には、被写体からの化学発光光、蛍光または反射光もしくは被写体を透過した透過光を撮像素子により撮影して画像を生成する撮影システムが開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, photographing systems that shoot a subject by placing the subject in a housing and irradiating the subject with light using a light source provided in the housing are used in various fields. In such a photographing system, photographing methods are mainly used depending on the type of the subject. For example, in Patent Documents 1 to 3, chemiluminescent light, fluorescence, reflected light from the subject, or the subject is transmitted. An imaging system that generates an image by imaging transmitted light with an imaging device is disclosed.
また、特許文献１においては、被写体から発せられる化学発光光や蛍光は微弱なものであるため、これらの光を撮影する際には逐次的に複数回の撮影を行い、その複数回の撮影によって得られた画像を累積的に加算した加算画像を生成することが提案されている。 Further, in Patent Document 1, chemiluminescent light and fluorescence emitted from a subject are weak, so when photographing these lights, a plurality of times are taken sequentially, and the plurality of times It has been proposed to generate an addition image obtained by cumulatively adding the obtained images.
ここで、上述したように逐次的に複数回の撮影を行う際、撮影毎の各露出時間をユーザの経験によって設定するようにしたのでは、適切な露出時間でない場合があり、露出時間が短すぎて十分な大きさの画像信号を得ることができなかったり、露出時間が長すぎて撮影効率の低下を招いたりする場合がある。 Here, as described above, when performing multiple shootings sequentially, if each exposure time for each shooting is set according to the user's experience, the exposure time may not be appropriate and the exposure time is short. In some cases, a sufficiently large image signal cannot be obtained or the exposure time is too long, resulting in a reduction in photographing efficiency.
また、化学発光光を撮影する場合、試薬の褪色の影響によってその発光強度は時間の経過とともに減少する経時特性を有する。一方、蛍光を撮影する場合、試薬の褪色の影響はほとんどなく、発光強度はほぼ一定の大きさを保つ経時特性を有する。 In addition, when chemiluminescent light is photographed, the light emission intensity has a temporal characteristic that decreases with time due to the influence of the fading of the reagent. On the other hand, when fluorescence is photographed, there is almost no influence of reagent fading, and the light emission intensity has a time-dependent characteristic that maintains a substantially constant magnitude.
このように化学発光光を撮影する場合と蛍光を撮影する場合とでは、撮影対象の光の経時変化が異なるので、逐次的に複数回の撮影を行う際、これらの光のそれぞれの撮影について、各撮影の露出時間を同じように設定したのでは、適切な画像を取得することができない場合がある。 In this way, when chemiluminescent light is photographed and when fluorescence is photographed, the temporal change of the light to be photographed is different, so when performing multiple photographing sequentially, each of these lights is photographed. If the exposure time for each shooting is set in the same way, an appropriate image may not be acquired.
特許文献１〜特許文献３においては、上述したような化学発光光と蛍光の経時特性を考慮して各撮影の露出時間を決定することは開示されていない。また、特許文献４〜特許文献６には、カメラによって連続撮影する際の露出制御について開示されているが、これらの文献にも、化学発光光と蛍光の経時特性を考慮して各撮影の露出時間を決定することは開示されていない。 Patent Documents 1 to 3 do not disclose that the exposure time of each image is determined in consideration of the temporal characteristics of chemiluminescent light and fluorescence as described above. In addition, Patent Documents 4 to 6 disclose exposure control when continuously capturing images with a camera. However, these documents also disclose exposure for each image taking into consideration the temporal characteristics of chemiluminescent light and fluorescence. It is not disclosed to determine the time.
本発明は、上記の問題に鑑み、試薬の褪色などによる光の経時変化を考慮した適切な露出時間とすることができる撮影装置および方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and method capable of setting an appropriate exposure time in consideration of a temporal change of light due to a reagent fading or the like.
本発明の撮影装置は、被写体を逐次的に複数回撮影する撮影部と、撮影の対象の光の情報を取得する撮影対象光情報取得部と、撮影対象光情報取得部によって取得された光の情報に基づいて、その光の経時特性に応じた上記撮影の露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出する露出時間算出部とを備え、撮影部が、露出時間算出部によって算出された撮影毎の各露出時間に基づいて撮影を行うことを特徴とする。 An imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit that sequentially images a subject a plurality of times, an imaging target light information acquisition unit that acquires information on light to be imaged, and an optical information acquired by the imaging target light information acquisition unit. An exposure time calculation unit that selects a calculation method of the exposure time of the shooting according to the temporal characteristics of the light based on the information, and calculates each exposure time for each shooting using the selected calculation method of the exposure time; The photographing unit performs photographing based on each exposure time for each photographing calculated by the exposure time calculating unit.
また、上記本発明の撮影装置においては、逐次的に撮影された各画像を加算する画像処理部と、画像処理部において加算された加算画像を表示させる表示制御部とを備えることができる。 In addition, the imaging apparatus of the present invention can include an image processing unit that adds the images that are sequentially captured, and a display control unit that displays the added image added by the image processing unit.
また、露出時間算出部は、撮影の対象の光が化学発光である場合には、化学発光の経時特性を表した関数の積分を行い、各撮影における積分値が等しくなる撮影毎の各露出時間を算出することができる。 In addition, when the light to be imaged is chemiluminescence, the exposure time calculation unit performs integration of a function that represents the temporal characteristics of chemiluminescence, and each exposure time for each image where the integral value in each image is equal. Can be calculated.
また、上記関数として、指数関数を用いることができる。 An exponential function can be used as the function.
また、露出時間算出部は、撮影の対象の光が蛍光である場合には、各撮影の各露出時間を同じにすることができる。 Further, the exposure time calculation unit can make each exposure time the same when the light to be imaged is fluorescent.
また、被写体の撮影の際に用いられる試薬の情報を取得する試薬情報取得部をさらに設け、露出時間算出部は、光の情報および試薬の情報に基づいて、撮影の露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出することができる。 In addition, a reagent information acquisition unit is provided for acquiring information on the reagent used when photographing the subject, and the exposure time calculation unit selects a method for calculating the exposure time of the imaging based on the light information and the reagent information. Then, each exposure time for each photographing can be calculated using the selected calculation method of exposure time.
また、露出時間算出部は、光の情報および試薬の情報と撮影の露出時間の算出方法とを対応付けたテーブルを備えることができる。 The exposure time calculation unit may include a table in which light information and reagent information are associated with a method for calculating the exposure time of imaging.
また、撮影部は、逐次的な撮影の前にプレ撮影を行うことができ、露出時間算出部は、プレ撮影によって取得された画像に基づいて、撮影毎の各露出時間を決定することができる。 Further, the photographing unit can perform pre-photographing before sequential photographing, and the exposure time calculating unit can determine each exposure time for each photographing based on an image acquired by pre-photographing. .
また、露出時間算出部は、各撮影における各画像の信号増加量または各撮影における各画像の信号増加量の加算値が予め設定された目標信号量となる撮影毎の各露出時間を算出することができる。 Further, the exposure time calculation unit calculates each exposure time for each shooting in which the signal increase amount of each image in each shooting or the added value of the signal increase amount of each image in each shooting becomes a preset target signal amount. Can do.
また、表示制御部は、全ての撮影の露出時間を加算した総撮影時間を表示させることができる。 Further, the display control unit can display the total shooting time obtained by adding the exposure times of all shootings.
本発明の撮影方法は、被写体を逐次的に複数回撮影する撮影方法において、撮影の対象の光の情報を取得し、その取得した光の情報に基づいて、その光の経時変化に応じた上記撮影の露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出し、その算出した撮影毎の各露出時間に基づいて撮影を行うことを特徴とする。 The photographing method of the present invention is a photographing method for photographing a subject a plurality of times sequentially, acquires information on light of a subject to be photographed, and based on the acquired light information, Select a method for calculating the exposure time of shooting, calculate the exposure time for each shooting using the selected calculation method of exposure time, and perform shooting based on the calculated exposure time for each shooting And
本発明の撮影装置および方法によれば、被写体を逐次的に複数回撮影する際、撮影対象の光の情報を取得し、その取得した光の情報に基づいて、その光の経時特性に応じた上記撮影の露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出するようにしたので、すなわち、化学発光光や蛍光などの撮影対象の光の経時特性に応じてその撮影の露出時間の算出方法を切り替えることができるので、ユーザの経験によらず、試薬の褪色などによる光の経時変化を考慮した適切な露出時間を自動的に算出することができる。 According to the photographing apparatus and method of the present invention, when photographing a subject multiple times sequentially, information on the light to be photographed is acquired, and the time-dependent characteristics of the light are obtained based on the acquired light information. Since the above exposure time calculation method is selected and each exposure time is calculated for each image using the selected exposure time calculation method, that is, the light to be imaged such as chemiluminescent light or fluorescence. The exposure time calculation method can be switched according to the time-dependent characteristics of the image, so that an appropriate exposure time can be automatically calculated regardless of the user's experience, taking into account the time-dependent change in light due to reagent fading, etc. be able to.
以下、本発明の撮影装置および方法の第１の実施形態を用いた撮影システム１について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の撮影システムを示す概略斜視図であり、図２は、本実施形態の撮影装置の内部構成を示す概略断面図であり、図３は、本実施形態の撮影システムを示す概略ブロック図である。 Hereinafter, an imaging system 1 using the first embodiment of the imaging apparatus and method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the photographing system of the present embodiment, FIG. 2 is a schematic sectional view showing the internal configuration of the photographing apparatus of the present embodiment, and FIG. 3 shows the photographing system of the present embodiment. It is a schematic block diagram shown.
本実施形態の撮影システム１は、図１および図２に示されるように、暗箱１０および撮影制御装置１００を備えている。 The imaging system 1 of this embodiment includes a dark box 10 and an imaging control device 100 as shown in FIGS. 1 and 2.
暗箱１０は、扉１４を有する筐体１２、被写体Ｓが設置されるステージ１６、撮影部２０、レンズ部２２、落射光源部２４、透過光源部２６および被写体観察用モニタ５０を備えている。 The dark box 10 includes a housing 12 having a door 14, a stage 16 on which a subject S is installed, a photographing unit 20, a lens unit 22, an incident light source unit 24, a transmitted light source unit 26, and a subject observation monitor 50.
筐体１２は、略直方体に形成された中空部１８を有するものであって、内部に被写体Ｓが配置されるステージ１６が設けられている。また、筐体１２には、図１に示す扉１４が開閉可能に取り付けられており、ユーザは、扉１４を開けステージ１６上に被写体Ｓを配置した後、扉１４を閉めることで、筐体１２内に被写体Ｓを収容することができる。筐体１２は中空部１８内に外光が入らない暗箱を構成している。ステージ１６は、透過光源部２６からの光を透過する材料から形成されている。 The housing 12 has a hollow portion 18 formed in a substantially rectangular parallelepiped, and is provided with a stage 16 in which the subject S is disposed. Moreover, the door 14 shown in FIG. 1 is attached to the housing 12 so as to be openable and closable. The user opens the door 14, arranges the subject S on the stage 16, and then closes the door 14. The subject S can be accommodated in the twelve. The housing 12 constitutes a dark box in which outside light does not enter the hollow portion 18. The stage 16 is formed of a material that transmits light from the transmissive light source unit 26.
撮影部２０は、筐体１２の上面に固定されており、例えば冷却ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を含み、被写体Ｓを反射した光、被写体Ｓから発せられた光または被写体Ｓを透過した光を検出して画像信号を生成する。撮影部２０において生成された画像信号は、たとえば増幅処理が施された後、撮影制御装置１００に出力される。 The imaging unit 20 is fixed to the upper surface of the housing 12, and includes an imaging element such as a cooled CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor, and reflects the subject S. The light emitted from the subject S or the light transmitted through the subject S is detected to generate an image signal. The image signal generated in the imaging unit 20 is output to the imaging control apparatus 100 after being subjected to amplification processing, for example.
撮影部２０にはレンズ部２２が取り付けられている。レンズ部２２は、たとえば複数のレンズを含み、被写体Ｓにフォーカスを合わせるために、レンズは矢印Ｚ方向に移動可能に設けられている。また、レンズ部２２は、たとえば絞りおよび励起光カットフィルタなどの光学素子も含み、検出する光の光量や波長を調整する。 A lens unit 22 is attached to the photographing unit 20. The lens unit 22 includes, for example, a plurality of lenses, and the lens is provided so as to be movable in the arrow Z direction in order to focus on the subject S. The lens unit 22 also includes optical elements such as a diaphragm and an excitation light cut filter, for example, and adjusts the light amount and wavelength of light to be detected.
落射光源部２４および透過光源部２６はそれぞれ、たとえば蛍光撮影用の励起光源および白色光源を有し、撮影制御装置１００の制御により必要に応じて光源を切り替えられるように構成されている。たとえば蛍光標識された被写体Ｓから発せられた蛍光を検出する撮影を行う場合には、落射光源部２４または透過光源部２６から励起光が被写体Ｓへ照射され、被写体Ｓからの反射光を検出する撮影を行う場合には、落射光源部２４から白色光が被写体Ｓへ照射され、被写体Ｓを透過した透過光を検出する撮影を行う場合には、透過光源部２６から白色光が被写体Ｓへ照射される。 Each of the epi-illumination light source unit 24 and the transmission light source unit 26 includes, for example, an excitation light source and a white light source for fluorescence photography, and is configured to be able to switch the light source as needed under the control of the photography control device 100. For example, when photographing to detect fluorescence emitted from the fluorescently labeled subject S, excitation light is applied to the subject S from the incident light source unit 24 or the transmitted light source unit 26, and reflected light from the subject S is detected. When shooting, white light is irradiated from the incident light source unit 24 to the subject S, and when shooting is performed to detect transmitted light that has passed through the subject S, white light is irradiated from the transmitted light source unit 26 to the subject S. Is done.
被写体観察用モニタ５０は、筺体１２の上部に設けられた小型カメラ（図示省略）で撮影したステージ１６上の様子を表示するものである。これにより、ステージ１６上に配置された被写体Ｓの位置やステージ１６の高さを確認し、被写体Ｓが撮影に適した配置になるように被写体の位置やステージの高さを調整することが可能である。 The subject observation monitor 50 displays a state on the stage 16 taken by a small camera (not shown) provided on the top of the housing 12. Thereby, the position of the subject S arranged on the stage 16 and the height of the stage 16 can be confirmed, and the position of the subject and the height of the stage can be adjusted so that the subject S has an arrangement suitable for photographing. It is.
撮影制御装置１００は、たとえばパーソナルコンピュータからなるものであり、制御装置本体１０２、入力部１０４および表示部１０６を備えている。撮影制御装置１００は、暗箱１０の撮影部２０、落射光源部２４および透過光源部２６の動作を制御するものであり、暗箱１０は、撮影制御装置１００によって制御されて被写体Ｓを撮影するものである。なお、本実施形態においては、暗箱１０内の撮像部２０と、撮影制御装置１００における撮影対象光情報取得部１１０および露出時間算出部１１２とから本発明の撮影装置が構成されている。 The imaging control device 100 is made up of a personal computer, for example, and includes a control device main body 102, an input unit 104, and a display unit 106. The imaging control device 100 controls the operations of the imaging unit 20, the incident light source unit 24, and the transmission light source unit 26 of the dark box 10, and the dark box 10 is controlled by the imaging control device 100 to image the subject S. is there. In the present embodiment, the imaging device of the present invention is configured by the imaging unit 20 in the dark box 10, the imaging target optical information acquisition unit 110 and the exposure time calculation unit 112 in the imaging control device 100.
ここで、本実施形態の撮影システム１は、被写体Ｓから発せられた化学発光光や蛍光を撮影するものであるが、これらの光は微弱なものである。そこで、本実施形態の撮影システム１は、化学発光光や蛍光を撮影する際には、逐次的に複数回の撮影を行い、その複数回の撮影によって得られた画像を累積的に加算した加算画像を生成する。したがって、本実施形態の撮影制御装置１００は、化学発光光や蛍光を撮影する際には、上述したように逐次的に複数回の撮影が行われるように暗箱１０の撮影部２０を制御するものである。 Here, the imaging system 1 of the present embodiment captures chemiluminescent light and fluorescence emitted from the subject S, but these lights are weak. Therefore, when photographing the chemiluminescent light or fluorescence, the photographing system 1 according to the present embodiment sequentially performs a plurality of times of imaging, and an addition obtained by cumulatively adding the images obtained by the plurality of times of imaging. Generate an image. Therefore, the imaging control apparatus 100 according to the present embodiment controls the imaging unit 20 of the dark box 10 so that imaging is performed a plurality of times sequentially as described above when imaging chemiluminescent light and fluorescence. It is.
制御装置本体１０２は、図３に示すように、画像処理部１０８、撮影対象光情報取得部１１０、露出時間算出部１１２および制御部１１４を備えている。 As shown in FIG. 3, the control device main body 102 includes an image processing unit 108, a photographing target light information acquisition unit 110, an exposure time calculation unit 112, and a control unit 114.
画像処理部１０８は、撮影部２０から出力された画像信号が入力され、その画像信号に必要な信号処理（例えばノイズ除去処理やシャープネス処理等）を施すものである。また、本実施形態の画像処理部１０８は、被写体から発せられた化学発光光や蛍光を撮影する際には、撮影部２０において逐次的に撮影された各画像の画像信号を累積的に加算して加算画像データを生成するものである。なお、各画像の画像信号を累積的に加算するとは、たとえば１回目の撮影の画像信号をＧ１、２回目の撮影の画像信号をＧ２、３回目の撮影の画像信号をＧ３とした場合、Ｇ１＋Ｇ２を加算画像として算出したり、Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３を加算画像として算出したりすることをいう。 The image processing unit 108 receives the image signal output from the photographing unit 20, and performs necessary signal processing (for example, noise removal processing and sharpness processing) on the image signal. In addition, the image processing unit 108 of the present embodiment cumulatively adds the image signals of the images sequentially captured by the imaging unit 20 when imaging the chemiluminescent light and fluorescence emitted from the subject. Thus, the addition image data is generated. Note that the cumulative addition of the image signals of the respective images means that, for example, if the image signal of the first shooting is G1, the image signal of the second shooting is G2, and the image signal of the third shooting is G3, G1 + G2. Is calculated as an added image, or G1 + G2 + G3 is calculated as an added image.
撮影対象光情報取得部１１０は、撮影対象の光の情報として、被写体Ｓの撮影手法の情報を取得するものである。被写体Ｓの撮影手法の情報は、ユーザによって入力部１０４を用いて入力されるものである。なお、撮影手法としては、化学発光光の撮影や蛍光の撮影があるが、後で詳述する。 The imaging target light information acquisition unit 110 acquires information on the imaging method of the subject S as information on the imaging target light. Information on the photographing method of the subject S is input by the user using the input unit 104. Note that, as a photographing method, there are chemiluminescent light photographing and fluorescence photographing, which will be described in detail later.
露出時間算出部１１２は、撮影対象光情報取得部１１０によって取得された撮影手法の情報に基づいて、上述した逐次的な複数回の撮影を行う場合における撮影毎の各露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出するものである。露出時間算出部１１２については、後で詳述する。 The exposure time calculation unit 112 selects a calculation method for each exposure time for each shooting when performing the above-described sequential multiple shootings based on the information on the shooting method acquired by the shooting target light information acquisition unit 110. Then, each exposure time for each photographing is calculated using the selected calculation method of exposure time. The exposure time calculation unit 112 will be described in detail later.
制御部１１４は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などを備えている。制御部１１４は、暗箱１０内の各部および撮影制御装置１００の動作を統括的に制御するものである。また、制御部１１４は、表示制御部１１５を備えており、この表示制御部１１５によって上述した加算画像などが表示部１０６に表示される。 The control unit 114 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a ROM (Read Only Memory). The control unit 114 controls the operation of each unit in the dark box 10 and the imaging control device 100 in an integrated manner. In addition, the control unit 114 includes a display control unit 115, and the display control unit 115 displays the above-described addition image or the like on the display unit 106.
表示部１０６は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置で構成され、上述したように画像処理部１０８で生成された加算画像を表示するものである。また、表示部１０６は、暗箱１０の各部に各種の設定を行ったり指示を与えたりするための設定画面も表示するものである。 The display unit 106 includes a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display or a liquid crystal display, and displays the added image generated by the image processing unit 108 as described above. The display unit 106 also displays a setting screen for performing various settings and giving instructions to each unit of the dark box 10.
入力部１０４は、マウスやキーボードなどを備えたものである。入力部１０４は、ユーザは、入力部１０４を用いて、暗箱１０内の各部に各種の設定を行ったり指示を与えたりする。ユーザは、この入力部１０４を用いて、たとえば撮影手法の情報および使用する試薬名などの情報を設定入力する。設定入力された情報は、たとえば制御部１１４内にある記憶部（図示省略）に記憶される。 The input unit 104 includes a mouse, a keyboard, and the like. Using the input unit 104, the user performs various settings and gives instructions to each unit in the dark box 10 using the input unit 104. The user uses this input unit 104 to set and input information such as information on the imaging technique and the name of the reagent to be used. The input information is stored in a storage unit (not shown) in the control unit 114, for example.
本実施形態の撮影システム１は、上記の構成を有することで、被写体の種類や撮影の目的に応じて４つの撮影手法による撮影が可能である。４つの撮影手法としては、被写体から発せられる化学発光光を検出する撮影手法（以下、第１の撮影手法という）、被写体から発せられる蛍光を検出する撮影手法（以下、第２の撮影手法という）、被写体を反射した反射光を検出する撮影手法（以下、第３の撮影手法という）、および被写体を透過した透過光を検出する撮影手法（以下、第４の撮影手法という）がある。なお、本実施形態における撮影手法は、化学発光光、蛍光、反射光または透過光などといった撮影対象の光の種類によって決まるものである。 Since the imaging system 1 of the present embodiment has the above-described configuration, it is possible to perform imaging using four imaging methods according to the type of subject and the purpose of imaging. The four imaging methods include an imaging method for detecting chemiluminescent light emitted from a subject (hereinafter referred to as a first imaging method) and an imaging method for detecting fluorescence emitted from an object (hereinafter referred to as a second imaging method). There are an imaging method for detecting reflected light reflected from the subject (hereinafter referred to as a third imaging method) and an imaging method for detecting transmitted light transmitted through the subject (hereinafter referred to as a fourth imaging method). Note that the imaging technique in this embodiment is determined by the type of light to be imaged, such as chemiluminescent light, fluorescence, reflected light, or transmitted light.
第１の撮影手法では、化学反応によって励起した被写体分子が基底状態に戻る際、エネルギーを光として放出する現象（化学発光或いはケミルミネッセンス）が利用される。これにより、例えば遺伝子解析、疾患および老化に関する生体組織の検査および研究、並びに有機化合物および高分子化合物の劣化評価などを行うことが可能である。たとえば化学発光基質と接触すると化学発光を起こす標識物質で被写体中の撮影対象物質を標識し、その後、化学発光基質をその標識物質と接触させることで、化学発光光を生じさせることができる。なお、第１の撮影手法では、落射光源部２４及び透過光源部２６からの光照射は行わない。 The first imaging technique uses a phenomenon (chemiluminescence or chemiluminescence) that releases energy as light when a subject molecule excited by a chemical reaction returns to a ground state. Thereby, for example, it is possible to perform genetic analysis, examination and research of biological tissues related to diseases and aging, and deterioration evaluation of organic compounds and polymer compounds. For example, chemiluminescent light can be generated by labeling a subject to be imaged in a subject with a labeling substance that emits chemiluminescence upon contact with the chemiluminescent substrate, and then contacting the chemiluminescent substrate with the labeling substance. In the first imaging method, light irradiation from the incident light source unit 24 and the transmitted light source unit 26 is not performed.
第２の撮影手法では、落射光源部２４または透過光源部２６から励起光が照射され、被写体中の撮影対象物質を標識している蛍光物質からの蛍光が検出される。第２の撮影手法の被写体としては、例えば蛍光標識されかつ電気泳動によって分離されたＤＮＡ（deoxyribonucleic acid）断片を含むゲル支持体が挙げられる。本撮影システム１を用いれば、そのゲル支持体中のＤＮＡ断片の分布を画像化して評価することが可能となる。 In the second imaging method, excitation light is irradiated from the epi-illumination light source unit 24 or the transmission light source unit 26, and fluorescence from a fluorescent substance that labels the imaging target substance in the subject is detected. Examples of the subject of the second imaging method include a gel support containing a DNA (deoxyribonucleic acid) fragment that is fluorescently labeled and separated by electrophoresis. If this photographing system 1 is used, the distribution of DNA fragments in the gel support can be imaged and evaluated.
第３の撮影手法では、落射光源部２４から照明光としてたとえば白色光が照射され、その照明光の被写体での反射光が検出される。これにより、写真などの反射原稿を光電的に読み取ってデジタル画像を得ることができる。また、第４の撮影手法では、透過光源部２６から照明光としてたとえば白色光が照射され、その照明光の被写体を透過した透過光が検出される。これにより、フィルムなどの透過原稿を光電的に読み取ってデジタル画像を得ることができる。 In the third imaging method, white light, for example, is irradiated as illumination light from the incident light source unit 24, and reflected light from the subject of the illumination light is detected. Accordingly, a digital image can be obtained by photoelectrically reading a reflection original such as a photograph. In the fourth imaging method, for example, white light is irradiated as illumination light from the transmission light source unit 26, and transmitted light transmitted through the subject of the illumination light is detected. Thus, a digital image can be obtained by photoelectrically reading a transparent original such as a film.
ここで、本実施形態の撮影システム１においては、上述した第１の撮影手法のように化学発光光を撮影したり、第２の撮影手法のように蛍光を撮影する場合、被写体Ｓを逐次的に複数回撮影するが、この際、撮影毎の各露出時間をユーザの経験によって設定するようにしたのでは、適切な露出時間でない場合があり、露出時間が短すぎて十分な大きさの画像信号を得ることができなかったり、露出時間が長すぎて撮影効率の低下を招いたりする場合がある。 Here, in the imaging system 1 of the present embodiment, when the chemiluminescent light is imaged as in the first imaging method described above or the fluorescence is imaged as in the second imaging method, the subject S is sequentially detected. In this case, if each exposure time for each shooting is set according to the user's experience, the exposure time may not be appropriate, and the exposure time is too short. There are cases where a signal cannot be obtained or the exposure time is too long, resulting in a reduction in photographing efficiency.
また、上述した第１の撮影手法のように化学発光光を撮影する場合、試薬の褪色の影響によってその発光強度は時間の経過とともに減少する経時特性を有する。一方、上述した第２の撮影手法のように蛍光を撮影する場合、試薬の褪色の影響はほとんどない。 Further, when chemiluminescent light is imaged as in the first imaging method described above, the light emission intensity has a temporal characteristic that decreases with time due to the influence of the fading of the reagent. On the other hand, when fluorescence is imaged as in the second imaging method described above, there is almost no influence of reagent fading.
図４Ｉは、化学発光光の発光強度の経時特性を示すグラフであり、図４ＩＩは蛍光の発光強度の経時特性を示すグラフである。図４Ｉに示されるように、化学発光光の発光強度は、指数関数的にすなわちｙ＝ｙα・ｅｘｐ（−ｋ・ｔ）（ｙαおよびｋは正の定数）に従って減衰する場合が多い。これは、化学発光光の強度が、化学反応の進行に伴い励起状態にある反応物の濃度が減少するのに従って減少するためである。ｙαおよびｋは、化学発光を生じる物質によって決まる。 FIG. 4I is a graph showing the temporal characteristics of the emission intensity of chemiluminescent light, and FIG. 4II is a graph showing the temporal characteristics of the fluorescence emission intensity. As shown in FIG. 4I, the emission intensity of chemiluminescent light often attenuates exponentially, that is, according to y = y α · exp (−k · t) (y α and k are positive constants). This is because the intensity of the chemiluminescent light decreases as the concentration of the reactant in the excited state decreases with the progress of the chemical reaction. y α and k depend on the substance that generates chemiluminescence.
一方、図４ＩＩに示されるように、蛍光の発光強度は、ほとんど減衰せず、励起光が供給される限り、理想的にはｙ＝ｙβ（ｙβは正の定数）の一定値に保たれる。これは、蛍光が、蛍光物質の破壊を伴わず発生するためである。ｙβは蛍光物質によって決まる。蛍光も、物質の種類によっては減衰する場合もあるが、この場合でも時間経過に対する発光強度の減衰率は化学発光光の場合に比べ小さい。したがって、この場合には、蛍光の経時特性を一次関数ｙ＝−ａ・ｔ＋ｙγ（ａおよびｙγは正の定数）で近似すればよい。 On the other hand, as shown in FIG. 4II, the fluorescence emission intensity hardly attenuates and ideally maintains a constant value of y = y β (y β is a positive constant) as long as excitation light is supplied. Be drunk. This is because fluorescence is generated without destroying the fluorescent material. yβ is determined by the fluorescent substance. Fluorescence may also be attenuated depending on the type of substance, but even in this case, the decay rate of the emission intensity with time is smaller than that of chemiluminescent light. Therefore, in this case, the fluorescence temporal characteristics may be approximated by a linear function y = −a · t + y γ (a and y γ are positive constants).
このように第１の撮影手法と第２の撮影手法とでは、撮影対象の光の経時変化が異なるので、逐次的に複数回の撮影を行う際、これらの撮影手法のそれぞれについて、各撮影の露出時間を同じように設定したのでは、適切な画像を取得することができない場合がある。 As described above, the first imaging method and the second imaging method have different temporal changes in the light to be imaged. Therefore, when performing multiple times of imaging sequentially, for each of these imaging methods, If the exposure time is set in the same manner, an appropriate image may not be acquired.
また、本実施形態の撮影システム１のように、複数回の撮影によって取得された画像を累積的に加算して加算画像を生成する場合、加算対象の画像の枚数が多くなるほど各画像に含まれるノイズも増加するので画質が劣化してしまう。したがって、加算対象の画像の枚数は、できるだけ少ない枚数であって、かつ加算画像の画像信号が充分な大きさとなる枚数であることが望ましい。 In addition, as in the imaging system 1 of the present embodiment, when images added by a plurality of shootings are cumulatively added to generate an added image, each image is included as the number of images to be added increases. Since the noise increases, the image quality deteriorates. Therefore, it is desirable that the number of images to be added is as small as possible and that the image signal of the added image is sufficiently large.
そこで、本実施形態の撮影システム１では、露出時間算出部１１２が、撮影手法に応じて撮影毎の露出時間の算出方法を切り替えることによって、上述したような試薬の褪色による光の経時変化を考慮した露出時間であって、かつ所望の撮影回数で終了するような露出時間を算出する。 Therefore, in the imaging system 1 according to the present embodiment, the exposure time calculation unit 112 switches the calculation method of the exposure time for each imaging according to the imaging method, thereby taking into account the temporal change of light due to the above-described reagent fading. The exposure time that is the completed exposure time and ends at the desired number of times of photographing is calculated.
具体的には、本実施形態の露出時間算出部１１２には、図４Ｉに示すような化学発光光の経時特性を近似した減衰関数が予め設定されており、露出時間算出部１１２は、この減衰関数に基づいて撮影毎の各露出時間を算出する。露出時間算出部１１２は、たとえば、撮影手法が第１の撮影手法である場合には、図４Ｉに示すような化学発光光の経時特性を近似した減衰関数を読み出して積分し、各撮影における積分値が等しくなるように撮影毎の各露出時間を算出する。なお、減衰関数としては、減少指数関数に限らず、傾きが負の一次関数でもよい。また、ここでいう積分値とは、図４Ｉに示す関数における所定の撮影区間の長さを露出時間とし、その露出時間の長さだけ上記減衰関数を積分した値である。 Specifically, in the exposure time calculation unit 112 of the present embodiment, an attenuation function approximating the temporal characteristics of chemiluminescent light as shown in FIG. 4I is set in advance, and the exposure time calculation unit 112 performs this attenuation. Each exposure time for each image is calculated based on the function. For example, when the photographing method is the first photographing method, the exposure time calculating unit 112 reads and integrates an attenuation function approximating the temporal characteristics of chemiluminescent light as shown in FIG. Each exposure time for each photographing is calculated so that the values are equal. The attenuation function is not limited to a decreasing exponential function, and may be a linear function with a negative slope. Further, the integral value here is a value obtained by integrating the attenuation function by the length of the exposure time with the length of a predetermined photographing section in the function shown in FIG. 4I as the exposure time.
一方、露出時間算出部１１２は、撮影手法が第２の撮影手法である場合には、試薬の褪色の影響が微小であるため、撮影毎の各露出時間を同じにする。具体的には、所望の総撮影時間を所望の撮影回数で除算した値を撮影毎の各露出時間として算出する。 On the other hand, when the photographing method is the second photographing method, the exposure time calculation unit 112 makes the exposure time for each photographing the same because the influence of the reagent fading is very small. Specifically, a value obtained by dividing the desired total photographing time by the desired number of photographing is calculated as each exposure time for each photographing.
なお、第３及び第４の撮影手法の場合には、適切な露出時間の値は、照明光の強度およびステージの反射率または透過率に依存し、被写体によってはほとんど変わらない。したがって、露出時間は予め設定された値が用いられ、撮影回数についても、第１および第２の撮影手法のような複数回の撮影は行わず、１回の撮影が行われる。 In the case of the third and fourth imaging methods, the appropriate exposure time value depends on the intensity of illumination light and the reflectance or transmittance of the stage, and hardly changes depending on the subject. Therefore, a preset value is used for the exposure time, and the number of times of shooting is not one of the plurality of times as in the first and second shooting methods, but one time of shooting.
次に、本実施形態の撮影システム１の作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態の撮影システム１は、化学発光光および蛍光を逐次的に複数回撮影する際における撮影毎の露出時間の算出方法に特徴を有するものであるため、その点を中心に説明する。 Next, the operation of the imaging system 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the imaging system 1 of the present embodiment is characterized by a method for calculating the exposure time for each imaging when imaging chemiluminescent light and fluorescence sequentially a plurality of times. .
まず、ユーザによって入力部１０４を用いて撮影手法の情報が設定入力され、その設定入力された撮影手法の情報は撮影手法取得部１１０によって取得される（Ｓ１０）。 First, shooting method information is set and input by the user using the input unit 104, and the shooting method information input by the setting is acquired by the shooting method acquisition unit 110 (S10).
次に、ユーザによって入力部１０４を用いて総撮影時間と所望の撮影回数とが設定入力され、その設定入力された総撮影時間と所望の撮影回数とは露出時間算出部１１２によって取得される（Ｓ１２）。総撮影時間とは、１回目の撮影の撮影開始から最後の回の撮影終了までの時間であり、所望の撮影回数とは、加算画像のノイズの量が所望の範囲内に抑えられると思われる撮影回数である。 Next, the user sets and inputs the total shooting time and the desired number of times of shooting using the input unit 104, and the set and input total shooting time and the desired number of times of shooting are acquired by the exposure time calculation unit 112 ( S12). The total shooting time is the time from the start of shooting of the first shooting to the end of the last shooting, and the desired number of shootings seems to suppress the amount of noise in the added image within a desired range. The number of shots.
そして、露出時間算出部１１２は、撮影対象光情報取得部１１０によって取得された撮影手法の情報に基づいて、複数回の撮影における撮影毎の各露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法と、ユーザによって設定入力された総撮影時間および所望の撮影回数とに基づいて、撮影毎の各露出時間を算出する（Ｓ１４）。 Then, the exposure time calculation unit 112 selects a calculation method for each exposure time for each shooting in a plurality of shootings based on the information on the shooting method acquired by the shooting target light information acquisition unit 110, and the selected exposure. Based on the time calculation method, the total shooting time set and input by the user, and the desired number of shootings, each exposure time for each shooting is calculated (S14).
具体的には、露出時間算出部１１２は、撮影手法の情報が第１の撮影手法を示す情報である場合には、上述したように予め設定された化学発光光の経時特性を近似した減衰関数を読み出して積分し、ユーザによって設定入力された撮影回数の各撮影における積分値が等しくなるように撮影毎の各露出時間を算出する。 Specifically, when the information on the imaging method is information indicating the first imaging method, the exposure time calculation unit 112 is an attenuation function that approximates the time-dependent characteristics of the chemiluminescent light set in advance as described above. Are extracted and integrated, and each exposure time for each photographing is calculated so that the integral value in each photographing of the number of photographing set and input by the user is equal.
一方、露出時間算出部１１２は、撮影手法の情報が第２の撮影手法を示す情報である場合には、設定入力された総撮影時間を設定入力された撮影回数で除算した値を撮影毎の各露出時間として算出する。すなわち、第２の撮影手法の場合には、蛍光の発光強度は時間の経過によってほとんど変化しないので、上述したように総撮影時間を撮影回数で除算した値を撮影毎の各露出時間として各露出時間を同じにすることによって、各撮影の画像の信号増加量はほぼ同じになる。 On the other hand, when the information on the shooting method is information indicating the second shooting method, the exposure time calculating unit 112 divides the value obtained by dividing the total input shooting time set by the number of shootings set and input for each shooting. Calculate as each exposure time. That is, in the case of the second imaging method, the fluorescence emission intensity hardly changes with the passage of time. Therefore, as described above, the value obtained by dividing the total imaging time by the number of imaging times is used as each exposure time for each imaging. By making the time the same, the signal increase amount of each captured image becomes substantially the same.
露出時間算出部１１２によって算出された撮影毎の露出時間は制御部１１４に出力され、制御部１１４は、入力された撮影毎の露出時間に基づいて撮影部２０に制御信号を出力する。撮影部２０は、入力された制御信号に基づいて複数回の撮影を行い、撮影された画像信号は画像処理部１０８に順次出力される（Ｓ１６）。画像処理部１０８は、順次入力された画像信号を累積的に加算して加算画像信号を生成し、その加算画像信号を表示制御部１１５に出力する（Ｓ１８）。 The exposure time for each shooting calculated by the exposure time calculation unit 112 is output to the control unit 114, and the control unit 114 outputs a control signal to the shooting unit 20 based on the input exposure time for each shooting. The imaging unit 20 performs imaging a plurality of times based on the input control signal, and the captured image signals are sequentially output to the image processing unit 108 (S16). The image processing unit 108 cumulatively adds sequentially input image signals to generate an added image signal, and outputs the added image signal to the display control unit 115 (S18).
表示制御部１１５は、入力された加算画像信号に基づいて表示制御信号を生成し、その表示制御信号を表示部１０６に出力することによって表示部１０６に加算画像を表示させる（Ｓ２０）。なお、表示部１０６に表示させる加算画像としては、撮影した全ての画像を加算した加算画像のみを表示させるようにしてもよいし、１回目の撮影の画像や撮影毎に生成される加算画像も表示させるようにしてもよい。すなわち、たとえば３回の撮影を行う場合には、１回目の撮影画像と、１回目の撮影画像と２回目の撮影画像を加算した加算画像と、１回目の撮影画像と２回目の撮影画像と３回目の撮影画像を加算した加算画像とを並べて表示させるようにしてもよい。 The display control unit 115 generates a display control signal based on the input addition image signal, and outputs the display control signal to the display unit 106 to display the addition image on the display unit 106 (S20). In addition, as an addition image displayed on the display unit 106, only an addition image obtained by adding all the captured images may be displayed, and an image of the first shooting and an addition image generated for each shooting are also included. You may make it display. That is, for example, when shooting three times, the first shot image, the added image obtained by adding the first shot image and the second shot image, the first shot image, and the second shot image, The added image obtained by adding the third captured image may be displayed side by side.
なお、上記実施形態の撮影システム１において、図６に示すように、試薬情報取得部１１６をさらに設け、露出時間算出部１１２が、試薬情報取得部１１６によって取得された試薬の情報に基づいて、撮影毎の露出時間の算出方法を選択し、その選択した露出時間の算出方法を用いて撮影毎の各露出時間を算出するようにしてもよい。試薬の情報は、ユーザによって入力部１０４を用いて設定入力されるものであり、たとえば化学発光光を撮影する場合には化学発光に関与する物質（たとえば化学発光基質）の情報であり、蛍光を撮影する場合には蛍光物質の情報である。 In the imaging system 1 of the above embodiment, as shown in FIG. 6, a reagent information acquisition unit 116 is further provided, and the exposure time calculation unit 112 is based on the reagent information acquired by the reagent information acquisition unit 116. An exposure time calculation method for each shooting may be selected, and each exposure time for each shooting may be calculated using the selected exposure time calculation method. The reagent information is set and input by the user using the input unit 104. For example, when photographing chemiluminescent light, it is information on a substance (for example, chemiluminescent substrate) involved in chemiluminescence. In the case of photographing, it is information on the fluorescent substance.
具体的には、たとえば下表１のような、撮影手法および試薬の情報と撮影毎の露出時間を算出する際に用いる関数とを対応付けたテーブルを露出時間算出部１１２に予め設定しておき、露出時間算出部１１２が、撮影対象光情報取得部１１０によって取得された撮影手法の情報と試薬情報取得部１１６によって取得された試薬の情報とに基づいて、テーブルを参照して対応する関数を取得し、その関数を用いて上記と同様にして撮影毎の各露出時間を算出するようにしてもよい。なお、テーブルに設定される関数としては、その関数を表す数式を設定するようにしてもよいし、指数関数や定数関数や一次関数などといった関数の種類とその関数の係数をテーブルに設定しておくようにしてもよい。 Specifically, as shown in Table 1 below, for example, a table associating imaging method and reagent information with a function used when calculating the exposure time for each imaging is set in the exposure time calculation unit 112 in advance. The exposure time calculation unit 112 refers to the table based on the imaging method information acquired by the imaging target light information acquisition unit 110 and the reagent information acquired by the reagent information acquisition unit 116, and calculates a corresponding function. It is also possible to obtain the exposure time and calculate each exposure time for each photographing using the function in the same manner as described above. As a function set in the table, a mathematical expression representing the function may be set, or a function type such as an exponential function, a constant function, or a linear function and a coefficient of the function are set in the table. You may make it leave.
たとえば項目Ｎｏ．１は、第１の撮影手法で試薬名の設定がない場合であり、この場合、露出時間算出部１１２は、減衰関数Ｆ０を取得し、この減衰関数Ｆ０を用いて撮影毎の各露出時間を算出する。また、たとえば項目Ｎｏ．５は、第２の撮影手法と試薬名として蛍光物質名Ｂ１が設定入力された場合であり、この場合、露出時間算出部１１２は、減衰関数Ｇ１を取得し、この減衰関数Ｇ１を用いて撮影毎の各露出時間を算出する。 For example, item No. 1 is a case where there is no set of reagent name by the first imaging method, in this case, the exposure time calculator 112 obtains an attenuation function F 0, the exposure of each shot by using the attenuation function F 0 Calculate time. For example, item No. 5 shows a case where a fluorescent substance name B 1 is set and inputted as the second imaging techniques and reagents name, in this case, the exposure time calculator 112 obtains an attenuation function G 1, the damping function G 1 Use to calculate each exposure time for each shooting.
また、上記の実施形態では、化学発光光の経時特性を指数関数で近似したが、褪色が少ない場合には一次関数で近似してもよい。 In the above embodiment, the temporal characteristics of the chemiluminescent light are approximated by an exponential function. However, when the fading is small, it may be approximated by a linear function.
次に、本発明の撮影装置および方法の第２の実施形態を用いた撮影システムについて説明する。第２の実施形態の撮影システムは、装置の概略構成は第１の実施形態と同様であるが、撮影毎の露出時間の算出方法が第１の実施形態とは異なる。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。 Next, a photographing system using the second embodiment of the photographing apparatus and method of the present invention will be described. The imaging system of the second embodiment has the same apparatus configuration as that of the first embodiment, but the exposure time calculation method for each imaging is different from that of the first embodiment. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
第１の実施形態の撮影システムにおいては、ユーザが所望の撮影回数と総撮影時間とを設定入力し、これらと予め設定された減衰関数とに基づいて撮影毎の各露出時間を算出するようにしたが、第２の実施形態の撮影システムにおいては、本撮影の前にプレ撮影を行い、露出時間算出部１１２が、このプレ撮影によって取得された画像に基づいて、撮影毎の各露出時間を算出する際に用いる減衰関数を決定し、その減衰関数とユーザによって設定入力された各撮影の目標信号量および所望の撮影回数とに基づいて、撮影毎の各露出時間を算出する。 In the photographing system of the first embodiment, the user inputs and inputs a desired number of photographing times and a total photographing time, and calculates each exposure time for each photographing based on these and a preset attenuation function. However, in the photographing system of the second embodiment, pre-photographing is performed before the main photographing, and the exposure time calculation unit 112 calculates each exposure time for each photographing based on the image acquired by the pre-photographing. An attenuation function used in the calculation is determined, and each exposure time for each shooting is calculated based on the attenuation function, the target signal amount of each shooting set and input by the user, and the desired number of shootings.
なお、上記本撮影とは、被写体の解析及び分析用の画像を得るために行う撮影を意味し、プレ撮影とは、本撮影の露出時間を決めるための情報を得るために事前に行う撮影を意味する。プレ撮影は、たとえば撮影手法とプレ撮影の露出時間とが対応付けられたテーブルを参照して、指定された撮影手法に応じたプレ撮影の露出時間を取得し、この露出時間で撮影を行うことにより実施される。以下、図７に示すフローチャートを参照しながら、第２の実施形態の撮影システムの作用について説明する。 Note that the above-mentioned actual photographing means photographing performed for analyzing the subject and obtaining an image for analysis, and the pre-photographing refers to photographing performed in advance in order to obtain information for determining the exposure time of the main photographing. means. In pre-photographing, for example, referring to a table in which photographing methods and exposure times for pre-photographing are associated with each other, the pre-photographing exposure time corresponding to the designated photographing method is acquired, and photographing is performed with this exposure time. Is implemented. Hereinafter, the operation of the imaging system of the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、ユーザによって入力部１０４を用いて撮影手法の情報が設定入力され、その設定入力された撮影手法の情報は撮影対象光情報取得部１１０によって取得される（Ｓ２０）。 First, information on the imaging technique is set and input by the user using the input unit 104, and information on the imaging technique that has been set and input is acquired by the imaging target optical information acquisition unit 110 (S20).
次に、ユーザによって入力部１０４を用いて所望の撮影回数と各撮影の画像信号の目標信号量が設定入力され、その設定入力された所望の撮影回数と各撮影の目標信号量は露出時間算出部１１２によって取得される（Ｓ２２）。各撮影の画像信号の目標信号量とは、各撮影において取得したい信号量の目標値であって、ユーザによって任意に設定される値である。 Next, the user uses the input unit 104 to set and input the desired number of times of shooting and the target signal amount of the image signal of each shooting, and the set and input desired number of times of shooting and the target signal amount of each shooting are calculated for the exposure time. Obtained by the unit 112 (S22). The target signal amount of the image signal for each shooting is a target value of the signal amount desired to be acquired in each shooting, and is a value arbitrarily set by the user.
次いで、撮影制御装置１００の制御部１１４から出力された制御信号に基づいて撮影部２０が制御され、プレ撮影が行われる（Ｓ２４）。プレ撮影によって取得された画像信号は、露出時間算出部１１２に出力される。 Next, the photographing unit 20 is controlled based on the control signal output from the control unit 114 of the photographing control apparatus 100, and pre-photographing is performed (S24). The image signal acquired by the pre-photographing is output to the exposure time calculation unit 112.
露出時間算出部１１２は、撮影対象光情報取得部１１０によって取得された撮影手法の情報に基づいて、その撮影手法に応じた関数を読み出し、プレ撮影によって取得された画像信号に基づいて上記関数の初期値を決定し、その決定した関数と、ユーザによって設定入力された所望の撮影回数および各撮影の目標信号量とに基づいて、撮影毎の各露出時間を算出する（Ｓ２６）。 The exposure time calculation unit 112 reads a function corresponding to the shooting method based on the information of the shooting method acquired by the shooting target light information acquisition unit 110, and calculates the function based on the image signal acquired by the pre-shooting. An initial value is determined, and each exposure time for each shooting is calculated based on the determined function, a desired number of shootings and a target signal amount for each shooting set and input by the user (S26).
具体的には、露出時間算出部１１２は、撮影手法の情報が第１の撮影手法を示す情報である場合には、上述したような予め設定された化学発光光の経時特性を近似した減衰関数ｙ＝ｙα・ｅｘｐ（−ｋ・ｔ）を読み出す。そして、プレ撮影によって取得された画像信号をプレ撮影の露出時間で除算することによって単位時間当たりの信号値を取得し、この信号値をｙαとして減衰関数を決定する。なお、減衰関数における係数ｋは予め設定されているものとする。また、上述したように試薬の情報に応じて係数ｋを設定するようにしてもよい。 Specifically, when the information on the imaging technique is information indicating the first imaging technique, the exposure time calculating unit 112 approximates the preset time-dependent characteristics of chemiluminescence light as described above. Read y = y α · exp (−k · t). Then, an image signal obtained by the pre-shooting acquires the signal value per unit time by dividing the exposure time of the pre-imaging, to determine the decay function the signal value as a y alpha. Note that the coefficient k in the attenuation function is set in advance. Further, as described above, the coefficient k may be set according to reagent information.
また、単位時間当たりの信号値を算出する際のプレ撮影の画像信号としては、画像中の最大値、代表値、平均値または最頻値を用いることができる。もしくはプレ撮影によって取得された画像内の所定の関心領域内の最大値、代表値、平均値または最頻値を用いるようにしてもよい。関心領域は、たとえば表示部１０６に表示されたプレ撮影の画像を見ながらユーザが入力部１０４を用いて指定するようにしてもよいし、被写体のうち重要な領域を自動で検出し、その検出した領域を関心領域としてもよい。 Further, the maximum value, the representative value, the average value, or the mode value in the image can be used as the pre-photographed image signal when calculating the signal value per unit time. Alternatively, a maximum value, a representative value, an average value, or a mode value in a predetermined region of interest in an image acquired by pre-imaging may be used. The region of interest may be specified by the user using the input unit 104 while viewing the pre-photographed image displayed on the display unit 106, for example, or an important region of the subject is automatically detected and detected. The selected region may be the region of interest.
そして、露出時間算出部１１２は、上述したようにして決定した減衰関数を用いて、各撮影による信号増加量が、ユーザによって設定入力された目標信号量となる露出時間をそれぞれ算出する。 Then, using the attenuation function determined as described above, the exposure time calculation unit 112 calculates an exposure time at which the signal increase amount by each photographing becomes the target signal amount set and input by the user.
一方、露出時間算出部１１２は、撮影手法の情報が第２の撮影手法を示す情報である場合には、プレ撮影によって取得された画像信号をプレ撮影の露出時間で除算することによって単位時間当たりの信号値を取得し、各撮影について、ユーザによって設定入力された目標信号量を上記単位時間当たりの信号値によって除算することによって、撮影毎の各露出時間をそれぞれ算出する。 On the other hand, when the information on the shooting method is information indicating the second shooting method, the exposure time calculation unit 112 divides the image signal acquired by the pre-shooting by the exposure time of the pre-shooting to obtain a unit time per unit time. And the target signal amount set and input by the user for each shooting is divided by the signal value per unit time to calculate each exposure time for each shooting.
露出時間算出部１１２によって算出された撮影毎の露出時間は制御部１１４に出力され、制御部１１４は、入力された撮影毎の露出時間に基づいて撮影部２０に制御信号を出力する。撮影部２０は、入力された制御信号に基づいて複数回の撮影を行い、撮影された画像信号は画像処理部１０８に順次出力される（Ｓ２８）。画像処理部１０８は、順次入力された画像信号を累積的に加算して加算画像信号を生成し、その加算画像信号を表示制御部１１５に出力する（Ｓ３０）。 The exposure time for each shooting calculated by the exposure time calculation unit 112 is output to the control unit 114, and the control unit 114 outputs a control signal to the shooting unit 20 based on the input exposure time for each shooting. The imaging unit 20 performs imaging a plurality of times based on the input control signal, and the captured image signals are sequentially output to the image processing unit 108 (S28). The image processing unit 108 cumulatively adds the sequentially input image signals to generate an added image signal, and outputs the added image signal to the display control unit 115 (S30).
表示制御部１１５は、入力された加算画像信号に基づいて表示制御信号を生成し、その表示制御信号を表示部１０６に出力することによって表示部１０６に加算画像を表示させる（Ｓ３２）。 The display control unit 115 generates a display control signal based on the input addition image signal, and outputs the display control signal to the display unit 106 to display the addition image on the display unit 106 (S32).
なお、上記第２の実施形態の撮影システムにおいては、各撮影における各画像の信号増加量が、予め設定された目標信号量となるように各撮影の各露出時間を算出するようにしたが、これに限らず、各撮影における各画像の信号増加量の加算値が、予め設定された目標信号量となるように各撮影の各露出時間を算出するようにしてもよい。 In the imaging system of the second embodiment, each exposure time for each imaging is calculated so that the signal increase amount of each image in each imaging becomes a preset target signal amount. However, the present invention is not limited to this, and each exposure time of each shooting may be calculated so that the added value of the signal increase amount of each image in each shooting becomes a preset target signal amount.
また、上記第２の実施形態の撮影システムにおいては、全て撮影の露出時間を加算した総撮影時間を算出し、表示制御部１１５が、その総撮影時間を表示部１０６に表示させるようにしてもよい。また、上記第１の実施形態の撮影システムにおいても、表示制御部１１５が、設定入力された総撮影時間を表示部１０６に表示させるようにしてもよい。 In the imaging system of the second embodiment, the total imaging time obtained by adding the exposure times for all imaging is calculated, and the display control unit 115 causes the display unit 106 to display the total imaging time. Good. Also in the imaging system of the first embodiment, the display control unit 115 may cause the display unit 106 to display the total imaging time set and input.
また、上記第２の実施形態の撮影システムにおいては、プレ撮影を行う際、ビニングを行うことによって感度を高めることが望ましい。このようにビニングを行う際、プレ撮影の単位時間当たりの信号値を用いて、下式１に基づいて本撮影における初期の単位時間当たりの信号値Ｑｍに換算される。なお、下式１におけるＢｐはプレ撮影におけるビニング数であり、Ｂｍは本撮影におけるビニング数であり、Ｑｐはプレ撮影の画像信号、Ｔｐはプレ撮影の露出時間である。 In the imaging system of the second embodiment, it is desirable to increase the sensitivity by performing binning when performing pre-imaging. Making this way a binning, by using the signal value per unit time of the pre-shooting, is converted to the signal value Q m per initial unit time in the photographing on the basis of the following equation 1. In Equation 1, B p is the number of binning in pre-shooting, B m is the number of binning in main shooting, Q p is an image signal of pre-shooting, and T p is an exposure time of pre-shooting.
１ 撮影システム
１０ 暗箱
１２ 筐体
１４ 扉
１６ ステージ
１８ 中空部
２０ 撮影部
２２ レンズ部
２４ 落射光源部
２６ 透過光源部
５０ 被写体観察用モニタ
１００ 撮影制御装置
１０２ 制御装置本体
１０４ 入力部
１０６ 表示部
１０８ 画像処理部
１１０ 撮影対象光情報取得部
１１２ 露出時間算出部
１１４ 制御部
１１５ 表示制御部
１１６ 試薬情報取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shooting system 10 Dark box 12 Case 14 Door 16 Stage 18 Hollow part 20 Shooting part 22 Lens part 24 Incident light source part 26 Transmission light source part 50 Subject observation monitor 100 Imaging control apparatus 102 Control apparatus main body 104 Input part 106 Display part 108 Image Processing unit 110 Imaging target light information acquisition unit 112 Exposure time calculation unit 114 Control unit 115 Display control unit 116 Reagent information acquisition unit
Claims (11)
前記撮影の対象の光の情報を取得する撮影対象光情報取得部と、
前記撮影対象光情報取得部によって取得された前記光の情報に基づいて、該光の経時特性に応じた前記撮影の露出時間の算出方法を選択し、該選択した露出時間の算出方法を用いて前記撮影毎の各露出時間を算出する露出時間算出部とを備え、
前記撮影部が、前記露出時間算出部によって算出された撮影毎の各露出時間に基づいて前記撮影を行うことを特徴とする撮影装置。 A shooting unit for shooting a subject multiple times sequentially;
A shooting target light information acquisition unit for acquiring information of light of the shooting target;
Based on the information of the light acquired by the imaging target light information acquisition unit, the calculation method of the exposure time of the imaging according to the temporal characteristics of the light is selected, and the calculation method of the selected exposure time is used. An exposure time calculation unit for calculating each exposure time for each photographing,
The photographing apparatus, wherein the photographing unit performs the photographing based on each exposure time for each photographing calculated by the exposure time calculating unit.
前記画像処理部において加算された加算画像を表示させる表示制御部とを備えた請求項１記載の撮影装置。 An image processing unit for adding the sequentially captured images;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a display control unit that displays the added image added in the image processing unit.
前記露出時間算出部が、前記光の情報および前記試薬の情報に基づいて、前記撮影の露出時間の算出方法を選択し、該選択した露出時間の算出方法を用いて前記撮影毎の各露出時間を算出する請求項１から５いずれか１項記載の撮影装置。 A reagent information acquisition unit for acquiring information of a reagent used in photographing the subject;
The exposure time calculation unit selects a calculation method for the exposure time of the imaging based on the light information and the reagent information, and uses the selected exposure time calculation method for each exposure time for each imaging. The imaging device according to claim 1, wherein the imaging device is calculated.
前記露出時間算出部が、前記プレ撮影によって取得された画像に基づいて、前記撮影毎の各露出時間を決定する請求項１または２記載の撮影装置。 The photographing unit performs pre-photographing before the sequential photographing,
The imaging device according to claim 1, wherein the exposure time calculation unit determines each exposure time for each imaging based on an image acquired by the pre-imaging.
前記撮影の対象の光の情報を取得し、
該取得した光の情報に基づいて、該光の経時特性に応じた前記撮影の露出時間の算出方法を選択し、該選択した露出時間の算出方法を用いて前記撮影毎の各露出時間を算出し、
該算出した撮影毎の各露出時間に基づいて前記撮影を行うことを特徴とする撮影方法。 In the shooting method of shooting a subject multiple times sequentially,
Obtaining light information of the object to be photographed;
Based on the acquired light information, a method for calculating the exposure time of the photographing according to the temporal characteristics of the light is selected, and each exposure time for each photographing is calculated using the selected method for calculating the exposure time. And
An imaging method characterized in that the imaging is performed based on the calculated exposure times for each imaging.
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