JP3723145B2 - 撮像装置、画像処理装置ならびに撮像システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は筐体に配置された被写体を撮像する撮像装置、画像処理装置ならびに撮像システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、筐体に被写体を配置し、筐体内に備えられた光源で被写体を照射して被写体を撮像する装置が色々な分野で利用されている。例えば、生化学の分野において、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光検出システムが知られている。この蛍光検出システムによれば、蛍光画像を読み取ることによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは分子量、特性の評価などを行うことができる。
【０００３】
具体的には、例えば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液の中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させることができる。あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させる。あるいは複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００４】
あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００５】
また、近年、生化学解析システムとしてマイクロアレイ解析システムが注目を集めている。例えば、蛍光物質を標識物質として利用したマイクロアレイ解析システムにおいては、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるいは、化学的、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質、蛍光色素などの蛍光標識物質によって標識された物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特異的結合物質に、特異的に結合させたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識物質から発せられた蛍光などを光電的に検出して、生体由来の物質を解析するものである。
【０００６】
上述した生化学解析用システムにおいては、蛍光などを検出するために、筐体内に励起光源とＣＣＤを備えた撮像装置を利用し、上述したマイクロアレイやゲルなどを試料として筐体に収容して、励起光源から励起光を試料に照射することによって試料から生じた蛍光を撮像手段としてのＣＣＤにより撮像して検出している。
【０００７】
ところで、生化学解析システムに限らず、筐体に被写体を収容し、筐体に備え付けられた光源から被写体に光を照射して、撮像部により被写体を撮像する撮像装置がある。この撮像装置においては、光（励起光を含む）を照射する光源の位置が固定された構造を有する。
【０００８】
一方、撮像したい被写体の寸法は一様ではない。そこで、異なる寸法の被写体に合わせて被写体を異なる高さの位置に配置することができるようになっている。具体的には、被写体は略板状に形成された試料トレーに配置されて、この試料トレーが筐体内に段階的に設けられたトレー保持部のいずれかの段に保持されて撮像される。これにより、撮像手段により寸法の異なる種類の被写体でも適宜の大きさで撮像することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光源が固定されたまま被写体の位置が変わると、光源から被写体に照射される光量、照度分布などは、被写体の配置される位置によって異なる。よって、撮像した画像の質に影響を与えてしまうという問題がある。具体的には、被写体と光源との撮像距離が変わると、被写体に照射される励起光の入射角度が変わるとともに、被写体に照射される励起光の光量が変わる。よって、撮像距離が異なると違う撮像条件で画像情報が取得することになる。
【００１０】
また、得られた画像情報をシェーディング補正する際、撮像距離によって撮像条件が異なるため、被写体の高さ毎に補正条件を設定しなければならないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、撮像距離の変動に起因した、被写体に励起光の照度分布の変動を防止して画質の劣化を防止するとともに、画像補正の効率化を図ることができる撮像装置、画像処理装置ならびに撮像システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するものであって、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置において、前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、該被写体配置部に配置された前記被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、前記撮像部と前記被写体との間の撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、「光源」は、筐体内で直接被写体設置部に光を照射するものに限らず、前記筐体の外側に設けられた励起光射出部から出射する励起光を導光部を介して照射する光射出部であってもよい。
【００１４】
本発明の画像処理装置は、筐体内に移動可能に設けられた被写体配置部に配置された被写体に対して、該被写体配置部に固定された光源から励起光を照射した状態で前記被写体を撮像部により撮像して得られた画像情報を補正する画像処理装置であって、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、「補正条件」は、照度分布に起因したノイズを除去できるものであればよく、他のノイズ等を補正するためのパラメータを含むものであってもよい。
【００１６】
本発明の撮像システムは、内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するため、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置と、該撮像装置から取得した画像情報を補正する画像処理装置とを有する撮像システムにおいて、前記撮像装置が、前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、該被写体配置部に配置された該被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、前記撮像部と前記被写体との撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部とを備え、前記画像処理装置が、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
なお、「画像処理装置」には、被写体移動部の動作を制御する移動制御手段が設けられてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の撮像装置によれば、被写体を配置する被写体配置部に、被写体配置部に配置された被写体に励起光を照射する光源が固定されることで、被写体と撮像部との撮像距離を変えるために被写体配置部を移動させた場合であっても、光源と被写体との位置関係は変わらないため、被写体に対する励起光の光量および照度分布が変わることによる画質の劣化を防止することができる。
【００１９】
本発明の画像処理装置ならびに撮像システムによれば、被写体配置部に固定された光源により形成される照度分布は被写体配置部の移動により変わらないことを利用して、被写体と撮像部との撮像距離に基づき、撮像部による被写体配置部上の撮像領域を解析し、励起光の照度分布に応じて被写体配置部の各領域毎に補正条件を設定した補正テーブルから、領域解析手段により解析された撮像領域に基づき撮像領域内の補正条件を抽出し、抽出された補正条件に基づいて撮像装置から取得した画像情報を補正することで、補正テーブルを撮像距離毎に用意する必要がなくなり、補正条件の設定を効率よく行うことができる。
【００２０】
なお、画像処理装置側に移動制御手段を設けることで、画像処理装置側で被写体の高さを変えることができるため、被写体の高さを変える場合にユーザーが筐体内の被写体もしくは被写体配置部を操作する必要がなくなり、ユーザーにとって使いやすくすることができるとともに、被写体を取り出すことによる撮像条件が変わるのを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の撮像システムの第１の実施の形態を示す斜視図であり、図１を参照して撮像システム１について説明する。図１の撮像システム１はたとえば蛍光物質を被写体として、被写体に励起光を照射することにより蛍光画像を表示する蛍光検出システムであって、撮像装置１０と画像処理装置１００を有する。撮像装置１０および画像処理装置１００は机上に配置されるものであって、画像処理装置１００は、たとえばコンピュータからなっている。そして、撮像装置１０が被写体ＰＳを撮像して、取得した被写体の画像情報ＩＧを画像処理装置１００に送り、画像処理装置１００が画像情報ＩＧを画像処理して表示部２０２で表示するようになっている。
【００２２】
図２は本発明の撮像装置の好ましい実施の形態を示す平面図であり、図１と図２を参照して撮像装置１０について説明する。撮像装置１０は、筐体２０、撮像部３０、被写体配置部４０、光源５０、被写体移動部６０等を有する。図１の筐体２０は略直方体に形成されており、内部に中空部２１を有する。また、筐体２０には蓋２２が開閉可能に取り付けられており、ユーザーが蓋２２を開けて筐体２０内に被写体ＰＳを収容することができるようになっている。このように、筐体２０は中空部２１内に外光が入らないような暗箱を構成している。
【００２３】
筐体２０の上面２０ａには撮像部３０が固定されている。撮像部３０は筐体２０内に配置された被写体ＰＳを撮像するものであって、たとえばＣＣＤカメラ等からなっている。撮像部３０には図示しない冷却部が取り付けられており、撮像部３０を冷却することによりＣＣＤカメラから得られる画像情報に暗電流によるノイズ成分が含まれるのを防止している。撮像部３０にはレンズ部３１が取り付けられている。このレンズ部３１は矢印Ｚ方向に移動可能に設けられており、矢印Ｚ方向に移動することでフォーカスを被写体ＰＳに合わせるようになっている。
【００２４】
被写体配置部４０は配置面４２に被写体ＰＳを配置して保持するものであって、筐体２０の中空部２１内に設けられている。被写体配置部４０はハウジング４１、配置面４２を有し、ハウジング４１内に設けられた配置面４２に被写体ＰＳを配置可能な構造を有する。また、被写体配置部４０は被写体移動部６０により保持されており、被写体移動部６０の作動により矢印Ｚ方向に移動可能になっている。
【００２５】
被写体配置部４０にはたとえばＬＥＤ等からなる光源５０が固定されている。光源５０は、被写体ＰＳである発光物質を発光させるための励起光を出射するものであって、底部光源５１と落射光源５２を有する。底部光源５１はハウジング４１に固定されており、配置面４２の下側に設けられている。落射光源５２はハウジング４１に固定されており、配置面４２の上側に設けられている。よって、底部光源５１は被写体ＰＳの下側から励起光を照射し、落射光源５２は被写体ＰＳの上側から励起光を照射するようになっている。特に、落射光源５２の配置位置は、配置面４２上に形成される照度分布および光量分布が最適になるように、すなわち最も均一に近い分布になるように配置される。
【００２６】
被写体移動部６０は、被写体配置部４０を矢印Ｚ方向に移動させるものであって、たとえばモータ等からなる駆動部６１、軸６２、プーリ６３、ベルト６４等からなっている。そして、駆動部６１が駆動すると、軸６２、プーリ６３およびベルト６４を介して被写体配置部４０が矢印Ｚ方向に移動するようになっている。この被写体移動部６０の動作は移動制御手段１０１によって制御されている。また、被写体移動部６０はたとえばエンコーダ等を有し、被写体配置部４０の移動量から被写体の位置情報ＰＩを検出して移動制御手段１０１に出力するようになっている。つまり、被写体移動部６０の駆動部６１が被写体の位置検出部としても機能している。
【００２７】
ここで、図２に示すように、被写体配置部４０に光源５０を固定させた場合、被写体配置部４０を移動させて撮像距離ＳＤを変化させても、被写体配置部４０と光源５０の位置関係が変わることはない。つまり、配置面４２に照射される励起光の光量および照度分布は、撮像距離ＳＤに依存することなく常に略一定となる。よって、撮像距離ＳＤに合わせて補正条件ＲＣを設定する必要がなくなり、画像補正を効率的に行うことができるとともに、画質の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、撮像距離ＳＤを変える場合、撮像部３０を移動させる方法と、被写体ＰＳ側を移動させる方法が考えられる。撮像部３０は冷却しなければならないため、筐体２０の外部に配置することが好ましい。よって、被写体配置部４０側を移動させるようにしている。
【００２９】
図３は本発明の画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図３を参照して画像処理装置１００について説明する。画像処理装置１００は、撮像装置１０と接続されており、撮像装置１０から画像情報ＩＧ取得して画像処理を施して表示部２０２に表示させるものである。なお、以下に示す画像処理装置１００ではシェーディング補正をする機能について言及しているが、この画像処理装置１００は得られた画像情報の画像処理を行う機能を有するものである。さらに、画像処理装置１００は、撮像部３０の動作および光源５０の動作を制御する撮像装置１０を制御する手段を有しており、撮像部３０の露光時間や光源のＯＮ／ＯＦＦ等の動作を制御する機能等を有してもよい。
【００３０】
図４の画像処理装置１００移動制御手段１０１、領域解析手段１０２、補正条件設定手段１０３、画像補正手段１０５等を備える。移動制御手段１０１は、被写体移動部６０の動作を制御するとともに被写体移動部６０の駆動部６１の動作量から被写体ＰＳの位置情報ＰＩを得る機能を有する。具体的には、移動制御手段１０１は、予め筐体２０に固定された撮像部３０の位置情報を有しており、撮像部３０の位置情報と被写体配置部４０の位置情報ＰＩとに基づいて、撮像距離ＳＤを求めるようになっている。そして、位置情報ＰＩに基づいて撮像距離ＳＤを判断して領域解析手段１０２に送る。
【００３１】
また、ユーザーは入力部２０１を操作することで制御手段２００および移動制御手段１０１を介して被写体移動部６０を動作させることができる。なお、被写体ＰＳの位置情報ＰＩは、制御手段２００を介して表示部２０２に表示されるようになっている。そしてユーザーは表示部２０２に示された位置情報ＰＩに基づいて、入力部２０１を操作して撮像距離ＳＤを調整するようになっている。
【００３２】
このように、移動制御手段１０１が画像処理装置１００内に設けられることで、撮像距離ＳＤを調整する際に、筐体２０の蓋２２を開けて撮像距離ＳＤを調整する必要がなくなり、蓋２２を開けることによる撮像条件の変化を抑えることができる。また、ユーザーが撮像距離ＳＤを調整する際、コンピュータを操作するための席から立って撮像装置１０側で高さをコントロールする必要がなくなるため、一度被写体配置部４０に被写体ＰＳを配置すれば、画像処理装置１００側だけで細かな撮像条件を設定することができる。
【００３３】
領域解析手段１０２は、移動制御手段１０１から出力される位置情報ＰＩを用いて、画像情報ＩＧの撮像領域ＳＲを解析する機能を有する。そして領域解析手段１０２は解析した撮像領域ＳＲを補正条件設定手段１０３に送るようになっている。すなわち、撮像部３０に撮像された画像情報ＩＧに含まれる被写体配置部４０上の撮像領域ＳＲは撮像距離ＳＤに比例する。具体的には、撮像距離ＳＤが大きくなれば、画像情報ＩＧで得られる撮像領域ＳＲは大きくなる。一方、撮像距離ＳＤが小さくなれば、画像情報ＩＧで得られる撮像領域ＳＲは小さくなる。よって、領域解析手段１０２は、撮像距離ＳＤから撮像領域ＳＲを解析することができるようになっている。なお、撮像領域ＳＲはレンズ部３１の動作によっても撮像領域ＳＲは変化する場合があるので、領域解析手段１０２はレンズ部３１の動作も考慮して撮像領域ＳＲを解析するようにしてもよい。
【００３４】
補正条件設定手段１０３は、撮像部３０で取得された画像情報ＩＧをシェーディング補正する際の補正条件ＲＣを設定するものであって、補正テーブル１０４とアクセス可能になっている。この補正テーブル１０４には、被写体配置部４０の全撮像領域にわたる領域毎の補正条件ＲＣが格納されている。この補正条件ＲＣは、撮像部３０が、被写体配置部４０上の予め一様な濃度分布を有する基準画像を読み取ったときに、全領域に対して変換特性を求めておき、その特性に基づいて作成されたものである。
【００３５】
この補正テーブル１０４は被写体ＰＳと光源５０の位置関係が略一定状態にあることを利用して作成されたものである。すなわち、光源５０は被写体配置部４０上に固定されるため、被写体配置部４０上に形成される励起光の照度分布は被写体配置部４０の位置に係わらず略一定である。よって、被写体配置部４０上に形成される光量分布および照度分布に応じた領域毎の補正条件ＲＣを予め算出すれば、撮像距離ＳＤがどのような値であっても、この算出した補正条件ＲＣを用いることができる。
【００３６】
補正条件設定手段１０３は、領域解析手段１０２から送られた撮像領域ＳＲに該当する補正条件ＲＣを補正テーブル１０４から抽出して、撮像部３０の各画素毎の補正条件ＲＣを決定する。補正条件設定手段１０３は設定した補正条件ＲＣを画像補正手段１０５に送る。
【００３７】
なお、補正条件設定手段１０３は、予め補正条件ＲＣが設定される補正テーブル１０４に基づいて画像情報の補正条件ＲＣを抽出するようにしているが、補正テーブル１０４には被写体設置部４０上に形成される照度分布のみが記憶されており、照度分布に基づき補正条件設定手段１０３が画像情報の補正条件ＲＣを算出するようにしてもよい。
【００３８】
画像補正手段１０５は、撮像部３０から送られる画像情報ＩＧを補正条件設定手段１０３から送られる補正条件ＲＣを用いてシェーディング補正するものである。具体的には、画像補正手段１０５は画像情報ＩＧの各領域毎に、それに対応した補正条件ＲＣを用いて画像補正を行う。画像補正手段１０５は補正した画像情報ＩＧを制御手段２００に送り、画像情報ＩＧは制御手段２００を介して表示部２０２に表示される。
【００３９】
図４は、撮像システム１の動作例を示すフローチャート図であり、図１から図４を参照して撮像システム１の動作例について説明する。まず、ユーザーが図１の筐体２０の蓋２２を開けて、被写体配置部４０に被写体ＰＳを配置する。そして、ユーザーが蓋２２を閉めて筐体２０内に外光が入らないようにした状態にして、撮像が開始する（ステップＳＴ１）。
【００４０】
次に、ユーザーが画像処理装置１００側で被写体移動部６０を操作して、被写体移動部６０を動作させて撮像距離ＳＤを決定する（ステップＳＴ２）。このとき、ユーザーは表示部２０２に表示される被写体ＰＳのプレビュー画面を見ながら操作する。被写体ＰＳの撮像距離ＳＤが最適になるまでこの作業が行われる（ステップＳＴ２、ステップＳＴ３）。なお、被写体ＰＳが移動したときには、適宜レンズ部３１によるフォーカスサーボが行われる。被写体移動部６０が動作したときには、位置情報ＰＩが被写体移動部６０から移動制御手段１０１に送られる。
【００４１】
被写体ＰＳが位置決めされるとこの露光時間等の撮像条件の設定がコンピュータ側で行われる。その後、撮像部３０により被写体ＰＳの撮像がユーザーにより設定された撮像条件で行われる（ステップＳＴ４）。そして、撮像部３０から画像補正手段１０５へ画像情報ＩＧが送られる。その後、画像補正手段１０５において画像情報ＩＧがシェーディング補正等されて表示部２０２に出力される（ステップＳＴ５）。
【００４２】
図５は本発明の画像補正方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１から図４を参照して画像補正方法について説明する。まず、上述したように、被写体移動部６０により被写体配置部４０が所定の位置に位置決めされた際に、被写体移動部６０から移動制御手段１０１に位置情報ＰＩが送られる。移動制御手段１０１において、被写体ＰＳと被写体配置部４０の撮像距離ＳＤが検出され、領域解析手段１０２に送られる。
【００４３】
すると、領域解析手段１０２において、撮像部３０により取得された画像情報ＩＧの撮像領域ＳＲが撮像距離ＳＤに基づいて解析される（ステップＳＴ１０）。解析された撮像領域ＳＲは、領域解析手段１０２から補正条件設定手段１０３に送られる。
【００４４】
次に、補正条件設定手段１０３において、送られた撮像領域ＳＲに基づいて、補正テーブル１０４から画像情報ＩＧを補正するための補正条件ＲＣが抽出される（ステップＳＴ１１）。抽出された補正条件ＲＣは、補正条件設定手段１０３から画像補正手段１０５に送られる。そして、画像補正手段１０５において、画像情報ＩＧがシェーディング補正された後（ステップＳＴ１２）、制御手段２００に送られて、表示部２０２から画像情報ＩＧが表示される。
【００４５】
このように、光源５０を被写体配置部４０に固定して、被写体配置部４０とともに移動させることにより、被写体配置部４０上に照射される励起光の光量および照度分布は略一定になる。これを利用して、補正テーブル１０４に光源５０により形成された被写体配置部４０の撮像可能領域での補正条件ＲＣを予め設定しておけば、その補正テーブル１０４を使って、様々な撮像距離ＳＤで撮像された画像情報ＩＧを補正することができるようになる。よって、様々な撮像距離ＳＤ毎に補正条件を設定する必要がなくなり、補正条件の設定作業の効率化を図ることができるとともに、補正処理の効率化を図ることができる。
【００４６】
図６は本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す模式図であり、図６を参照して撮像装置１１０について説明する。なお、図６の撮像装置１１０において、図２の撮像装置１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図６の撮像装置１１０が図２の撮像装置１０と異なる点は光源の構造である。図６において、光源１５０は底部光源５１と落射光源１５２を有し、落射光源１５２は励起光射出部である１５２ａ、導光部１５２ｂ、光射出部１５２ｃを有する。
【００４７】
励起光射出部１５２ａは筐体２０の外部に配置されており、たとえば励起光を出射するハロゲンランプからなっている。導光部１５２ｂは、たとえば光ファイバからなっており、励起光射出部１５２ａから射出した励起光を筐体２０内に導くものである。光射出部１５２ｃは、導光部１５２ｂによって導かれた励起光を筐体２０内に励起光を照射するものであって、被写体配置部４０に固定されている。そして、被写体配置部４０の移動とともに、光射出部１５２ｃが移動するようになっている。このように、落射光源１５２を筐体２０の外部に配置することにより、落射光源１５２で発生する熱の影響を与えることがなくなる。
【００４８】
図７は本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す模式図であり、図５を参照して撮像装置１３０について説明する。なお、図７の撮像装置１２０において、図２の撮像装置１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図５の撮像装置１２０が図２の撮像装置１０と異なる点は筐体の構造である。
【００４９】
図７の筐体１２０の枠１２０ａにおいて、ヒンジ１６０を取り付けるための穴１２１ａおよび蓋１２２の係止部１２２ａと係合する溝１２１が、左右対称となるように設けられている。一方、蓋１２２の表面にはポケット１２２ａ、１２２ｂが設けられている。すると、枠１２０ａに蓋１２２を左右いずれにも取り付けることが可能となる。これにより、撮像装置１３０の配置場所によって蓋２２が右開きできない場合であっても、蓋１２２を１８０度回転させて枠１２０ａに取り付ければ、蓋２２の開閉ができるようになる。よって、撮像装置１０の配置場所の自由度を広げることができ、撮像装置１２０を使いやすくすることができる。
【００５０】
本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されない。上記実施の形態において、被写体ＰＳを被写体配置部４０に直接配置する場合について言及しているが、たとえば光透過性のトレーに被写体ＰＳを配置して、被写体ＰＳをトレーとともに被写体配置部４０に配置するようにしてもよい。この場合、撮像距離ＳＤがトレーの厚さだけ変化するため、移動制御手段１０１はトレーの厚みも考慮した位置情報ＰＩを補正条件設定手段１０３に送ることになる。
【００５１】
また、図３において、移動制御手段１０１が被写体移動部６０から被写体ＰＳの位置を検出するようにしているが、筐体２０に別途位置検出部を設けて、位置検出部が直接被写体配置部４０もしくは被写体ＰＳの位置を確認して位置情報ＰＩを検出するようにしてもよい。
【００５２】
また、図３においてコンピュータ上で稼働する画像処理装置１００について言及しているが、コンピュータに画像補正プログラムを読み込ませて、コンピュータと画像補正プログラムの協働した具体的手段として提供されるようにしてもよい。このとき、この画像処理プログラムは、筐体内に移動可能に設けられた被写体配置部に配置された被写体に対して、該被写体配置部に固定された光源から励起光を照射した状態で前記被写体を撮像部により撮像して得られた画像情報を補正する画像処理プログラムであって、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて前記被写体配置部の各領域毎に補正条件を設定した補正テーブルと、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域に基づき、該撮像領域内の前記補正条件を前記補正テーブルから抽出する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で抽出した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段としてコンピュータを機能させるための画像処理プログラム、ということができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像システムの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】本発明の撮像システムの第１の実施の形態を示す斜視図
【図３】本発明の画像処理装置の好ましい実施の形態を示す斜視図
【図４】本発明の撮像システム動作例を示すフローチャート図
【図５】本発明の画像補正方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図
【図６】本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す斜視図
【図７】本発明の撮像装置の第３の実施の形態を示す斜視図
【符号の説明】
１ 撮像システム
１０ 撮像装置
２０ 筐体
２１ 中空部
２２ 蓋
３０ 撮像部
３１ レンズ部
４０ 被写体配置部
４１ ハウジング
４２ 配置面
５０ 光源
６０ 被写体移動部
１００ 画像処理装置
１０１ 移動制御手段
１０２ 領域解析手段
１０３ 補正条件設定手段
１０４ 補正テーブル
１０５ 画像補正手段
ＩＧ 画像情報
ＰＩ 位置情報
ＰＳ 被写体
ＲＣ 補正条件
ＳＤ 撮像距離
ＳＲ 撮像領域
【発明の属する技術分野】
本発明は筐体に配置された被写体を撮像する撮像装置、画像処理装置ならびに撮像システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、筐体に被写体を配置し、筐体内に備えられた光源で被写体を照射して被写体を撮像する装置が色々な分野で利用されている。例えば、生化学の分野において、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光検出システムが知られている。この蛍光検出システムによれば、蛍光画像を読み取ることによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは分子量、特性の評価などを行うことができる。
【０００３】
具体的には、例えば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液の中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させることができる。あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させる。あるいは複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００４】
あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡ分布を検出することができる。
【０００５】
また、近年、生化学解析システムとしてマイクロアレイ解析システムが注目を集めている。例えば、蛍光物質を標識物質として利用したマイクロアレイ解析システムにおいては、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるいは、化学的、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質、蛍光色素などの蛍光標識物質によって標識された物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特異的結合物質に、特異的に結合させたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識物質から発せられた蛍光などを光電的に検出して、生体由来の物質を解析するものである。
【０００６】
上述した生化学解析用システムにおいては、蛍光などを検出するために、筐体内に励起光源とＣＣＤを備えた撮像装置を利用し、上述したマイクロアレイやゲルなどを試料として筐体に収容して、励起光源から励起光を試料に照射することによって試料から生じた蛍光を撮像手段としてのＣＣＤにより撮像して検出している。
【０００７】
ところで、生化学解析システムに限らず、筐体に被写体を収容し、筐体に備え付けられた光源から被写体に光を照射して、撮像部により被写体を撮像する撮像装置がある。この撮像装置においては、光（励起光を含む）を照射する光源の位置が固定された構造を有する。
【０００８】
一方、撮像したい被写体の寸法は一様ではない。そこで、異なる寸法の被写体に合わせて被写体を異なる高さの位置に配置することができるようになっている。具体的には、被写体は略板状に形成された試料トレーに配置されて、この試料トレーが筐体内に段階的に設けられたトレー保持部のいずれかの段に保持されて撮像される。これにより、撮像手段により寸法の異なる種類の被写体でも適宜の大きさで撮像することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光源が固定されたまま被写体の位置が変わると、光源から被写体に照射される光量、照度分布などは、被写体の配置される位置によって異なる。よって、撮像した画像の質に影響を与えてしまうという問題がある。具体的には、被写体と光源との撮像距離が変わると、被写体に照射される励起光の入射角度が変わるとともに、被写体に照射される励起光の光量が変わる。よって、撮像距離が異なると違う撮像条件で画像情報が取得することになる。
【００１０】
また、得られた画像情報をシェーディング補正する際、撮像距離によって撮像条件が異なるため、被写体の高さ毎に補正条件を設定しなければならないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、撮像距離の変動に起因した、被写体に励起光の照度分布の変動を防止して画質の劣化を防止するとともに、画像補正の効率化を図ることができる撮像装置、画像処理装置ならびに撮像システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するものであって、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置において、前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、該被写体配置部に配置された前記被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、前記撮像部と前記被写体との間の撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、「光源」は、筐体内で直接被写体設置部に光を照射するものに限らず、前記筐体の外側に設けられた励起光射出部から出射する励起光を導光部を介して照射する光射出部であってもよい。
【００１４】
本発明の画像処理装置は、筐体内に移動可能に設けられた被写体配置部に配置された被写体に対して、該被写体配置部に固定された光源から励起光を照射した状態で前記被写体を撮像部により撮像して得られた画像情報を補正する画像処理装置であって、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、「補正条件」は、照度分布に起因したノイズを除去できるものであればよく、他のノイズ等を補正するためのパラメータを含むものであってもよい。
【００１６】
本発明の撮像システムは、内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するため、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置と、該撮像装置から取得した画像情報を補正する画像処理装置とを有する撮像システムにおいて、前記撮像装置が、前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、該被写体配置部に配置された該被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、前記撮像部と前記被写体との撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部とを備え、前記画像処理装置が、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
なお、「画像処理装置」には、被写体移動部の動作を制御する移動制御手段が設けられてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の撮像装置によれば、被写体を配置する被写体配置部に、被写体配置部に配置された被写体に励起光を照射する光源が固定されることで、被写体と撮像部との撮像距離を変えるために被写体配置部を移動させた場合であっても、光源と被写体との位置関係は変わらないため、被写体に対する励起光の光量および照度分布が変わることによる画質の劣化を防止することができる。
【００１９】
本発明の画像処理装置ならびに撮像システムによれば、被写体配置部に固定された光源により形成される照度分布は被写体配置部の移動により変わらないことを利用して、被写体と撮像部との撮像距離に基づき、撮像部による被写体配置部上の撮像領域を解析し、励起光の照度分布に応じて被写体配置部の各領域毎に補正条件を設定した補正テーブルから、領域解析手段により解析された撮像領域に基づき撮像領域内の補正条件を抽出し、抽出された補正条件に基づいて撮像装置から取得した画像情報を補正することで、補正テーブルを撮像距離毎に用意する必要がなくなり、補正条件の設定を効率よく行うことができる。
【００２０】
なお、画像処理装置側に移動制御手段を設けることで、画像処理装置側で被写体の高さを変えることができるため、被写体の高さを変える場合にユーザーが筐体内の被写体もしくは被写体配置部を操作する必要がなくなり、ユーザーにとって使いやすくすることができるとともに、被写体を取り出すことによる撮像条件が変わるのを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の撮像システムの第１の実施の形態を示す斜視図であり、図１を参照して撮像システム１について説明する。図１の撮像システム１はたとえば蛍光物質を被写体として、被写体に励起光を照射することにより蛍光画像を表示する蛍光検出システムであって、撮像装置１０と画像処理装置１００を有する。撮像装置１０および画像処理装置１００は机上に配置されるものであって、画像処理装置１００は、たとえばコンピュータからなっている。そして、撮像装置１０が被写体ＰＳを撮像して、取得した被写体の画像情報ＩＧを画像処理装置１００に送り、画像処理装置１００が画像情報ＩＧを画像処理して表示部２０２で表示するようになっている。
【００２２】
図２は本発明の撮像装置の好ましい実施の形態を示す平面図であり、図１と図２を参照して撮像装置１０について説明する。撮像装置１０は、筐体２０、撮像部３０、被写体配置部４０、光源５０、被写体移動部６０等を有する。図１の筐体２０は略直方体に形成されており、内部に中空部２１を有する。また、筐体２０には蓋２２が開閉可能に取り付けられており、ユーザーが蓋２２を開けて筐体２０内に被写体ＰＳを収容することができるようになっている。このように、筐体２０は中空部２１内に外光が入らないような暗箱を構成している。
【００２３】
筐体２０の上面２０ａには撮像部３０が固定されている。撮像部３０は筐体２０内に配置された被写体ＰＳを撮像するものであって、たとえばＣＣＤカメラ等からなっている。撮像部３０には図示しない冷却部が取り付けられており、撮像部３０を冷却することによりＣＣＤカメラから得られる画像情報に暗電流によるノイズ成分が含まれるのを防止している。撮像部３０にはレンズ部３１が取り付けられている。このレンズ部３１は矢印Ｚ方向に移動可能に設けられており、矢印Ｚ方向に移動することでフォーカスを被写体ＰＳに合わせるようになっている。
【００２４】
被写体配置部４０は配置面４２に被写体ＰＳを配置して保持するものであって、筐体２０の中空部２１内に設けられている。被写体配置部４０はハウジング４１、配置面４２を有し、ハウジング４１内に設けられた配置面４２に被写体ＰＳを配置可能な構造を有する。また、被写体配置部４０は被写体移動部６０により保持されており、被写体移動部６０の作動により矢印Ｚ方向に移動可能になっている。
【００２５】
被写体配置部４０にはたとえばＬＥＤ等からなる光源５０が固定されている。光源５０は、被写体ＰＳである発光物質を発光させるための励起光を出射するものであって、底部光源５１と落射光源５２を有する。底部光源５１はハウジング４１に固定されており、配置面４２の下側に設けられている。落射光源５２はハウジング４１に固定されており、配置面４２の上側に設けられている。よって、底部光源５１は被写体ＰＳの下側から励起光を照射し、落射光源５２は被写体ＰＳの上側から励起光を照射するようになっている。特に、落射光源５２の配置位置は、配置面４２上に形成される照度分布および光量分布が最適になるように、すなわち最も均一に近い分布になるように配置される。
【００２６】
被写体移動部６０は、被写体配置部４０を矢印Ｚ方向に移動させるものであって、たとえばモータ等からなる駆動部６１、軸６２、プーリ６３、ベルト６４等からなっている。そして、駆動部６１が駆動すると、軸６２、プーリ６３およびベルト６４を介して被写体配置部４０が矢印Ｚ方向に移動するようになっている。この被写体移動部６０の動作は移動制御手段１０１によって制御されている。また、被写体移動部６０はたとえばエンコーダ等を有し、被写体配置部４０の移動量から被写体の位置情報ＰＩを検出して移動制御手段１０１に出力するようになっている。つまり、被写体移動部６０の駆動部６１が被写体の位置検出部としても機能している。
【００２７】
ここで、図２に示すように、被写体配置部４０に光源５０を固定させた場合、被写体配置部４０を移動させて撮像距離ＳＤを変化させても、被写体配置部４０と光源５０の位置関係が変わることはない。つまり、配置面４２に照射される励起光の光量および照度分布は、撮像距離ＳＤに依存することなく常に略一定となる。よって、撮像距離ＳＤに合わせて補正条件ＲＣを設定する必要がなくなり、画像補正を効率的に行うことができるとともに、画質の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、撮像距離ＳＤを変える場合、撮像部３０を移動させる方法と、被写体ＰＳ側を移動させる方法が考えられる。撮像部３０は冷却しなければならないため、筐体２０の外部に配置することが好ましい。よって、被写体配置部４０側を移動させるようにしている。
【００２９】
図３は本発明の画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図３を参照して画像処理装置１００について説明する。画像処理装置１００は、撮像装置１０と接続されており、撮像装置１０から画像情報ＩＧ取得して画像処理を施して表示部２０２に表示させるものである。なお、以下に示す画像処理装置１００ではシェーディング補正をする機能について言及しているが、この画像処理装置１００は得られた画像情報の画像処理を行う機能を有するものである。さらに、画像処理装置１００は、撮像部３０の動作および光源５０の動作を制御する撮像装置１０を制御する手段を有しており、撮像部３０の露光時間や光源のＯＮ／ＯＦＦ等の動作を制御する機能等を有してもよい。
【００３０】
図４の画像処理装置１００移動制御手段１０１、領域解析手段１０２、補正条件設定手段１０３、画像補正手段１０５等を備える。移動制御手段１０１は、被写体移動部６０の動作を制御するとともに被写体移動部６０の駆動部６１の動作量から被写体ＰＳの位置情報ＰＩを得る機能を有する。具体的には、移動制御手段１０１は、予め筐体２０に固定された撮像部３０の位置情報を有しており、撮像部３０の位置情報と被写体配置部４０の位置情報ＰＩとに基づいて、撮像距離ＳＤを求めるようになっている。そして、位置情報ＰＩに基づいて撮像距離ＳＤを判断して領域解析手段１０２に送る。
【００３１】
また、ユーザーは入力部２０１を操作することで制御手段２００および移動制御手段１０１を介して被写体移動部６０を動作させることができる。なお、被写体ＰＳの位置情報ＰＩは、制御手段２００を介して表示部２０２に表示されるようになっている。そしてユーザーは表示部２０２に示された位置情報ＰＩに基づいて、入力部２０１を操作して撮像距離ＳＤを調整するようになっている。
【００３２】
このように、移動制御手段１０１が画像処理装置１００内に設けられることで、撮像距離ＳＤを調整する際に、筐体２０の蓋２２を開けて撮像距離ＳＤを調整する必要がなくなり、蓋２２を開けることによる撮像条件の変化を抑えることができる。また、ユーザーが撮像距離ＳＤを調整する際、コンピュータを操作するための席から立って撮像装置１０側で高さをコントロールする必要がなくなるため、一度被写体配置部４０に被写体ＰＳを配置すれば、画像処理装置１００側だけで細かな撮像条件を設定することができる。
【００３３】
領域解析手段１０２は、移動制御手段１０１から出力される位置情報ＰＩを用いて、画像情報ＩＧの撮像領域ＳＲを解析する機能を有する。そして領域解析手段１０２は解析した撮像領域ＳＲを補正条件設定手段１０３に送るようになっている。すなわち、撮像部３０に撮像された画像情報ＩＧに含まれる被写体配置部４０上の撮像領域ＳＲは撮像距離ＳＤに比例する。具体的には、撮像距離ＳＤが大きくなれば、画像情報ＩＧで得られる撮像領域ＳＲは大きくなる。一方、撮像距離ＳＤが小さくなれば、画像情報ＩＧで得られる撮像領域ＳＲは小さくなる。よって、領域解析手段１０２は、撮像距離ＳＤから撮像領域ＳＲを解析することができるようになっている。なお、撮像領域ＳＲはレンズ部３１の動作によっても撮像領域ＳＲは変化する場合があるので、領域解析手段１０２はレンズ部３１の動作も考慮して撮像領域ＳＲを解析するようにしてもよい。
【００３４】
補正条件設定手段１０３は、撮像部３０で取得された画像情報ＩＧをシェーディング補正する際の補正条件ＲＣを設定するものであって、補正テーブル１０４とアクセス可能になっている。この補正テーブル１０４には、被写体配置部４０の全撮像領域にわたる領域毎の補正条件ＲＣが格納されている。この補正条件ＲＣは、撮像部３０が、被写体配置部４０上の予め一様な濃度分布を有する基準画像を読み取ったときに、全領域に対して変換特性を求めておき、その特性に基づいて作成されたものである。
【００３５】
この補正テーブル１０４は被写体ＰＳと光源５０の位置関係が略一定状態にあることを利用して作成されたものである。すなわち、光源５０は被写体配置部４０上に固定されるため、被写体配置部４０上に形成される励起光の照度分布は被写体配置部４０の位置に係わらず略一定である。よって、被写体配置部４０上に形成される光量分布および照度分布に応じた領域毎の補正条件ＲＣを予め算出すれば、撮像距離ＳＤがどのような値であっても、この算出した補正条件ＲＣを用いることができる。
【００３６】
補正条件設定手段１０３は、領域解析手段１０２から送られた撮像領域ＳＲに該当する補正条件ＲＣを補正テーブル１０４から抽出して、撮像部３０の各画素毎の補正条件ＲＣを決定する。補正条件設定手段１０３は設定した補正条件ＲＣを画像補正手段１０５に送る。
【００３７】
なお、補正条件設定手段１０３は、予め補正条件ＲＣが設定される補正テーブル１０４に基づいて画像情報の補正条件ＲＣを抽出するようにしているが、補正テーブル１０４には被写体設置部４０上に形成される照度分布のみが記憶されており、照度分布に基づき補正条件設定手段１０３が画像情報の補正条件ＲＣを算出するようにしてもよい。
【００３８】
画像補正手段１０５は、撮像部３０から送られる画像情報ＩＧを補正条件設定手段１０３から送られる補正条件ＲＣを用いてシェーディング補正するものである。具体的には、画像補正手段１０５は画像情報ＩＧの各領域毎に、それに対応した補正条件ＲＣを用いて画像補正を行う。画像補正手段１０５は補正した画像情報ＩＧを制御手段２００に送り、画像情報ＩＧは制御手段２００を介して表示部２０２に表示される。
【００３９】
図４は、撮像システム１の動作例を示すフローチャート図であり、図１から図４を参照して撮像システム１の動作例について説明する。まず、ユーザーが図１の筐体２０の蓋２２を開けて、被写体配置部４０に被写体ＰＳを配置する。そして、ユーザーが蓋２２を閉めて筐体２０内に外光が入らないようにした状態にして、撮像が開始する（ステップＳＴ１）。
【００４０】
次に、ユーザーが画像処理装置１００側で被写体移動部６０を操作して、被写体移動部６０を動作させて撮像距離ＳＤを決定する（ステップＳＴ２）。このとき、ユーザーは表示部２０２に表示される被写体ＰＳのプレビュー画面を見ながら操作する。被写体ＰＳの撮像距離ＳＤが最適になるまでこの作業が行われる（ステップＳＴ２、ステップＳＴ３）。なお、被写体ＰＳが移動したときには、適宜レンズ部３１によるフォーカスサーボが行われる。被写体移動部６０が動作したときには、位置情報ＰＩが被写体移動部６０から移動制御手段１０１に送られる。
【００４１】
被写体ＰＳが位置決めされるとこの露光時間等の撮像条件の設定がコンピュータ側で行われる。その後、撮像部３０により被写体ＰＳの撮像がユーザーにより設定された撮像条件で行われる（ステップＳＴ４）。そして、撮像部３０から画像補正手段１０５へ画像情報ＩＧが送られる。その後、画像補正手段１０５において画像情報ＩＧがシェーディング補正等されて表示部２０２に出力される（ステップＳＴ５）。
【００４２】
図５は本発明の画像補正方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１から図４を参照して画像補正方法について説明する。まず、上述したように、被写体移動部６０により被写体配置部４０が所定の位置に位置決めされた際に、被写体移動部６０から移動制御手段１０１に位置情報ＰＩが送られる。移動制御手段１０１において、被写体ＰＳと被写体配置部４０の撮像距離ＳＤが検出され、領域解析手段１０２に送られる。
【００４３】
すると、領域解析手段１０２において、撮像部３０により取得された画像情報ＩＧの撮像領域ＳＲが撮像距離ＳＤに基づいて解析される（ステップＳＴ１０）。解析された撮像領域ＳＲは、領域解析手段１０２から補正条件設定手段１０３に送られる。
【００４４】
次に、補正条件設定手段１０３において、送られた撮像領域ＳＲに基づいて、補正テーブル１０４から画像情報ＩＧを補正するための補正条件ＲＣが抽出される（ステップＳＴ１１）。抽出された補正条件ＲＣは、補正条件設定手段１０３から画像補正手段１０５に送られる。そして、画像補正手段１０５において、画像情報ＩＧがシェーディング補正された後（ステップＳＴ１２）、制御手段２００に送られて、表示部２０２から画像情報ＩＧが表示される。
【００４５】
このように、光源５０を被写体配置部４０に固定して、被写体配置部４０とともに移動させることにより、被写体配置部４０上に照射される励起光の光量および照度分布は略一定になる。これを利用して、補正テーブル１０４に光源５０により形成された被写体配置部４０の撮像可能領域での補正条件ＲＣを予め設定しておけば、その補正テーブル１０４を使って、様々な撮像距離ＳＤで撮像された画像情報ＩＧを補正することができるようになる。よって、様々な撮像距離ＳＤ毎に補正条件を設定する必要がなくなり、補正条件の設定作業の効率化を図ることができるとともに、補正処理の効率化を図ることができる。
【００４６】
図６は本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す模式図であり、図６を参照して撮像装置１１０について説明する。なお、図６の撮像装置１１０において、図２の撮像装置１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図６の撮像装置１１０が図２の撮像装置１０と異なる点は光源の構造である。図６において、光源１５０は底部光源５１と落射光源１５２を有し、落射光源１５２は励起光射出部である１５２ａ、導光部１５２ｂ、光射出部１５２ｃを有する。
【００４７】
励起光射出部１５２ａは筐体２０の外部に配置されており、たとえば励起光を出射するハロゲンランプからなっている。導光部１５２ｂは、たとえば光ファイバからなっており、励起光射出部１５２ａから射出した励起光を筐体２０内に導くものである。光射出部１５２ｃは、導光部１５２ｂによって導かれた励起光を筐体２０内に励起光を照射するものであって、被写体配置部４０に固定されている。そして、被写体配置部４０の移動とともに、光射出部１５２ｃが移動するようになっている。このように、落射光源１５２を筐体２０の外部に配置することにより、落射光源１５２で発生する熱の影響を与えることがなくなる。
【００４８】
図７は本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す模式図であり、図５を参照して撮像装置１３０について説明する。なお、図７の撮像装置１２０において、図２の撮像装置１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図５の撮像装置１２０が図２の撮像装置１０と異なる点は筐体の構造である。
【００４９】
図７の筐体１２０の枠１２０ａにおいて、ヒンジ１６０を取り付けるための穴１２１ａおよび蓋１２２の係止部１２２ａと係合する溝１２１が、左右対称となるように設けられている。一方、蓋１２２の表面にはポケット１２２ａ、１２２ｂが設けられている。すると、枠１２０ａに蓋１２２を左右いずれにも取り付けることが可能となる。これにより、撮像装置１３０の配置場所によって蓋２２が右開きできない場合であっても、蓋１２２を１８０度回転させて枠１２０ａに取り付ければ、蓋２２の開閉ができるようになる。よって、撮像装置１０の配置場所の自由度を広げることができ、撮像装置１２０を使いやすくすることができる。
【００５０】
本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されない。上記実施の形態において、被写体ＰＳを被写体配置部４０に直接配置する場合について言及しているが、たとえば光透過性のトレーに被写体ＰＳを配置して、被写体ＰＳをトレーとともに被写体配置部４０に配置するようにしてもよい。この場合、撮像距離ＳＤがトレーの厚さだけ変化するため、移動制御手段１０１はトレーの厚みも考慮した位置情報ＰＩを補正条件設定手段１０３に送ることになる。
【００５１】
また、図３において、移動制御手段１０１が被写体移動部６０から被写体ＰＳの位置を検出するようにしているが、筐体２０に別途位置検出部を設けて、位置検出部が直接被写体配置部４０もしくは被写体ＰＳの位置を確認して位置情報ＰＩを検出するようにしてもよい。
【００５２】
また、図３においてコンピュータ上で稼働する画像処理装置１００について言及しているが、コンピュータに画像補正プログラムを読み込ませて、コンピュータと画像補正プログラムの協働した具体的手段として提供されるようにしてもよい。このとき、この画像処理プログラムは、筐体内に移動可能に設けられた被写体配置部に配置された被写体に対して、該被写体配置部に固定された光源から励起光を照射した状態で前記被写体を撮像部により撮像して得られた画像情報を補正する画像処理プログラムであって、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて前記被写体配置部の各領域毎に補正条件を設定した補正テーブルと、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域に基づき、該撮像領域内の前記補正条件を前記補正テーブルから抽出する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で抽出した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段としてコンピュータを機能させるための画像処理プログラム、ということができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像システムの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】本発明の撮像システムの第１の実施の形態を示す斜視図
【図３】本発明の画像処理装置の好ましい実施の形態を示す斜視図
【図４】本発明の撮像システム動作例を示すフローチャート図
【図５】本発明の画像補正方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図
【図６】本発明の撮像装置の第２の実施の形態を示す斜視図
【図７】本発明の撮像装置の第３の実施の形態を示す斜視図
【符号の説明】
１ 撮像システム
１０ 撮像装置
２０ 筐体
２１ 中空部
２２ 蓋
３０ 撮像部
３１ レンズ部
４０ 被写体配置部
４１ ハウジング
４２ 配置面
５０ 光源
６０ 被写体移動部
１００ 画像処理装置
１０１ 移動制御手段
１０２ 領域解析手段
１０３ 補正条件設定手段
１０４ 補正テーブル
１０５ 画像補正手段
ＩＧ 画像情報
ＰＩ 位置情報
ＰＳ 被写体
ＲＣ 補正条件
ＳＤ 撮像距離
ＳＲ 撮像領域
Claims (4)
- 内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するものであって、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置において、
前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、
該被写体配置部に配置された前記被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、
前記撮像部と前記被写体との間の撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 筐体内に移動可能に設けられた被写体配置部に配置された被写体に対して、該被写体配置部に固定された光源から励起光を照射した状態で前記被写体を撮像部により撮像して得られた画像情報を補正する画像処理装置であって、
前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、
該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、
該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 内部に被写体が収容される筐体と、該筐体内に収容された前記被写体を撮像して画像情報を出力するため、前記筐体に固定された撮像部とを備えた撮像装置と、該撮像装置から取得した画像情報を補正する画像処理装置とを有する撮像システムにおいて、
前記撮像装置が、前記被写体を配置する前記筐体内に設けられた被写体配置部と、該被写体配置部に配置された該被写体に励起光を照射するものであって、前記被写体配置部に固定された光源と、前記撮像部と前記被写体との撮像距離を変化させるため、前記被写体配置部を前記筐体内で移動させる被写体移動部とを備え、
前記画像処理装置が、前記被写体と前記撮像部との撮像距離を用いて、前記撮像部による前記被写体配置部上の撮像領域を解析する領域解析手段と、該領域解析手段により解析された前記撮像領域内の前記補正条件を、前記光源により前記被写体配置部上に形成される前記励起光の照度分布に応じて設定する補正条件設定手段と、該補正条件設定手段で設定した前記補正条件に基づいて前記撮像装置から取得した画像情報を補正する画像補正手段と
を備えたことを特徴とする撮像システム。 - 前記画像処理装置には、前記被写体移動部の動作を制御する移動制御手段が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
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