JP2007003323A

JP2007003323A - 撮影システム

Info

Publication number: JP2007003323A
Application number: JP2005183119A
Authority: JP
Inventors: Moriyuki Igami; 盛志伊神
Original assignee: Fujifilm Holdings Corp
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】同一被写体から異なる波長の蛍光による像を撮像する際、レンズの倍率色収差の影響を受けない画像を取得する。
【解決手段】被写体の蛍光画像を撮影するための撮影装置１０と、撮影装置１０を制御する撮影制御装置１００を備えた撮影システム１において、第１の波長の蛍光画像を撮影した後、第１の波長と異なる第２の波長の蛍光画像を撮影する前に、第１の波長と第２の波長との波長差により生じる結像レンズ３２の倍率色収差を補正するように、撮像素子３１および被写体５の少なくともいずれか一方を結像レンズ３２の光軸方向に移動する色収差補正手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は筐体に配置された被写体の蛍光画像を撮像する撮影システムに関するものである。

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。

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。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。そしてこの複数の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。

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。

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ことができる。

また、上述した蛍光法の他に、物質が化学反応を起こす際に反応に伴って光を出す反応（ケミルミネッセンス）を利用し、生体組織の検査・研究（遺伝子解析、疾患、老化)、有機化合物・高分子化合物の劣化評価等を行うことが提案されている（化学発光法）。この化学発光法においては、たとえば生体由来の物質を抗原で標識し、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質により標識された抗体を抗原と接触させた後、化学発光基質を接触させることにより化学発光を生じさせるようにしている。

上述した蛍光法もしくは化学発光法において、検出すべき蛍光もしくは発光は微弱光であるため、蛍光もしくは発光を検出する際には外部の光を遮断する筐体に被写体を収容し、被写体から射出される蛍光もしくは発光を冷却ＣＣＤ（撮像部）により検出するようになっている（たとえば特許文献１参照。）。具体的には、蛍光法においては筐体に備え付けられた励起光源から被写体に光を照射し、被写体から射出する蛍光を高感度レンズを通して冷却ＣＣＤ上に結像して可視化し、化学発光法においては励起光源は消灯したまま被写体から射出する発光を高感度レンズを通して冷却ＣＣＤ上に結像して可視化するようになっている。なお、特許文献１には被写体のサイズが変化しても所望の大きさで撮像するために、容易に撮像距離を変位させるための被写体移動部と該被写体移動部を制御する移動制御手段とを備えた撮影システムが開示されている。

またさらに、上記のような生化学解析システムにおいては、異なる波長の蛍光を発生する蛍光体により標識された物質を１つの被写体上に分布させ、異なる波長の蛍光画像をそれぞれ撮影し、画像を重ね合わせて表示することができるシステムが提案されている。
特開２００３−２８７４９７号公報

しかしながら、異なる波長の蛍光画像を撮影し画像を重ね合わせて表示する場合、結像レンズの倍率色収差の影響により、蛍光波長が異なると取得した蛍光画像における投影像のサイズが異なってしまうという問題が生じる。

この問題を解決する手段としては、取得した異なる波長の蛍光画像を拡大もしくは縮小する画像処理を行い、複数の蛍光画像間での投影像のサイズを一致させる方法が考えられる。しかしながら、このような画像処理を行うと解像度が低下し、像のエッジがぼやけてしまうため望ましくない。

また、結像レンズとして、テレセントリックレンズを備えることも考えられるが、テレセントリックレンズを用いるとＦナンバーが大きくなるために、明るいレンズを実現することが難しい。さらに、色収差補正したレンズを用いるとレンズ系が高コストになるという問題がある。

そこで、本発明は、同一被写体から異なる波長の複数の蛍光画像を撮影する場合において、結像レンズを高コスト化することなく、複数の蛍光画像間で結像レンズの倍率色収差の影響を受けない画像を得ることができる撮影システムを提供することを目的とする。

本発明の撮影システムは、蛍光体で標識された物質が分布する複数の領域が設定された被写体を収容する筐体と前記被写体の蛍光画像を撮影する撮影ユニットとを備えた撮影装置、および前記撮影ユニットの動作を制御する撮影制御装置を備えた撮影システムにおいて、
前記撮影ユニットが、被写体の蛍光画像を取得する撮像素子と、該撮像素子の撮像面上に前記蛍光画像を結像させる結像レンズとを有し、
前記撮影制御装置が、前記被写体の第１の波長の蛍光画像を撮影した後、該被写体の前記第１の波長と異なる第２の波長の蛍光画像を撮影するよう前記撮影ユニットを制御し、前記第１の波長の蛍光画像と前記第２の波長の蛍光画像を重ね合わせた画像を得るものであり、
前記第１の波長の蛍光画像を撮影した後、前記第２の波長の蛍光画像を撮影する前に、前記第１の波長と第２の波長との波長差により生じる前記結像レンズの倍率色収差を補正するように、前記撮像素子および前記被写体の少なくともいずれか一方を前記結像レンズの光軸方向に移動する色収差補正手段をさらに備えたことを特徴とするものである。

本発明の撮影システムにおいては、前記第１の波長と前記第２の波長との差に基づく倍率色収差と、それぞれの波長での最適な撮影距離の差との関係が保持されたテーブルを記憶した記憶手段を備え、色収差補正手段が、前記関係に基づいて撮像素子および被写体の少なくともいずれか一方を移動するものとすることが好ましい。

前記テーブルに保持された前記関係は、前記結像レンズの設計情報に基づいて得られたものであってもよいし、前記蛍光画像の撮影前に実測して得られたものであってもよい。

なお、前記色収差補正手段が、前記撮像素子および被写体の少なくともいずれか一方を移動するための手段としてパルスモータを備えていることが望ましい。

本発明の撮影システムによれば、第１の波長の蛍光画像を撮影した後、第２の波長の蛍光画像を撮影する前に、第１の波長と第２の波長との波長差により生じる結像レンズの倍率色収差を補正するように、撮像素子および被写体の少なくともいずれか一方を結像レンズの光軸方向に移動する色収差補正手段を備えているので、結像レンズにテレセントリック光学系や色収差補正光学系を備えることなく、異なる波長の蛍光画像を撮影する際の色収差を補正することができるため、結像レンズを高コスト化することなく、結像レンズの倍率色収差の影響のない蛍光画像を得ることができる。すなわち、第１の波長の蛍光画像と第２の波長の蛍光画像を重ね合わせた画像において、両蛍光画像間に投影サイズのずれがないため、異なる蛍光体で標識された物質の正確な分布領域を表示することができる。

また、撮影システムが、第１の波長と第２の波長との差に基づく倍率色収差と、それぞれの波長での最適な撮影距離の差との関係が保持されたテーブルを記憶した記憶手段を備え、色収差補正手段がテーブルに保持された関係に基づいて撮像素子および被写体の少なくともいずれか一方を移動するものであれば、色収差を補正（調整）を効率的に行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の撮影装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の撮影制御装置を使用した撮影システムの一例を示す斜視図である。図１の撮影システム１は例えば蛍光体で標識された物質が複数分布する被写体上に励起光を照射することにより、物質から発せられた蛍光を検出し蛍光画像を表示する蛍光検出システムであって、撮影装置１０と撮影制御装置１００を有する。撮影制御装置１００は例えばパーソナルコンピュータからなっており、マウスやキーボード等の入力手段２およびＣＲＴや液晶ディスプレイ等からなる表示部３に接続されている。撮影装置１０は撮影制御装置１００に制御され被写体５の蛍光画像を撮影して、取得した画像情報を撮影制御装置１００に送り、撮影制御装置１００がその画像情報を表示部３に表示するようになっている。

なお、ここでは被写体は、励起光が照射されることにより蛍光を射出する、蛍光色素で標識された蛍光標識検体が複数分布したもの（蛍光法）として説明するが、化学発光基質と接触して発光している検体が分布されたものであってもよい（化学発光法）。

図２は本発明の撮影システムにおける撮影装置の概略構成を模式的に示す平面図であり、図１と図２を参照して撮影装置１０について説明する。撮影装置１０は、被写体５を内部に収容する筐体２０と、筐体２０内に収容された被写体５の蛍光画像を撮影して画像情報を出力する撮影ユニット３０を備えている。

ここで、筐体２０は略直方体に形成された中空部２１を有するものであって、内部に被写体５が配置される被写体配置部４０および該被写体配置部４０を矢印Ｚ方向に移動する被写体移動部６０を備えている。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５を出し入れ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おり、被写体から微弱光が射出された場合であっても撮影が可能になっている。

撮影ユニット３０は、被写体５の蛍光画像を撮影し画像情報を出力する、二次元状に配置された複数のＣＣＤなどの撮像素子からなる撮像部３１と、撮像素子の撮像面３１ａに蛍光画像を結像する結像レンズであるレンズ部３２とを備えている。

撮像部３１は筐体２０の上面２０ａに固定されており、この撮像部３１には図示しない冷却部が取り付けられており、撮影ユニット３０を冷却することにより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することができる。レンズ部３２は、複数のレンズが組み合わされて構成されており、フォーカスを自動的に被写体５に合わせるオートフォーカス機能が備えられている。

レンズ部３２の被写体側には励起光カットフィルタ３５が備えられており、被写体５から反射した励起光が撮像部に入射しないように構成されている。

被写体配置部４０はハウジング４１および配置面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５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。

また、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、蛍光体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５の下側から励起光を照射し、落射光源５２は被写体５の上側から励起光を照射するようになっている。撮影対象となる被写体に応じて光源は選択的に駆動させればよい。本実施形態においては被写体５の上側から励起光を照射する落射光源５２を用いるものとする。

落射光源５２は、例えば、多数のＬＥＤが２次元状に配置されたものである。非検査物質を標識する蛍光体の種類に応じて、励起光Ｌの波長を適宜選択できるように、異なる波長の励起光をそれぞれ射出する光源を複数種類準備し、蛍光体の種類に応じて光源そのものを交換できるよう構成されている。なお、１つの光源に複数種類の波長で発光するＬＥＤを交互に配置し、適宜所望の波長の光を発するＬＥＤのみを発光させる構成としてもよいし、ハロゲンランプあるいは白色ＬＥＤ等の白色光源と、複数枚の分光フィルタとを組み合わせて面状光源を構成し、分光フィルタを適宜交換することにより、励起光Ｌの波長帯域を切り替える構成としてもよい。

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の動作は後述の移動制御手段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。なお、駆動部６１をパルスモータからなるものとすれば、制御を容易に行うことができ好ましい。

なお、被写体５と撮像面３１ａとの撮影距離（共役長）ＳＤを変える場合、撮像部３１を移動させる方法と、被写体５側を移動させる方法が考えられるが、冷却部を備えた撮像部３１を移動させるのは機構が複雑になるため、本実施形態のように、被写体配置部４０側を移動させる構成とすることが好ましい。

図３は本発明の撮影制御装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１から図３を参照して撮影制御装置１００について説明する。なお、図３のような撮影制御装置１００の構成は、補助記憶装置に読み込まれた撮影制御プログラムをコンピュータ（たとえばパーソナルコンピュータ等）上で実行することにより実現される。

撮影制御装置１００は、撮影装置１０を制御するものであって、入力手段２から入力された撮像する蛍光体の蛍光波長に関する情報や撮像条件を受け付ける入力受付手段１０１と、入力受付手段１０１で受け付けられた撮像条件に基づいて撮影ユニット３０および光源５０を制御する撮影制御手段１０２と、撮影装置１０により撮影された画像情報を取得する画像取得手段１０３と、画像情報に基づいて蛍光画像を表示部３に表示する表示制御手段１０４と、被写体移動部６０を制御する移動制御手段１０５と、蛍光体の種類と該蛍光体の波長に最適な撮影距離との関係を保持するテーブルＴが記憶される記憶手段１０６と、移動制御手段１０５に対して色収差補正のための微調整の指示を行う色収差補正指示手段１０７とを備えている。

撮影制御手段１０２は、入力受付手段１０１により、複数の異なる蛍光体で標識された被検体物質が複数分布された被写体の蛍光画像を撮影する旨の指示を入力手段２から受け付けた場合、１つの被写体について異なる波長の蛍光画像を順次撮影するように撮影ユニット３０および光源５０を制御する。

画像取得手段１０３は、撮像装置１０で撮影された画像の画像情報を順次撮像制御装置１００内に取り込むものであり、表示制御手段１０４は、取得された画像情報に基づいて表示部に蛍光画像を表示させるものであり、１つの被写体について異なる波長の複数の蛍光画像が撮影された場合には、その複数の蛍光画像を重ねた画像を表示部に表示させるものである。

移動制御手段１０５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５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１０５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、撮影距離ＳＤを求めるようになっている。

移動制御手段１０５は、ユーザーが入力手段２から入力する指示に応じて、撮影距離ＳＤを変化させるよう被写体移動部６０を制御する機能を有するとともに、色収差補正指示手段１０７の指示に応じて撮影距離ＳＤの微調整を行うよう被写体移動部６０を制御する機能を有している。これにより、ユーザーは、異なる寸法の被写体毎に被写体に合わせて被写体保持位置を上下させることができ、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。

色収差補正指示手段１０７は、ユーザーが被写体５の撮影として第１の波長の蛍光体画像、第２の波長の蛍光体画像の順次撮影の指示を入力手段２から入力した場合、第１および第２の蛍光体の種類を受け付けた入力受付手段１０１から、その蛍光体の種類についての情報を受け、記憶手段１０６のテーブルＴを参照し、微調整量を移動制御手段１０５に入力する。色収差補正指示手段１０７による微調整の指示を受けて、移動制御手段１０５は、第１の波長の蛍光体画像の撮影後、第２の波長の蛍光体画像の撮影前に、被写体移動部６０により被写体配置部４０を結像レンズ３２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に微調整量分移動させて撮影距離ＳＤの微調整を行う。すなわち、本実施形態の撮影システムにおいては、色収差補正指示手段１０７、移動制御手段１０５および被写体移動部６０により、色収差補正手段が構成されている。

図４に記憶手段１０６に格納されているテーブルＴの一例を示す。テーブルＴは、同一の被写体上に標識として同時に用いられる、異なる波長の蛍光を発生する蛍光体の組合せと、両蛍光の波長差によって生じる最適な撮影距離の差（微調整量）とを対応させたデータを保持するものである。図示のテーブルＴは、蛍光体Ａと蛍光体Ｂの組み合わせの場合の微調整量はｄ_AB、蛍光体Ａと蛍光体Ｃの組み合わせの場合の微調整量はｄ_AC・・・・・というデータを保持している。

具体的には、蛍光体Ａ、蛍光体Ｂで標識された物質が分布されている被写体について、蛍光体Ａからの蛍光による蛍光画像ＡＤおよび蛍光体Ｂからの蛍光による蛍光画像ＢＤを順次撮影する指示が出された場合、色収差補正指示手段１０７は、テーブルＴの１列目を参照し、蛍光画像ＡＤを撮影した後蛍光体Ｂを撮影する前に、微調整量ｄ_ABだけレンズの光軸方向（図中矢印Ｚ方向）に被写体を移動させるように移動制御手段１０５に指示を出す。移動制御手段１０５はその指示に従って被写体移動部６０を制御して被写体５を微調整量ｄ_AB移動させる。これにより、両蛍光体Ａ、Ｂの波長差による倍率色収差を補正した蛍光画像ＡＤ、ＢＤを得ることができる。なお、表示制御手段１０４は、例えば、図５に示すように、順次撮影された蛍光画像ＡＤ、蛍光画像ＢＤを順次表示部３に表示させるとともに、両画像を重ねた画像ＡＢＤを表示部３に表示させる機能を有する。

テーブルＴが保持する、蛍光体の組み合わせと微調整量は、結像レンズであるレンズ部３２のレンズ設計情報に基づいて求めることができる。レンズ設計情報から該レンズを経て結像される蛍光の波長差により生じる倍率色収差、すなわち、異なる波長の蛍光について同じ倍率の像を得るためには撮影距離をどれだけ変化させればよいかを求めることができるので、蛍光体の組み合わせと微調整量のテーブルを作成することができる。

なお、レンズ設計情報が未知である場合には、蛍光画像の撮影前に、標識として用いられる複数の蛍光について、同じ倍率の像を得ることができる撮影距離を実測し、各蛍光間の撮影距離の差（共役長差）を求めてテーブルを作成すればよい。

なお、励起光カットフィルタ３５の厚みや屈折率の違いによっても倍率色収差は生じる。各蛍光体に対してどの励起光カットフィルタを組み合わせて用いるかは通常一義的に定まるので、上記テーブルＴが保持する微調整量には、予め励起光カットフィルタにより生じる倍率色収差の補正量を組み込んでおけばよい。

次に本実施形態の撮影システム１の作用について説明する。まず、ユーザーが図１の筐体２０の蓋２２を開けて、異なる２種類以上の蛍光体により標識された複数の被検査物質が分布されてなる被写体５を被写体配置部４０の配置面４２上の所定位置にセットする。ここでは、蛍光体Ａおよび蛍光体Ｂを標識として用いるものとし、被写体５から蛍光体Ａによる蛍光画像ＡＤ、蛍光体Ｂによる蛍光画像ＢＤを順次撮影するものとする。そこでまず、落射光源５２として、蛍光体Ａを励起するのに最適な波長の励起光Ｌ_Ａを射出する光源をセットする。その後、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する。

また、ユーザーは、撮影制御装置１００に対して、入力手段２により蛍光体Ａ、蛍光体Ｂによる蛍光画像を順次撮影することなどを含む撮影条件を入力する。

撮影制御装置１００の入力受付手段１０１は、撮影開始の指示を撮影制御手段１０２および移動制御手段１０５に伝え、撮影が開始される。

蛍光体Ａの画像撮影の前に、ユーザーが撮影制御装置１００側で被写体移動部６０を操作して、被写体移動部６０を動作させて撮影距離ＳＤを決定する。このとき、撮影距離ＳＤは、ユーザーが表示部３に表示される被写体５のプレビュー画面を見ながら、所望のサイズの撮影画像となるように操作して決定する。なお、被写体５が移動したときには、適宜レンズ部３２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。

被写体５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５の撮像がユーザーにより設定された撮像条件で蛍光体Ａによる蛍光画像ＡＤの撮影が行われる。光源５２が駆動されて励起光Ｌ_Ａが被写体５に照射され、蛍光体Ａにより標識された被検査物質は励起されて蛍光を発し、一方、蛍光体Ｂにより標識されたものは蛍光を発しない。蛍光体Ａから発せられた蛍光は、レンズ部３２により撮像部３１の撮像面３１ａに入射され、撮像部３１の各撮像素子により光電的に検出される。なお、被写体５と撮像部３１との間には励起光カットフィルタ３５が備えられており、被写体５で反射された励起光Ｌ_Ａは励起光カットフィルタ３５によりカットされるため撮像部３１には入射しない。

撮像部３１により撮像された２次元画像情報（蛍光画像）ＡＤは、撮影制御装置１００の画像取得手段１０３を介して、表示制御手段１０４により表示部３に出力される。このとき、被写体５上の全被検査物質のうち蛍光Ａが発せられた物質に対応する像ａのみが、画像上に明るく表示される。

蛍光体Ａの撮影終了後、ユーザーは筐体２０の蓋２２を開けて、光源５２を、蛍光体Ｂを励起するのに最適な波長の励起光Ｌ_Ｂを射出する光源に取り替え、再び蓋２２を閉める。

次に、蛍光体Ｂを撮影する前に、色収差補正指示手段１０７は、先に入力された蛍光体に関する情報に基づき記憶手段１０６に格納されているテーブルＴを参照し、撮影距離ＳＤの微調整量を読み出し、移動制御手段１０５に対してｄ_ABだけ撮影距離を変化させるように指示する。この指示に基づいて移動制御手段１０５は被写体移動部６０により被写体５の位置を矢印Ｚ方向に微調整量ｄ_ABだけ移動させる。

その後、蛍光体Ｂの撮影が蛍光体Ａの場合と同様に行われる。光源５２が駆動されて励起光Ｌ_Ｂが被写体５に照射され、蛍光体Ｂにより標識された被検査物質は励起されて蛍光を発し、一方、蛍光体Ａにより標識されたものは蛍光を発しない。蛍光体Ｂから発せられた蛍光は、レンズ部３２により撮像部３１の撮像面３１ａに入射され、撮像部３１の各撮像素子により光電的に検出される。なお、被写体と撮像部との間に備えられる励起光カットフィルタ３５は、励起光の波長に応じて適宜変更され、ここでは、励起光Ｌ_Ｂ用のカットフィルタとされている。

撮像部３１により撮像された２次元画像情報（蛍光画像）ＢＤは、撮影制御装置１００の画像取得手段１０３を介して、表示制御手段１０４により表示部３に出力される。このとき、被写体５上の全被検査物質のうち蛍光Ｂが発せられた物質に対応する像ｂのみが、画像上に明るく表示される。

その後、表示制御手段１０４により蛍光画像ＡＤおよび蛍光画像ＢＤを重ね合わせた画像ＡＢＤが表示部３に表示される。

本撮影システム１は、蛍光体の組み合わせとその際の微調整量を保持するテーブルＴと該テーブルＴに基づいて第１の波長の蛍光画像撮影後、第２の波長の蛍光画像撮影前に倍率色収差を補正するように被写体の位置を微調整するための色収差補正手段を構成する色収差補正指示手段１０７、移動制御手段１０５および被写体移動部６０を備えているので、蛍光画像ＡＤと蛍光画像ＢＤ間にレンズの倍率色収差による像サイズの差は発生しない。従って、両画像ＡＤおよびＢＤの重ね合わせた画像ＡＢＤにおいて、被写体５上における標識された被検体物質の正確な分布状態を得ることができる。

具体例として、蛍光体ＡがＣｙ３、蛍光体ＢがＣｙ５であった場合について説明する。この場合、Ｃｙ３を励起する励起光Ｌ_Ａとしては、略５３２ｎｍの中心波長を有するものを用い、Ｃｙ５を励起する励起光Ｌ_Ｂとしては、略６３５ｎｍの中心波長を有するものを用いる。このとき、Ｃｙ３の発する蛍光のうち５７５ｎｍ近傍の蛍光とＣｙ５の発する蛍光のうち６９０ｎｍ近傍の蛍光をそれぞれ同一の撮影距離ＳＤで撮影すると、Ｃｙ３の５７５ｎｍの蛍光を受光し撮像した場合の像と、Ｃｙ５の６９０ｎｍの蛍光を受光し撮像した場合の像とでは、レンズ部３２の色収差特性により、Ｃｙ５の蛍光による像の方がＣｙ３の蛍光による像よりも大きくなってしまう。そこで、Ｃｙ３の撮影後、Ｃｙ５の撮影前に、撮影距離ＳＤを若干長くなるように微調整し、Ｃｙ５の像が、Ｃｙ３の像と同じ大きさに写るようにする。

表１は、本実施形態の結像レンズとして用いられるレンズ部を用いた場合の、所望の倍率毎の、波長毎の撮影距離を示すものである。

上記のようにＣｙ３、Ｃｙ５を用い、表１に記載の特性を有するレンズを用いた場合の具体的な微調整量について説明する。例えば、倍率−０．１５５１の像を得るための、Ｃｙ３の波長５７５ｎｍで結像させた場合の撮影距離は４００．５１ｍｍであり、同一の倍率をＣｙ５の波長６９０ｎｍで得る場合の撮影距離は４０１．７８ｍｍである。したがって、Ｃｙ５の撮影時には、撮影距離をＣｙ３の撮影距離よりも１．２７ｍｍ長くすることにより同一の大きさの像を得ること、すなわち倍率色収差を補正した像を得ることができる。

なお、本撮影システム１においては、一度行った撮影の撮影条件はテンプレートとして記憶手段１０６に記憶するものであることが好ましい。すなわち、撮影がなされた場合、その際にユーザーにより入力された入力撮影条件と設定された撮影距離ＳＤおよびそのときの撮像位置ＰＩおよびとテーブルＴから読み出された微調整量とを組み合わせた撮影条件をテンプレートとして記憶手段１０６に記憶しておく構成とする。これにより、次回ユーザーが入力手段２から同一の入力撮影条件を入力した場合には、図３中点線で示すように、撮影制御手段１０２および移動制御手段１０５および色収差補正指示手段１０７が記憶手段１０６に記憶された条件を読み出して同一の撮影条件を再現することができる。

本発明の撮影システムの好ましい実施の形態を示す斜視図図１の撮影装置の概略構成を示す平面図本発明の撮影システムの撮影制御装置の好ましい実施の形態を示すブロック図蛍光体の種類と微調整量に関するデータのテーブル第１の蛍光による蛍光画像、第２の蛍光による蛍光画像およびそれらを重ね合わせた蛍光画像の一例を示す模式図

符号の説明

１撮影システム
２入力手段
３表示部
５被写体
１０撮影装置
３０撮影ユニット
３１撮像部（撮像素子）
３２レンズ部（結像レンズ）
３５励起光カットフィルタ
５０光源
６０被写体移動手段
１００撮影制御装置
１０１入力受付手段
１０２撮影制御手段
１０３画像取得手段
１０４表示制御手段
１０５移動制御手段
１０６記憶手段
１０７色収差補正指示手段
Ｔテーブル
ＳＤ撮影距離（共役長）

Claims

蛍光体で標識された物質が分布する複数の領域が設定された被写体を収容する筐体と前記被写体の蛍光画像を撮影する撮影ユニットとを備えた撮影装置、および前記撮影ユニットの動作を制御する撮影制御装置を備えた撮影システムにおいて、
前記撮影ユニットが、被写体の蛍光画像を取得する撮像素子と、該撮像素子の撮像面上に前記蛍光画像を結像させる結像レンズとを有し、
前記撮影制御装置が、前記被写体の第１の波長の蛍光画像を撮影した後、該被写体の前記第１の波長と異なる第２の波長の蛍光画像を撮影するよう前記撮影ユニットを制御し、前記第１の波長の蛍光画像と前記第２の波長の蛍光画像を重ね合わせた画像を得るものであり、
前記第１の波長の蛍光画像を撮影した後、前記第２の波長の蛍光画像を撮影する前に、前記第１の波長と第２の波長との波長差により生じる前記結像レンズの倍率色収差を補正するように、前記撮像素子および前記被写体の少なくともいずれか一方を前記結像レンズの光軸方向に移動する色収差補正手段をさらに備えたことを特徴とする撮影システム。
前記第１の波長と前記第２の波長との差に基づく倍率色収差と、それぞれの波長での最適な撮影距離の差との関係を保持したテーブルを記憶した記憶手段を備え、
前記色収差補正手段が、前記関係に基づいて前記撮像素子および前記被写体の少なくともいずれか一方を移動するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影システム。
前記テーブルに保持された前記関係が、前記結像レンズの設計情報に基づいて得られたものであることを特徴とする請求項２記載の撮影システム。
前記テーブルに保持された前記関係が、前記蛍光画像の撮影前に実測して得られたものであることを特徴とする請求項２記載の撮影システム。
前記色収差補正手段が、前記撮像素子および前記被写体の少なくともいずれか一方を移動する手段としてパルスモータを備えていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の撮影システム。