JP4624513B2 - 顕微鏡用撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡から得られる観察像を撮像し表示する顕微鏡用撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の一般的な顕微鏡用撮像装置の概略構成を示す図であり、図１２は、この装置による透過明視野観察時の画像に対する色バランス調整を示す模式図である。
【０００３】
図１１において、顕微鏡１００の観察光学系には撮像装置１０１が取り付けられており、この撮像装置１０１により顕微鏡１００で拡大された標本の観察像が撮像される。この撮像装置１０１は、観察像に対して光電変換処理等をし、その観察画像データを表示部１０２に表示する。
【０００４】
なお、一般的な色バランスの調整は、観察画像データの全領域に対して一律的に行なわれるものであり、例えば、観察画像データにおけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の比率を画面全域にわたって一律に変化させることによって実現している。
【０００５】
このように顕微鏡で標本の観察を行なう場合、その標本に対する観察の目的に応じて、例えば透過明視野観察や蛍光観察などの各種検鏡法が選択される。しかしながら、検鏡法を切替えた場合の色バランスの調整は、検鏡法を考慮したものではない。例えば、図１２に示すような透過明視野観察時の画像においては、本来、観察標本Ｌの着色部のみに対する色バランスの調整を行ないたいにも関わらず、観察画像データの全領域に対して一律に色バランスの調整が行なわれてしまう。そのため、着色の必要のない背景の無彩部Ｍも着色してしまい、画像の品質上好ましくないものとなる。
【０００６】
また、観察画像データに対し、画像ソフト等で後から修正を行なうような場合は、時間がかかってしまう上に、色バランス調整を行ないたい領域を指定する等の余計な操作が発生することになり、操作者に対して余計な労力をあたえてしまうことになる。
【０００７】
また、顕微鏡により標本を観察する場合、その標本の観察条件に応じて観察に適した光量を標本面に照射して観察を行なう。このとき、標本面に照射される照明の調光によっては、光源の色温度に変化が生じる。そこで、顕微鏡の観察像を撮像装置により撮像するような場合、好適なカラー画像を得るためには、観察条件に応じて調光された光源の色温度の変化によらず一定のホワイトバランスを得られるように、撮像画像に対してホワイトバランス補正を行なう必要がある。
【０００８】
従来、ホワイトバランス補正の方法として、画面全体を平均した色バランスに対して、常時これらを白色にするように補正を施す自動追尾方式のホワイトバランス補正が知られている。
【０００９】
また、フィルタの挿脱や光源の光量変化にともない色温度変化が生じた場合、顕微鏡のステージを操作して標本を撮像視野から除外して画面全体を白色にした状態でホワイトバランス補正を設定し、次の新たな設定まで、このホワイトバランス補正値を保持しつつ、観察像の撮像を行なうようにしたホワイトバランス補正が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した画面全体を白色にした状態でホワイトバランス補正を設定する方法では、フィルタなどの挿脱や調光に伴い光源の色温度変化が生じる度に、画面全体を白色にするために標本を画面上に映らないよう顕微鏡を操作する必要が生じる。このため、操作者にとって極めて操作性が悪くなるという問題がある。
【００１１】
また、上記したホワイトバランス補正では、例えば自然画像のように画面全体を平均化した色信号が、画面全体が白色であるものと等価であることが前提になっており、観察像には、各色が平均的に含まれていることが必要である。しかし、一般に顕微鏡観察における観察像は、観察対象となる標本によって、マゼンダ色が多く含まれていたり、青色が多く含まれているなど、単色が多く含まれる標本を観察する場合が多い。そのため、例えばマゼンダ色を多く含む標本を撮影するような場合、マゼンダ色を打ち消すようにホワイトバランス補正が機能することとなり、標本部分は、色褪せが生じ、本来白色である部位が緑色に着色してしまうという問題がある。
【００１２】
さらに、その他のホワイトバランス補正の方法が、特開平８−２３７６７９号公報に開示されている。この方法では、光源あるいは被写体の変化に自動的に追従しつつホワイトバランス補正を行なうモードと、トリガ信号によりホワイトバランス補正を行なうとともに、次のトリガが入力されるまで現状のホワイトバランス補正状態を保持するモードとが設けられ、それぞれのモードでＲ信号、Ｂ信号の利得制御によるホワイトバランス補正範囲の領域を規定し、その領域範囲内でのみホワイトバランス補正を行なうようにしている。
【００１３】
上記特開平８−２３７６７９号公報に開示されるホワイトバランス補正では、補正を行なうための利得調整範囲を定めることで、ホワイトバランス補正による不自然な色褪せや着色を低減することができる。しかし、顕微鏡観察の標本のように単色が多い被写体の場合には、上述したと同様な問題が生じる。
【００１４】
本発明の目的は、顕微鏡から得られる観察画像の撮像時に、操作者に対して余計な労力をあたえず、円滑な観察環境を提供することができる顕微鏡用撮像装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の顕微鏡用撮像装置は以下の如く構成されている。
【００１６】
本発明の顕微鏡用撮像装置は、顕微鏡により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部と、前記顕微鏡における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部と、この検鏡状態判別部により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部と、この輝度分布判定部により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部と、から構成されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。この顕微鏡用撮像装置は、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡１と、この顕微鏡１により得られる観察像の撮像を行なう撮像装置２とから構成されている。
【００２４】
顕微鏡１には、透過観察用光学系３及び落射観察用光学系４が備えられている。透過観察用光学系３には、透過照明用光源５が備えられ、この透過照明用光源５から放射される透過照明光の光路上に、この透過照明光を集光するコレクタレンズ６、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８、折曲げミラー９、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２が配置されている。落射観察用光学系４には、落射照明用光源１３が備えられ、この落射照明用光源１３から放射される落射照明光の光路上に、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７が配置されている。
【００２５】
透過観察用光学系３と落射観察用光学系４との各光軸が重なる観察光路Ｓ上には、観察の対象となる標本を載せる試料ステージ１８、対物レンズ１９が複数装着され、一つの対物レンズ１９を回転動作で選択し観察光路Ｓ上に位置させるためのレボルバ２０、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法に応じて観察光路Ｓ上のダイクロイックミラーを切り替えるためのキューブユニット２１、及び観察光路Ｓを接眼レンズ側と撮像装置側とに分岐するビームスプリッタ２２が配置されている。
【００２６】
透過観察用光学系３及び落射観察用光学系４の各ユニットや試料ステージ１８、レボルバ２０、キューブユニット２１は、それぞれモータライズされており、駆動回路部２３からの各駆動信号によって図示しない各モータにより駆動される。
【００２７】
顕微鏡コントロール部２４は、顕微鏡１の全体動作を制御するもので、透過照明用光源５、落射照明用光源１３、及び駆動回路部２３に接続されている。顕微鏡コントロール部２４は、観察倍率の切換えや調光、或いは検鏡法の切換えなど操作者による図示しない操作部の操作に従って、駆動回路部２３に対して制御指示を送出する。さらに顕微鏡コントロール部２４は、透過照明用光源５及び落射照明用光源１３の調光を行なう機能を有している。
【００２８】
また顕微鏡コントロール部２４は、操作者により図示しない操作部にて外部操作される透過明視野観察または蛍光観察などの検鏡法の切替えの指示を受け、現在の検鏡法の状態を検出し、その検鏡法情報を撮像装置２に送出する検鏡状態判別の機能を有している。なお顕微鏡コントロール部２４は、現在の検鏡法の状態の検出を、使用されている光源や駆動回路部２３で駆動制御されているユニットを検知することで行なう。
【００２９】
一方、撮像装置２には、顕微鏡１の観察光軸Ｓ上にカラー画像を撮像する撮像素子３１が配置されている。撮像素子３１は、顕微鏡１により拡大される標本の観察像を撮像し、光電変換する。この撮像素子３１の出力端子には前置処理部３２が接続されている。この前置処理部３２は、撮像素子３１の出力信号を映像信号化してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色信号に分離する機能を有している。
【００３０】
前置処理部３２で分離された各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃに入力される。これら可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、利得設定部３４により設定される利得に応じ、それぞれ色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを増幅することでホワイトバランス補正を行なう。
【００３１】
可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃからの出力は、Ａ／Ｄ変換部３５に入力してデジタル信号に変換され、デジタル画像データとしてフレームメモリ３６に入力する。フレームメモリ３６は、撮像素子３１により撮像される観察画像の１フレームに相当する画像データを記憶するものである。フレームメモリ３６には、メモリコントローラ３７が接続され、メモリコントローラ３７には、位置指定部３８及びホワイトバランス検出部３９が接続されている。また、ホワイトバランス検出部３９には利得設定部３４とホワイトバランス設定部４９が接続されている。なお、可変利得増幅器３３ｂを設けず、前置処理部３２で分離された色信号Ｇを直接Ａ／Ｄ変換部３５に入力する構成とすることもできる。この場合、ホワイトバランス補正は、可変利得増幅器３３ａ、３３ｃにおいて、利得設定部３４により設定される利得に応じ、それぞれ色信号Ｒ、Ｂを増幅することで行なわれる。
【００３２】
メモリコントローラ３７は、Ａ／Ｄ変換部３５からの画像信号をフレームメモリ３６に書き込むための制御信号とフレームメモリ３６に記憶されている画像データを色バランス調整部４０と色度判定部４１に対して読み出すための制御信号をフレームメモリ３６に出力するものである。位置指定部３８は、メモリコントローラ３７を介してフレームメモリ３６に指標データを挿入し、例えば、図２に示す表示部４８の観察画像中に矢印Ａを表示させる。位置指定部３８では、接続された図示しないマウス等が操作者により操作されるのに応じて観察画像中の矢印Ａを移動する。操作者は前記マウスを操作し矢印Ａを移動することで、矢印Ａの先端部位をホワイトバランス検出対象となる白色部位として指定する。
【００３３】
ホワイトバランス検出部３９は、操作者により位置指定部３８で指定された白色部位の領域に対応する画像データを、フレームメモリ３６からメモリコントローラ３７を介して取り込み、これら画像データを用いてホワイトバランスを検出する。なお、前記領域は、例えば、矢印Ａ先端を中心にした６×６＝３６画素分の領域とする。もちろん、４×４画素、５×５画素、８×８画素など任意の大きさ、形状を有する領域を適宜指定することもできる。また、矢印Ａを観察画像中の拡大／縮小ポインタとし、操作者が上記マウスにてドラッグ操作した状態で矢印Ａを移動することで任意の領域を指定することもできる。
【００３４】
ホワイトバランス検出部３９は、ホワイトバランスがとれている場合、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得をそのまま保持する。またホワイトバランス検出部３９は、ホワイトバランスが崩れている場合、ホワイトバランス補正のために、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得をホワイトバランス検出部３９による検出結果に応じて設定する。ホワイトバランスがとれている場合、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃから出力される各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率は１：１：１になる。
【００３５】
フレームメモリ３６に記憶されている観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０と色度判定部４１に送られる。色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４からの検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて観察画像データの各画素の色度の判定を行ない、画素単位で色バランス調整を行なう領域を判定する機能を有している。色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域に基づき、この判定された領域の画素に対して色バランスの調整を行なう機能を有している。具体的には、色バランス調整部４０は、各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整する。これら色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率の調整量は、調整量入力部４２から操作者により入力された量に応じて可変となる。色バランス調整部４０には、階調調整部４４と輝度分布判定部４３が接続されている。
【００３６】
色バランス調整部４０により色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、Ｄ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて画像表示される。表示処理部４６は、入力された画像データを表示部４８の表示画像サイズや表示速度に適した信号に整えてＤ／Ａ変換部４７へ出力する。表示部４８は、Ｄ／Ａ変換部４７によりアナログ信号に変換された観察画像を表示する。
【００３７】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４からの検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する機能を有している。階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域に対して、任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう機能を有している。この場合、階調補正量は、調整量入力部４５から操作者により入力された量に応じて可変となる。
【００３８】
階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて画像表示される。
【００３９】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第１の動作例として、透過明視野観察時に色バランス調整を行なう場合について説明する。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法を透過明視野観察法に設定するとともに、観察倍率などを設定する。
【００４０】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が透過明視野観察法に設定されたことを判断すると、透過照明用光源５を設定した明るさに点灯させるとともに、落射照明用光源１３を消灯させる。さらに顕微鏡コントロール部２４は、駆動回路部２３に対して、操作者により設定された透過明視野観察の検鏡法及び観察倍率に設定するように制御指示を発する。
【００４１】
駆動回路部２３は、顕微鏡コントロール部２４から指示された倍率を有する対物レンズ１９が観察光路Ｓ上に位置するようにレボルバ２０を駆動制御するとともに、透過観察用のダイクロイックミラーが観察光路Ｓ上に位置するようにキューブユニット２１を駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１及びトップレンズユニット１２を透過観察用に制御するとともに、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８の駆動制御を行なう。
【００４２】
この状態で、透過照明用光源５から放射された透過照明光は、コレクタレンズ６により集光され、透過フィルタユニット７、透過視野絞り８を介して折曲げミラー９で反射され、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。この標本を透過した光は、対物レンズ１９、キユーブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００４３】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色度判定部４１と色バランス調整部４０に読み出される。
【００４４】
色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡情報を受け取り、この検鏡情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素に対し色度の判定を行なう。ここで、色度の判定基準は、各色Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベル及び各色の信号レベルの比率（Ｒ／Ｇ）、（Ｂ／Ｇ）が以下に示す式(1)〜式(4)を満足するか否かとする。
【００４５】
Ｗｒ１＜Ｒ／Ｇ＜Ｗｒ２ …(1)
Ｗｂｌ＜Ｂ／Ｇ＜Ｗｂ２ …(2)
Ｒ＞Ｒｔｈ …(3)
Ｂ＞Ｂｔｈ …(4)
ここで、Ｗｒ１、Ｗｒ２、Ｗｂ１、Ｗｂ２は、各種検鏡法ごとに設定される値である。例えばＷｒｌ＝０．８、Ｗｒ２＝１．２、Ｗｂ１＝０．８、Ｗｂ２＝１．２のような値は、透過明視野観察時に背景の無彩部を選択した場合の値となっている。また、Ｒｔｈ、Ｂｔｈは、Ｒ、Ｂそれぞれの信号の大きさに対するしきい値であり、例えば最大振幅の５０％といった値を選択している。
【００４６】
従って、色度判定部４１は、観察画像データの各画素に対して上記した色度の判定式(1)〜(4)を用いて色度を判定し、これら式(1)〜式(4)を全て満足する場合にその画素が白色であると判定する。これにより、観察画像データの全画素に対する色度の判定を行なうことにより、観察画像データにおける白色の無彩部すなわち透過明視野観察の画像における背景となる領域が判定される。ここで、背景（白色の無彩部）として判定された領域が色バランス調整を行なわない領域であり、それ以外の領域が色バランス調整を行なう領域であると判定される。
【００４７】
色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域を受け、調整量入力部４２から操作者により入力された調整量に基づいて、前記領域の各画素に対して各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整し、色バランスの調整を行なう。
【００４８】
なお、本装置では、色バランスの調整量は調整量入力部４２を介して操作者が入力した値に基づいて変更できる構成となっているが、もちろん調整量入力部４２を介して色度判別部４１の判定色を変更できる構成としてもよい。
【００４９】
このように色バランス調整部４０で色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて、図３に示すように画像表示される。なお、本第１の動作例では、輝度分布判定部４３、階調調整部４４にて観察画像データの処理はなされない。表示部４８に表示される観察画像は、図３に示すように標本の領域３０１に対して色バランス調整が行なわれ、その背景の無彩部３０２に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。図３の観察画像では、標本の赤色部分３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ等の色バランスがとられていることが分かる。
【００５０】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第２の動作例として、蛍光観察時に色バランス調整を行なう場合について説明する。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法を蛍光観察法に設定するとともに、観察倍率などを設定する。
【００５１】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が蛍光観察法に設定されたことを判断すると、落射照明用光源１３を設定した明るさに点灯させるとともに、透過照明用光源５を消灯させる。さらに顕微鏡コントロール部２４は、駆動回路部２３に対して、操作者により設定された蛍光観察の検鏡法及び観察倍率に設定するように制御指示を発する。
【００５２】
駆動回路部２３は、顕微鏡コントロール部２４から指示された倍率を有する対物レンズ１９が観察光路Ｓ上に位置するようにレボルバ２０を駆動制御するとともに、蛍光観察用のダイクロイックミラーが観察光路Ｓ上に位置するようにキューブユニット２１を駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７の駆動制御を行なう。
【００５３】
この状態で、落射照明用光源１３から放射された落射照明光は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、落射開口絞り１７、キューブユニット２１の蛍光観察用のダイクロイックミラー、及び対物レンズ１９を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。このように標本に落射照明光が照射されると、この標本から蛍光が発生する。この標本で発生する蛍光は、対物レンズ１９、キユーブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００５４】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色度判定部４１と色バランス調整部４０に読み出される。
【００５５】
色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡情報を受け取り、この検鏡情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素に対し色度の判定を行なう。色度判定部４１は、観察画像データの各画素に対して予め設定された判定値を基に色度の判定を行ない、蛍光観察で得られる観察画像データにおける黒色となる無彩部の領域を判定する。この場合、判定値として例えば信号レベルの最大振幅の２０％の値が設定され、この判定値より小さい信号レベルの領域が黒色の無彩部として判定される。
【００５６】
色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域を受け、調整量入力部４２から操作者により入力された調整量に基づいて、前記領域の各画素に対して各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整し、色バランスの調整を行なう。
【００５７】
このように色バランス調整部４０で色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて、図４に示すように画像表示される。なお、本第２の動作例では、輝度分布判定部４３、階調調整部４４にて観察画像データの処理はなされない。表示部４８に表示される観察画像は、標本の領域４０１に対して色バランス調整が行なわれ、蛍光観察において背景となる黒色の無彩部４０２に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。図４の観察画像では、標本の緑色部分（４０１）の色バランスがとられていることが分かる。
【００５８】
以上のように上記第１、第２の動作例においては、顕微鏡１における検鏡法の状態を顕微鏡コントロール部２４により検出し、この検出された検鏡法に基づいて色度判定部４１により観察画像データの色度の判定を行なって観察画像データにおける色バランスの調整を行なう領域を判定する。そして、この判定された観察画像データの領域に対して、調整量入力部４２から設定された色バランス調整量に従って、色バランス調整部４０にて色バランスの調整を行なう。
【００５９】
これにより、透過明視野観察時には、観察画像データにおける背景の無彩部を除いた部分すなわち標本の領域に対する色バランスの調整を選択的に行なうことができる。従って、操作者は背景の無彩部の色バランス（白色）を保った状態で、観察標本の着色部に対する色バランスのみを容易に、かつ任意に変更ができ、良好な透過明視野観察が可能となる。同様に、蛍光観察時も、標本の領域に対して色バランス調整ができ、その背景となる黒色の無彩部に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。よって、操作者に対し余計な労力を与えず、各検鏡方法に応じた円滑な観察環境を提供することができる。
【００６０】
なお、上記第１、第２の動作例では、観察画像データの各画素に対して色度の判定を行なう判定値を各種検鏡法ごとに設定しているが、検鏡法に限らず各フィルタ情報、光量情報、対物情報等を基に判定値を複数設定してもよい。
【００６１】
図１に示した顕微鏡用撮像装置は、透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡状態が切換可能な顕微鏡１と、この顕微鏡１により得られる観察像の撮像を行なう撮像装置２とから構成されている。このうち撮像装置２では、撮像素子３１から出力された電気信号が前置処理部３２により映像信号化され、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５によりＡ／Ｄ変換された後、観察画像データとしてフレームメモリ３６に記憶される。この観察画像データは、色バランス調整部４０を介して輝度分布判定部４３と階調調整部４４に送られる。
【００６２】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第３の動作例として、蛍光観察時に階調調整を行なう場合について説明する。なお、蛍光観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第２の動作例と同様である。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法の設定を蛍光観察法に設定するとともに、観察倍率を設定する。
【００６３】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が蛍光観察法に設定されたことを判断すると、落射照明用光源１３を設定した明るさに点灯させるとともに、透過照明用光源５を消灯し、かつ指示された検鏡法である蛍光観察法、観察倍率に設定するように駆動回路部２３に対して制御指示を発する。
【００６４】
駆動回路部２３は、キューブユニット２１を所望の励起光による観察ができるように駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７を駆動制御する。
【００６５】
この状態で、落射照明用光源１３から放射された落射照明光は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、落射開口絞り１７、キューブユニット２１の蛍光観察用のダイクロイックミラー、及び対物レンズ１９を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。このように標本に落射照明光が照射されると、この標本から蛍光が発生する。この標本で発生する蛍光は、対物レンズ１９、キューブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００６６】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０を介して、輝度分布判定部４３と階調調整部４４に読み出される。
【００６７】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。
【００６８】
この輝度分布の判定を具体的に説明すると、その判定式は、観察画像データの各色Ｒ、Ｇ、Ｂから輝度成分Ｙを取り出し、この輝度成分Ｙから階調補正量を選択する。このときの階調補正量は、各種検鏡法ごとに設定される値であり、調整量入力部４５から操作者により設定される。
【００６９】
例えば、図５に示す蛍光観察時の観察画像データの輝度分布において、低輝度部ａでピークが現われ、中輝度部ｂでもピークが現われていれば、低輝度部ａでのピークは観察像の背景の画素値から現われるものであり、中輝度部ｂのピークは標本からの蛍光の画素値から現われるものである。
【００７０】
このような観察画像データに対して階調補正する場合には、発光しない領域である低輝度部ａはそのままにして階調補正を行なわず、標本の蛍光を示す中輝度部ｂの階調を拡張するような補正量を選択する。従って輝度分布判定部４３は、観察画像データの輝度分布から、観察画像データにおける階調補正を行なう領域、例えば標本の発光を示す中輝度部ｂを、図５、図６に示すように輝度ｋ１を境界として判定する。
【００７１】
階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域（中輝度部ｂ）に対し、調整量入力部４５から操作者により入力された階調補正量に従って階調の補正を行なう。この階調補正の結果、観察画像データの輝度分布は、図６に示すように発光しない領域である低輝度部ａはそのままで階調補正が行なわれず、標本の蛍光を示す中輝度部ｂの階調が拡張されたものとなる。そして、この階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換器４７を介して表示部４８に送られて、図４に示すように画像表示される。図４では、発光しない領域である低輝度部（４０２）以外の標本の蛍光を示す中輝度部（４０１）の階調が拡張されていることが分かる。
【００７２】
なお、本第３の動作例では、色バランス調整部４０、色度判定部４１にて観察画像データの処理はなされない。しかし、第２の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ本第３の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００７３】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第４の動作例として、透過明視野観察時に階調調整を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法の設定を透過明視野観察法に設定するとともに、観察倍率を設定する。
【００７４】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が透過明視野観察法に設定されたことを判断すると、透過照明用光源５を設定した明るさに点灯させるとともに、落射照明用光源１３を消灯し、かつ指示された検鏡法である透過明視野観察法、観察倍率に設定するように駆動回路部２３に対して制御指示を発する。
【００７５】
駆動回路部２３は、透過観察用にキューブユニット２１、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を制御するとともに、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８を駆動制御する。
【００７６】
この状態で、透過照明用光源５から放射された透過照明光は、コレクタレンズ６により集光され、透過フィルタユニット７、透過視野絞り８、折曲げミラー９、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。この標本を透過した光は、対物レンズ１９、キューブユニット２１、及びビ一ムスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００７７】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０を介して、輝度分布判定部４３と階調調整部４４に読み出される。
【００７８】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。
【００７９】
この輝度分布の判定を具体的に説明すると、その判定式は、観察画像データの各色Ｒ、Ｇ、Ｂから輝度成分Ｙを取り出し、この輝度成分Ｙから階調補正量を選択する。このときの階調補正量は、各種検鏡法ごとに設定される値であり、調整量入力部４３から操作者により設定される。
【００８０】
例えば、図７に示す透過明視野観察時の観察画像データの輝度分布において、高輝度部ｃでピークが現われ、低・中輝度部ｄで幾つかのピークが現われていれば、高輝度部ｃでのピークは観察像の背景の画素値から現われるものであり、低・中輝度部ｄの幾つかのピークは標本の染色部の画素値から現われるものである。
【００８１】
このような観察画像データに対して階調補正する場合には、観察像の背景である高輝度部ｃはそのままにして階調補正を行なわず、標本の染色部を示す低・中輝度部ｄの階調を拡張するような補正量を選択する。従って、輝度分布判定部４３は、観察画像データの輝度分布から、観察画像データにおける階調補正を行なう領域、例えば標本の染色部を示す低・中輝度部ｄを、図７、図８に示すように輝度ｋ２を境界として判定する。
【００８２】
階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域（低・中輝度部ｄ）に対し、調整量入力部４５から操作者により入力された階調補正量に従って階調の補正を行なう。この階調補正の結果、観察画像データの輝度分布は、図８に示すように観察像の背景を示す高輝度部ｃはそのままで階調補正が行なわれず、標本の染色部を示す低・中輝度部ｄの階調が拡張されたものとなる。そして、この階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換器４７を介して表示部４８に送られて、図３に示すように画像表示される。図３では、観察像の背景を示す高輝度部（３０２）以外の標本の染色部を示す中輝度部（３０１）の階調が拡張されていることが分かる。
【００８３】
なお、本第４の動作例では、色バランス調整部４０、色度判定部４１にて観察画像データの処理はなされない。しかし、第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ本第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００８４】
以上のように上記第３、第４の動作例においては、顕微鏡１における検鏡法の状態を顕微鏡コントロール部２４により検出し、この検出された検鏡法に基づいて輝度分布判定部４３により観察画像データの輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。そして、この判定された観察画像データの領域に対して、調整量入力部４５から設定された階調補正量に従って、階調調整部４４にて階調の補正を行なう。
【００８５】
これにより、蛍光観察時には、蛍光観察を行ないたい観察画像データの中輝度部ｂすなわち標本からの蛍光に対する階調補正の調整を、選択的に行なうことが可能となる。これにより、操作者は補正の必要ない背景の低輝度部ａを除いた実際に観察を行ないたい標本の蛍光の部分に対する階調のみを、容易にかつ任意に補正でき、良好な蛍光観察が可能となる。
【００８６】
また、透過明視野観察時には、透過明視野観察を行ないたい観察画像データの低・中輝度部ｄに対する階調補正の調整を、選択的に行なうことが可能となる。
これにより、操作者は補正の必要ない背景の高輝度部ｃを除いた実際に観察を行ないたい標本の染色部に対する階調のみを、容易にかつ任意に補正でき、良好な透過明視野観察が可能となる。
【００８７】
従って、顕微鏡の観察画像の撮像時において、蛍光観察や透過明視野観察などの各種検鏡方法に応じた調整が容易に可能となり、操作者に対し余計な労力を与えず、各検鏡方法に応じた円滑な観察環境を提供することができる。
【００８８】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第５の動作例として、透過明視野観察時にホワイトバランス補正を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。
【００８９】
顕微鏡１により標本観察が行なわれると、その観察像は、撮像装置２の撮像素子３１に投影され撮像される。撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃに入力され、利得設定部３４により設定される利得に応じて増幅される。可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃからの各色信号は、Ａ／Ｄ変換部３５に入力され、デジタル信号に変換されてデジタル画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、色バランス調整部４０、階調調整部４４を介して、表示処理部４６により表示部４８の表示画像サイズや表示速度に適した信号に整えられ、Ｄ／Ａ変換部４７によりアナログ信号に変換され、観察画像として表示部４８に表示される。
【００９０】
図２に示す表示例のように表示部４８に観察画像が表示された状態で、操作者は位置指定部３８からメモリコントローラ３７を介してフレームメモリ３６に指標データを挿入する。具体的には、図示しないマウス等により、図２に示す観察画像中に矢印Ａを表示させるとともに、この矢印Ａによりホワイトバランス検出対象となる白色部位を指定する。
【００９１】
すると、位置指定部３８で指定された白色部位に対応する画像データが、メモリコントローラ３７によりフレームメモリ３６からホワイトバランス検出部３９に取り込まれ、ホワイトバランス検出部３９にてこれら画像データに基づいたホワイトバランスが検出される。
【００９２】
ここで、ホワイトバランス検出部３９の検出の結果、ホワイトバランスがとれている場合（ホワイトバランスがとれている場合、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃから出力される各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率は１：１：１になる）は、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得は、そのまま保持される。また、ホワイトバランスが崩れている場合は、利得設定部３４により可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が変更され、ホワイトバランス補正が行なわれる。また、これ以降に、顕微鏡１に対して調光などの操作が行なわれることにより光源の色温度が変化した場合は、これに追従して既に指定されている白色部分に対してホワイトバランス補正が行なわれる。また、複数画素の画像データに基づいてホワイトバランスが検出されるので、確実なホワイトバランス補正を行なうことができる。
【００９３】
なお、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。また、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。また、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００９４】
以上のように上記第５の動作例においては、表示部４８に表示される観察画像中で、指標の矢印Ａを移動させてホワイトバランス検出対象となる白色部位を指定し、この白色部位に対応する画像データを用いてホワイトバランス補正を行なうようにしている。これにより、顕微鏡標本のように特定の色、特に単色が多く含まれる画像の撮影や、顕微鏡の観察状態を適切にするための調光などにより光源色の温度変化が生じたような場合の撮影でも、画像中に着色部分の色褪せや白色部分の着色などが生じることのないよう、ホワイトバランス補正を確実、且つ容易に行なうことができる。
【００９５】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第６の動作例として、透過明視野観察時にホワイトバランス補正を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。
【００９６】
図１に示すように、ホワイトバランス検出部３９にはホワイトバランス設定部４９が接続されている。ホワイトバランス設定部４９は、ホワイトバランス補正を光源の色温度変化に対して自動的に追従して行なうモードと、操作者からのトリガ入力時にのみホワイトバランス補正を行なうモードとを設定する。このような構成において、操作者によりホワイトバランス設定部４９でホワイトバランス補正を光源の色温度変化に対して自動的に追従して行なうモードが設定された場合は、上記第５の動作例に示したと同様な動作となる。
【００９７】
操作者により、ホワイトバランス設定部４９で操作者からのトリガ入力時にのみホワイトバランス補正を行なうモードが設定された場合は、上記第５の動作例に示したように、図２に示す観察画像中に表示された矢印Ａによりホワイトバランス検出対象となる白色部位が指定される。この指定された白色部位に対応する画像データは、メモリコントローラ３７によりフレームメモリ３６からホワイトバランス検出部３９に取り込まれ、ホワイトバランス検出部３９にてこれら画像データに基づいたホワイトバランスが検出される。
【００９８】
ホワイトバランス検出部３９の検出の結果、ホワイトバランスがとれている場合は、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得は、そのまま保持される。また、ホワイトバランスが崩れている場合は、利得設定部３４により可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が変更され、ホワイトバランス補正が行なわれる。これら可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各利得は、操作者からの次のトリガがホワイトバランス設定部３４に与えられるまで保持される。
【００９９】
その後、顕微鏡１での対物レンズの倍率変更や調光による光源の色温度の変化によりホワイトバランスが崩れた場合は、再度、操作者により位置指定部３８から図２に示す観察画像中の矢印Ａでホワイトバランス検出対象となる白色部位が指定されるとともに、操作者によりホワイトバランス設定部３４でトリガが与えることにより、新たな観察条件に対するホワイトバランス補正が行なわれる。
【０１００】
以上のように上記第６の動作例においては、顕微鏡観察の際に、標本の移動によって表示部４８に表示される観察画像中のホワイトバランス検出対象となる白色部位が移動したような場合でも、操作者から次のトリガがホワイトバランス設定部４９に与えられるまで、それまでのホワイトバランスの補正値が保持されるので、一定のホワイトバランスの下で標本観察を続けることができる。
【０１０１】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。図９において図１と同一な部分には同符号を付してある。図９の構成では、撮像素子３１が前置処理部３２に接続されており、前置処理部３２は可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ及びＡ／Ｄ変換部３５を介してフレームメモリ３６に接続されている。フレームメモリ３６にはコントローラ５１が接続されている。コントローラ５１には利得設定部３４を介して可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃが接続されているとともに、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部５２を介してパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）５３が接続されている。コントローラ５１は、フレームメモリ３６と利得設定部３４に対する制御を行なう。また、ＰＣ５３には顕微鏡１の顕微鏡コントロール部２４が接続されている。
【０１０２】
ＰＣ５３では、図示しないＣＰＵにて、図１に示したホワイトバランス検出部３９、色バランス調整部４０、色度判定部４１、階調調整部４４、及び輝度分布判定部４３の処理が行なわれる。これらの処理は、ＰＣ５３の図示しないメモリに記憶されている各処理プログラムに沿って上記ＣＰＵにより実行される。また、ＰＣ５３には図１に示した表示処理部４６とＤ／Ａ変換部４７が内蔵されており、表示部４８はＰＣ５３の図示しないモニターに相当する。また、図１に示したホワイトバランス設定部４９、位置指定部３８、調整量入力部４２、及び調整量入力部４５は、ＰＣ５３のキーボードとマウスに相当する。
【０１０３】
このような構成において、Ａ／Ｄ変換部３５によりデジタル信号に変換された観察画像データは、フレームメモリ３６に記憶され、コントローラ５１、Ｉ／Ｆ部５２を介してＰＣ５３に入力される。ＰＣ５３では、図示しないモニター上に観察画像が表示されるとともに、図示しないＣＰＵの制御により、第１の実施の形態に示したホワイトバランス検出と、観察画像データの各画素に対する色度の判定及び色バランスの調整と、観察画像データの各画素の輝度分布の判定及び階調の調整が行なわれる。またＰＣ５３の図示しないＣＰＵでは、ホワイトバランスが検出された後、Ｉ／Ｆ部５２及びコントローラ５１を介して利得設定部３４に対して可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が行なわれる。
【０１０４】
このような構成とした場合も、第１の実施の形態と同様の効果を得られる。また、第１の実施の形態の構成では動画像の観察を対象としていたが、第２の実施の形態ではＰＣ５３内の図示しないメモリに静止画像を記憶することができ、静止画の観察画像を有効に利用することができる。
【０１０５】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。図１０において図１と同一な部分には同符号を付してある。図１０の構成では、階調調整部４４と表示処理部４６との間にフレームメモリ６３が配置され、このフレームメモリ６３にコントローラ６１を介して記録媒体６２が接続されている。記録媒体６２は磁気ディスク等からなり、フレームメモリ３６に記憶された各画像データを記憶するものである。コントローラ６１は、フレームメモリ３６の画像データを静止画像データとして記録媒体６２に書き込むための制御信号と、記録媒体６２に記憶されている静止画像データをフレームメモリ３６に対して読み出すための制御信号を記録媒体６２に出力するものである。
【０１０６】
このような構成とすることで、第１の実施の形態の構成と同様に動画像の観察を行なえるとともに、記録媒体６２に静止画像を記憶することができ、静止画の観察画像を有効に利用することができる。すなわち、第１の実施の形態では撮像装置の出力部が表示部４８になっているが、これを記録媒体６２とすることで、撮像装置の構成を電子スチルカメラ等へ応用することが可能である。
【０１０７】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施の形態に限定されるものでなく、次の通り変形してもよい。例えば、上記第１の実施の形態では、色度判別または輝度分布判定を行なう判定値を検鏡法ごとに設定しているが、各種検鏡法に限らず、顕微鏡の各フィルタ情報、光量情報、対物レンズ情報等を基に判定値を複数設定してもよい。また、上記第１の実施の形態では、検鏡状態が透過明視野観察と蛍光観察である場合について述べたが、検鏡状態に応じて画素の判定を行なうと観点では、上記第１の実施の形態で説明した観察方法に限らず、位相差観察法等の周知の各種観察方法に適用することが考えられる。
【０１０８】
本発明によれば、以下のような顕微鏡用撮像装置が構成される。
【０１０９】
［１］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
この撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の色度の判定を行ない、前記観察画像における色バランスの調整を行なう領域を判定する色度判定部（４１）と、
この色度判定部（４１）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された色バランス調整量に従って色バランスの調整を行なう色バランス調整部（４０）と、
前記検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１０】
［２］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の色度の判定を行ない、前記観察画像における色バランスの調整を行なう領域を判定する色度判定部（４１）と、
この色度判定部（４１）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された色バランス調整量に従って色バランスの調整を行なう色バランス調整部（４０）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１１】
［３］ 前記検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする上記［２］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１２】
［４］ 前記撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする上記［２］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１３】
［５］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
この撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１４】
［６］ 前記制御部（３９）は、前記ホワイトバランス補正部（３４）によるホワイトバランスの補正状態を保持可能にしたことを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１５】
［７］ 前記位置指定部（３８）は、前記観察画像中の所望の部位の複数画素に相当する範囲を指定することを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１６】
［８］ 前記制御部（３９）は、前記ホワイトバランス補正部（３４）によるホワイトバランスの補正状態を保持可能にした上記［７］に記載の顕微鏡撮像装置。
【０１１７】
［９］ 前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１８】
［１０］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
前記顕微鏡（３１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１９】
本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、顕微鏡における検鏡法の状態を検出し、この検出された検鏡法に基づいて観察画像データの輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定するので、顕微鏡から得られる観察画像の撮像時に、各種検鏡法に応じた調整が容易となり、操作者に対して余計な労力をあたえず、円滑な観察環境を提供することができる顕微鏡用撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部での観察画像の表示例を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部に表示した透過明視野観察時の中間調画像を写真印刷して示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部に表示した蛍光観察時の中間調画像を写真印刷して示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における輝度分布判定部により得られる観察画像データの輝度分布を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における階調調整部により標本の蛍光を示す中輝度部の階調を拡張した結果を示す輝度分布図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における輝度分布判定部により得られる観察画像データの輝度分布を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における階調調整部により標本の染色部を示す低・中輝度部の階調を拡張した結果を示す輝度分布図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１１】従来の顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１２】従来の顕微鏡用撮像装置における透過明視野観察時の画像に対する色バランス調整を示す模式図。
【符号の説明】
１…顕微鏡
２…撮像装置
３…透過観察用光学系
４…落射観察用光学系
５…透過照明用光源
６…コレクタレンズ
７…透過用フィルタユニット
８…透過視野絞り
９…折曲げミラー
１０…コンデンサ光学素子ユニット
１１…コンデンサ光学素子ユニット
１２…トップレンズユニット
１３…落射照明用光源
１４…落射用フィルタユニット
１５…落射シャッタ
１６…落射視野絞り
１７…落射開口絞り
１８…試料ステージ
１９…対物レンズ
２０…レボルバ
２１…キューブユニット
２２…ビームスプリッタ
２３…駆動回路部
２４…顕微鏡コントロール部
３１…撮像素子
３２…前置処理部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ…可変利得増幅器
３４…利得設定部
３５…Ａ／Ｄ変換部
３６…フレームメモリ
３７…メモリコントローラ
３８…位置指定部
３９…ホワイトバランス検出部
４０…色バランス調整部
４１…色度判定部
４２…調整量入力部
４３…輝度分布判定部
４４…階調調整部
４５…調整量入力部
４６…表示処理部
４７…Ｄ／Ａ変換部
４８…表示部
４９…ホワイトバランス設定部
５１…コントローラ
５２…Ｉ／Ｆ（インタフェース）部
５３…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
６１…コントローラ
６２…記録媒体
６３…フレームメモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡から得られる観察像を撮像し表示する顕微鏡用撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の一般的な顕微鏡用撮像装置の概略構成を示す図であり、図１２は、この装置による透過明視野観察時の画像に対する色バランス調整を示す模式図である。
【０００３】
図１１において、顕微鏡１００の観察光学系には撮像装置１０１が取り付けられており、この撮像装置１０１により顕微鏡１００で拡大された標本の観察像が撮像される。この撮像装置１０１は、観察像に対して光電変換処理等をし、その観察画像データを表示部１０２に表示する。
【０００４】
なお、一般的な色バランスの調整は、観察画像データの全領域に対して一律的に行なわれるものであり、例えば、観察画像データにおけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の比率を画面全域にわたって一律に変化させることによって実現している。
【０００５】
このように顕微鏡で標本の観察を行なう場合、その標本に対する観察の目的に応じて、例えば透過明視野観察や蛍光観察などの各種検鏡法が選択される。しかしながら、検鏡法を切替えた場合の色バランスの調整は、検鏡法を考慮したものではない。例えば、図１２に示すような透過明視野観察時の画像においては、本来、観察標本Ｌの着色部のみに対する色バランスの調整を行ないたいにも関わらず、観察画像データの全領域に対して一律に色バランスの調整が行なわれてしまう。そのため、着色の必要のない背景の無彩部Ｍも着色してしまい、画像の品質上好ましくないものとなる。
【０００６】
また、観察画像データに対し、画像ソフト等で後から修正を行なうような場合は、時間がかかってしまう上に、色バランス調整を行ないたい領域を指定する等の余計な操作が発生することになり、操作者に対して余計な労力をあたえてしまうことになる。
【０００７】
また、顕微鏡により標本を観察する場合、その標本の観察条件に応じて観察に適した光量を標本面に照射して観察を行なう。このとき、標本面に照射される照明の調光によっては、光源の色温度に変化が生じる。そこで、顕微鏡の観察像を撮像装置により撮像するような場合、好適なカラー画像を得るためには、観察条件に応じて調光された光源の色温度の変化によらず一定のホワイトバランスを得られるように、撮像画像に対してホワイトバランス補正を行なう必要がある。
【０００８】
従来、ホワイトバランス補正の方法として、画面全体を平均した色バランスに対して、常時これらを白色にするように補正を施す自動追尾方式のホワイトバランス補正が知られている。
【０００９】
また、フィルタの挿脱や光源の光量変化にともない色温度変化が生じた場合、顕微鏡のステージを操作して標本を撮像視野から除外して画面全体を白色にした状態でホワイトバランス補正を設定し、次の新たな設定まで、このホワイトバランス補正値を保持しつつ、観察像の撮像を行なうようにしたホワイトバランス補正が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した画面全体を白色にした状態でホワイトバランス補正を設定する方法では、フィルタなどの挿脱や調光に伴い光源の色温度変化が生じる度に、画面全体を白色にするために標本を画面上に映らないよう顕微鏡を操作する必要が生じる。このため、操作者にとって極めて操作性が悪くなるという問題がある。
【００１１】
また、上記したホワイトバランス補正では、例えば自然画像のように画面全体を平均化した色信号が、画面全体が白色であるものと等価であることが前提になっており、観察像には、各色が平均的に含まれていることが必要である。しかし、一般に顕微鏡観察における観察像は、観察対象となる標本によって、マゼンダ色が多く含まれていたり、青色が多く含まれているなど、単色が多く含まれる標本を観察する場合が多い。そのため、例えばマゼンダ色を多く含む標本を撮影するような場合、マゼンダ色を打ち消すようにホワイトバランス補正が機能することとなり、標本部分は、色褪せが生じ、本来白色である部位が緑色に着色してしまうという問題がある。
【００１２】
さらに、その他のホワイトバランス補正の方法が、特開平８−２３７６７９号公報に開示されている。この方法では、光源あるいは被写体の変化に自動的に追従しつつホワイトバランス補正を行なうモードと、トリガ信号によりホワイトバランス補正を行なうとともに、次のトリガが入力されるまで現状のホワイトバランス補正状態を保持するモードとが設けられ、それぞれのモードでＲ信号、Ｂ信号の利得制御によるホワイトバランス補正範囲の領域を規定し、その領域範囲内でのみホワイトバランス補正を行なうようにしている。
【００１３】
上記特開平８−２３７６７９号公報に開示されるホワイトバランス補正では、補正を行なうための利得調整範囲を定めることで、ホワイトバランス補正による不自然な色褪せや着色を低減することができる。しかし、顕微鏡観察の標本のように単色が多い被写体の場合には、上述したと同様な問題が生じる。
【００１４】
本発明の目的は、顕微鏡から得られる観察画像の撮像時に、操作者に対して余計な労力をあたえず、円滑な観察環境を提供することができる顕微鏡用撮像装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の顕微鏡用撮像装置は以下の如く構成されている。
【００１６】
本発明の顕微鏡用撮像装置は、顕微鏡により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部と、前記顕微鏡における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部と、この検鏡状態判別部により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部と、この輝度分布判定部により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部と、から構成されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。この顕微鏡用撮像装置は、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡１と、この顕微鏡１により得られる観察像の撮像を行なう撮像装置２とから構成されている。
【００２４】
顕微鏡１には、透過観察用光学系３及び落射観察用光学系４が備えられている。透過観察用光学系３には、透過照明用光源５が備えられ、この透過照明用光源５から放射される透過照明光の光路上に、この透過照明光を集光するコレクタレンズ６、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８、折曲げミラー９、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２が配置されている。落射観察用光学系４には、落射照明用光源１３が備えられ、この落射照明用光源１３から放射される落射照明光の光路上に、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７が配置されている。
【００２５】
透過観察用光学系３と落射観察用光学系４との各光軸が重なる観察光路Ｓ上には、観察の対象となる標本を載せる試料ステージ１８、対物レンズ１９が複数装着され、一つの対物レンズ１９を回転動作で選択し観察光路Ｓ上に位置させるためのレボルバ２０、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法に応じて観察光路Ｓ上のダイクロイックミラーを切り替えるためのキューブユニット２１、及び観察光路Ｓを接眼レンズ側と撮像装置側とに分岐するビームスプリッタ２２が配置されている。
【００２６】
透過観察用光学系３及び落射観察用光学系４の各ユニットや試料ステージ１８、レボルバ２０、キューブユニット２１は、それぞれモータライズされており、駆動回路部２３からの各駆動信号によって図示しない各モータにより駆動される。
【００２７】
顕微鏡コントロール部２４は、顕微鏡１の全体動作を制御するもので、透過照明用光源５、落射照明用光源１３、及び駆動回路部２３に接続されている。顕微鏡コントロール部２４は、観察倍率の切換えや調光、或いは検鏡法の切換えなど操作者による図示しない操作部の操作に従って、駆動回路部２３に対して制御指示を送出する。さらに顕微鏡コントロール部２４は、透過照明用光源５及び落射照明用光源１３の調光を行なう機能を有している。
【００２８】
また顕微鏡コントロール部２４は、操作者により図示しない操作部にて外部操作される透過明視野観察または蛍光観察などの検鏡法の切替えの指示を受け、現在の検鏡法の状態を検出し、その検鏡法情報を撮像装置２に送出する検鏡状態判別の機能を有している。なお顕微鏡コントロール部２４は、現在の検鏡法の状態の検出を、使用されている光源や駆動回路部２３で駆動制御されているユニットを検知することで行なう。
【００２９】
一方、撮像装置２には、顕微鏡１の観察光軸Ｓ上にカラー画像を撮像する撮像素子３１が配置されている。撮像素子３１は、顕微鏡１により拡大される標本の観察像を撮像し、光電変換する。この撮像素子３１の出力端子には前置処理部３２が接続されている。この前置処理部３２は、撮像素子３１の出力信号を映像信号化してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色信号に分離する機能を有している。
【００３０】
前置処理部３２で分離された各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃに入力される。これら可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、利得設定部３４により設定される利得に応じ、それぞれ色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを増幅することでホワイトバランス補正を行なう。
【００３１】
可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃからの出力は、Ａ／Ｄ変換部３５に入力してデジタル信号に変換され、デジタル画像データとしてフレームメモリ３６に入力する。フレームメモリ３６は、撮像素子３１により撮像される観察画像の１フレームに相当する画像データを記憶するものである。フレームメモリ３６には、メモリコントローラ３７が接続され、メモリコントローラ３７には、位置指定部３８及びホワイトバランス検出部３９が接続されている。また、ホワイトバランス検出部３９には利得設定部３４とホワイトバランス設定部４９が接続されている。なお、可変利得増幅器３３ｂを設けず、前置処理部３２で分離された色信号Ｇを直接Ａ／Ｄ変換部３５に入力する構成とすることもできる。この場合、ホワイトバランス補正は、可変利得増幅器３３ａ、３３ｃにおいて、利得設定部３４により設定される利得に応じ、それぞれ色信号Ｒ、Ｂを増幅することで行なわれる。
【００３２】
メモリコントローラ３７は、Ａ／Ｄ変換部３５からの画像信号をフレームメモリ３６に書き込むための制御信号とフレームメモリ３６に記憶されている画像データを色バランス調整部４０と色度判定部４１に対して読み出すための制御信号をフレームメモリ３６に出力するものである。位置指定部３８は、メモリコントローラ３７を介してフレームメモリ３６に指標データを挿入し、例えば、図２に示す表示部４８の観察画像中に矢印Ａを表示させる。位置指定部３８では、接続された図示しないマウス等が操作者により操作されるのに応じて観察画像中の矢印Ａを移動する。操作者は前記マウスを操作し矢印Ａを移動することで、矢印Ａの先端部位をホワイトバランス検出対象となる白色部位として指定する。
【００３３】
ホワイトバランス検出部３９は、操作者により位置指定部３８で指定された白色部位の領域に対応する画像データを、フレームメモリ３６からメモリコントローラ３７を介して取り込み、これら画像データを用いてホワイトバランスを検出する。なお、前記領域は、例えば、矢印Ａ先端を中心にした６×６＝３６画素分の領域とする。もちろん、４×４画素、５×５画素、８×８画素など任意の大きさ、形状を有する領域を適宜指定することもできる。また、矢印Ａを観察画像中の拡大／縮小ポインタとし、操作者が上記マウスにてドラッグ操作した状態で矢印Ａを移動することで任意の領域を指定することもできる。
【００３４】
ホワイトバランス検出部３９は、ホワイトバランスがとれている場合、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得をそのまま保持する。またホワイトバランス検出部３９は、ホワイトバランスが崩れている場合、ホワイトバランス補正のために、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得をホワイトバランス検出部３９による検出結果に応じて設定する。ホワイトバランスがとれている場合、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃから出力される各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率は１：１：１になる。
【００３５】
フレームメモリ３６に記憶されている観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０と色度判定部４１に送られる。色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４からの検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて観察画像データの各画素の色度の判定を行ない、画素単位で色バランス調整を行なう領域を判定する機能を有している。色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域に基づき、この判定された領域の画素に対して色バランスの調整を行なう機能を有している。具体的には、色バランス調整部４０は、各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整する。これら色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率の調整量は、調整量入力部４２から操作者により入力された量に応じて可変となる。色バランス調整部４０には、階調調整部４４と輝度分布判定部４３が接続されている。
【００３６】
色バランス調整部４０により色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、Ｄ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて画像表示される。表示処理部４６は、入力された画像データを表示部４８の表示画像サイズや表示速度に適した信号に整えてＤ／Ａ変換部４７へ出力する。表示部４８は、Ｄ／Ａ変換部４７によりアナログ信号に変換された観察画像を表示する。
【００３７】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４からの検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する機能を有している。階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域に対して、任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう機能を有している。この場合、階調補正量は、調整量入力部４５から操作者により入力された量に応じて可変となる。
【００３８】
階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて画像表示される。
【００３９】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第１の動作例として、透過明視野観察時に色バランス調整を行なう場合について説明する。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法を透過明視野観察法に設定するとともに、観察倍率などを設定する。
【００４０】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が透過明視野観察法に設定されたことを判断すると、透過照明用光源５を設定した明るさに点灯させるとともに、落射照明用光源１３を消灯させる。さらに顕微鏡コントロール部２４は、駆動回路部２３に対して、操作者により設定された透過明視野観察の検鏡法及び観察倍率に設定するように制御指示を発する。
【００４１】
駆動回路部２３は、顕微鏡コントロール部２４から指示された倍率を有する対物レンズ１９が観察光路Ｓ上に位置するようにレボルバ２０を駆動制御するとともに、透過観察用のダイクロイックミラーが観察光路Ｓ上に位置するようにキューブユニット２１を駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１及びトップレンズユニット１２を透過観察用に制御するとともに、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８の駆動制御を行なう。
【００４２】
この状態で、透過照明用光源５から放射された透過照明光は、コレクタレンズ６により集光され、透過フィルタユニット７、透過視野絞り８を介して折曲げミラー９で反射され、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。この標本を透過した光は、対物レンズ１９、キユーブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００４３】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色度判定部４１と色バランス調整部４０に読み出される。
【００４４】
色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡情報を受け取り、この検鏡情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素に対し色度の判定を行なう。ここで、色度の判定基準は、各色Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベル及び各色の信号レベルの比率（Ｒ／Ｇ）、（Ｂ／Ｇ）が以下に示す式(1)〜式(4)を満足するか否かとする。
【００４５】
Ｗｒ１＜Ｒ／Ｇ＜Ｗｒ２ …(1)
Ｗｂｌ＜Ｂ／Ｇ＜Ｗｂ２ …(2)
Ｒ＞Ｒｔｈ …(3)
Ｂ＞Ｂｔｈ …(4)
ここで、Ｗｒ１、Ｗｒ２、Ｗｂ１、Ｗｂ２は、各種検鏡法ごとに設定される値である。例えばＷｒｌ＝０．８、Ｗｒ２＝１．２、Ｗｂ１＝０．８、Ｗｂ２＝１．２のような値は、透過明視野観察時に背景の無彩部を選択した場合の値となっている。また、Ｒｔｈ、Ｂｔｈは、Ｒ、Ｂそれぞれの信号の大きさに対するしきい値であり、例えば最大振幅の５０％といった値を選択している。
【００４６】
従って、色度判定部４１は、観察画像データの各画素に対して上記した色度の判定式(1)〜(4)を用いて色度を判定し、これら式(1)〜式(4)を全て満足する場合にその画素が白色であると判定する。これにより、観察画像データの全画素に対する色度の判定を行なうことにより、観察画像データにおける白色の無彩部すなわち透過明視野観察の画像における背景となる領域が判定される。ここで、背景（白色の無彩部）として判定された領域が色バランス調整を行なわない領域であり、それ以外の領域が色バランス調整を行なう領域であると判定される。
【００４７】
色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域を受け、調整量入力部４２から操作者により入力された調整量に基づいて、前記領域の各画素に対して各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整し、色バランスの調整を行なう。
【００４８】
なお、本装置では、色バランスの調整量は調整量入力部４２を介して操作者が入力した値に基づいて変更できる構成となっているが、もちろん調整量入力部４２を介して色度判別部４１の判定色を変更できる構成としてもよい。
【００４９】
このように色バランス調整部４０で色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて、図３に示すように画像表示される。なお、本第１の動作例では、輝度分布判定部４３、階調調整部４４にて観察画像データの処理はなされない。表示部４８に表示される観察画像は、図３に示すように標本の領域３０１に対して色バランス調整が行なわれ、その背景の無彩部３０２に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。図３の観察画像では、標本の赤色部分３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ等の色バランスがとられていることが分かる。
【００５０】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第２の動作例として、蛍光観察時に色バランス調整を行なう場合について説明する。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法を蛍光観察法に設定するとともに、観察倍率などを設定する。
【００５１】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が蛍光観察法に設定されたことを判断すると、落射照明用光源１３を設定した明るさに点灯させるとともに、透過照明用光源５を消灯させる。さらに顕微鏡コントロール部２４は、駆動回路部２３に対して、操作者により設定された蛍光観察の検鏡法及び観察倍率に設定するように制御指示を発する。
【００５２】
駆動回路部２３は、顕微鏡コントロール部２４から指示された倍率を有する対物レンズ１９が観察光路Ｓ上に位置するようにレボルバ２０を駆動制御するとともに、蛍光観察用のダイクロイックミラーが観察光路Ｓ上に位置するようにキューブユニット２１を駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７の駆動制御を行なう。
【００５３】
この状態で、落射照明用光源１３から放射された落射照明光は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、落射開口絞り１７、キューブユニット２１の蛍光観察用のダイクロイックミラー、及び対物レンズ１９を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。このように標本に落射照明光が照射されると、この標本から蛍光が発生する。この標本で発生する蛍光は、対物レンズ１９、キユーブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００５４】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色度判定部４１と色バランス調整部４０に読み出される。
【００５５】
色度判定部４１は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡情報を受け取り、この検鏡情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素に対し色度の判定を行なう。色度判定部４１は、観察画像データの各画素に対して予め設定された判定値を基に色度の判定を行ない、蛍光観察で得られる観察画像データにおける黒色となる無彩部の領域を判定する。この場合、判定値として例えば信号レベルの最大振幅の２０％の値が設定され、この判定値より小さい信号レベルの領域が黒色の無彩部として判定される。
【００５６】
色バランス調整部４０は、色度判定部４１の判定結果である色バランス調整を行なう領域を受け、調整量入力部４２から操作者により入力された調整量に基づいて、前記領域の各画素に対して各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率を調整し、色バランスの調整を行なう。
【００５７】
このように色バランス調整部４０で色バランス調整が行なわれた観察画像データは、階調調整部４４、表示処理部４６、及びＤ／Ａ変換部４７を介して表示部４８に送られて、図４に示すように画像表示される。なお、本第２の動作例では、輝度分布判定部４３、階調調整部４４にて観察画像データの処理はなされない。表示部４８に表示される観察画像は、標本の領域４０１に対して色バランス調整が行なわれ、蛍光観察において背景となる黒色の無彩部４０２に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。図４の観察画像では、標本の緑色部分（４０１）の色バランスがとられていることが分かる。
【００５８】
以上のように上記第１、第２の動作例においては、顕微鏡１における検鏡法の状態を顕微鏡コントロール部２４により検出し、この検出された検鏡法に基づいて色度判定部４１により観察画像データの色度の判定を行なって観察画像データにおける色バランスの調整を行なう領域を判定する。そして、この判定された観察画像データの領域に対して、調整量入力部４２から設定された色バランス調整量に従って、色バランス調整部４０にて色バランスの調整を行なう。
【００５９】
これにより、透過明視野観察時には、観察画像データにおける背景の無彩部を除いた部分すなわち標本の領域に対する色バランスの調整を選択的に行なうことができる。従って、操作者は背景の無彩部の色バランス（白色）を保った状態で、観察標本の着色部に対する色バランスのみを容易に、かつ任意に変更ができ、良好な透過明視野観察が可能となる。同様に、蛍光観察時も、標本の領域に対して色バランス調整ができ、その背景となる黒色の無彩部に対しては色バランス調整が行なわれないものとなる。よって、操作者に対し余計な労力を与えず、各検鏡方法に応じた円滑な観察環境を提供することができる。
【００６０】
なお、上記第１、第２の動作例では、観察画像データの各画素に対して色度の判定を行なう判定値を各種検鏡法ごとに設定しているが、検鏡法に限らず各フィルタ情報、光量情報、対物情報等を基に判定値を複数設定してもよい。
【００６１】
図１に示した顕微鏡用撮像装置は、透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡状態が切換可能な顕微鏡１と、この顕微鏡１により得られる観察像の撮像を行なう撮像装置２とから構成されている。このうち撮像装置２では、撮像素子３１から出力された電気信号が前置処理部３２により映像信号化され、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５によりＡ／Ｄ変換された後、観察画像データとしてフレームメモリ３６に記憶される。この観察画像データは、色バランス調整部４０を介して輝度分布判定部４３と階調調整部４４に送られる。
【００６２】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第３の動作例として、蛍光観察時に階調調整を行なう場合について説明する。なお、蛍光観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第２の動作例と同様である。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法の設定を蛍光観察法に設定するとともに、観察倍率を設定する。
【００６３】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が蛍光観察法に設定されたことを判断すると、落射照明用光源１３を設定した明るさに点灯させるとともに、透過照明用光源５を消灯し、かつ指示された検鏡法である蛍光観察法、観察倍率に設定するように駆動回路部２３に対して制御指示を発する。
【００６４】
駆動回路部２３は、キューブユニット２１を所望の励起光による観察ができるように駆動制御する。さらに駆動回路部２３は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、及び落射開口絞り１７を駆動制御する。
【００６５】
この状態で、落射照明用光源１３から放射された落射照明光は、落射用フィルタユニット１４、落射シャッタ１５、落射視野絞り１６、落射開口絞り１７、キューブユニット２１の蛍光観察用のダイクロイックミラー、及び対物レンズ１９を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。このように標本に落射照明光が照射されると、この標本から蛍光が発生する。この標本で発生する蛍光は、対物レンズ１９、キューブユニット２１、及びビームスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００６６】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０を介して、輝度分布判定部４３と階調調整部４４に読み出される。
【００６７】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。
【００６８】
この輝度分布の判定を具体的に説明すると、その判定式は、観察画像データの各色Ｒ、Ｇ、Ｂから輝度成分Ｙを取り出し、この輝度成分Ｙから階調補正量を選択する。このときの階調補正量は、各種検鏡法ごとに設定される値であり、調整量入力部４５から操作者により設定される。
【００６９】
例えば、図５に示す蛍光観察時の観察画像データの輝度分布において、低輝度部ａでピークが現われ、中輝度部ｂでもピークが現われていれば、低輝度部ａでのピークは観察像の背景の画素値から現われるものであり、中輝度部ｂのピークは標本からの蛍光の画素値から現われるものである。
【００７０】
このような観察画像データに対して階調補正する場合には、発光しない領域である低輝度部ａはそのままにして階調補正を行なわず、標本の蛍光を示す中輝度部ｂの階調を拡張するような補正量を選択する。従って輝度分布判定部４３は、観察画像データの輝度分布から、観察画像データにおける階調補正を行なう領域、例えば標本の発光を示す中輝度部ｂを、図５、図６に示すように輝度ｋ１を境界として判定する。
【００７１】
階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域（中輝度部ｂ）に対し、調整量入力部４５から操作者により入力された階調補正量に従って階調の補正を行なう。この階調補正の結果、観察画像データの輝度分布は、図６に示すように発光しない領域である低輝度部ａはそのままで階調補正が行なわれず、標本の蛍光を示す中輝度部ｂの階調が拡張されたものとなる。そして、この階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換器４７を介して表示部４８に送られて、図４に示すように画像表示される。図４では、発光しない領域である低輝度部（４０２）以外の標本の蛍光を示す中輝度部（４０１）の階調が拡張されていることが分かる。
【００７２】
なお、本第３の動作例では、色バランス調整部４０、色度判定部４１にて観察画像データの処理はなされない。しかし、第２の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ本第３の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００７３】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第４の動作例として、透過明視野観察時に階調調整を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。操作者は、図示しない操作部から顕微鏡コントロール部２４に対して、検鏡法の設定を透過明視野観察法に設定するとともに、観察倍率を設定する。
【００７４】
顕微鏡コントロール部２４は、検鏡法が透過明視野観察法に設定されたことを判断すると、透過照明用光源５を設定した明るさに点灯させるとともに、落射照明用光源１３を消灯し、かつ指示された検鏡法である透過明視野観察法、観察倍率に設定するように駆動回路部２３に対して制御指示を発する。
【００７５】
駆動回路部２３は、透過観察用にキューブユニット２１、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を制御するとともに、透過用フィルタユニット７、透過視野絞り８を駆動制御する。
【００７６】
この状態で、透過照明用光源５から放射された透過照明光は、コレクタレンズ６により集光され、透過フィルタユニット７、透過視野絞り８、折曲げミラー９、透過開口絞り１０、コンデンサ光学素子ユニット１１、及びトップレンズユニット１２を通って、試料ステージ１８上に載置された図示しない標本に照射される。この標本を透過した光は、対物レンズ１９、キューブユニット２１、及びビ一ムスプリッタ２２を経て、撮像装置２の撮像素子３１に観察像として投影される。
【００７７】
撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを介してＡ／Ｄ変換部３５にてＡ／Ｄ変換された後、デジタル観察画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、メモリコントローラ３７により色バランス調整部４０を介して、輝度分布判定部４３と階調調整部４４に読み出される。
【００７８】
輝度分布判定部４３は、顕微鏡コントロール部２４から送出された検鏡法情報を受け取り、この検鏡法情報に基づいて、フレームメモリ３６から入力された観察画像データの各画素の輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。
【００７９】
この輝度分布の判定を具体的に説明すると、その判定式は、観察画像データの各色Ｒ、Ｇ、Ｂから輝度成分Ｙを取り出し、この輝度成分Ｙから階調補正量を選択する。このときの階調補正量は、各種検鏡法ごとに設定される値であり、調整量入力部４３から操作者により設定される。
【００８０】
例えば、図７に示す透過明視野観察時の観察画像データの輝度分布において、高輝度部ｃでピークが現われ、低・中輝度部ｄで幾つかのピークが現われていれば、高輝度部ｃでのピークは観察像の背景の画素値から現われるものであり、低・中輝度部ｄの幾つかのピークは標本の染色部の画素値から現われるものである。
【００８１】
このような観察画像データに対して階調補正する場合には、観察像の背景である高輝度部ｃはそのままにして階調補正を行なわず、標本の染色部を示す低・中輝度部ｄの階調を拡張するような補正量を選択する。従って、輝度分布判定部４３は、観察画像データの輝度分布から、観察画像データにおける階調補正を行なう領域、例えば標本の染色部を示す低・中輝度部ｄを、図７、図８に示すように輝度ｋ２を境界として判定する。
【００８２】
階調調整部４４は、輝度分布判定部４３により判定された観察画像データにおける階調補正を行なう領域（低・中輝度部ｄ）に対し、調整量入力部４５から操作者により入力された階調補正量に従って階調の補正を行なう。この階調補正の結果、観察画像データの輝度分布は、図８に示すように観察像の背景を示す高輝度部ｃはそのままで階調補正が行なわれず、標本の染色部を示す低・中輝度部ｄの階調が拡張されたものとなる。そして、この階調調整部４４により階調補正が行なわれた観察画像データは、表示処理部４６及びＤ／Ａ変換器４７を介して表示部４８に送られて、図３に示すように画像表示される。図３では、観察像の背景を示す高輝度部（３０２）以外の標本の染色部を示す中輝度部（３０１）の階調が拡張されていることが分かる。
【００８３】
なお、本第４の動作例では、色バランス調整部４０、色度判定部４１にて観察画像データの処理はなされない。しかし、第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ本第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００８４】
以上のように上記第３、第４の動作例においては、顕微鏡１における検鏡法の状態を顕微鏡コントロール部２４により検出し、この検出された検鏡法に基づいて輝度分布判定部４３により観察画像データの輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定する。そして、この判定された観察画像データの領域に対して、調整量入力部４５から設定された階調補正量に従って、階調調整部４４にて階調の補正を行なう。
【００８５】
これにより、蛍光観察時には、蛍光観察を行ないたい観察画像データの中輝度部ｂすなわち標本からの蛍光に対する階調補正の調整を、選択的に行なうことが可能となる。これにより、操作者は補正の必要ない背景の低輝度部ａを除いた実際に観察を行ないたい標本の蛍光の部分に対する階調のみを、容易にかつ任意に補正でき、良好な蛍光観察が可能となる。
【００８６】
また、透過明視野観察時には、透過明視野観察を行ないたい観察画像データの低・中輝度部ｄに対する階調補正の調整を、選択的に行なうことが可能となる。
これにより、操作者は補正の必要ない背景の高輝度部ｃを除いた実際に観察を行ないたい標本の染色部に対する階調のみを、容易にかつ任意に補正でき、良好な透過明視野観察が可能となる。
【００８７】
従って、顕微鏡の観察画像の撮像時において、蛍光観察や透過明視野観察などの各種検鏡方法に応じた調整が容易に可能となり、操作者に対し余計な労力を与えず、各検鏡方法に応じた円滑な観察環境を提供することができる。
【００８８】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第５の動作例として、透過明視野観察時にホワイトバランス補正を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。
【００８９】
顕微鏡１により標本観察が行なわれると、その観察像は、撮像装置２の撮像素子３１に投影され撮像される。撮像素子３１は、投影された観察像を光電変換し、その電気信号を前置処理部３２へ出力する。前置処理部３２は、撮像素子３１からの電気信号を映像信号化し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離して出力する。前置処理部３２からの各色Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は、それぞれ可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃに入力され、利得設定部３４により設定される利得に応じて増幅される。可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃからの各色信号は、Ａ／Ｄ変換部３５に入力され、デジタル信号に変換されてデジタル画像データとしてフレームメモリ３６に送られ記憶される。フレームメモリ３６に記憶された観察画像データは、色バランス調整部４０、階調調整部４４を介して、表示処理部４６により表示部４８の表示画像サイズや表示速度に適した信号に整えられ、Ｄ／Ａ変換部４７によりアナログ信号に変換され、観察画像として表示部４８に表示される。
【００９０】
図２に示す表示例のように表示部４８に観察画像が表示された状態で、操作者は位置指定部３８からメモリコントローラ３７を介してフレームメモリ３６に指標データを挿入する。具体的には、図示しないマウス等により、図２に示す観察画像中に矢印Ａを表示させるとともに、この矢印Ａによりホワイトバランス検出対象となる白色部位を指定する。
【００９１】
すると、位置指定部３８で指定された白色部位に対応する画像データが、メモリコントローラ３７によりフレームメモリ３６からホワイトバランス検出部３９に取り込まれ、ホワイトバランス検出部３９にてこれら画像データに基づいたホワイトバランスが検出される。
【００９２】
ここで、ホワイトバランス検出部３９の検出の結果、ホワイトバランスがとれている場合（ホワイトバランスがとれている場合、可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃから出力される各色Ｒ：Ｇ：Ｂの比率は１：１：１になる）は、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得は、そのまま保持される。また、ホワイトバランスが崩れている場合は、利得設定部３４により可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が変更され、ホワイトバランス補正が行なわれる。また、これ以降に、顕微鏡１に対して調光などの操作が行なわれることにより光源の色温度が変化した場合は、これに追従して既に指定されている白色部分に対してホワイトバランス補正が行なわれる。また、複数画素の画像データに基づいてホワイトバランスが検出されるので、確実なホワイトバランス補正を行なうことができる。
【００９３】
なお、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。また、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。また、本第５の動作例に示したホワイトバランス補正が行なわれ、かつ第１の動作例に示した色バランス調整が行なわれ、かつ第４の動作例に示した階調調整が行なわれた観察画像を表示することもできる。
【００９４】
以上のように上記第５の動作例においては、表示部４８に表示される観察画像中で、指標の矢印Ａを移動させてホワイトバランス検出対象となる白色部位を指定し、この白色部位に対応する画像データを用いてホワイトバランス補正を行なうようにしている。これにより、顕微鏡標本のように特定の色、特に単色が多く含まれる画像の撮影や、顕微鏡の観察状態を適切にするための調光などにより光源色の温度変化が生じたような場合の撮影でも、画像中に着色部分の色褪せや白色部分の着色などが生じることのないよう、ホワイトバランス補正を確実、且つ容易に行なうことができる。
【００９５】
以下、上記の如く構成された顕微鏡用撮像装置の第６の動作例として、透過明視野観察時にホワイトバランス補正を行なう場合について説明する。なお、透過明視野観察における顕微鏡１の基本的な動作は、上記第１の動作例と同様である。
【００９６】
図１に示すように、ホワイトバランス検出部３９にはホワイトバランス設定部４９が接続されている。ホワイトバランス設定部４９は、ホワイトバランス補正を光源の色温度変化に対して自動的に追従して行なうモードと、操作者からのトリガ入力時にのみホワイトバランス補正を行なうモードとを設定する。このような構成において、操作者によりホワイトバランス設定部４９でホワイトバランス補正を光源の色温度変化に対して自動的に追従して行なうモードが設定された場合は、上記第５の動作例に示したと同様な動作となる。
【００９７】
操作者により、ホワイトバランス設定部４９で操作者からのトリガ入力時にのみホワイトバランス補正を行なうモードが設定された場合は、上記第５の動作例に示したように、図２に示す観察画像中に表示された矢印Ａによりホワイトバランス検出対象となる白色部位が指定される。この指定された白色部位に対応する画像データは、メモリコントローラ３７によりフレームメモリ３６からホワイトバランス検出部３９に取り込まれ、ホワイトバランス検出部３９にてこれら画像データに基づいたホワイトバランスが検出される。
【００９８】
ホワイトバランス検出部３９の検出の結果、ホワイトバランスがとれている場合は、利得設定部３４に設定されている可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得は、そのまま保持される。また、ホワイトバランスが崩れている場合は、利得設定部３４により可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が変更され、ホワイトバランス補正が行なわれる。これら可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各利得は、操作者からの次のトリガがホワイトバランス設定部３４に与えられるまで保持される。
【００９９】
その後、顕微鏡１での対物レンズの倍率変更や調光による光源の色温度の変化によりホワイトバランスが崩れた場合は、再度、操作者により位置指定部３８から図２に示す観察画像中の矢印Ａでホワイトバランス検出対象となる白色部位が指定されるとともに、操作者によりホワイトバランス設定部３４でトリガが与えることにより、新たな観察条件に対するホワイトバランス補正が行なわれる。
【０１００】
以上のように上記第６の動作例においては、顕微鏡観察の際に、標本の移動によって表示部４８に表示される観察画像中のホワイトバランス検出対象となる白色部位が移動したような場合でも、操作者から次のトリガがホワイトバランス設定部４９に与えられるまで、それまでのホワイトバランスの補正値が保持されるので、一定のホワイトバランスの下で標本観察を続けることができる。
【０１０１】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。図９において図１と同一な部分には同符号を付してある。図９の構成では、撮像素子３１が前置処理部３２に接続されており、前置処理部３２は可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃ及びＡ／Ｄ変換部３５を介してフレームメモリ３６に接続されている。フレームメモリ３６にはコントローラ５１が接続されている。コントローラ５１には利得設定部３４を介して可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃが接続されているとともに、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部５２を介してパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）５３が接続されている。コントローラ５１は、フレームメモリ３６と利得設定部３４に対する制御を行なう。また、ＰＣ５３には顕微鏡１の顕微鏡コントロール部２４が接続されている。
【０１０２】
ＰＣ５３では、図示しないＣＰＵにて、図１に示したホワイトバランス検出部３９、色バランス調整部４０、色度判定部４１、階調調整部４４、及び輝度分布判定部４３の処理が行なわれる。これらの処理は、ＰＣ５３の図示しないメモリに記憶されている各処理プログラムに沿って上記ＣＰＵにより実行される。また、ＰＣ５３には図１に示した表示処理部４６とＤ／Ａ変換部４７が内蔵されており、表示部４８はＰＣ５３の図示しないモニターに相当する。また、図１に示したホワイトバランス設定部４９、位置指定部３８、調整量入力部４２、及び調整量入力部４５は、ＰＣ５３のキーボードとマウスに相当する。
【０１０３】
このような構成において、Ａ／Ｄ変換部３５によりデジタル信号に変換された観察画像データは、フレームメモリ３６に記憶され、コントローラ５１、Ｉ／Ｆ部５２を介してＰＣ５３に入力される。ＰＣ５３では、図示しないモニター上に観察画像が表示されるとともに、図示しないＣＰＵの制御により、第１の実施の形態に示したホワイトバランス検出と、観察画像データの各画素に対する色度の判定及び色バランスの調整と、観察画像データの各画素の輝度分布の判定及び階調の調整が行なわれる。またＰＣ５３の図示しないＣＰＵでは、ホワイトバランスが検出された後、Ｉ／Ｆ部５２及びコントローラ５１を介して利得設定部３４に対して可変利得増幅器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの利得の設定が行なわれる。
【０１０４】
このような構成とした場合も、第１の実施の形態と同様の効果を得られる。また、第１の実施の形態の構成では動画像の観察を対象としていたが、第２の実施の形態ではＰＣ５３内の図示しないメモリに静止画像を記憶することができ、静止画の観察画像を有効に利用することができる。
【０１０５】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図である。図１０において図１と同一な部分には同符号を付してある。図１０の構成では、階調調整部４４と表示処理部４６との間にフレームメモリ６３が配置され、このフレームメモリ６３にコントローラ６１を介して記録媒体６２が接続されている。記録媒体６２は磁気ディスク等からなり、フレームメモリ３６に記憶された各画像データを記憶するものである。コントローラ６１は、フレームメモリ３６の画像データを静止画像データとして記録媒体６２に書き込むための制御信号と、記録媒体６２に記憶されている静止画像データをフレームメモリ３６に対して読み出すための制御信号を記録媒体６２に出力するものである。
【０１０６】
このような構成とすることで、第１の実施の形態の構成と同様に動画像の観察を行なえるとともに、記録媒体６２に静止画像を記憶することができ、静止画の観察画像を有効に利用することができる。すなわち、第１の実施の形態では撮像装置の出力部が表示部４８になっているが、これを記録媒体６２とすることで、撮像装置の構成を電子スチルカメラ等へ応用することが可能である。
【０１０７】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施の形態に限定されるものでなく、次の通り変形してもよい。例えば、上記第１の実施の形態では、色度判別または輝度分布判定を行なう判定値を検鏡法ごとに設定しているが、各種検鏡法に限らず、顕微鏡の各フィルタ情報、光量情報、対物レンズ情報等を基に判定値を複数設定してもよい。また、上記第１の実施の形態では、検鏡状態が透過明視野観察と蛍光観察である場合について述べたが、検鏡状態に応じて画素の判定を行なうと観点では、上記第１の実施の形態で説明した観察方法に限らず、位相差観察法等の周知の各種観察方法に適用することが考えられる。
【０１０８】
本発明によれば、以下のような顕微鏡用撮像装置が構成される。
【０１０９】
［１］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
この撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の色度の判定を行ない、前記観察画像における色バランスの調整を行なう領域を判定する色度判定部（４１）と、
この色度判定部（４１）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された色バランス調整量に従って色バランスの調整を行なう色バランス調整部（４０）と、
前記検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１０】
［２］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の色度の判定を行ない、前記観察画像における色バランスの調整を行なう領域を判定する色度判定部（４１）と、
この色度判定部（４１）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された色バランス調整量に従って色バランスの調整を行なう色バランス調整部（４０）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１１】
［３］ 前記検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする上記［２］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１２】
［４］ 前記撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする上記［２］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１３】
［５］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
この撮像部（３１）で得た観察画像を表示する表示部（４８）と、
前記撮像部（３１）により撮像された観察画像に対しホワイトバランス補正を行なうホワイトバランス補正部（３４）と、
前記表示部（４８）に表示される観察画像中の所望の部位を指定する位置指定部（３８）と、
この位置指定部（３８）により指定された部位の画像データに基づいてホワイトバランスを検出し、前記ホワイトバランス補正部（３４）を制御する制御部（３９）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１４】
［６］ 前記制御部（３９）は、前記ホワイトバランス補正部（３４）によるホワイトバランスの補正状態を保持可能にしたことを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１５】
［７］ 前記位置指定部（３８）は、前記観察画像中の所望の部位の複数画素に相当する範囲を指定することを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１６】
［８］ 前記制御部（３９）は、前記ホワイトバランス補正部（３４）によるホワイトバランスの補正状態を保持可能にした上記［７］に記載の顕微鏡撮像装置。
【０１１７】
［９］ 前記顕微鏡（１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする上記［５］に記載の顕微鏡用撮像装置。
【０１１８】
［１０］ 顕微鏡（１）により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部（３１）と、
前記顕微鏡（３１）における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部（２４）と、
この検鏡状態判別部（２４）により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部（４３）と、
この輝度分布判定部（４３）により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部（４４）と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
【０１１９】
本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、顕微鏡における検鏡法の状態を検出し、この検出された検鏡法に基づいて観察画像データの輝度分布を求め、この輝度分布から観察画像データにおける階調補正を行なう領域を判定するので、顕微鏡から得られる観察画像の撮像時に、各種検鏡法に応じた調整が容易となり、操作者に対して余計な労力をあたえず、円滑な観察環境を提供することができる顕微鏡用撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部での観察画像の表示例を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部に表示した透過明視野観察時の中間調画像を写真印刷して示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における表示部に表示した蛍光観察時の中間調画像を写真印刷して示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における輝度分布判定部により得られる観察画像データの輝度分布を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における階調調整部により標本の蛍光を示す中輝度部の階調を拡張した結果を示す輝度分布図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における輝度分布判定部により得られる観察画像データの輝度分布を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置における階調調整部により標本の染色部を示す低・中輝度部の階調を拡張した結果を示す輝度分布図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１１】従来の顕微鏡用撮像装置の構成を示す図。
【図１２】従来の顕微鏡用撮像装置における透過明視野観察時の画像に対する色バランス調整を示す模式図。
【符号の説明】
１…顕微鏡
２…撮像装置
３…透過観察用光学系
４…落射観察用光学系
５…透過照明用光源
６…コレクタレンズ
７…透過用フィルタユニット
８…透過視野絞り
９…折曲げミラー
１０…コンデンサ光学素子ユニット
１１…コンデンサ光学素子ユニット
１２…トップレンズユニット
１３…落射照明用光源
１４…落射用フィルタユニット
１５…落射シャッタ
１６…落射視野絞り
１７…落射開口絞り
１８…試料ステージ
１９…対物レンズ
２０…レボルバ
２１…キューブユニット
２２…ビームスプリッタ
２３…駆動回路部
２４…顕微鏡コントロール部
３１…撮像素子
３２…前置処理部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ…可変利得増幅器
３４…利得設定部
３５…Ａ／Ｄ変換部
３６…フレームメモリ
３７…メモリコントローラ
３８…位置指定部
３９…ホワイトバランス検出部
４０…色バランス調整部
４１…色度判定部
４２…調整量入力部
４３…輝度分布判定部
４４…階調調整部
４５…調整量入力部
４６…表示処理部
４７…Ｄ／Ａ変換部
４８…表示部
４９…ホワイトバランス設定部
５１…コントローラ
５２…Ｉ／Ｆ（インタフェース）部
５３…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
６１…コントローラ
６２…記録媒体
６３…フレームメモリ
Claims (1)
- 顕微鏡により得られる観察像を撮像してその観察画像を得る撮像部と、
前記顕微鏡における検鏡法の状態を検出する検鏡状態判別部と、
この検鏡状態判別部により検出された前記検鏡法に基づいて前記観察画像の輝度分布を求め、この輝度分布から前記観察画像における階調補正を行なう領域を判定する輝度分布判定部と、
この輝度分布判定部により判定された前記観察画像の領域に対して任意に設定された階調補正量に従って階調の補正を行なう階調調整部と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
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