CN103181155A

CN103181155A - 成像装置

Info

Publication number: CN103181155A
Application number: CN2011800512038A
Authority: CN
Inventors: 川上智朗; 辻俊彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-06-26
Also published as: US20130222569A1; JP5197712B2; WO2012057049A1; JP2012095131A

Abstract

一种成像装置包括：包含光源并将来自光源的光引向包含对象的被照明表面B的照明光学系统；用于获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像的多个图像传感器；用于测量对象的尺寸的测量单元；和用于基于测量单元的测量结果确定多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时要使用的图像传感器的控制单元。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及获取对象的图像的成像装置的构成。

背景技术

近年来，可将关于从整个被检体获得的细胞组织的信息转换成图像并在监视器上显示图像的成像装置受到关注。

日本专利申请公开No.2009-003016和日本专利申请公开No.2009-063665讨论了用于通过使用具有大视野（visual field）和高分辨率的物镜并且设置多个图像传感器来以高速和高倍率捕获图像的方法。这些方法通过多次驱动被检体或图像传感器来捕获图像，合成捕获的图像以形成整个图像，并且从整个被检体获取关于细胞组织的信息作为图像。由于难以制备能够在非常宽的视野内一并捕获图像的大的图像传感器，因此，这里使用多个图像传感器。

当如在日本专利申请公开No.2009-063665和日本专利申请公开No.2008-107403中描述的那样通过具有宽的视野和高的分辨率的光学系统形成整个被检体的图像时，应当被成像的对象可能变得比视野小。由于不必成像的部分在这种情况下也被照明和成像，因此，无用的电力会被消耗。

在图2中示出当对象变得小于视野时的照明的例子。图2A示出对象（被检体225）被照明的示图。标本保持部分220（例如，载玻片）保持被检体225。附图标记227表示被照明的区域。图2B表示成像装置的成像表面的条件。即，图2B示出被检体225的图像225C、电气基板420、图像传感器430、以及其中在成像表面上形成照明区域227的图像的区域227C。

如上所述，为了拍摄比视野小的对象的图像，对可成像区域的整个表面照明。由于在图像传感器以外的部分上形成图像的光在成像中不起作用，因此，这样的光导致电力消耗的增加。另外，当光在装置内作为散射光被反射并入射于图像传感器上时，该光导致图像质量的劣化。

因此，例如，在日本专利申请公开No.2008-107403中讨论了根据对象的尺寸来照明对象的方法。在日本专利申请公开No.2008-107403的扫描显微镜中，可选地调节照明范围的遮光物被设置在对象附近，并且，要被成像的部分被照明。

但是，由于即使在照明范围受遮光物控制时使用的从光源的发光量本身也不改变，因此，不能减少电力消耗。当与图像数据没有关系的许多部分被成像时，图像处理需要时间，并且图像数据量不必要地扩大。

当在一个远程地点获取的图像从另一远程地点被读取时，图像数据的扩大需要用于传送和接收扩大的图像数据的额外的基础结构构造。这导致用户的成本增加。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种成像装置包括：包含光源并将来自所述光源的光引向包含对象的被照明表面的照明光学系统；用于获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像的多个图像传感器；用于测量对象的尺寸的测量单元；以及用于基于测量单元的测量结果确定所述多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时要使用的图像传感器的控制单元。

根据本发明的另一方面，一种成像装置包括：包含多个光源并且离散地将来自所述多个光源的光引向包含对象的被照明表面的照明光学系统；用于获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像的多个图像传感器；用于测量对象的尺寸的测量单元；以及用于基于测量单元的测量结果确定所述多个光源中的当获取被照明表面的图像时要使用的光源的控制单元。

根据本发明的又一方面，一种成像装置包括：包含多个光源并且离散地将来自所述多个光源的光引向包含对象的被照明表面的照明光学系统；用于获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像的图像传感器；用于测量对象的尺寸的测量单元；以及用于基于测量单元的测量结果确定在获取被照明表面的图像时不使用所述多个光源中的不向对象照明的光源的控制单元。

参照附图阅读以下对于示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明的成像装置的整体示图。

图2A示出当对光学轴对称区域照明时的照明状态。

图2B示出当对光学轴对称区域照明时的照明状态。

图3A示出光源单元和光导棒（optical rod）。

图3B示出光源单元和光导棒。

图4A示出光导棒的发射表面的照明状态。

图4B示出光导棒的发射表面的照明状态。

图4C示出光导棒的发射表面的照明状态。

图5A示出将大的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图5B示出将大的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图5C示出将大的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图6A示出将小的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图6B示出将小的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图6C示出将小的被检体成像时的照明状态和成像状态。

图7A示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7B示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7C示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7D示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7E示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7F示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7G示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图7H示出捕获大的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8A示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8B示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8C示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8D示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8E示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8F示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8G示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图8H示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9A示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9B示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9C示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9D示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9E示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9F示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9G示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图9H示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10A示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10B示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10C示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10D示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10E示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10F示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10G示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

图10H示出捕获小的被检体的整个图像时的照明状态和成像状态。

[图11A]图11A示出由一个棒改变照明区域的情况。

[图11B]图11B示出由一个棒改变照明区域的情况。

图12示出使用透镜阵列作为光学积分器（integrator）的情况。

[图13]图13示出使用透镜阵列作为光学积分器的情况。

[图14A]图14A示出使用透镜阵列作为光学积分器的情况。

[图14B]图14B示出使用透镜阵列作为光学积分器的情况。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的各示例性实施例、特征和方面。

图1是本发明的第一示例性实施例的使用透射电子显微镜的成像装置的示意图。在图1中，成像装置1具有用于将来自光源单元110的光引向被照射表面B的照明光学系统100、以及标本部分200。此外，成像装置1具有用于在被照射表面B上形成对象的图像的成像光学系统300、具有设置在成像光学系统300的成像表面（像面）C上的诸如多个电荷耦合器件（CCD）和互补金属-氧化物半导体（CMOS）的图像传感器430的成像单元400、以及用于测量对象的尺寸和位置的测量光学系统500。测量光学系统500包含测量照明光学系统510和测量成像光学系统520。这里，包含照明光学系统100、成像光学系统300和多个图像传感器430的系统被定义为成像单元，并且，包含测量光学系统500的系统被定义为测量单元。

首先，测量光学系统500测量对象的尺寸和位置。通过包含例如载玻片和盖玻片（cover glass）（未示出）的标本保持部分220保持作为被检体225的对象。标本部分200包含标本台架210和标本保持部分220。标本台架210可驱动标本保持部分220，使得标本保持部分220的位置沿光轴方向或与光轴垂直的方向被设定，或者向着光轴倾斜。当被检体225被保持使得被检体225与被照射表面D一致时，通过测量照明光学系统510被照明的被检体225通过测量成像光学系统520被成像，以测量其尺寸。例如，通过使用从包含于测量成像光学系统520中的诸如CCD或CMOS的图像传感器获得的信息来测量尺寸和位置。

放射用于对被检体225照明的光束的测量照明光学系统510包含例如一个或更多个卤素灯、氙灯、激光二极管（LD）和发光二极管（LED）。测量成像光学系统520捕获被照明表面D上的被检体225的图像，并且测量其位置和尺寸。由于测量成像光学系统520是用于识别尺寸和位置的光学系统，因此，测量成像光学系统520可以是具有比成像光学系统300的分辨率低的分辨率的光学系统。

在如上面描述的那样通过测量光学系统500测量被检体225的尺寸之后，标本台架210然后被驱动，使得被检体225与表面B一致。通过使用照明光学系统100、成像光学系统300和成像单元400，将被检体225成像。但是，虽然这里示出了通过使用光来测量被检体的尺寸的例子，但是，只要例子可测量被检体的尺寸，就不特别限制例子的构成。

照明光学系统100包含光源单元110、具有多个光导棒（棒积分器）120a的光导棒120、以及共轭(conjugate)光学系统130。放射用于对被检体225照明的光束的光源单元110包含例如一个或更多个卤素灯、氙灯和LED。

光源单元110仅向多个光导棒120a供给光。例如，如图3A所示，来自设置在电气基板115上的多个光源111的发散光通过透镜阵列112a被平行化。被平行化的光通过透镜阵列112b以希望的位置和角度被会聚。会聚的光独立地供给到光导棒120a中的每一个。作为替代方案，如图3B所示，来自设置在电气基板115上的多个光源111中的每一个的光入射于位于光源111中的每一个的后级上的光导棒120a中的每一个上。

光导棒120在内部全反射从光源单元110放射的光束，以在不将光束泄漏到侧表面的情况下引导光束，由此在光导棒120a中的每一个的发射端面上形成均匀的照明表面。当光导棒120的发射表面被定义为发射表面A时，如图5A所示，与多个光导棒120a对应的发射表面A离散地形成均匀的照明分布。当切换为光导棒120a中的每一个供给光的光源的接通/关断（ON/OFF）时，可在棒的发射表面上形成各种形式的照明。这里，光导棒的发射表面A被配置为与成像光学系统300的成像表面C具有共轭关系。但是，发射表面A不一定被设置在与成像表面C完全共轭的位置处。发射表面A可被设置在与成像表面C基本上共轭的位置处。

将在图4中示出一个例子。当所有的光源进入接通状态时，可以形成图4A所示的照明分布。当一些光源进入关断状态时，可以形成图4B和图4C所示的照明分布。光源进入接通状态时棒的端面由空白表示，光源进入关断状态时的棒的端面由斜线表示。

通过共轭光学系统130形成表面的图像，并且，通过图像照明表面B。只要在共轭光学系统130中在被照明表面B上获得成像所需的均匀性，被照明表面B不一定被设置在与发射表面A完全共轭的位置处。被照明表面B可被设置在与发射表面A基本上共轭的位置处。

由于照明光学系统100的构成使得能够如上面描述的那样实现各种照明形式，因此，可根据被检体225的尺寸适当地控制照明分布。当被检体225大时，如图5B所示，通过向所有光导棒供给光，均匀并且离散地照明被照明表面B中的照明区域227。图5B的点线表示被照明区域。

另一方面，当被检体225小时，仅仅要使用的光源进入接通状态，使得仅仅对成像所需的区域照明。此时，如图6A所示，形成发射表面A的照明分布，并且，如图6B所示，形成被照明表面B的照明分布。由于一些光进入截止状态，因此这可通过不向不必要的部分进行照明而减少电力消耗。

成像光学系统300是以宽的视角和高的分辨率在成像表面C上形成在被照明表面B上被照明的被检体225的图像的光学系统。如图5C的点线所示，通过成像光学系统300，被检体225的图像在成像表面C上被形成为图像225C。如多个图所示，来自光源的光被一一对应地引向图像传感器430。

成像单元400包含成像台架410、电气基板420和多个图像传感器430。如图2B和图5C所示，多个图像传感器430被有间隙地设置在电气基板420上。在成像台架410上，图像传感器430被设置为与成像光学系统300的成像表面C一致。对被检体225照明的照明区域中的每一个的图像的尺寸227C与成像表面C上的图像传感器430的尺寸一致。虽然尺寸227C不一定与尺寸430完全一致，但是，由于尺寸227C较接近尺寸430，因此，可以有效地利用光。由于减少了照射图像传感器以外的区域的光，因此，可以减少劣化图像质量的散射光的效果。

当成像光学系统的光学倍率被定义为β、共轭光学系统的光学倍率被定义为β′、图像传感器430的尺寸为□T时，棒的端面的尺寸为□T×(1/β)×(1/β′)。图像传感器中的每一个可具有一点余量，使得仅在□T×a(mm)(a>1)的区域上形成被检体的图像。在这种情况下，如图5A所示，棒的端面的尺寸为□T×a×(1/β)×(1/β′)。作为替代方案，当图像传感器的形状为矩形时，使得棒的端面的形状为与图像传感器的形状类似的矩形。这里，将矩形作为例子描述。但是，形状不限于矩形，并且，图像传感器和棒的端面可具有相互对应的形状。对应的形状意味着，当图像传感器的形状为矩形或六边形时，使得光导棒的发射表面的形状也为矩形或六边形。当图像传感器和光导棒的发射表面具有类似的形状或基本上类似的形状时，可更有效地利用图像传感器的受光面积。

当成像光学系统的光学倍率被定义为β、共轭光学系统的光学倍率被定义为β′、图像传感器430的X方向和Y方向上的尺寸分别被定义为Tx和Ty时，棒的端面的X方向上的长度为Tx×(1/β)×(1/β′)，棒的端面的Y方向上的长度为Ty×(1/β)×(1/β′)。此时，当通过测量光学系统500测量的被检体225大时，在图5C中使用成像表面C上的与照明区域227C对应的所有图像传感器。当通过测量光学系统500测量的被检体225小时，仅仅成像所需的一些光源进入接通状态。在图6C中仅仅使用成像表面C上的与照明区域227C对应的一些图像传感器（换句话说，不使用不在其上形成对象的图像的图像传感器）。当仅仅通过在其上形成被检体225的图像的图像传感器捕获图像时，其它的图像传感器不捕获图像，这可减少电力消耗。由于在这种情况下棒的一个端面与一个图像传感器对应，因此，当确定要使用的光源时，也可唯一地确定要使用的图像传感器。

在本发明的成像装置中，在与光轴正交的平面中，相对地改变发射表面A、被照明表面B和成像表面C中的至少一个的位置，并且，被照明表面B上的对象被多次成像。如图5所示，当被检体225具有与视角的尺寸相当的尺寸或者具有大于等于视角的尺寸的尺寸时，使用所有的多个光源111和所有的多个图像传感器430。以下示出用于获取此时的整个被检体的图像的方法。

图7示出被检体225沿与光轴垂直的方向（XY方向）以图像传感器430的有效尺度（dimension）偏离时的成像单元400中的图像传感器430与被检体225的图像225C之间的关系。在图7的例子中，对于第一成像在图7A中、对于第二成像在图7B中、对于第三成像在图7C中、对于第四成像在图7D中示出要使用的图像传感器与被检体的图像之间的关系。图7E～7H分别示出到图7A～7D中的成像的时间所捕获的图像。在图7E～7H中，之前刚刚成像的部分被实线包围，并且，先前成像的部分由点线表示。

当在图7A的位置第一次捕获图像时，如图7E所示，仅仅在存在图像传感器的区域中离散地捕获被检体225的图像225C。

然后，被检体225偏离，并且，在图7B的位置第二次捕获图像。在这种情况下，当该图像与先前获取的图像组合时，图7F所示的部分被成像。

被检体225进一步偏离，并且，在图7C的位置第三次捕获图像。在这种情况下，图7G被成像。当在图7D中最终第四次捕获图像时，图7H所示的部分被整体成像。

可通过包含于控制单元610中的图像处理单元合成由此捕获的多个图像，来形成整个成像区域的图像。另一方面，在被检体225比视角小的图6的情况下，仅仅使用一些光源111和图像传感器430来获取整个被检体225的图像。

与图7同样，图8示出被检体225沿与光轴垂直的方向（XY方向）以图像传感器430的有效尺度偏离时的成像单元400中的图像传感器430与被检体225的图像225C之间的关系。在图8A～8D中，使用的图像传感器430由实线表示，未使用的图像传感器430由点线表示。在本示例性实施例中，仅仅与使用的图像传感器430对应的光源进入接通状态。在图8E～8H中，之前刚刚成像的部分被实线包围，并且，先前成像的部分由点线表示。

图8A表示第一次的成像。如图8E所示，通过使用9个光源来仅仅照明9个中间照明区域、并且仅仅使用9个中间图像传感器430，仅仅在存在图像传感器的区域中离散地捕获被检体225的图像225C。

然后，标本保持部分220偏离，并且，在图8B的位置第二次捕获图像。在这种情况下，当该图像与先前获取的图像组合时，图8F所示的部分被成像。

被检体225进一步偏离，并且，在图8C的位置第三次捕获图像。在这种情况下，图8G被成像。当在图8D中最终第四次捕获图像时，图8H所示的部分被成像。

因此，通过图1中的包含图像处理单元的控制单元610来合成多个图像数据。图像存储于诸如存储器的记录单元630中，并且在诸如监视器的图像显示单元620上被显示。除了图像处理以外，控制单元610还具有确定要使用的光源和图像传感器以及驱动和控制标本台架210的功能。虽然这些功能在这里由一个控制单元610执行，但是，可分别对于各功能准备不同的控制单元，以使它们起各自的作用。

如上所述，根据被检体的尺寸确定要使用的光源和图像传感器。因此，在被检体小的情况下，可通过仅使用一些光源和图像传感器以低的电力消耗用少量的数据来形成整个被检体的图像。此外，由于照射图像传感器以外的区域的光减少，因此，可以降低导致图像质量劣化的散射光的影响。

即使当使用大尺寸图像传感器而不使用多个图像传感器时，也可通过根据被检体的尺寸控制要使用的光源而减少电力消耗。

以下，将描述第二示例性实施例。当在第一示例性实施例中通过四次成像获取一个被检体的整个图像时，对于第一到第四次使用相同的光源和图像传感器。但是，每次成像使用的光源和图像传感器可改变，并且，在图9中示出其例子。在图9的例子中，对于第一成像在图9A中、对于第二成像在图9B中、对于第三成像在图9C中、对于第四成像在图9D中示出要使用的图像传感器与被检体的图像之间的关系。在图9A～9D中，使用的图像传感器430由实线表示，未使用的图像传感器430由点线表示。在本示例性实施例中，仅仅与使用的图像传感器430对应的光源进入接通状态。

在图9E中示出在第一成像中获得的图像数据；在图9F中示出在第二成像中获得的图像数据；在图9G中示出在第三成像中获得的图像数据；在图9H中示出在第四成像中获得的图像数据。在图9E～9H中，之前刚刚成像的部分被实线包围，并且，先前成像的部分由点线表示。

在图8中，对于第一到第四成像总是使用9个图像传感器。但是，如图9所示，在本示例性实施例中，在每次成像时使用的图像传感器的数量改变，以进一步减少总体上要使用的图像传感器的数量。因此，虽然在图8和图9中对于具有相同尺寸的被检体成像，但是，图9H中的最终获得的图像比图8H的小。

如图9A～9D所示，在每次成像时要使用的光源和图像传感器改变，不使用相同的光源和图像传感器。由此，最终，如图9H所示，不必要的数据被抑制，并且可获取整个被检体的图像。

以下，将描述第三示例性实施例。一般地，图像常常具有矩形形状。但是，当被检体不具有矩形形状或接近矩形的形状时，要捕获的图像也会具有矩形以外的形状。由此，要使用的光源和图像传感器可减少，并且，可以减轻处理负担。在图10的例子中，对于第一成像在图10A中、对于第二成像在图10B中、对于第三成像在图10C中、对于第四成像在图10D中示出要使用的图像传感器与被检体的图像之间的关系。在图10A～10D中，使用的图像传感器430由实线表示，未使用的图像传感器430由点线表示。在本示例性实施例中，仅仅与使用的图像传感器430对应的光源进入接通状态。

在图10E中示出在第一成像中获得的图像数据；在图10F中示出在第二成像中获得的图像数据；在图10G中示出在第三成像中获得的图像数据；在图10H中示出在第四成像中获得的图像数据。在图10E～10H中，之前刚刚成像的部分被实线包围，并且，先前成像的部分由点线表示。

如图10所示，在第一成像中使用的光源和图像传感器的数量比图9中的少。

由于在左角没有被检体的图像，因此，在不将第一左角成像的情况下合成图10H的图像。但是，由于图像数据一般具有矩形形状，因此，在粘贴图像时，通过将左角部视为未处理空白图像，产生图像数据。

通过该方法，使用的光源和图像传感器进一步减少，并且，粘贴的部分减少，使得可进一步减轻处理负担。

以下，将描述第四示例性实施例。由于在第一到第三示例性实施例中一个光导棒的端面与一个图像传感器对应，因此，当确定了要使用的光源时，也可唯一地确定要使用的图像传感器。

但是，由于诸如成像光学系统的光学系统倍率β、共轭光学系统的光学系统倍率β′、以及成像区域的设计上的限制，可能难以使得一个光导棒与一个图像传感器对应。在这种情况下，可使得一个光导棒与多个图像传感器对应。

例如，如图11A所示，为了均匀地照明由4个图像传感器占据的区域，可通过一个光导棒照明该区域。如图11B所示，为了均匀地照明由所有图像传感器占据的区域，可通过一个光导棒照明该区域。在这些情况下，在图11A中，一个光导棒的端面与4个图像传感器对应。在图11B中，一个光导棒的端面与所有图像传感器对应。因此，即使当确定了要使用的光源时，也不能唯一地确定要使用的图像传感器。

但是，即使当部分地实施对于成像来说不必要的照明时，如果确定了要使用的图像传感器，那么不必要的部分也不在图像传感器侧被成像。

以下，将描述第五示例性实施例。在第一到第四示例性实施例中使用光导棒作为在照明光学系统中使用的积分器。但是，也可使用透镜阵列。将在图12中示出例子。

从光源111放射的光通过平行化透镜组116而被准直化。然后，准直化的光通过包含多个微透镜的透镜阵列122被会聚或扩散。与光导棒的发射表面对应的发射表面A被平行化透镜组123的透镜照明。发射表面A被配置为与成像光学系统300的成像表面C具有共轭关系。但是，发射表面A不一定被设置在与成像表面C完全共轭的位置处。发射表面A可被设置在与成像表面C基本上共轭的位置处。

通过连接具有环形（toroidal）表面的多个矩形透镜而形成透镜阵列122，在所述环形表面中，X方向上的曲率与Y方向上的曲率不同。以矩形形成透镜阵列122的透镜。通过改变两个方向上的曲率，使得发射表面A的X方向上的尺寸（xA）与Y方向上的尺寸（yA）不同，并且，光被形成为与图像传感器的尺寸匹配的形状。作为替代方案，如图14所示，可以使用通过将圆柱透镜组合而获得的透镜阵列122，所述圆柱透镜在一侧具有仅沿一个方向上具有曲率的圆柱表面并在另一侧具有平坦表面。

在本例子中，当从X方向观看时，一侧具有沿X方向的曲率，并且，另一侧可被视为平板（图14A）。当从Y方向观看时，一侧是平板，并且，另一侧可被视为具有沿Y方向的曲率（图14B）。

返回图12，透镜阵列122与平行化透镜组123分开与平行化透镜组123的焦距f对应的距离。进一步以焦距f分开的照明表面A被照明。此时，来自透镜阵列122的多个透镜的光束入射于平行化透镜组123的各透镜上（由图12的光线表示），并且，重叠于发射表面A上，以形成均匀的照明（Kohler照明）。

在本例子中，在发射表面A中，离散地形成与光源对应地通过Kohler照明均匀地照明的多个照明部分。由于可在发射表面A上形成空中图像，因此可以去除共轭光学系统，以使得发射表面A与被照明表面B一致。共轭光学系统也可根据设计条件被设置为变倍光学系统。

由此，与使用光导棒的情况同样，离散地设置多个照明部分，并且可根据图像传感器的尺寸和布置来离散并且均匀地形成这些照明部分（图5C、图6C）。

因此，当根据被检体的尺寸确定要使用的光源和图像传感器时，使用这种透镜阵列的构成也可减少电力消耗和图像数据的量，如第一到第四示例性实施例所示。

虽然在第一到第四示例性实施例中示出了用于确定要使用的光源和图像传感器的方法，但是，也可根据使用透镜阵列的装置的设计条件来选择最有效的方法。

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式、等同的结构和功能。

本申请要求在2010年10月27日提交的日本专利申请No.2010-241208的权益，在此通过引用方式将其全部内容并入本文。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种成像装置，包括：

照明光学系统，包含光源并将来自光源的光引向包含对象的被照明表面；

多个图像传感器，被配置为获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像；

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

控制单元，被配置为基于测量单元的测量结果，确定所述多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时要使用的图像传感器。

2.根据权利要求1的成像装置，其中，控制单元基于测量单元的测量结果，确定不使用所述多个图像传感器中的其上不形成对象的图像的图像传感器中的至少一个。

3.根据权利要求1的成像装置，其中，在沿与成像光学系统的光轴垂直的方向改变对象与所述多个图像传感器之间的相对位置的同时，在多次捕获图像时，控制单元改变所述多个图像传感器中的要使用的图像传感器。

4.根据权利要求1的成像装置，其中，照明光学系统包含多个光源，并且离散地将来自所述多个光源的光引向被照明表面；并且，控制单元确定所述多个光源和所述多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时要使用的光源和图像传感器。

5.根据权利要求4的成像装置，其中，控制单元基于测量单元的测量结果，确定不使用所述多个光源中的不向对象照明的光源中的至少一个。

6.根据权利要求4的成像装置，其中，照明光学系统具有多个棒积分器；所述多个光源独立地向所述多个棒积分器供给光；并且，所述多个棒积分器的发射表面与成像光学系统的像面具有共轭关系。

7.根据权利要求4的成像装置，其中，照明光学系统具有多个透镜阵列；所述多个光源独立地向由所述多个透镜阵列形成的发射表面供给光；并且，由所述多个透镜阵列形成的发射表面中的每一个与成像光学系统的像面具有共轭关系。

8.一种成像装置，包括：

照明光学系统，包含多个光源并且离散地将来自所述多个光源的光引向包含对象的被照明表面；

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

控制单元，被配置为基于测量单元的测量结果而确定所述多个光源中的当获取被照明表面的图像时要使用的光源。

9.根据权利要求8的成像装置，其中，所述多个光源与所述多个图像传感器一一对应；并且，控制单元确定所述多个光源中的当获取被照明表面的图像时不使用的光源中的至少一个，并且确定不使用与所确定的光源对应的图像传感器。

10.根据权利要求8的成像装置，其中，所述多个光源与所述多个图像传感器一一对应；并且，控制单元确定所述多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时不使用的图像传感器中的至少一个，并且确定不使用与所确定的图像传感器对应的光源。

11.根据权利要求8的成像装置，其中，在沿与成像光学系统的光轴垂直的方向改变对象与所述多个图像传感器之间的相对位置的同时，当多次捕获图像时，控制单元改变所述多个光源中的要使用的光源。

12.一种成像装置，包括：

图像传感器，被配置为获取通过成像光学系统形成的被照明表面的图像；

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

控制单元，被配置为基于测量单元的测量结果，确定在获取被照明表面的图像时不使用所述多个光源中的不向对象照明的光源中的至少一个。

Claims

1.一种成像装置，包括：

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

2.根据权利要求1的成像装置，其中，控制单元基于测量单元的测量结果，确定不使用所述多个图像传感器中的其上不形成对象的图像的图像传感器。

5.根据权利要求4的成像装置，其中，控制单元基于测量单元的测量结果，确定不使用所述多个光源中的不向对象照明的光源。

8.一种成像装置，包括：

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

9.根据权利要求8的成像装置，其中，所述多个光源与所述多个图像传感器一一对应；并且，控制单元确定所述多个光源中的当获取被照明表面的图像时不使用的光源，并且确定不使用所述多个图像传感器中的与不使用的光源对应的图像传感器。

10.根据权利要求8的成像装置，其中，所述多个光源与所述多个图像传感器一一对应；并且，控制单元确定所述多个图像传感器中的当获取被照明表面的图像时不使用的图像传感器，并且确定不使用所述多个光源中的与不使用的图像传感器对应的光源。

12.一种成像装置，包括：

测量单元，被配置为测量对象的尺寸；和

控制单元，被配置为基于测量单元的测量结果，确定在获取被照明表面的图像时不使用所述多个光源中的不向对象照明的光源。