JP2000019416A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＣＤ撮像素子からなるカメラを顕微鏡に使
用し、そのＣＣＤ撮像素子の画素数より多い画素数とな
る画像を生成する。 【解決手段】 スライドガラス３３は、被写体１が固定
され、モータ３X によって、Ｘ方向に摺動可能とされ
る。このモータ３X は、ステージ３１に固定される。ス
テージ３１は、モータ３Y によって、Ｙ方向に摺動可能
とされる。このモータ３Y は、ステージ３２に固定され
る。このモータ３X 、モータ３Y は、ＣＣＤ撮像素子７
のフレームパルスに同期して一定の順序でステージを移
動させる。ステージが移動すると、１フレームの間静止
して部分画が撮影される。その撮影が終わったら直ちに
次の部分画を撮影するためステージが移動される。この
動作が所定の枚数分繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の部分画か
ら高解像度の静止画を生成する顕微鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕微鏡カメラの解像度は、その顕
微鏡カメラに用いられているＣＣＤ撮像素子の画素数に
依存している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、画素数の多
いＣＣＤ撮像素子を使用しなければ、高解像度の画像を
得ることができない問題があった。

【０００４】従って、この発明の目的は、カメラに用い
られているＣＣＤ撮像素子の画素数より多い画素数とな
る画像を得ることができる顕微鏡装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被写体を固定するステージと、被写体を撮影するた
めのレンズと、レンズを介された被写体の画像を取り込
む撮像素子と、ステージおよびレンズの一方をＸ方向に
移動させるためのＸ方向駆動手段と、ステージおよびレ
ンズの一方をＹ方向に移動させるためのＹ方向駆動手段
とを備え、Ｘ方向およびＹ方向を制御することによっ
て、被写体の画像を複数の部分画に分割し、部分画のそ
れぞれを撮像素子によって取り込み、複数の部分画を合
成して静止画を生成するようにしたことを特徴とする顕
微鏡装置である。

【０００６】ＣＣＤ撮像素子からなるカメラを使用した
顕微鏡で、ＣＣＤ撮像素子のフレームパルスに同期して
ステージをＸ方向およびＹ方向に駆動させる。これによ
って、複数の部分画に分けた被写体を撮影し、撮影され
た複数の部分画から極めて画素数の多い静止画が生成さ
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
された一実施形態の全体的構成を示す。１で示す被写体
は、ステージ２に固定される。ステージ２は、モータ３
X およびモータ３Y によってＸ方向（横方向）およびＹ
方向（縦方向）に駆動される。モータ３X は、モータ制
御回路４X によって制御され、モータ３Y は、モータ制
御回路４Y によって制御される。このモータ制御回路４
X および４Y は、シスコン１９によって制御される。

【０００８】被写体１が入射されるレンズブロック５
は、フォーカスサーボ６によって駆動される。そのフォ
ーカスサーボ６は、シスコン１９によって制御される。
レンズブロック５に入射された被写体２は、フォーカス
を合わせ、ＣＣＤ撮像素子７へ供給される。ＣＣＤ撮像
素子７は、電子シャッター８によって駆動され、静止画
記録キー２１が操作されることによって、供給された被
写体２を取り込む。電子シャッター８は、シスコン１９
によって制御される。

【０００９】具体的には、被写体１を何枚の部分画に分
けて撮影するかがサイズ指定キー２０を操作して設定さ
れる。このサイズ指定キー２０を操作することで、縦横
のサイズが１〜８の範囲で指定できる。このサイズ指定
キー２０によって、例えば縦を３、横を４に設定したと
しよう。そして、フォーカスを合わせ、静止画記録キー
２１が押されることによって、１枚の部分画は、レンズ
ブロック５を通過し、ＣＣＤ撮像素子７に入る。

【００１０】ＣＣＤ撮像素子７に取り込まれた１枚の部
分画は、部分画の画像信号としてスイッチ９、圧縮回路
１０を介して、メモリ１１に記憶される。そして、メモ
リ１１に記憶された画像信号に対して、圧縮回路１０で
は、例えばＤＣＴ（DiscreteCosine Transform）によっ
て画像圧縮が行われる。圧縮された画像信号（以下、圧
縮画像信号と称する）は、記録媒体１３へ供給される。

【００１１】シスコン１９によって制御されるサブデー
タ付加回路１２では、時刻や日付などに加え、ステージ
２のＸ方向、Ｙ方向、フォーカス状態、電子シャッター
の速度などのサブデータが圧縮回路１０を介して、対応
する圧縮画像信号と共に記録媒体１３へ供給される。記
録媒体１３は、テープ、ディスクまたはＩＣメモリなど
からなるものである。この記録媒体１３は、シスコン１
９によって制御され、サブデータが付加された圧縮画像
信号の記録／再生が行われる。

【００１２】こうして１枚の部分画が記録媒体１３に記
録されると、シスコン１９は、モータ制御回路４X およ
び４Y へ指令を出し、ステージ２のＸ方向および／また
はＹ方向を別の値にして、１枚目の部分画に１部分重な
るように２枚目の部分画を撮影する。撮影された２枚目
の圧縮画像信号とサブコードが記録媒体１３に記録され
る。このように次々と縦横に光軸の方向を変えながら３
×４＝１２枚の部分画が撮影され、記録媒体１３へ記録
される。

【００１３】撮影された１２枚の圧縮画像信号の記録が
終わると、直ちに再生され、再生された圧縮画像信号
は、記録媒体１３から伸長回路１４へ供給される。伸長
回路１４では、逆ＤＣＴ等によって画像信号へ伸長され
る。復号された部分画は、最大６４枚分の画像信号が記
憶できる画像メモリ１６へ供給され、その部分画と共に
読み出されたサブデータは、サブデータ読み取り回路１
５へ供給される。サブデータ読み取り回路１５では、供
給されたサブデータが読み取られ、読み取られた時刻、
日付、ステージ２のＸ方向、Ｙ方向、フォーカス状態、
電子シャッターの速度などがシスコン１９へ供給され
る。

【００１４】画像メモリ１６では、シスコン１９に供給
されたサブデータに基づいて、画歪補正および境界処理
が記憶された１２枚の部分画に対して、行われ、１つの
画像信号が生成される。画歪補正および境界処理は、一
例としてシスコン１９内のソフトウェアにより実行され
る。生成された１つの画像信号は、スイッチ９を介して
圧縮回路１０へ供給され、再度圧縮され、サブデータと
共に記録媒体１３に記録される。このとき、ＣＣＤ撮像
素子７からの圧縮画像信号とは異なる別の領域に画像メ
モリ１６からの圧縮画像信号は、記録される。

【００１５】このようにして、完成されたあるシーンを
再生するには、再生キー２２を操作することによって、
そのシーンに対応する圧縮画像信号が記録媒体１３から
読み出される。読み出された信号は、伸長回路１４にお
いて、圧縮を解き、画像信号へ変換される。変換された
画像信号は、画像メモリ１６を介して表示回路１７へ供
給される。表示回路１７は、間引きフィルタおよび／ま
たは補間フィルタからなり、供給された画像信号に対し
て間引きフィルタおよび／または補間フィルタの処理が
施される。表示回路１７において処理が施された画像信
号は、出力端子１８から取り出される。

【００１６】このように、望遠にしたカメラの光軸に対
してステージ２を縦横に動かし、複数の部分画を記録
し、その複数の部分画に対して画歪補正および境界処理
を行って、そのカメラに用いられているＣＣＤ撮像素子
の画素数より多い画素数となる１枚の静止画を完成する
装置である。一例として、６４枚の部分画を撮影するこ
とで、通常撮影される画像と比較すると、３０倍程度の
画素数を実現できる。

【００１７】また、この実施形態では、圧縮画像信号を
記録媒体１３に記録しているが、圧縮を施さない生の画
像信号を記録媒体１３に記録することも可能である。

【００１８】ここで、上述したステージ２の一例を図２
を参照して説明する。スライドガラス３３は、被写体１
が固定され、モータ３X によって、Ｘ方向に摺動可能と
される。このモータ３X は、ステージ３１に固定され
る。ステージ３１は、モータ３Y によって、Ｙ方向に摺
動可能とされる。このモータ３Y は、ステージ３２に固
定される。３４で示す範囲は、スライドガラス３３に固
定された被写体１の撮影される範囲である。

【００１９】モータ３X およびモータ３Y は、一例とし
てステッピングモータである。このモータ３X およびモ
ータ３Y は、ＣＣＤ撮像素子７のフレームパルスに同期
して一定の順序でステージを移動させる。ステージが移
動すると、１フレームの間静止して部分画が撮影され
る。１フレームの撮影が終わったら直ちに次の部分画を
撮影するのでステージが移動される。この動作が所定の
枚数分繰り返される。

【００２０】図３Ａに示すように、被写体１の範囲３４
を複数の部分画に分けて撮影する。このとき、Ｘ方向お
よびＹ方向に撮影される部分画の枚数をｎｘおよびｎｙ
とし、複数の部分画から生成される１枚の静止画のＸ方
向およびＹ方向のサイズをＬｘおよびＬｙとする。一例
として、図３Ｂに示す順序で、ｎｘ×ｎｙ＝ｎｔ枚の部
分画を撮影する。このとき、隣り合う部分画は、重複し
ながら撮影される。また、Ｘ方向およびＹ方向の各方向
の１回の移動距離をＰｘおよびＰｙとすると、 Ｐｘ＝ａｘ×Ｌｘ Ｐｙ＝ａｙ×Ｌｙ となる。ただし、ａｘ、ａｙは、重複率であり、０．７
程度の定数とする。

【００２１】図２には、図示しないがステージ３２を垂
直方向に、ステッピングモータで駆動するように、移動
させる機構を設けても良い。例えば、Ｘ方向およびＹ方
向に被写体を移動させて、複数の部分画を撮影し、その
複数の部分画から高解像度の静止画が１枚生成される。
そして、垂直方向にステージ３２を移動させ、再びＸ方
向およびＹ方向に被写体を移動させて、複数の部分画を
撮影し、その複数の部分画から２枚目となる高解像度の
静止画が生成される。このようにして、垂直方向の異な
る位置において、撮影された複数の部分画から高解像度
の静止画が複数枚生成される。さらに、生成された複数
の静止画から最もフォーカスの合っている画素を選択
し、完全にフォーカスの合っている静止画が１枚生成さ
れる。これらの処理を、自動的に行うようにしても良
い。

【００２２】撮影されたｎｔ枚の部分画をパソコン（パ
ーソナルコンピュータ）に転送し、各部分画の位置情報
に基づいて画像合成処理を行う。このとき、重複領域の
画像を自動認識しながら精密に合成処理を行う。

【００２３】この実施形態では、ＣＣＤ撮像素子のフレ
ームパルスに同期して、ステージを駆動／静止し、部分
画を撮影するようにしているが、フィールドパルスに同
期してステージの駆動／静止を制御し、部分画を撮影す
るようにしても良い。

【００２４】この実施形態では、顕微鏡のステージがＸ
方向およびＹ方向に駆動するようにしているが、対物レ
ンズがＸ方向およびＹ方向に駆動するようにしても良
い。さらに、対物レンズが垂直方向に駆動するようにし
ても良い。

【００２５】

【発明の効果】この発明に依れば、安価なＣＣＤ撮像素
子を用いたカメラで、極めて画素数の多い顕微鏡写真を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】この発明に適用されるステージの一例を説明す
るための略線図である。

【図３】この発明に適用される部分画の一例を説明する
ための略線図である。

【符号の説明】

１・・・被写体、３X 、３Y ・・・モータ、３１、３２
・・・ステージ、３３・・・スライドガラス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を固定するステージと、 上記被写体を撮影するためのレンズと、 上記レンズを介された上記被写体の画像を取り込む撮像
   素子と、 上記ステージおよび上記レンズの一方をＸ方向に移動さ
   せるためのＸ方向駆動手段と、 上記ステージおよび上記レンズの一方をＹ方向に移動さ
   せるためのＹ方向駆動手段とを備え、 上記Ｘ方向およびＹ方向を制御することによって、上記
   被写体の画像を複数の部分画に分割し、上記部分画のそ
   れぞれを上記撮像素子によって取り込み、上記複数の部
   分画を合成して静止画を生成するようにしたことを特徴
   とする顕微鏡装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 さらに、上記被写体に対してアイリスを自動的に合わせ
   るオートアイリス手段を有し、 上記オートアイリス手段をオフ状態とし、アイリスを固
   定して撮影するようにし、複数の部分画からなる第１の
   部分画群を得、 上記第１の部分画群の中で最も明るい部分を飽和させな
   いように、アイリスを設定した状態で、第２の部分画群
   を得、 上記第１の部分画群の中で最も暗い部分を飽和させない
   ように、アイリスを設定した状態で、第３の部分画群を
   得、 上記第１、第２および第３の部分画群から上記静止画を
   生成するようにしたことを特徴とする顕微鏡装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 さらに、上記被写体に対してフォーカスを合わせるフォ
   ーカス手段を有し、 上記フォーカス手段の第１のフォーカス距離で、上記複
   数の部分画からなる部分画群を撮影し、第１の静止画を
   生成し、 上記第１のフォーカス距離と異なる第２のフォーカス距
   離で、上記複数の部分画からなる部分画群を撮影し、第
   ２の静止画を生成し、 少なくとも上記第１および第２の静止画を用いてフォー
   カスが良好な静止画を生成するようにしたことを特徴と
   する顕微鏡装置。