JP2007171455A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡等の光学機器から入射した光学像を撮像素子により撮像する撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that picks up an optical image incident from an optical device such as a microscope with an image pickup element.
近年、顕微鏡観察にもデジタルカメラが用いられるようになり、撮像のみならず観察もモニタ上で行うことが多くなってきている。
顕微鏡観察時には、レンズや照明などの光学系に起因して、観察像周辺部の輝度が中心部に比べて暗くなる周辺光量ムラ(いわゆる「シェーディング」)が発生する。デジタルカメラによる観察時においても、同様にシェーディングが発生するため、その改善策としてシェーディング補正機能を備えたデジタルカメラもある。シェーディング補正の代表的な手法では、取得された画像上においてシェーディングが発生している箇所に対して画像処理を施すことにより、当該箇所が中央部と同等の輝度になるように画像が補正される。
In recent years, digital cameras have been used for microscopic observation, and not only imaging but also observation is often performed on a monitor.
During microscopic observation, peripheral light amount unevenness (so-called “shading”) in which the brightness of the peripheral portion of the observation image becomes darker than that of the central portion occurs due to an optical system such as a lens and illumination. Similarly, since shading occurs during observation with a digital camera, some digital cameras have a shading correction function as an improvement measure. In a typical method of shading correction, image processing is performed on a portion where shading has occurred on the acquired image, so that the image is corrected so that the portion has the same luminance as the central portion. .
例えば、特許文献1には、撮影画像に対しシェーディング補正を行う顕微鏡用デジタルカメラが開示されている。
ところで、顕微鏡とデジタルカメラの嵌合ずれ等の理由により、デジタルカメラの撮像素子へ入射する光の光軸中心と撮像素子の中心とがずれることがある。これはコンデンサの芯出しが上手くできていない場合にも発生するが、接眼レンズへ入射する光の光軸中心と撮像素子へ入射する光の光軸中心が独立であるため、接眼レンズにおいて芯出しをしたとしても、撮像素子へ入射する光の光軸中心が撮像素子の中心とずれている場合がある。このような場合には、撮像素子の中心以外の方向へ光が偏って入射することになり、モニタ上においても上下左右によってシェーディングの発生量が異なってしまう。そのため、モニタ上には極端に光量が低下する箇所が発生するほか、シェーディング補正を行う際にも、期待される輝度ムラの改善が為されない、或いは反対に、補正効果が大きすぎて周辺が明るくなりすぎる等、ユーザの意図しない結果になる場合がある。また、高輝度部が中央部とずれてしまうことから、シェーディング補正を行う際の基準値が適切でなくなり、画像処理後の画像に影響を及ぼす虞もある。
For example,
By the way, the optical axis center of the light incident on the image sensor of the digital camera and the center of the image sensor may be misaligned due to misfit of the microscope and the digital camera. This occurs even when the condenser is not centered well, but since the center of the optical axis of the light incident on the eyepiece and the center of the optical axis of the light incident on the image sensor are independent, the centering of the eyepiece is not performed. In some cases, the center of the optical axis of the light incident on the image sensor is shifted from the center of the image sensor. In such a case, light is incident with a bias toward a direction other than the center of the image sensor, and the amount of shading varies depending on the top, bottom, left, and right on the monitor. For this reason, there are places where the amount of light falls extremely on the monitor, and even when shading correction is performed, the expected brightness unevenness is not improved, or conversely, the correction effect is too great and the surroundings are bright. The result may be unintended by the user, such as too much. In addition, since the high-luminance portion is shifted from the center portion, the reference value for performing shading correction is not appropriate, and there is a possibility of affecting the image after image processing.
このような問題に対し、例えば特許文献2では、顕微鏡と光学機器ユニットとの間に光学系を挟み、当該光学系を移動させることにより光軸補正を行う手法が提案されている。
しかしながら、特許文献2に係る手法は、光軸の傾きを補正する手法である。そのため、光軸中心自体がずれている場合には効果を発揮しない。また、この手法では、ずれを検出する手段(ずれ量検出工具)が撮像素子と独立しているため、光軸補正処理が表示部に対して直結しておらず、上述した問題点を解決できない。
However, the method according to
本発明は、上記実情に鑑み、撮像素子へ入射する光の光軸中心と撮像素子の中心とのずれを検出、或いは、そのずれを検出及び補正する撮像装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that detects a deviation between the optical axis center of light incident on an imaging element and the center of the imaging element, or detects and corrects the deviation.
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る撮像装置は、光学機器からの入射光を撮像する撮像素子と、前記撮像素子により撮像された前記入射光の画像から、前記撮像素子の中心の位置と前記撮像素子へ入射した前記入射光の光軸中心の位置とを検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とを表示する位置表示手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging device according to a first aspect of the present invention includes an imaging device that images incident light from an optical device, and an image of the incident light that is captured by the imaging device. Position detecting means for detecting the position of the center of the image sensor and the position of the optical axis center of the incident light incident on the image sensor, and the position of the center of the image sensor detected by the position detector and the light of the incident light Position display means for displaying the position of the axis center.
本発明の第2の態様に係る撮像装置は、上記第1の態様において、前記位置検出手段により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置との間の距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段により算出された距離を表示する距離表示手段と、を更に備えることを特徴とする。 The imaging apparatus according to a second aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the first aspect, wherein the distance between the position of the center of the imaging element detected by the position detection unit and the position of the center of the optical axis of the incident light. And a distance display means for displaying the distance calculated by the distance calculation means.
本発明の第3の態様に係る撮像装置は、上記第1又は2の態様において、前記撮像素子を移動させる移動手段を更に備え、前記位置検出手段により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とが一致するように、前記撮像素子を前記移動手段により移動させる、ことを特徴とする。 An imaging apparatus according to a third aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the first or second aspect, further comprising a moving unit that moves the imaging element, and a position of the center of the imaging element detected by the position detection unit. The imaging device is moved by the moving means so that the position of the optical axis center of the incident light coincides.
本発明の第4の態様に係る撮像装置は、光学機器からの入射光を撮像する撮像素子と、前記入射光を前記撮像素子で撮像した際に発生する、光軸中心からの減光度情報を予め記憶した記憶手段と、前記入射光の光軸中心の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された光軸中心位置を基準とし、前記記憶手段に記憶された減光度情報を用いて撮像画像の周辺光量ムラを均一に補正する画像処理手段と、を備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes an image pickup device that picks up incident light from an optical device, and dimming degree information from the optical axis center that is generated when the incident light is picked up by the image pickup device. Storage means stored in advance, position detection means for detecting the position of the optical axis center of the incident light, and light intensity information stored in the storage means with reference to the optical axis center position detected by the position detection means And image processing means for uniformly correcting the peripheral light amount unevenness of the captured image.
また、本発明は上記の装置のほか、方法やプログラムとして構成することもできる。 In addition to the above-described apparatus, the present invention can be configured as a method or a program.
本発明によれば、撮像素子の中心と撮像素子へ入射する光の光軸中心とのずれ、及び、そのずれ量を容易に確認することができる。また、そのずれを自動で補正することもできるので、操作の利便性を格段に向上させることができる。また、そのずれが存在するままの状態で撮像された画像であっても、その画像の周辺光量ムラを適正に補正することもできる。 According to the present invention, the shift between the center of the image sensor and the center of the optical axis of the light incident on the image sensor and the amount of the shift can be easily confirmed. In addition, since the deviation can be automatically corrected, the convenience of operation can be greatly improved. Further, even if the image is captured in a state where the deviation exists, the peripheral light amount unevenness of the image can be corrected appropriately.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施例1に係る撮像装置について説明する。
図1乃至図6は、本実施例に係る撮像装置の説明に用いる図であり、図1は本実施例に係る撮像装置を含む顕微鏡システムの全体構成を示す図、図2は光軸ずれの説明図、図3は本実施例に係るGUI(Graphical User Interface)の一例を示す図、図4は本実施例に係る動作を示すフローチャート、図5は光軸中心位置を導出する際の説明図、図6は標本画像から白サンプル点を抽出する際の説明図である。
First, an image pickup apparatus according to
1 to 6 are diagrams used for explaining the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 is a diagram illustrating an entire configuration of a microscope system including the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a GUI (Graphical User Interface) according to the present embodiment, FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation according to the present embodiment, and FIG. 5 is an explanatory diagram for deriving the optical axis center position. FIG. 6 is an explanatory diagram when white sample points are extracted from the specimen image.
始めに図1及び図2を用いて、本実施例に係る撮像装置を含む顕微鏡システムの全体構成及び光軸ずれの原理について説明する。
図1において、本実施例に係る撮像装置は、撮像素子1を備えた撮像部2、PC3、及びモニタ4を備えて構成されている。PC3は、撮像部2の駆動や、撮像された画像に対する画像処理や、モニタ4への画像表示等といった、各種の制御処理を行う。
First, the overall configuration of the microscope system including the imaging apparatus according to the present embodiment and the principle of optical axis deviation will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In FIG. 1, the imaging apparatus according to the present embodiment includes an
尚、PC3は、不図示のCPU、制御プログラムが記憶されたROM、及びCPUの作業領域として使用されるRAM等を内部に備え、PC3が行う各種の制御処理は、当該CPUが当該ROMに記憶されている制御プログラムを読出し実行することによって行われる。また、PC3には、例えばキーボードやマウス等の不図示の入力手段が接続されており、観察者はこれを用いて各種の入力を行うことが可能になっている。
The PC 3 includes a CPU (not shown), a ROM in which a control program is stored, a RAM used as a work area for the CPU, and the like. Various control processes performed by the PC 3 are stored in the ROM by the CPU. This is done by reading and executing the control program being executed. Further, input means (not shown) such as a keyboard and a mouse are connected to the
撮像部2は、嵌合部5を介してテレビアダプタ6と接続されている。テレビアダプタ6は、嵌合部7を介して、接眼レンズ8が設置されている鏡筒9と接続されている。鏡筒9は、嵌合部10を介して顕微鏡本体11と接続されている。
The
顕微鏡本体11には、レボルバ12、対物レンズ13、ステージ14、コンデンサレンズ15、及びランプハウス16等が取り付けられており、ステージ14上には標本17が載置されている。
A
このような構成により、観察光18は、ランプハウス16から発せられ各光学部位を通過後に撮像素子2に入射するようになっている。
ここで、嵌合部5、7、10の嵌合は、ロックねじやねじ込みなどの機械的手法により行われるため、締結部には必然的に微小な空間(遊び)が生じる(レボルバ等の嵌合の場合も同様である)。そのため、接眼レンズ8から観察光18の光軸中心が中央に見える場合であっても、各部位の締結具合によっては撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心と撮像素子1の中心との間で微小なずれが生じてしまうことがある。その様子を図2に示す。
With such a configuration, the
Here, since the
図2において、点Oは、撮像素子1の中心を示し、点Pは、撮像素子1へ入射した観察光18の光軸中心を示す。このように、それぞれの中心がずれてしまうことから、結果的にシェーディングに偏りが生じてしまうことになる。尚、同図では、撮像素子1へ入射した観察光18を円形領域として示しているが、これは、撮像素子1へ入射した観察光18における所定輝度値以上の領域を示したものである。
In FIG. 2, the point O indicates the center of the
次に、図3を用いて、操作部としてモニタ4に表示される本実施例に係るGUIの一例を説明する。尚、このGUIは、PC3の制御処理によりモニタ4に表示されるものである。
Next, an example of a GUI according to the present embodiment displayed on the
同図に示したGUIにおいて、ライブ画表示部21は、リアルタイムにカメラ観察画像(撮像部2の撮像素子1により撮像された画像)を表示する領域であって、撮像素子1の撮像領域にも対応している。また、このライブ画表示部21は、撮像素子1の中心(点O)を示す印22、撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心(点P)を示す印23、及び、その中心間の距離(以下、点OP間の距離という)24も併せて表示することが可能になっている。但し、点OP間の距離24の表示では、点OP間の距離がX成分及びY成分の距離として表示されるようになっている。
In the GUI shown in the figure, the live
Gap Indicator部のラジオボタン25は、OP間の距離24の表示の有無を切り替え可能にするものである。Gap Indicatorではカメラの撮像素子上におけるOP間の画素単位ずれ量(camera-pixel)、または、距離ずれ量(camera-μm)、または、標本像面上における距離(specimen-μm)での表示を可能となっており、それぞれチェックボックスで選択可能となっている。ただし、画素サイズ入力部27に入力がない場合は、camera-μm、specimen-μmのチェックボックスはグレーアウトされ、選択できないようになる。さらに、倍率情報入力部26への入力がない場合にもspecimen-μmのチェックボックスはグレーアウトされる。
The
倍率入力部26は、光学系の倍率を入力可能にするものであり、対物レンズ(Object lens)13とテレビアダプタ(TV Adaptor)6の倍率を入力することが可能になっている。画素サイズ入力部27は、撮像素子(例えばCCD)の画素サイズ(Pixel size)を入力可能にするものである。尚、点OP間の距離を求めないのであれば、倍率入力部26及び画素サイズ入力部27への入力は不要である。
The
調整パラメータ入力部28は、詳しくは後述する調整パラメータ(Threshold)の入力を可能にするものであり、予め、初期値として一定値が入力されている。
実行(Calculate)ボタン29は、点Pの位置の検出や点OP間の距離の計算を開始させるためのボタンである。
The adjustment
The execute
尚、図3においては、説明の便宜上、点OP間の距離24と倍率入力部26をそれぞれ点線で囲って示したが、実際のGUI上には、これらの点線が表示されないことは言うまでもない。
In FIG. 3, for convenience of explanation, the
次に、図4に示すフローチャートと図5を用いて、点Pの位置の検出及び点OP間の距離を求める、本実施例に係る動作について説明する。
尚、本動作は、PC3において当該CPUが当該ROMに記憶されている制御プログラムを読み出し実行することによって行われるものである。
Next, the operation according to the present embodiment for detecting the position of the point P and obtaining the distance between the points OP will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 and FIG.
This operation is performed when the CPU reads and executes the control program stored in the ROM in the
また、本動作開始前には、一旦、ステージ14上に載置された標本3に対し合焦動作を行って顕微鏡本体11の光学系を合焦状態にし、その状態を維持したままでステージ14から標本3を取り外しておくものとする。また、モニタ4に表示されているGUI(図3参照)には、倍率入力部26及び画素サイズ入力部27への入力と、必要に応じて調整パラメータ入力部28への入力又は及びラジオボタン25へのチェックとが、予め観察者により行われているものとする。そして、これらが為された上で、モニタ4に表示されているGUI上の実行ボタン29が観察者により押下されると本動作が開始する。
Prior to the start of this operation, a focusing operation is once performed on the
図4に示したように、本動作が開始すると、まず、上記の顕微鏡本体11の状態のままで画像を撮像する(S1)。すなわち、無標本状態の画像を撮像する。
続いて、S1で撮像して得た画像から輝度平均値Yaveを算出し、これに、GUI上の調整パラメータ入力部28に入力されている調整パラメータ(一定係数αとする)を掛けて中心検出閾値TH(=αYave)を算出する(S2)。
As shown in FIG. 4, when this operation is started, first, an image is picked up with the state of the microscope
Subsequently, the luminance average value Y ave is calculated from the image obtained by imaging in S1, and this is multiplied by the adjustment parameter (determined by a constant coefficient α) input to the adjustment
続いて、S1で得られた画像から、S2で算出された中心検出閾値TH以上の輝度値を有する画素の領域を抽出する(S3)。尚、このときに抽出される領域は円形の領域となる。例えば、図5に示したように、S1で得られた画像を画像31とすると、その画像31から円形の領域32が抽出される。
Subsequently, a pixel region having a luminance value equal to or higher than the center detection threshold TH calculated in S2 is extracted from the image obtained in S1 (S3). The area extracted at this time is a circular area. For example, as illustrated in FIG. 5, when the image obtained in S <b> 1 is an
尚、中心検出閾値THの値が小さい場合や画像の各画素の輝度値が全体的に大きい場合等には、S1で得られた画像上において、中心検出閾値TH以上の輝度値を有する画素の領域が広くなり、S1で得られた画像から円形の領域を抽出することができない場合がある。この場合には、調整パラメータ入力部28に入力されている調整パラメータの値を、より大きな値にした上で処理をS2へ戻す必要がある。このような処理は、自動により行うようにしてもよいし、手動により行うようにしてもよい。
In addition, when the value of the center detection threshold TH is small, or when the luminance value of each pixel of the image is large as a whole, on the image obtained in S1, a pixel having a luminance value equal to or higher than the center detection threshold TH is displayed. In some cases, the area becomes wider and a circular area cannot be extracted from the image obtained in S1. In this case, it is necessary to return the process to S2 after setting the value of the adjustment parameter input to the adjustment
続いて、S3で抽出された領域から、上下左右のピークの4点(x座標値が最大となる点及び最小となる点とy座標値が最大となる点及び最小となる点からなる4点)を抽出(検出)する(S4)。尚、ここで言うx座標値及びy座標値に係るxy座標系は、図5に示したxy座標系33のとおりであり、これらの4点を、同図に示したように、R点、L点、U点、D点の4点とする。 Subsequently, from the region extracted in S3, the four points of the top, bottom, left, and right peaks (four points consisting of a point where the x coordinate value is maximum and minimum, a point where the y coordinate value is maximum and a point where the y coordinate value is maximum) ) Is extracted (detected) (S4). Note that the xy coordinate system relating to the x coordinate value and the y coordinate value referred to here is the xy coordinate system 33 shown in FIG. 5, and these four points are represented by the R point, Let it be 4 points of L point, U point, and D point.
続いて、S4で抽出された4点の座標、すなわち、図5に示したように、R点の座標(Xr,Yr)、L点の座標(Xl,Yl)、U点の座標(Xu,Yu)、D点の座標(Xd,Yd)を、画素単位で取得し、そして、それら4点の座標から観察光18の光軸中心(点P)の座標を求める(S5)。尚、この点Pの座標は、次の通りとなる。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the coordinates of the four points extracted in S4, that is, the coordinates of the R point (Xr, Yr), the coordinates of the L point (Xl, Yl), and the coordinates of the U point (Xu, Yu), the coordinates (Xd, Yd) of the point D are acquired in units of pixels, and the coordinates of the optical axis center (point P) of the
続いて、ラジオボタン25のON/OFFチェックを判定する(S6)。ONにチェックが入っている場合は、倍率入力部26・画素サイズ入力部27で設定された各値と点O・点Pの座標から、ずれ量の距離を計算する(S7)。点Oの座標をO(xo,yo)、対物レンズの倍率をMOB、TVアダプタの倍率をMTV、撮像素子の画素サイズをLとすると、x座標方向の距離について下記のようになる。y座標方向についても、同様の計算で算出できる。
Subsequently, an ON / OFF check of the
S7の後、或いは、S6がNoの後は、GUI上のライブ画表示部21に、観察光18の光軸中心を示す点Pの印23と、撮像素子1の中心を示す点Oの印22を表示し、更にラジオボタン25にチェックが有った場合には、S7で求めた点OP間の距離を、点OP間の距離24として表示する(S8)。
After S7 or after S6 is No, the live
このような動作により、撮像素子1の中心と、撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心と、その中心間のずれ量とを、モニタ4に表示することができる。
以上、本実施例に係る撮像装置によれば、観察者は、簡単な操作により、撮像素子1の中心と、撮像素子1に入射する観察光18の光軸中心と、その中心間のずれ量を、明確に確認することができる。そのため、そのずれの存在に気付かずにモニタ観察や撮像が行われてしまうのを防止するほか、そのずれを観察者が確認した場合には、そのずれを手動により調整するためのサポート機能として用いることもできる。
With such an operation, the center of the
As described above, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, the observer can easily shift the center of the
尚、本実施例に係る撮像装置においては、以下のような各種の変形例が考えられる。
例えば、本実施例に係る撮像装置では、観察光18の光軸中心(点P)の座標を中心検出閾値THを用いて求めるようにしたが、他の手法により求めるようにしてもよい。他の手法としては、S1で得られた画像上から所定の数点を取り出し、その輝度値をプロットして、輝度値の分布を2次曲面で近似する手法があげられる。これにより、導出された2次曲面の形状を分析することにより、光軸中心(点P)を求めることが可能となる。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the following various modifications can be considered.
For example, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the coordinates of the optical axis center (point P) of the
また、本実施例に係る撮像装置では、無標本状態の画像に基づいて処理を行う手法を説明したが、図6に示すように、標本17が存在する状態においても、背景が白色となる無標本の位置から抽出されたサンプル点(例えば同図のT1、T2、T3、Tn等)に基づいて処理を行う手法を適用することも可能である。この手法では、予め標本17を撮像して得た画像から彩度値を導出しておき、彩度=0となる箇所であって処理に必要な点をサンプル点として抽出し、そのサンプル点から2次曲面を求めることによって、観察光18の光軸中心(点P)を求めることが可能となる。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the method of performing processing based on the image of the non-sample state has been described. However, as illustrated in FIG. 6, even when the
また、本実施例に係る撮像装置において、倍率入力部26に入力された倍率に応じて、調整パラメータ入力部28に入力される調整パラメータ(一定係数α)を自動的に変更するようにしてもよい。この場合には、入力された対物レンズ13の倍率に応じて調整パラメータを自動的に変更させるようにすること等も可能となる。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the adjustment parameter (constant coefficient α) input to the adjustment
また、本実施例に係る撮像装置では、当該撮像装置に対する操作を、PC3やモニタ4に表示されたGUIを介して受け付けていたが、これらの操作をコントロールボックスなど他の操作部を介して受け付けるようにしてもよい。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, operations for the imaging apparatus are received via the GUI displayed on the
本発明の実施例2に係る撮像装置は、実施例1で説明した点OP間の距離を求めた後、更に、点OP間のずれを自動補正するようにした構成である。
図7及び図8は、本実施例に係る撮像装置の説明に用いる図であり、図7は本実施例に係る撮像装置を含む顕微鏡システムの一部構成を示す図、図8は本実施例に係る動作を示すフローチャートである。尚、本実施例の説明では、実施例1と同様の構成については説明を省略する。
The image pickup apparatus according to the second embodiment of the present invention has a configuration in which, after obtaining the distance between the points OP described in the first embodiment, the deviation between the points OP is further automatically corrected.
7 and 8 are diagrams used to describe the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a partial configuration of a microscope system including the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 8 illustrates the present embodiment. It is a flowchart which shows the operation | movement which concerns on. In the description of the present embodiment, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
始めに図7を用いて、本実施例に係る撮像装置を説明する。
同図に示したように、撮像部2において、撮像素子1は、撮像素子調整ステージ36に設置されており、その撮像素子1が設置されている撮像素子調整ステージ36は、X方向駆動モータ37及びY方向駆動モータ38の駆動により、X方向及びY方向に移動可能に構成されている。尚、これら駆動モータ37、38の駆動制御は、PC3が行う。
First, the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, in the
次に、図8に示すフローチャートに沿って、点OP間のずれを補正する、本実施例に係る動作について説明する。
尚、本動作も、PC3によって行われるものである。
Next, the operation according to the present embodiment for correcting the shift between the points OP will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
This operation is also performed by the
また、本動作開始前においても、撮像素子の画素サイズ入力部27に画素サイズ入力が行われているものとする。そして、その上で、モニタ4に表示されているGUI上の実行ボタン29が観察者により押下されると本動作が開始する。
Further, it is assumed that the pixel size is input to the pixel
図8に示したように、本動作が開始すると、まず、S11では、図4に示したS1乃至S7と同様の処理を行う。但し、本実施例では、ラジオボタン25のチェックの有無にかかわらずS6がYesになるものとする。すなわち、S11では、点P及び点Oの位置を検出して点OP間の距離(x成分及びy成分の距離)を求める。
As shown in FIG. 8, when this operation starts, first, in S11, processing similar to S1 to S7 shown in FIG. 4 is performed. However, in this embodiment, S6 is Yes regardless of whether or not the
続いて、S11で求めた点OP間の距離から点OP間のずれ補正量を求め、当該ずれ補正量に応じたx成分及びy成分の駆動信号を、それぞれX方向駆動モータ37及びY方向駆動モータ38へ出力して(S12)、点OP間のずれ補正を完了する。
Subsequently, a deviation correction amount between the points OP is obtained from the distance between the points OP obtained in S11, and drive signals of the x component and the y component corresponding to the deviation correction amount are respectively driven by the X direction drive
このような動作により、撮像素子1が設置されている撮像素子調整ステージ36が移動し、点OP間のずれが補正される。
以上、本実施例に係る撮像装置によれば、観察者が煩雑な操作を行うことなく、撮像素子1の中心(点O)と撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心(点P)のずれを、自動補正することができる。そのため、そのずれを調整するための細かい調整操作を観察者が行う必要はなく、操作の利便性を格段に向上させることができる。また、シェーディングの偏りを解消することもできるので、観察像の最適化を実現することもできる。
By such an operation, the image
As described above, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, the center (point O) of the
尚、本実施例に係る撮像装置においては、以下のような各種の変形例が考えられる。
例えば、本実施例に係る撮像装置では、撮像素子1が設置された撮像素子調整ステージ36の移動をモータ駆動により行っているが、ピエゾ素子駆動など他の手段により行うようにしてもよい。特に、ピエゾ素子駆動等による画素ずらし機能を既に有している撮像装置に対しては、装置の大幅な改良を要することなく当該補正機能を実装することができる利点がある。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the following various modifications can be considered.
For example, in the image pickup apparatus according to the present embodiment, the image pickup
また、本実施例に係る撮像装置において、点OP間のずれを自動補正する際の補正可能な距離を制限するようにしてもよい。すなわち、撮像素子1へ入射した観察光18の光軸中心が撮像素子1の中心から一定距離以上離れていた場合には、その旨をモニタ4に表示するなど観察者にその旨を通知して自動補正を行わず、それが一定距離以内にある場合には自動補正を行うようにする。尚、この場合、自動補正を行わないときに、更に、観察者に手動操作による補正を促すようにすることもできる。このような手法を用いれば、撮像素子1の移動可能範囲が狭い撮像装置であっても上記の自動補正を適用可能となる。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the correctable distance may be limited when automatically correcting the deviation between the points OP. That is, when the center of the optical axis of the observation light 18 incident on the
また、本実施例に係る撮像装置において、撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心の位置を対物レンズ13の倍率毎に記憶するようにすることもできる。この場合は、対物レンズ13を変更した際に、変更後の対物レンズ13に対応する光軸中心の位置を読み出し、これに基づいて自動で点OP間のずれを補正するように撮像素子1を移動させることができるので、利便性を向上させることができる。
Further, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the position of the optical axis center of the observation light 18 incident on the
また、本実施例に係る撮像装置では、撮像素子1が設置された撮像素子調整ステージ36の移動により自動補正する手法を説明したが、本実施例に係る撮像装置を含むシステムにおいて、顕微鏡本体1のコンデンサレンズ15を電動駆動により移動させることにより、撮像素子1へ入射する観察光18の光軸中心を撮像素子1の中心へ合わせるようにして自動補正を行うようにしてもよい。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the method of automatically correcting by moving the imaging
次に、本発明における第3の実施例について説明する。図9は本実施例の説明に用いるフローチャート、図10は本実施例の説明に用いるGUIの図、図11は本実施例に用いるテーブル図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart used to describe the present embodiment, FIG. 10 is a GUI diagram used to describe the present embodiment, and FIG. 11 is a table diagram used in the present embodiment.
本実施例において、PC3では撮像素子1で画像を取得した際に発生する、光軸中心からの周辺光量低下補正情報(以下、シェーディング補正情報)を予め記憶しているものとする。保持しているシェーディング補正情報は、図11に示す表の通り、各対物レンズ13・TVアダプタ6を組み合わせて使用した際に発生する各位置でのシェーディング補正情報ShOB,TV(x,y)の他、それらの光学組み合わせ情報が不明な際に引用する代表的なシェーディング補正情報Sh-,-(x,y)を保持しているものとする。
In the present embodiment, it is assumed that the
また、図10のGUIにおいて、101は21と同様ライブ画表示部、102はシェーディング補正の実行の有無を選択するラジオボタン、103は26と同じ倍率入力部である。また、104は撮像ボタンであり、押下することで画像を取得、PC3内に保存する。
In the GUI of FIG. 10, 101 is a live image display unit similar to 21, 102 is a radio button for selecting whether to perform shading correction, and 103 is the same magnification input unit as 26.
次に、図9に示すフローチャートに沿って、本実施例による画像処理手法について説明する。
観察者が、図3に示すGUI上のcalculateボタン29を押下すると、本動作が開始する。図4に示すS5までは、第1実施例と同様である。このとき、光軸中心位置をPC3内に保持する(S22)。
Next, the image processing method according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
This operation starts when the observer presses the calculate
その後、観察者はステージ14に標本17を載せ(S23)、図10のGUIにて104を押下し、通常の画像取得操作を行う(S24)。このとき、標本画像を取得(S24)後、ラジオボタン102のチェックを判定する(S25)。ONであった場合、PC3によって画像補正が行われる(S26)。
Thereafter, the observer places the
このときの画像補正処理について説明する。
はじめに、倍率入力部103に設定された入力値を参照し、PC3からその組み合わせに相当するシェーディング補正情報ShOB,TV(x,y)を取得する。次に、点Pの位置を基準とするために、シェーディング補正式に対し点Pと点Oの距離分だけ参照値をずらす。これにより、中心座標をずらしてシェーディング補正をかけることができるようになる。
The image correction process at this time will be described.
First, the input value set in the
S25にてラジオボタン25がOFFであった場合、S24で取得した画像をそのままPC3内に保存する(S27)。
以上の手法により、画像の周辺光量ムラを補正することができる。
If the
By the above method, the peripheral light amount unevenness of the image can be corrected.
以上、本実施例に係る撮像装置によれば、撮像素子1の中心と撮像素子1へ入射する観察光の光軸中心がずれたままであっても、標本画像の周辺光量ムラ(シェーディング)を適切に補正することができる。尚、周辺光量ムラを補正する際の基準を画像中心(撮像素子1の中心)とした場合、撮像素子1へ入射する観察光の光軸中心が撮像素子1の中心からずれると、光量が最大となる箇所を基準にすることができないが、本実施例に係る手法によれば、撮像素子1へ入射する観察光の光軸中心を基準と定めることができるため、最適な画像補正を行うことができる。
As described above, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, even if the center of the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。 The present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した各実施例に係る撮像装置の構成又は及び動作に、他の実施例に係る撮像装置の構成又は及び動作を組み合わせて構成することも可能である。 For example, the configuration or operation of the imaging apparatus according to each of the above embodiments may be combined with the configuration or operation of the imaging apparatus according to another embodiment.
1 撮像素子
2 撮像部
3 PC
4 モニタ
5 嵌合部
6 テレビアダプタ
7 嵌合部
8 接眼レンズ
9 鏡筒
10 嵌合部
11 顕微鏡本体
12 レボルバ
13 対物レンズ
14 ステージ
15 コンデンサレンズ
16 ランプハウス
17 標本
18 観察光
21 ライブ画表示部
22 撮像素子の中心を示す印
23 観察光の光軸中心を示す印
24 中心間の距離
25 ラジオボタン
26 倍率入力部
27 画素サイズ入力部
28 調整パラメータ入力部
29 実行ボタン
31 画像
32 円形領域
33 xy座標系
36 撮像素子調整ステージ
37 X方向駆動モータ
38 Y方向駆動モータ
101 ライブ画表示部
102 ラジオボタン
103 倍率入力部
104 撮像ボタン
1
4 monitor 5
Claims (8)
前記撮像素子により撮像された前記入射光の画像から、前記撮像素子の中心の位置と前記撮像素子へ入射した前記入射光の光軸中心の位置とを検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とを表示する位置表示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor for imaging incident light from an optical device;
Position detection means for detecting the position of the center of the image sensor and the position of the center of the optical axis of the incident light incident on the image sensor from the image of the incident light imaged by the image sensor;
Position display means for displaying the position of the center of the image sensor detected by the position detection means and the position of the optical axis center of the incident light;
An imaging apparatus comprising:
前記距離算出手段により算出された距離を表示する距離表示手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Distance calculating means for calculating a distance between the position of the center of the image sensor detected by the position detecting means and the position of the optical axis center of the incident light;
Distance display means for displaying the distance calculated by the distance calculation means;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
前記位置検出手段により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とが一致するように、前記撮像素子を前記移動手段により移動させる、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。 A moving means for moving the image sensor;
Moving the imaging element by the moving means so that the position of the center of the imaging element detected by the position detection means and the position of the optical axis center of the incident light coincide with each other;
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記入射光を前記撮像素子で撮像した際に発生する、光軸中心からの減光度情報を予め記憶した記憶手段と、
前記入射光の光軸中心の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された光軸中心位置を基準とし、前記記憶手段に記憶された減光度情報を用いて撮像画像の周辺光量ムラを均一に補正する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor for imaging incident light from an optical device;
Storage means for preliminarily storing dimming degree information from the optical axis center, which is generated when the incident light is imaged by the imaging device;
Position detecting means for detecting the position of the center of the optical axis of the incident light;
An image processing unit that uniformly corrects the peripheral light amount unevenness of the captured image using the dimming degree information stored in the storage unit on the basis of the optical axis center position detected by the position detection unit;
An imaging apparatus comprising:
光学機器からの入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像から、前記撮像素子の中心の位置と前記撮像素子へ入射した前記入射光の光軸中心の位置とを検出し、
検出した前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とを表示する、
ことを特徴とする撮像装置の表示方法。 A display method for an imaging apparatus including an imaging element,
From the image obtained by imaging the incident light from the optical device with the image sensor, the center position of the image sensor and the position of the optical axis center of the incident light incident on the image sensor are detected,
Displaying the detected position of the center of the image sensor and the position of the optical axis center of the incident light;
A display method for an image pickup apparatus.
光学機器からの第1の入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像から、前記撮像素子へ入射した前記第1の入射光の光軸中心の位置を検出し、
検出した前記第1の入射光の光軸中心の位置の画素値を基準値として、前記光学機器からの第2の入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像の周辺光量ムラを均一に補正する、
ことを特徴とする撮像装置の表示方法。 An image processing method of an imaging apparatus including an imaging element,
From the image obtained by imaging the first incident light from the optical device with the imaging device, the position of the optical axis center of the first incident light incident on the imaging device is detected,
Using the detected pixel value at the center of the optical axis of the first incident light as a reference value, the peripheral light amount unevenness of the image obtained by imaging the second incident light from the optical device with the image sensor is made uniform. to correct,
A display method for an image pickup apparatus.
光学機器からの入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像から、前記撮像素子の中心の位置と前記撮像素子へ入射した前記入射光の光軸中心の位置とを検出する位置検出機能と、
前記位置検出機能により検出された前記撮像素子の中心の位置と前記入射光の光軸中心の位置とを表示する表示機能と、
を実現させるためのプログラム。 In the computer of the imaging device provided with the imaging element,
A position detection function for detecting the position of the center of the imaging element and the position of the center of the optical axis of the incident light incident on the imaging element from an image obtained by imaging incident light from an optical device by the imaging element; ,
A display function for displaying the position of the center of the image sensor detected by the position detection function and the position of the optical axis center of the incident light;
A program to realize
光学機器からの第1の入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像から、前記撮像素子へ入射した前記第1の入射光の光軸中心の位置を検出する位置検出機能と、
前記位置検出機能により検出された前記第1の入射光の光軸中心の位置の画素値を基準値として、前記光学機器からの第2の入射光を前記撮像素子により撮像して得た画像の周辺光量ムラを均一に補正する画像処理機能と、
を実現させるためのプログラム。 In the computer of the imaging device provided with the imaging element,
A position detection function for detecting the position of the center of the optical axis of the first incident light incident on the image sensor from an image obtained by imaging the first incident light from the optical device with the image sensor;
An image obtained by imaging the second incident light from the optical device with the image sensor using the pixel value at the center of the optical axis of the first incident light detected by the position detection function as a reference value. An image processing function that uniformly corrects unevenness in the amount of ambient light,
A program to realize
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