JP2008197612A - 画像表示装置および画像表示プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学系103にて観察された入力画像は画像メモリ107に順次格納され、画像メモリ107に格納された入力画像は合焦度計算部111にて合焦度が計算された後、その合焦度が合焦度記憶部112に記憶され、合焦判定処理部113は、合焦度記憶部112に記憶された過去の入力画像の合焦度と、合焦度計算部111にて算出された現在の入力画像の合焦度とを比較し、その比較結果に基づいて入力画像の合焦判定を行うことで、震動による焦点のずれが入力画像に発生しているかどうかを判断し、震動による焦点のずれが入力画像に発生していない場合には、その入力画像を観察画像として表示画像処理部108に出力する。
【選択図】 図1
Description
図10は、従来の画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図10において、画像表示装置406には、光学系403から送られた観察画像を格納する画像メモリ407および表示画像処理部408が設けられている。ここで、表示画像処理部408は、光学系403から送られた倍率情報およびXYステージ402から送られた位置情報に基づいて観察位置をマップ上に表示しながら、画像メモリ407に格納された観察画像を表示画像に加工してモニタ405に表示させることができる。
そして、光学系403にて観察される観察画像は画像メモリ407に送られ、画像メモリ407に順次格納される。そして、画像メモリ407に格納された観察画像は表示画像処理部408にて表示画像に加工され、表示画像処理部408からモニタ405に送られることで、観察画像がモニタ405に表示される。
さらに、特許文献2には、基板像を合焦させるように顕微鏡を制御し、合焦位置固定後に基板像の合焦程度を示す合焦信号を出力し、その合焦信号に基づいて基板像の合焦程度が高くなるタイミングに合せて撮像手段からの画像信号を取り込むタイミング信号を出力する方法が開示されている。
さらに、観察画像に基づいて合焦度を判定する場合には、震動による焦点のずれが発生すると、合焦度の判定に悪影響を及ぼすことから、ピント調整に時間がかかるという問題もあった。
そして、ピントがぼけたり、観察画像が震えたりすると、観察者自身が揺れているように感じることがあり、観察者が疲れやすくなるという問題もあった。
そこで、本発明の目的は、震動による焦点のずれが発生する状況下においても、ピント調整にかかる時間と手間を軽減しつつ、焦点の合った画像を表示させることが可能な画像表示装置および画像表示プログラムを提供することである。
また、請求項2記載の画像表示装置によれば、前記合焦監視手段は、前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算する合焦度計算手段と、前記合焦度計算手段にて計算された合焦度を記憶する合焦度記憶手段と、前記合焦度記憶手段に記憶された合焦度に基づいて前記入力画像の合焦判定を行う合焦判定処理手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項5記載の画像表示装置によれば、前記相関監視手段は、前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算する相関値計算手段と、前記相関値計算手段にて計算された相関値を記憶する相関値記憶手段と、前記相関値記憶手段に記憶された相関値に基づいて前記入力画像間の相関判定を行う相関判定処理手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項7記載の画像表示装置によれば、光学系から入力された入力画像の合焦度の変動を監視する合焦監視手段と、前記光学系から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視する相関監視手段と、前記合焦監視手段にて監視される入力画像の合焦度の変動および前記相関監視手段にて監視される入力画像間の相関に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させる表示画像処理手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項11記載の画像表示プログラムによれば、前記入力画像の合焦度の変動を監視するステップは、前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算するステップと、前記計算された合焦度を記憶させるステップと、前回入力された入力画像の合焦度と今回入力された入力画像の合焦度との差分を算出するステップと、前記算出された合焦度の差分をしきい値と比較するステップと、前記算出された合焦度の差分が前記しきい値以下である場合、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとを備えることを特徴とする。
また、請求項13記載の画像表示プログラムによれば、前記入力画像間の相関を監視するステップは、前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算するステップと、前記計算された相関値を記憶させるステップと、前記算出された相関値をしきい値と比較するステップと、前記算出された相関値が前記しきい値を超える場合、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとを備えることを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図1において、画像表示装置106には、光学系103から送られた入力画像を記憶する画像メモリ107、光学系103から入力された入力画像の合焦度の変動を監視する合焦監視部109および表示画像処理部108が設けられている。なお、表示画像処理部108は、光学系103から送られた倍率情報およびXYステージ102から送られた位置情報に基づいて観察位置をマップ上に表示しながら、画像メモリ107に格納された入力画像を表示画像に加工してモニタ105に表示させることができる。
また、光学系103には、入力画像の倍率を切り替える倍率切替機構104が設けられ、光学系103は入力画像の倍率情報を表示画像処理部108に出力することができる。また、XYステージ102は、被検体101をXY方向に移動させることができ、その時の移動量に基づいて被検体101のXY方向の位置を算出し、被検体101の位置情報として表示画像処理部108に出力することができる。また、合焦判定処理部113には、合焦度を判定するしきい値を外部から取り込むためのユーザインターフェース110が接続されている。
そして、被検体101の観察位置および倍率が決定すると、その観察位置および倍率が固定された状態で光学系103にて観察された入力画像は画像メモリ107に送られ、画像メモリ107に順次格納される。なお、画像メモリ107への入力画像の取り込み間隔は、XYステージ102や光学系103などの震動周期よりも短くなるように設定することが好ましい。そして、画像メモリ107に格納された入力画像は合焦度計算部111に送られ、合焦度計算部111にて合焦度が計算された後、その合焦度が合焦度記憶部112に記憶される。なお、合焦度の計算方法としては、例えば、入力画像全体または入力画像の特定の領域のエッジ強度に基づいて合焦度を計算することができる。
一方、震動による焦点のずれが観察画像に発生している場合、合焦判定処理部113は、入力画像の更新指示を行うことにより、画像メモリ107から送られる入力画像を更新し、その更新された入力画像について合焦判定を行う。
なお、画像表示装置106としては、例えば、パーソナルコンピュータを用いることができる。そして、合焦度計算部111および合焦判定処理部113は、これらのブロックで行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させることにより実現することができる。
また、合焦度計算部111および合焦判定処理部113で行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させる場合、スタンドアロン型コンピュータで実行させるようにしてもよく、ネットワークに接続された複数のコンピュータに分散処理させるようにしてもよい。
図2において、画像表示装置206には、光学系から送られた入力画像を記憶する画像メモリ207、光学系から入力された入力画像の合焦度を計算する合焦度計算部211、合焦度計算部211にて計算された合焦度を記憶する合焦度記憶部212および合焦度記憶部212に記憶された合焦度に基づいて入力画像の合焦判定を行う合焦判定処理部213が設けられている。
そして、過去の入力画像の合焦度が合焦度記憶部212に記憶されると、差分器214は、合焦度記憶部212に記憶された前回の入力画像の合焦度と、合焦度計算部211にて算出された現在の入力画像の合焦度との差分を計算し、その合焦度の差分を比較器216に送る。そして、比較器216は、合焦度の差分を差分器214から受け取ると、その合焦度の差分をしきい値と比較し、その合焦度の差分がしきい値以下であるかどうかを判断する。
一方、震動による焦点のずれが観察画像に発生している場合、比較器216は、入力画像の更新指示を行うことにより、画像メモリ207から合焦度計算部211に送られる入力画像を更新し、合焦度計算部211は、その更新された入力画像について合焦度を計算することができる。
図3において、入力画像の取り込み回数をn、合焦度をfnとすると、画像表示装置206は、初期化を行うことにより、n=0、fn=0に設定する(ステップS301)。なお、観察箇所を変えるために図1のXYステージを移動させたり、倍率を変えるために図1の倍率切替機構104を操作したりした場合に初期化を行うことができ、nは0に戻ることができる。
そして、差分器214は、合焦度記憶部112に記憶された前回の入力画像の合焦度合焦度fn-1と、合焦度計算部211にて算出された現在の入力画像の合焦度fnとの差分D=|fn−fn-1|を計算し(ステップS305)、その合焦度の差分Dを比較器216に送る。そして、比較器216は、差分器214にて計算された合焦度の差分Dをしきい値Thと比較し、その合焦度の差分Dがしきい値Th以下であるかどうかを判断する(ステップS306)。
一方、差分器214にて計算された合焦度の差分Dがしきい値Thよりも大きい場合、nを1だけインクリメントしてから(ステップS308)、ステップS302に戻って以上の処理を繰り返す。
これにより、震動による焦点のずれが発生する状況下においても、ピント調整に多大な時間や手間をかけることなく、焦点のずれた観察画像が表示されるのを防止することができ、観察画像の観察を効率よく行うことができる。
図4において、画像表示装置506には、光学系503から今回送られた入力画像を記憶する画像メモリ507、光学系503から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視する相関監視部509および表示画像処理部508が設けられている。なお、表示画像処理部508は、光学系503から送られた倍率情報およびXYステージ502から送られた位置情報に基づいて観察位置をマップ上に表示しながら、画像メモリ507に格納された入力画像を表示画像に加工してモニタ505に表示させることができる。
そして、被検体501の観察位置および倍率が決定すると、その観察位置および倍率が固定された状態で光学系503にて観察された入力画像は画像メモリ507に送られ、画像メモリ507に順次格納される。なお、画像メモリ507への入力画像の取り込み間隔は、XYステージ502や光学系503などの震動周期よりも短くなるように設定することが好ましい。
そして、表示画像処理部508に観察画像が出力されると、表示画像処理部508にて表示画像に加工され、表示画像処理部508からモニタ505に送られることで、観察画像がモニタ505に表示される。
これにより、震動による入力画像の揺れが発生する状況下において連続的に撮像された入力画像の中から、揺れの少ない入力画像を自動的に選択してモニタ505に表示させることができる。このため、画像表示装置506の震動による影響を排除するために、観察者が画像を連続して観察しながら観察画像の変化が止まったのを確認してフリーズする必要がなくなり、震動による画像の揺れが発生する状況下においても、画像の揺れが静まるまで待機することなく、震動による揺れの少ない観察画像を表示させることができる。
図5において、画像表示装置606には、光学系から今回送られた入力画像を記憶する画像メモリ607、光学系から前回送られた入力画像を記憶する画像メモリ610、光学系から入力された入力画像間の相関値を計算する相関値計算部611、相関値計算部611にて計算された相関値を記憶する相関値記憶部612および相関値記憶部612に記憶された相関値に基づいて入力画像間の相関判定を行う相関判定処理部613が設けられている。
一方、震動による揺れが観察画像に発生している場合、比較器615は、入力画像の更新指示を行うことにより、画像メモリ607から画像メモリ610および相関値計算部611に送られる入力画像を更新し、相関値計算部611は、その更新された入力画像について相関値を計算することができる。
図6において、入力画像の取り込み回数をn、相関値をgnとすると、画像表示装置606は、初期化を行うことにより、n=0、gn=0に設定する(ステップS701)。なお、観察箇所を変えるために図4のXYステージを移動させたり、倍率を変えるために図4の倍率切替機構504を操作したりした場合に初期化を行うことができ、nは0に戻ることができる。
そして、相関値記憶部612に記憶された相関値gnがしきい値Th2を超える場合、比較器615は、画像メモリ607に格納された入力画像を切り替え器616を介して表示画像処理部608に送る(ステップS707)。
これにより、震動による画像の揺れが発生する状況下においても、画像の揺れが静まるまで待機することなく、揺れが発生している観察画像が表示されるのを防止することができ、観察画像の観察を効率よく行うことができる。
なお、上述した実施形態では、順次入力された2枚の入力画像の相関値gnに基づいて、震動による入力画像の揺れが発生しているかどうかを判断する方法について説明したが、順次入力された3枚以上の入力画像の相関値gnに基づいて、震動による入力画像の揺れが発生しているかどうかを判断するようにしてもよい。
図7において、画像表示装置806には、光学系803から送られた入力画像を記憶する画像メモリ807、光学系803から入力された入力画像の合焦度の変動および光学系803から入力された入力画像間の相関を監視する合焦相関監視部809および表示画像処理部808が設けられている。なお、表示画像処理部808は、光学系803から送られた倍率情報およびXYステージ802から送られた位置情報に基づいて観察位置をマップ上に表示しながら、画像メモリ807に格納された入力画像を表示画像に加工してモニタ805に表示させることができる。
そして、被検体801の観察位置および倍率が決定すると、その観察位置および倍率が固定された状態で光学系803にて観察された入力画像は画像メモリ807に送られ、画像メモリ807に順次格納される。なお、画像メモリ807への入力画像の取り込み間隔は、XYステージ802や光学系803などの震動周期よりも短くなるように設定することが好ましい。
また、画像メモリ807に格納された入力画像は画像メモリ813に送られ、画像メモリ807には、光学系803を介して今回送られた入力画像が記憶されるとともに、画像メモリ813には、光学系803を介して前回送られた入力画像が記憶される。そして、画像メモリ807、813にそれぞれ格納された入力画像は相関計算部814に送られ、相関計算部814にて相関値が計算された後、その相関値が相関値記憶部815に記憶される。
一方、震動による焦点のずれが観察画像に発生しているか、あるいは震動による揺れが入力画像に発生している場合には、合焦判定処理部812は、入力画像の更新指示を行うことにより、画像メモリ807から送られる入力画像を更新し、その更新された入力画像について合焦判定および相関判定を行う。
図8において、画像表示装置906には、光学系から送られた入力画像を記憶する画像メモリ907、光学系から入力された入力画像の合焦度を計算する合焦度計算部910、合焦度計算部910にて計算された合焦度を記憶する合焦度記憶部911、光学系から前回送られた入力画像を記憶する画像メモリ916、光学系から入力された入力画像間の相関値を計算する相関値計算部917、相関値計算部917にて計算された相関値を記憶する相関値記憶部918および合焦度記憶部911に記憶された合焦度および相関値記憶部918に記憶された相関値に基づいて入力画像の合焦相関判定を行う合焦相関判定処理部912が設けられている。
そして、過去の入力画像の合焦度が合焦度記憶部911に記憶されると、差分器913は、合焦度記憶部911に記憶された前回の入力画像の合焦度と、合焦度計算部910にて算出された現在の入力画像の合焦度との差分を計算し、その合焦度の差分を比較器915に送る。そして、比較器915は、合焦度の差分を差分器913から受け取ると、その合焦度の差分を第1のしきい値と比較し、その比較結果を論理積回路921に送る。
一方、震動による焦点のずれが観察画像に発生しているか、あるいは震動による揺れが観察画像に発生している場合、論理積回路921は、入力画像の更新指示を行うことにより、画像メモリ907から合焦度計算部910、画像メモリ916および相関計算部917に送られる入力画像を更新し、合焦度計算部910は、その更新された入力画像について合焦度を計算するとともに、相関計算部917は、その更新された入力画像について相関値を計算することができる。
図9において、入力画像の取り込み回数をn、合焦度をfn、相関値をgnとすると、画像表示装置906は、初期化を行うことにより、n=0、fn=0、gn=0に設定する(ステップS1001)。なお、観察箇所を変えるために図8のXYステージを移動させたり、倍率を変えるために図7の倍率切替機構804を操作したりした場合に初期化を行うことができ、nは0に戻ることができる。
そして、図8の差分器913は、合焦度記憶部912に記憶された前回の入力画像の合焦度合焦度fn-1と、合焦度計算部911にて算出された現在の入力画像の合焦度fnとの差分D=|fn−fn-1|を計算し(ステップS1004)、その合焦度の差分Dを比較器915に送る。
そして、比較器915にて比較された合焦度の差分Dがしきい値Th以下であり、かつ比較器920にて比較された相関値gnがしきい値Th2を超える場合、切り替え器922は、画像メモリ907に格納された入力画像を表示画像処理部908に送る(ステップS1007)。
102、502、802 XYステージ
103、503、803 光学系
104、504、804 倍率切替機構
105、505、805 モニタ
106、206、506、806、906 画像表示装置
107、207、507、510、607、610、807、813、907、916 画像メモリ
108、208、508、608、808、908 表示画像処理部
109 合焦監視部
110、210、514、609、816、909 ユーザインターフェース
111、211、810、910 合焦度計算部
112、212、811、911 合焦度記憶部
113、213 合焦判定処理部
214、913 差分器
215、614、914 しきい値設定部
216、615、915 比較器
217、616、922 切り替え器
509 振動監視部
511、611、814、815、917 相関計算部
512、612、918 相関値記憶部
513、613 振動判定処理部
809 合焦振動監視部
812、912 合焦振動判定処理部
921 論理積回路
Claims (15)
- 光学系から入力された入力画像の合焦度の変動を監視する合焦監視手段と、
前記合焦監視手段にて監視される入力画像の合焦度の変動に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させる表示画像処理手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記合焦監視手段は、
前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算する合焦度計算手段と、
前記合焦度計算手段にて計算された合焦度を記憶する合焦度記憶手段と、
前記合焦度記憶手段に記憶された合焦度に基づいて前記入力画像の合焦判定を行う合焦判定処理手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記合焦判定処理手段は、
前回入力された入力画像の合焦度と今回入力された入力画像の合焦度との差分を算出する差分器と、
前記差分器にて算出された合焦度の差分をしきい値と比較する比較器とを備え、
前記表示画像処理手段は、前記差分器にて算出された合焦度の差分が前記しきい値以下である場合、前記入力画像を表示画面上に表示させることを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 - 光学系から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視する相関監視手段と、
前記相関監視手段にて監視される入力画像間の相関に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させる表示画像処理手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記相関監視手段は、
前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算する相関値計算手段と、
前記相関値計算手段にて計算された相関値を記憶する相関値記憶手段と、
前記相関値記憶手段に記憶された相関値に基づいて前記入力画像間の相関判定を行う相関判定処理手段とを備えることを特徴とする請求項4記載の画像表示装置。 - 前記相関判定処理手段は、
前記相関値記憶手段に記憶された相関値をしきい値と比較する比較器を備え、
前記表示画像処理手段は、前記相関値記憶手段に記憶された相関値が前記しきい値を超える場合、前記入力画像を表示画面上に表示させることを特徴とする請求項5記載の画像表示装置。 - 光学系から入力された入力画像の合焦度の変動を監視する合焦監視手段と、
前記光学系から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視する相関監視手段と、
前記合焦監視手段にて監視される入力画像の合焦度の変動および前記相関監視手段にて監視される入力画像間の相関に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させる表示画像処理手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記合焦監視手段は、
前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算する合焦度計算手段と、
前記合焦度計算手段にて計算された合焦度を記憶する合焦度記憶手段と、
前記合焦度記憶手段に記憶された合焦度に基づいて前記入力画像の合焦判定を行う合焦判定処理手段とを備え、
前記相関監視手段は、
前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算する相関値計算手段と、
前記相関値計算手段にて計算された相関値を記憶する相関値記憶手段と、
前記相関値記憶手段に記憶された相関値に基づいて前記入力画像間の相関判定を行う相関判定処理手段とを備えることを特徴とする請求項7記載の画像表示装置。 - 前記合焦判定処理手段は、
前回入力された入力画像の合焦度と今回入力された入力画像の合焦度との差分を算出する差分器と、
前記差分器にて算出された合焦度の差分を第1のしきい値と比較する第1の比較器とを備え、
前記相関判定処理手段は、
前記相関値記憶手段に記憶された相関値を第2のしきい値と比較する第2の比較器を備え、
前記表示画像処理手段は、前記差分器にて算出された合焦度の差分が前記第1のしきい値以下でかつ前記相関値記憶手段に記憶された相関値が前記第2のしきい値を超える場合、前記入力画像を表示画面上に表示させることを特徴とする請求項8記載の画像表示装置。 - 光学系から入力された入力画像の合焦度の変動を監視するステップと、
前記監視される入力画像の合焦度の変動に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。 - 前記入力画像の合焦度の変動を監視するステップは、
前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算するステップと、
前記計算された合焦度を記憶させるステップと、
前回入力された入力画像の合焦度と今回入力された入力画像の合焦度との差分を算出するステップと、
前記算出された合焦度の差分をしきい値と比較するステップと、
前記算出された合焦度の差分が前記しきい値以下である場合、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとを備えることを特徴とする請求項10記載の画像表示プログラム。 - 光学系から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視するステップと、
前記監視される入力画像間の相関に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。 - 前記入力画像間の相関を監視するステップは、
前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算するステップと、
前記計算された相関値を記憶させるステップと、
前記算出された相関値をしきい値と比較するステップと、
前記算出された相関値が前記しきい値を超える場合、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとを備えることを特徴とする請求項12記載の画像表示プログラム。 - 光学系から入力された入力画像の合焦度の変動を監視するステップと、
前記光学系から前回入力された入力画像と今回入力された入力画像との相関を監視するステップと、
前記監視される入力画像の合焦度の変動および前記入力画像間の相関に基づいて、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。 - 前記光学系から入力された入力画像の合焦度を計算するステップと、
前記計算された合焦度を記憶させるステップと、
前回入力された入力画像の合焦度と今回入力された入力画像の合焦度との差分を算出するステップと、
前記算出された合焦度の差分を第1のしきい値と比較するステップと、
前記光学系から入力された入力画像間の相関値を計算するステップと、
前記計算された相関値を記憶させるステップと、
前記算出された相関値を第2のしきい値と比較するステップと、
前記算出された合焦度の差分が前記第1のしきい値以下でかつ前記記憶された相関値が前記第2のしきい値を超える場合、前記入力画像を表示画面上に表示させるステップとを備えることを特徴とする請求項14記載の画像表示プログラム。
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