JP3171662B2 - 顕微鏡用画像情報入力装置 - Google Patents

顕微鏡用画像情報入力装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡による観察像の
撮像や合焦点の検出に適用される顕微鏡用画像情報入力
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、顕微鏡の拡大画像を写真撮影す
る場合、顕微鏡からの画像を結像光学系を通して写真フ
ィルム上に結像しているが、このときの露出時間は顕微
鏡からの画像の輝度を固体撮像素子等の輝度測定素子に
より測定し、この輝度に応じて自動的に設定されてい
る。
【0003】ところが、固体撮像素子には暗時出力が生
じるために、この暗時出力分を取り除くことが行われて
いる。この技術としては例えば特開昭59−19483
号公報に記載されたものがある。これは固体撮像素子に
生じる暗時出力の値を温度及び蓄積時間の関数として予
め記憶しておく。そして、画像入力時に、固体撮像素子
の出力信号から、温度及び蓄積時間に対応した暗時出力
を読み出して減算して除去するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術では暗時出力の除去用として温度検出手段が必要とな
り、又、この温度検出手段を設けたとしても固体撮像素
子内部にある半導体基板の温度は、外部からでは正確に
測定できない。
【0005】そのうえ、固体撮像素子の暗時出力は、温
度が約8℃上昇するごとに2倍に変化するといった指数
関数的に変化する。このため、暗時出力を除去するため
の演算処理が複雑となる。そこで本発明は、簡単な構成
のもので高精度に輝度検出素子の暗時出力の補正ができ
る顕微鏡用画像情報入力装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載による本発
明は、顕微鏡からの画像が入射されるとともに、入射さ
れた画像の輝度を検出する輝度検出素子を有する顕微鏡
用画像情報入力装置において、顕微鏡からの画像を輝度
検出素子に対して伝達又はしゃ断する手段と、輝度検出
素子への画像入射がしゃ断されたときの輝度検出素子の
暗時出力を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶さ
れた暗時出力に基づいて輝度検出素子に対する補正値を
求める補正手段とを具備して上記目的を達成しようとす
る顕微鏡用画像情報入力装置である。
【0007】請求項2記載による本発明は、請求項1記
載の顕微鏡用画像情報入力装置において、画像を輝度検
出素子に対して伝達又はしゃ断する手段は、顕微鏡と輝
度検出素子との間に設けられた光路切換手段である。
求項3記載による本発明は、請求項1又は2記載の顕微
鏡用画像情報入力装置において、記憶手段は、輝度検出
素子の蓄積時間と暗時出力とを対応させて記憶するもの
である。 請求項4記載による本発明は、請求項1又は2
記載の顕微鏡用画像情報入力装置において、記憶手段
は、輝度検出素子の互いに異なる複数の蓄積時間に対し
てそれぞれ対応する複数の暗時出力を記憶するものであ
る。 請求項5記載による本発明は、顕微鏡からの画像が
入射されるとともに、入射された画像の輝度を検出する
輝度検出素子を有する顕微鏡用画像情報入力装置におい
て、少なくとも電源投入時に輝度検出素子に対する暗時
出力を求めて記憶する手段と、この記憶された暗時出力
に基づいて輝度検出素子のノイズ成分値を求める手段
と、画像に対する輝度検出素子の出力からノイズ成分値
を除去することにより、画像の輝度を算出するととも
に、この算出された輝度に基づいて露出時間を決定する
手段とを具備して上記目的を達成しようとする顕微鏡用
画像情報入力装置である。
【0008】
【作用】このような手段を備えたことにより、通常時、
顕微鏡からの画像は輝度検出素子に入射して輝度が検出
される
【0009】一方、補正値を求める場合、結像光学系か
ら輝度検出素子に対する画像の伝達が光路切換手段によ
りしゃ断され、このときに輝度検出素子の暗時出力に基
づいて補正手段により輝度検出素子に対する補正値が求
められる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図面を参
照して説明する。
【0011】図1は顕微鏡用画像情報入力装置の構成図
である。結像光学系1には、顕微鏡からの画像Qが入射
している。この結像光学系1は、入射した画像Qを電磁
シャッター2を通して写真フィルム3上に結像し、かつ
画像Qを写真フィルム3側又は輝度検出素子4側に切換
えて投影する機能を有している。具体的には光学系5及
び光路切換手段6を有している。
【0012】輝度検出素子4は、素子駆動回路7によっ
て駆動され、結像光学系1からの画像を受光し、その輝
度に応じた出力信号を得るものである。又、この輝度検
出素子4には素子出力補正回路8を介して制御回路9が
接続されている。
【0013】この素子出力補正回路8は、光路切換手段
6により輝度検出素子4への画像入射がしゃ断されたと
きに、輝度検出素子4の暗時出力を入力してその蓄積時
間tと暗時出力Dとを対応させて記憶し、これら暗時出
力Dから輝度検出素子4の補正値、つまりノイズ成分値
を求める機能を有している。
【0014】この場合、素子出力補正回路8は、輝度検
出素子4がCCDであれば、各画素の各暗時出力から各
画素素子に対するノイズ成分値を求める機能を有するも
のとなり、又、シリコンダイオードであれば、その出力
電流を積分する回路等を設け、異なる蓄積時間(積分時
間)に対する各電流値を求めることになる。
【0015】制御回路9は、顕微鏡からの画像Qを写真
撮影する場合、素子出力補正回路8からノイズ成分値を
受け、輝度検出素子4の出力信号からノイズ成分を除去
し、その信号から画像Qの輝度を求め、この輝度に応じ
た露出時間を求めてシャッター駆動回路10を駆動制御
する機能を有している。なお、制御回路9には、写真撮
影動作等をコントロールするためのマン・マシン・イン
タフェース11が接続されている。次に上記の如く構成
された装置の作用について説明する。 (1) 通常の写真撮影の場合
【0016】この場合、顕微鏡からの画像Qは、結像光
学系1の光学系5に入射し、光路切換手段6によりその
光量の全てが輝度検出素子4に入射する。この輝度検出
素子4は、受光した画像Qの輝度を検出してその輝度に
応じた信号を出力する。この出力信号は素子出力補正回
路8を通って制御回路9に入力する。
【0017】この制御回路9は、素子出力補正回路8に
より予め求められたノイズ成分値を受け、輝度検出素子
4の出力信号からノイズ成分を除去し、その信号から画
像Qの輝度を求める。そして、制御回路9は、この輝度
に応じた露出時間を求めてシャッター駆動回路10を駆
動制御し、かつ光路切換手段6の光路を切り換え制御す
る。
【0018】これにより顕微鏡からの画像Qは結像光学
系1の光学系5を通って光路切換手段6により光路が切
換られ、顕微鏡からの画像Qは電磁シャッター2を通っ
て写真フィルム3上に露出時間に応じた期間だけ結像さ
れる。 (2) ノイズ成分値を求める場合
【0019】このノイズ成分値は、輝度検出素子4の特
性、輝度検出素子4の出力回路の特性等により生じるも
のであり、そのレベルは周囲温度変化に応じて変化す
る。従って、このノイズ成分値を求める時は、少なくと
電源投入時、そしてこれ以降は一定時間毎に行われ
る。この一定時間は、装置の置かれている環境の特性、
装置内の温度変化特性等に応じて設定される。
【0020】制御回路9は光路切換手段6の光路を切換
制御し、顕微鏡からの画像Qを電磁シャッター2側に投
影する。なお、電磁シャッター2は閉じている。従っ
て、輝度検出素子4には、画像Q及び外部光が全く入射
しなくなる。この状態において輝度検出素子4には暗時
出力が生じる。
【0021】ここで、素子出力補正回路8は、輝度検出
素子4の暗時出力を、蓄積時間tに応じて記憶する。例
えば、素子出力補正回路8は、図2に示すように蓄積時
間tをT1 、T2 、…Tmとしたときの暗時出力D1 、
D2 、…Dmを記憶する。なお、蓄積時間T2 はT1 の
2倍の期間となっている。ここで、 D2 −D1 は蓄積時間T1 に依存するノイズ成分であり、 D1 −(D2 −D1 )=2D1 −D2 は、蓄積時間tの期間に依存しないノイズ成分である。
従って、蓄積時間Tmのときの暗時出力(ノイズ成分
値)Dmは、 Dm=(2D1 −D2 )+(D2 −D1 )Tm/T1 により表される。かくして、素子出力補正回路8は、こ
のノイズ成分値Dmを演算して求め、内蔵する補正メモ
リに記憶する。この後、制御回路9は、光路切換手段6
に対する光路切換制御を行って通常の写真撮影に移る。
【0022】なお、ノイズ成分値を求めるタイミング
に、マン・マシン・インタフェース11からレリーズ開
始信号が制御回路9に入力すると、制御回路9はレリー
ズ開始信号を受けて露出動作を優先して処理する。
【0023】このように上記第1実施例においては、ノ
イズ成分値Dmを求める時、結像光学系1から輝度検出
素子4に対する画像の伝達を光路切換手段6によりしゃ
断し、このときに輝度検出素子4の暗時出力に基づいて
素子出力補正回路8により輝度検出素子4に対するノイ
ズ成分値Dmを求めるようにしたので、結像光学系1に
もともと備えられている光路切換手段6を利用するだけ
の簡単な構成でノイズ成分値Dmを求めることができ、
かつノイズ成分値Dmを求めるために専用の機構等を備
える必要がない。従って、ノイズ成分値Dmを、小形化
ができ簡単な回路で低価格で実現でき、そのうえ簡単な
処理で短時間で高精度に求めることができ、素子や基板
等の経時変化に対して影響されない。
【0024】又、ノイズ成分値Dmを求めるタイミング
は、電源投入時、この電源投入以降は一定時間毎とな
り、かつレリーズ開始信号を受けた場合は露出動作を優
先してこの後に行うようにしたので、顕微鏡での写真撮
影作業には全く影響を与えずにノイズ成分値Dmを求め
ることができる。
【0025】次に本発明の第2実施例について図3を参
照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。同図に示す装置は顕
微鏡からの画像Qの合焦検出に適用したものである。
【0026】結像光学系1は、入射した画像Qを光路R
側又は輝度検出素子4側に切換えて投影する機能を有す
るもので、光路R側にはTVカメラが配置されたり、又
写真撮影等のために利用される。
【0027】制御回路1は、素子出力補正回路8により
求められたノイズ成分値Dmにより輝度検出素子4の出
力信号を補正し、この出力信号に基づいて合焦点の評価
演算を行い、その結果をマン・マシン・インタフェース
11に表示等させる機能を有している。
【0028】かかる構成であれば、素子出力補正回路8
により輝度検出素子4のノイズ成分値Dmが求められ、
制御回路12によりノイズ成分値Dmを用いて輝度検出
素子4の出力信号を補正できる。これにより、制御回路
12では、ノイズ成分値Dmを除去した出力信号に基づ
いて合焦点の評価演算ができる。
【0029】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、光路切換手段6は、顕微鏡に内蔵されてい
るシャッター機構や光路切換手段を用いても同様に輝度
検出素子4への画像Qをしゃ断することができる。さら
に、この光路切換手段6は2方向への光路の切換でな
く、複数方向に切り換えるように構成してもよい。
【0030】又、輝度検出素子4のダイナミックレンジ
が、顕微鏡からの画像のダイナミックレンジより小さい
場合、光量調整のためのNDフィルターを複数枚だけ結
像光学系1に挿脱自在に設ける構成をとることがある
が、この場合には各NDフィルターのうち1枚を遮光板
とすることで、輝度検出素子4への光しゃ断を実現する
ことができる。又、制御回路9にワンチップマイクロコ
ンピュータ等を用いれば、このマイクロコンピュータで
素子出力補正回路8の処理を実行させることができる。
【0031】さらに、装置内にもともと温度検出器が設
けられていれば、この温度検出器により検出される装置
内温度を利用し、温度変化が一定値以上となったときに
ノイズ成分値を再度求めるようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、簡
単な構成のもので高精度に輝度検出素子の暗時出力の補
正ができる顕微鏡用画像情報入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる顕微鏡用画像情報入力装置の第
1実施例を示す構成図。
【図2】同装置における素子出力補正回路のノイズ成分
値の演算処理を示す図。
【図3】本発明に係わる顕微鏡用画像情報入力装置の第
2実施例を示す構成図。
【符号の説明】
1…結像光学系、2…電磁シャッター、3…写真フィル
ム、4…輝度検出素子、5…光学系、6…光路切換手
段、8…素子出力補正回路、9,12…制御回路。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顕微鏡からの画像が入射されるととも
    に、入射された画像の輝度を検出する輝度検出素子を有
    する顕微鏡用画像情報入力装置において、 前記顕微鏡からの画像を前記輝度検出素子に対して伝達
    又はしゃ断する手段と、 前記輝度検出素子への画像入射しゃ断されたときの前
    記輝度検出素子の暗時出力を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記暗時出力 に基づいて前記
    輝度検出素子に対する補正値を求める補正手段と、 を具備したことを特徴とする顕微鏡用画像情報入力装
    置。
  2. 【請求項2】 前記画像を前記輝度検出素子に対して伝
    達又はしゃ断する手段は、前記顕微鏡と前記輝度検出素
    子との間に設けられた光路切換手段であることを特徴と
    する請求項1記載の顕微鏡用画像情報入力装置。
  3. 【請求項3】 前記記憶手段は、前記輝度検出素子の蓄
    積時間と前記暗時出力とを対応させて記憶するものであ
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の顕微鏡用画像
    情報入力装置。
  4. 【請求項4】 前記記憶手段は、前記輝度検出素子の互
    いに異なる複数の蓄積時間に対してそれぞれ対応する複
    数の前記暗時出力を記憶するものであることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の顕微鏡用画像情報入力装置。
  5. 【請求項5】 顕微鏡からの画像が入射されるととも
    に、入射された画像の輝度を検出する輝度検出素子を有
    する顕微鏡用画像情報入力装置において、 少なくとも電源投入時に前記輝度検出素子に対する暗時
    出力を求めて記憶する手段と、 この記憶された前記暗時出力に基づいて前記輝度検出素
    子のノイズ成分値を求める手段と、 前記画像に対する前記輝度検出素子の出力から前記ノイ
    ズ成分値を除去することにより、前記画像の輝度を算出
    するとともに、この算出された前記輝度に基づいて露出
    時間を決定する手段と、 を具備したことを特徴とする顕微鏡用画像情報入力装
    置。
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