JP3650143B2 - Photomicroscope - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、接眼レンズで標本像を観察しながら所望の測光部位を指定できるようにした顕微鏡写真撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体組織や細胞上でタンパクや遺伝子等に蛍光標識を施し、タンパク,遺伝子等を肉眼観察又は写真撮影可能にした蛍光顕微鏡が広く知られている。
特に、近年では微弱な蛍光しか発しない物質であっても多重染色法により他の物質との位置相関関係を調べることができ、また蛍光染色された物質が細胞構造のどの部位に存在するかを位相差検鏡法や微分干渉検鏡法との組合わせにより調べることができる。
【0003】
上記蛍光観察において観察像を写真撮影する場合、暗い背景の中に明るい蛍光像が極在する蛍光観察像に対して視野全体の照度を平均化した値に基づいて決定した露出時間で写真撮影を実行すると、蛍光像の部分が露出オーバーとなり潰れてしまう不具合が発生する。
【0004】
そこで、観察像内における任意の部位を接眼レンズで見ながら選択し、その選択した部位を測光した測光信号で露出時間を決定する装置が開発されている。この種の顕微鏡写真撮影装置が特開平5−164971号公報に記載されている。
【0005】
図10は、同公開公報に記載されている顕微鏡写真撮影装置の光学系の構成を示している。また、図11は同装置の電気系の構成を示している。
この顕微鏡写真撮影装置は、光源11で発生した照明光を、コレクタレンズ12,リレーレンズ13,視野絞り14を介して反射鏡15に入射し、照明光の光路を上方へ向ける。その照明光をリレーレンズ16,明るさ絞り17を介してコンデンサレンズ18に入射し、このコンデンサレンズ18により標本19を均一に照明する。標本19の上方に対物レンズ20を対向配置し、対物レンズ20に入射する標本19からの光束を、結像レンズ21を介して観察用光学部材としての半透過プリズム22に入射している。この半透過プリズム22は、入射光束の一部を半透過面22aで反射させ、その結像を接眼レンズ23を介して拡大観察できるようにしている。また半透過プリズム22の半透過面22aを透過した光束を撮影レンズ24,シャッタ25を介してフィルム面26で結像させている。
【0006】
光源ユニット27は、外部からの点灯信号によって点灯制御される指標光源28と、測光部位を指定する指標像の形状を決めるピンホール等の孔が形成された指標板29とから構成されている。指標板29は光軸と直交する面内を任意の方向に移動自在に設けられている。対物レンズ20と半透過プリズム22との間の光路上に、半透過鏡30が該光路に対して挿脱自在に設けられている。この半透過鏡30は光路中に挿入された状態で、前記指標光源ユニット27からの光束をリレーレンズ31を介して受けて、半透過プリズム22へ入射させる。
【0007】
半透過プリズム22とフィルム面26との間の光路上に、測光用光学部材としてのクイックリターンミラー32が該光路に挿脱自在に設けられている。このクイックリターンミラー32は、測光領域を決定するときには、光路に挿入されて半透過プリズム22からの光束を所定方向へ反射させ測光用光路へ導くものである。この測光用光路のフィルム面26と共役な位置にエリアセンサ34が配置されている。エリアセンサ34は、インターライン型のCCD2次元センサから構成されていて、外部からのCCD駆動パルスによって1ライン毎に読み出されるようになっている。
【0008】
一方、顕微鏡写真撮影装置の電気系は、測光領域の検出や写真撮影等の各動作段階に応じてCPU40からミラードライバー41及びプリズムドライバー42へ動作制御信号が与えられる。ミラードライバー41は、CPU40からの動作制御信号を受けて、半透過鏡30及びクイックリターンミラー32を光路に対して挿脱させる。プリズムドライバー42は、CPU40からの動作制御信号を受けて、写真撮影時に半透過プリズム22を光路からはねのけて、代わりに光路長補正用の光学部材を挿入するよう動作する。なお、光路長補正用の光学部材は、標本像を100%撮影光学系側へ透過させるものが使用される。
【0009】
またタイミング発生器43は、CPU40からの指令を受けて、指標光源28を点灯制御するタイミング信号を指標光源ドライバー44に送出し、またエリアセンサ34の読出しを指示するタイミング信号をCCDドライバー45に送出するものである。
【0010】
指標光源ドライバー44は、タイミング信号に基づいて点灯制御信号を指標光源28に入力して点灯制御を行う。またCCDドライバー45は、タイミング信号に基づいてCCD駆動パルスをエリアセンサ34に印加し、順次各画素の蓄積電荷を照度信号(以下、「測光信号」と呼ぶ)に変換して読出すものである。
【0011】
CCDドライバー45によってエリアセンサ34から読み出された測光信号は、プリアンプ46を介して補正回路47に入力される。補正回路47は、測光信号に対して固定パターンノイズ及び暗出力の補正処理を施した後、その補正後の測光信号をイメージメモリ48に記憶させている。
【0012】
CPU40は、測光領域決定手段としての機能により、イメージメモリ48から読出した測光信号から測光領域を決定し、かつ露出時間算出機能によりその測光領域の照度を検出して撮影時の露出時間を算出する。そしてその求めた時間だけシャッター25を開動作させるようにシャッタードライバー49を制御している。
【0013】
以上のような構成により、接眼レンズ23から標本像を観察しながら標本像の任意の位置に指標像を投影できる。そして、接眼レンズ23で観察される像と同じ像がエリアセンサ34上に形成され、指標像が形成されている位置の受光素子の出力がその他の部分の出力に比べて著しく大きくなる。この出力信号を処理して、飽和している画素、又は所定の閾値を越えている画素を検出し測光部位を検出する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した顕微鏡写真撮影装置は、指標像の明るさが固定されているため、標本像の明るさによっては標本像と指標像のバランスが悪くなる問題がある。すなわち、暗い標本では指標像が明るすぎれば、標本像が指標像の明るさで潰れてしまう可能性がある。一方、明るい標本では、標本像の明るさで指標像が埋もれてしまい指標像の位置の認識が困難になる可能性がある。
【0015】
また、シャッターレリーズ信号を受けてから測光領域決定処理を実行し、さらに露出演算を行い、その露出演算結果である露出時間に基づいてシャッター開閉操作を行って写真撮影に入るため、シャッターレリーズから写真撮影終了までに余分な時間がかかり効率が悪い。
【0016】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、標本像と指標像との明るさバランスを自動調整することができ、標本像及び指標像の双方の位置認識が容易で測光位置の決定に要する時間を短縮し得る顕微鏡写真撮影装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のように手段を講じた。
請求項1に対応する本発明は、拡大観察及び撮影の対象となる標本に対向配置される対物レンズと前記標本の標本像が結像するフィルム面との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を測光用光路へ導く測光用光学部材と、前記測光用光路上の前記フィルム面と共役な位置に配置され、2次元状に配列された複数の受光素子からなるエリアセンサと、前記対物レンズと前記測光用光学部材との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を観察用光路へ導く観察用光学部材と、標本像上の測光部位を指定するための指標像を発生させると共に、該指標像を光軸と直交する面の所望位置に移動させる測光部位指定手段と、前記対物レンズと前記観察用光学部材との間の光路上に配置され、前記測光部位指定手段で形成した指標像を、前記観察用光路及び前記測光用光路に導く半透過鏡と、前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値から、前記測光部位指定手段を消灯状態で前記エリアセンサにて測光した第2の測光値又は、所定の閾値又は、飽和レベルのうちの一つを基準に、少なくとも 1 画素以上の領域からなる測光領域を決定する測光領域決定手段と、前記測光領域決定手段の測光から露出時間を算出する露出算出手段と、前記測光領域が所定の指標形成領域より広い場合には、前記測光値から露出時間を算出しないように抑制する手段とを具備する構成とした。
【0018】
請求項2に対応する本発明は、拡大観察及び撮影の対象となる標本に対向配置される対物レンズと前記標本の標本像が結像するフィルム面との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を測光用光路へ導く測光用光学部材と、前記測光用光路上の前記フィルム面と共役な位置に配置され、2次元状に配列された複数の受光素子からなるエリアセンサと、前記対物レンズと前記測光用光学部材との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を観察用光路へ導く観察用光学部材と、標本像上の測光部位を指定するための指標像を発生させると共に、該指標像を光軸と直交する面の所望位置に移動させる測光部位指定手段と、前記対物レンズと前記観察用光学部材との間の光路上に配置され、前記測光部位指定手段で形成した指標像を、前記観察用光路及び前記測光用光路に導く半透過鏡と、前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値と、前記測光部位指定手段を消灯状態で前記エリアセンサにて測光した第2の測光値又は、所定の閾値又は、飽和レベルのうちの一つとの比較結果から、少なくとも 1 画素以上の領域からなる測光領域を決定する測光領域決定手段と、前記測光領域決定手段の測光値から露出時間を算出する露出算出手段と、前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値と、所定の閾値又は飽和レベルとの比較結果に応じてエリアセンサのサンプリング時間を変更するサンプリング制御手段とを具備する構成とした。
【0019】
請求項3に対応する本発明は、前記測光領域決定手段で測光領域を決定しその測光領域の測光信号から前記露出演算手段が露出時間を演算する一連の処理シーケンスを繰返し行う構成とした。
【0020】
【作用】
本発明は以上のような手段を講じたことにより、次のような作用を奏する。
請求項1に対応する本発明によれば、対物レンズを介して取込まれた標本像が観察用光学部材により観察用光路上で結像されると共に、測光用光学部材により測光用光路に導かれエリアセンサ上で結像する。この状態で指標像を発生させると、その指標像が半透過鏡により対物レンズと観察用光学部材との間の光路上に入射し、観察用光学部材及び測光用光学部材により観察用光路及び測光用光路にそれぞれ投影される。この結果、指標像が両光学系における標本像の同一位置に重ねられる。この状態で測光部位指定手段により指標像が光軸と直交する方向に移動されると観察用光路及びエリアセンサに投影されている指標像が標本像上を移動する。
【0021】
標本像上の任意位置に指標像の投影されている像がエリアセンサで撮像されると、エリアセンサの出力信号が測光領域決定手段に入力される。標本像上の指標像投影位置はその周囲に比べて照度値が大きく異なる。測光領域決定手段によりエリアセンサの出力から照度値が大きく変化する位置が指標像形成位置として検出され、その検出位置から測光領域が決定される。
【0022】
測光領域が決定されると、その測光領域の測光信号が指標輝度制御手段に取り込まれ測光領域の明るさに応じた明るさが指標像の明るさとして決定される。指標像はこの決定された明るさに調整される。
【0023】
請求項2に対応する本発明によれば、上記同様の作用で測光領域が決定され、指標像が決定した後、測光領域の測光信号レベルが最適化するようにエリアセンサのサンプリング時間が制御される。
【0024】
請求項3に対応する本発明によれば、測光領域の決定から露出時間の算出までの一連の処理が繰り返し実行されているので,レリーズ時の写真撮影操作が効率化され、写真撮影時間の短縮化が図られる。
【0025】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図1は本発明の一実施例に係る顕微鏡写真撮影装置の構成が示されている。なお、前述した図10,11に示す装置と同一部分には同一符号を付し説明の重複を避ける。
【0026】
本実施例に係る顕微鏡写真撮影装置は、CPU40′に測光領域の測光信号から指標像の最適輝度を求める機能を持たせ、このCPU40′からの輝度制御信号に基づいて指標光源ドライバー44を制御する指標輝度制御部70を備えた。
【0027】
本実施例では、測光領域を決定するために半透過鏡30およびクイックリターンミラー32をそれぞれの光路上に挿入し、かつ光源11及び指標光源28をそれぞれ点灯させる。
【0028】
光源11及び指標光源28を点灯させると、光源11からの照明光によって標本19が均一に照明される。この標本19の標本像が半透過プリズム22に入射し、その一部が半透過面22aで反射して観察用光路に配置された接眼レンズ23の手前で結像する。また残りの光束が半透過面22aを透過してクイックリターンミラー32へ入射し、ここで反射されて測光用光路へ導かれ当該光路上に配置されているエリアセンサ34上で結像する。
【0029】
この結果、観察用光路及び測光用光路の各結位置には、標本像に指標像が重ねられた像が形成され、その像が接眼レンズ23から観察することができる。
指標光源ユニット27でピンホールにより作成した指標像はスポット光であるので、両光路の結像面では指標像の形成位置が周囲に比べて著しく高い輝度となる。
【0030】
このようにして標本像に重ねて表示される指標像は、指標板29を光軸と直交する方向へ移動させることにより、その移動に応じて標本像上を移動する。従って、接眼レンズ23から標本像を観察しながら、標本像上の任意の位置に指標像を投影することができる。
【0031】
接眼レンズ23で観察される像と同じ像がエリアセンサ34上に形成されるのは上述した通りである。そこで標本像上の任意の位置に指標像を投影した像を撮像すれば、指標像が形成されている位置の受光素子の出力は、その他の部分の出力に比べて著しく高い輝度を示していることが予想される。
【0032】
例えば、標本像上に指標像を投影していないときの、あるラインのエリアセンサ出力が図3(a)に示すものであるとすれば、同一ライン上に指標像を投影した像を撮像したときの同一ラインのエリアセンサ出力は図3(b)に示す値になる。
【0033】
ここで、通常はエリアセンサ34は通常の明るさを示す標本像を撮像しても飽和しないようにダイナミックレンジが設定されているが、上記したように著しく明るい指標像が形成された場合、その画素は飽和してしまう。この飽和レベルに達している画素を検出することにより、指標像で指示された測光部位を検出することができる。
【0034】
なお、飽和レベルに達している画素から測光部位を検出方法の他にも、図3(a)に示すエリアセンサ出力から図3(b)に示すエリアセンサ出力を減算する方法や、図3(b)に示すエリアセンサ出力に対して所定の閾値を設定して検出する方法等がある。このような方法ならば指標像の明るさを飽和レベルに達するほど明るくしなくても、ある程度の明るさがあれば測光位置を検出することができる。
【0035】
この様にして指標形成位置を検出したならば、その検出位置を中心として少なくとも1画素以上の領域を測光領域として決定する。
次に、本実施例の具体的な動作について図4のフローチャートを使って説明する。まず、半透過鏡30,半透過プリズム22,およびクイックリターンミラー32をそれぞれ光路上に挿入し、光源11及び指標光源28を点灯させて標本像上に指標像が投影された像を接眼レンズ23から観察可能にする(ステップ101)。
【0036】
このような状態で、指標板29を光軸と直交する任意の方向へ移動し、標本像上の任意の位置に指標像を形成し、任意の測光部位を指標像で指示する。指標光源28は1フィールドの蓄積時間T中に出力を飽和できるのに必要な時間tだけ点灯し(ステップ101)、図2(b)に示すように指標像が位置する場合、図2に示すタイミングで指標光源28を点灯させた直後のフィールドシフトパルスに同期してエリアセンサ34から1フィールド分の測光信号を読出してイメージメモリ48へ格納する(ステップ102)。
【0037】
この様にして測光信号が読込まれたならば、イメージメモリ48から当該測光信号を読出し、指標像の出力信号がエリアセンサ34の飽和レベルに達しているか否か判断する(ステップ103)。指標像の出力信号が、図5(c)に示すように、輝度が不足しているために飽和レベルに達していない場合には、フィールドシフトパルスを間引くなどのエリアセンサ34のサンプリング時間(蓄積時間)を長くするような制御を行い(ステップ106)、等価的に指標像による出力を大きくする。逆に、過飽和の状態であれば、電子シャッタモードにして等価的に出力を小さくする(ステップ106)。ステップ106の処理を実行後、ステップ102の処理へ戻る。そして、指標像の出力レベルが適正範囲となるまで、上記ステップ102〜ステップ106の処理が繰り返される。飽和レベルに達している画素があれば、当該検出画素を含む所定の領域を測光領域に決定し、その決定した測光領域の画素アドレスを記憶する。
【0038】
ここで、上記測光領域検出動作は、観察期間中に常に行われるため指標像が移動中に実行される可能性がある。指標像が移動している最中に上記動作を行った場合は、指標像による出力レベルが本来の指標形成領域よりも広い範囲に存在する(図5(a)(b))。すなわち、指標像が移動している状態で指標像位置の検出を行うと誤差が含まれることとなる。
【0039】
本実施例では、指標像による出力レベル(標本像による出力レベルに重畳する信号)が指標形成領域よりも広い範囲に存在していれば指標の移動中であると判断し(ステップ104)、図4にステップ102から処理を再び繰り返すことにより、必ず指標が停止している状態での出力信号から指標位置を検出するようにしている。
【0040】
指標が停止していると判断した場合は、指標光源28の点灯駆動を禁止し(ステップ107)、指標の投影されていない標本像をエリアセンサ34で撮像し、指標像の投影されていない第2の測光信号をイメージメモリ48へ格納する(ステップ108)。
【0041】
CPU40は、イメージメモリ48より指標像の投影されていない第2の測光信号の中から上記ステップ103で求めた測光領域の画素出力を読み出す。CPU40は、予め作成しておいた「画素出力−指標輝度」の関係式または対応表により、接眼レンズ23から観察した場合に最も適した指標光源の輝度を決定し(ステップ109)、その決定した指標光源の輝度を示す制御信号を指標輝度制御部70へ送出する(ステップ110)。
【0042】
そして指標輝度制御部70がCPU40からの制御信号を明るさ制御信号へ変換して指標光源ドライバー44へ出力する。その結果、指標光源ドライバー44が指標光源28を制御してCPU40で指示された輝度で指標光源28が点灯される。
【0043】
ここで、指標輝度の制御には、ダイナミック点灯(点灯時間より短い周期でON/OFFを繰り返す)の場合と、それ以外の場合とがある。ダイナミック点灯でない場合は、指標輝度制御部70において指標光源28へ供給する電圧または電流を、図12(a)のように、波高値を変えて制御する。また、ダイナミック点灯の場合は、指標光源28へ供給する電圧または電流を、図12(b)のように、波高値は変えずに点灯周期一定におけるON時間を変化させることにより、等価的に波高値を変え、輝度を変化させる制御をする。
【0044】
次に、測光領域の画素出力によって、次に示す式から露光時間を算出する。
露出時間=K/(α×フィルム感度×照度×露出時間×補正値)
なお、Kは一定値、αは相反則不軌、照度は測光信号に感度を乗算した値、補正値は半透過鏡や対物レンズ等の透過率に応じた補正値をそれぞれ示している。
【0045】
CPU40はレリーズ信号を受信すると、写真撮影を実行する。すなわち、レリーズ信号を受信すると、半透過鏡30,半透過プリズム22,クイックリターンミラー32を光路から図示点線位置にはねのけ、半透過プリズム22の代わりに、標本像を100%透過させる光路補正用光学部材を配置する。そしてレリーズ信号受信直前に算出した露出時間だけシャッター25を開くことにより、写真撮影が終了する。
【0046】
なお、図4に示す処理では、標本像上の指標像形成位置を検出するために飽和レベルを検出しているが、上述した他の2つの検出方法を実施する場合は、次のような処理内容となる。
【0047】
図6は、指標像を投影したときの測光信号から指標像を投影しないときの測光信号を減算して指標像形成位置を検出する動作を示す。なお、CCD画面における指標像位置は図2(b)と同じであるものとし、エリアセンサ34の出力信号であるCCD出力の読出し及び指標点灯タイミングは図13に示すタイミングであるとする。
【0048】
図6に示す検出方法では、第1の測光信号を読み込むまでの動作は、前述した図4に示す検出方法と同じである。第1の測光信号を読み込んだならば、指標光源28の点灯駆動を禁止して(ステップ107)、第2の測光信号(図13のB)を読み込む(ステップ108)。そして指標像を投影していない第2の測光信号から、指標像を投影している第1の測光信号を減算する。第1及び第2の測光信号は、指標像形成位置以外は、ほぼ同じ信号値となるので、減算値はほぼ0になり、図13に示すように指標像形成位置の画素出力のみが所定レベル以上の絶対値を示す。その所定レベル以上の絶対値を示す画素を検出して、その画素を中心とする測光領域を決定する(ステップ112)。
【0049】
次に、ステップ112で決定した測光領域の信号レベルが所定レベル以上の絶対値を示さないようであれば、エリアセンサ34のサンプリングを延長し(ステップ106)、再びステップ101のルーチンへ戻る。
【0050】
また、指標が移動中の場合には、指標像の出力レベルが本来の指標像形成範囲よりも広くなるので出力信号幅から指標の移動の有無を判断し(ステップ104)、移動中の場合にはステップ101のルーチンへ再び戻る。
【0051】
正しく測光領域が検出されたならば、指標像の輝度を最適化する(ステップ109,ステップ110)。次に、イメージメモリ48に格納されている、指標像を投影していない第2の測光信号から、上記測光領域の画素出力を読出して、上記同様にして露出時間を算出する(ステップ111)。
【0052】
また、指標像を投影したときの測光信号を所定レベルの閾値と比較して、指標像形成位置を検出する場合は、前述した図4に示すフローチャートにおいてステップ103で飽和レベルに代えて所定のしきい値を設定する。そして、しきい値を越え、かつ指標像形成範囲が正しいと判断されたならば、しきい値を越えた画素を指標像形成領域と判断する。
【0053】
以上の一連の処理が繰り返し実行される。そして、写真撮影のレリーズ信号が入力すると、直前に演算された露出時間に基づいて写真撮影が行われる。
この様に本実施例によれば、標本像上に投影される指標像を標本像の明るさとバランスのとれた最適輝度に調節できるので、接眼レンズ23を使っての測光部位の選択操作が容易になり観察効率を向上することができる。
【0054】
また、本実施例によれば、常に指標像位置を検出することによる測光領域の決定と、その測光領域の測光信号に基づく露出時間の決定を観察期間中は常に繰り返し実行しているので、レリーズ信号を受けた直後に、その直前の露出時間を基に即座に写真撮影を行うことができるので、写真撮影の効率化と操作性の向上を図ることができる。
【0055】
次に、図7に示すフローチャートを使って他の実施例について説明する。
なお本実施例の光学系及び電気系の構成は、CPU40′の処理内容を除き、前述した図1の写真撮影装置と基本的に同じである。
【0056】
図7のフローチャートを参照して本実施例の処理内容について説明する。ステップ101〜ステップ108までの処理は上述した図4の処理と同様である。本実施例では、ステップ108において決定した測光領域の第2の測光信号を読み込んだならば、その第2の測光信号の信号レベルからS/N比が十分にとれて精度の高い演算が可能であるか否か判断する(T1)。第2の測光信号が精度の高い演算が可能な範囲内の値であれば、指標輝度の決定(ステップ109)、指標輝度の制御(ステップ110)及び露出時間の算出(ステップ111)へと処理を移行する。一方、第2の測光信号が精度の高い演算が可能な範囲外の値であれば、エリアセンサのサンプリング時間を延長するようにタイミング発生器43へ信号を送る(T2)。次に、ステップ108へ処理を移行して再び第2の測光信号を読み込む。このようなステップ108,T1,T2の処理を繰り返すことにより、S/N比が良く精度の高い露出演算ができるように第2の測光信号の信号レベルが最適化される。なお、サンプリング時間の変更は、前述の実施例と同様にフィールドシフトパルスを間引いて等価的に信号レベルを大きくしたり、または電子シャッターモードにして等価的に信号レベルを出力を小さくすることにより実現される。
【0057】
このような本実施例によれば、前述した実施例と同様な効果を奏することができ、さらに測光部位の測光信号の信号レベルが最適化されるので、測光部位の露出時間及び指標像の輝度決定精度が良くなるという利点がある。
【0058】
なお、本発明は図1に示す光学系に限定されるものではなく、図8,図9に示す光学系を備えたものにも適用することができる。
図8に示す顕微鏡写真撮影装置は、対物レンズ20とクイックリターンミラー32との間の光路上に半透過プリズム50を配置し、指標光源27からの指標像がリレーレンズ51,反射部材52,53等を介して半透過プリズム50へ入射する。半透過プリズム50は、対物レンズ20側となる第1面S1から入射する標本像の光束及び第2面S2から入射する指標像の光束を、半透過面50aによって反射成分と透過成分に夫々分割する。そして、標本像の反射成分を接眼レンズ23側となる観察用光路へ導き、透過成分を撮影光学系方向へ導く。また、指標像の反射成分は撮影光学系方向へ導き、透過成分は観察用光路へ導いている。
【0059】
すなわち、半透過プリズム50に第2面S2を設け、ここから指標像を入射することにより、半透過鏡を用いること無く指標像を標本像上に投影できるようにしている。
【0060】
このような光学系のものを用いれば、半透過鏡を削減することができ、制御内容を簡素化することもできる。
図9に示す顕微鏡写真撮影装置は、対物レンズ20からの標本像の光束を透過成分と反射成分とに分割してその透過成分を観察光路へ導くと共にその反射成分を撮影光学系方向へ導き、かつ指標光源ユニット27からの指標像の光束を透過成分と反射成分に分割してその透過成分を撮影光学系方向へ導くと共にその反射成分を観察用光路へ導く半透過鏡60が備えられている。すなわち、半透過鏡60が前記第2実施例の半透過プリズム50と同じ機能を果たしている。
【0061】
そして、測光時には半透過鏡60およびクイックリターンミラー32を光路上に配置し、また撮影時には半透過鏡60およびクイックリターンミラー32を光路上から外し、半透過鏡60に代えて、対物レンズ20からの標本像を100%撮影光学系側へ反射させるミラーを配置させる。
【0062】
この様な光学系のものを用いれば、クイックリターンミラー32と半透過鏡60の駆動のみとなり、ミラーの制御が簡素化される。
また、以上の光学系は透過照明系を用いているが、落射照明系に適用することもできる。例えば、図1に示す対物レンズ20と半透過鏡30との間の光路に落射照明系を挿入することにより落射照明系の装置に適用可能になる。また、図8に示す光学系の場合であれば、対物レンズ20と結像レンズ21との間に落射照明系を挿入すればよい。さらに、図9に示す光学系の場合であれば、対物レンズ20と半透過鏡60との間に落射照明系を挿入すればよい。
本発明は上記各実施例に限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【0063】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、標本像の明るさとバランスのとれた明るさの指標像を得ることができ、測光部位の選択操作を容易ならしめることができる。
【0064】
また、本発明によれば、決定した測光領域の測光信号のS/N比が改善されるので、より高精度に露出時間を算出でき、また指標像の明るさを決定することができる。
また、本発明によれば、レリーズ時の写真撮影操作を効率よく、短時間に完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る顕微鏡写真撮影装置の構成図。
【図2】図1に示す顕微鏡写真撮影装置に備えられたエリアセンサに関する動作タイミング図。
【図3】指標像の有無に応じたエリアセンサ出力を示す図。
【図4】図1に示す顕微鏡写真撮影装置の全体的な撮影動作容を示す図。
【図5】指標が移動中及び指標像出力の不足している場合の波形と、エリアセンサの光蓄積時間によるエリアセンサ出力波形図。
【図6】他の測光部位検出方法による実施例の動作説明図。
【図7】さらに他の測光部位検出方法による実施例の動作説明図。
【図8】顕微鏡写真撮影装置の他の光学系の構成図。
【図9】顕微鏡写真撮影装置のさらに他の光学系の構成図。
【図10】従来の顕微鏡写真撮影装置の光学系の構成図。
【図11】図10に示す顕微鏡写真撮影装置の電気系の構成図。
【図12】ダイナミック点灯でない場合およびダイナミック点灯を示す図である。
【図13】CCD出力読出しおよび指標点灯タイミングを示す図である。
【符号の説明】
20…対物レンズ、22…半透過プリズム、23…接眼レンズ、25…シャッタ、26…フィルム面、27…指標光源ユニット、30…半透過鏡、32…クイックリターンミラー、34…エリアセンサ、40′…CPU、48…イメージメモリ、70…指標輝度制御部。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a microphotographing apparatus capable of designating a desired photometric part while observing a specimen image with an eyepiece.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Fluorescent microscopes are widely known in which proteins, genes, and the like are fluorescently labeled on biological tissues and cells so that proteins, genes, etc. can be observed with the naked eye or photographed.
In particular, in recent years, even if a substance emits only weak fluorescence, the positional correlation with other substances can be examined by the multiple staining method, and the location of the fluorescently stained substance in the cell structure can be determined. It can be examined by a combination with phase difference microscopy or differential interference microscopy.
[0003]
When photographing an observation image in the above-mentioned fluorescence observation, the photograph is taken with an exposure time determined based on a value obtained by averaging the illuminance of the entire field of view with respect to the fluorescence observation image in which a bright fluorescence image exists in a dark background. When executed, there is a problem that the fluorescent image portion is overexposed and collapses.
[0004]
In view of this, an apparatus has been developed that selects an arbitrary part in an observation image while viewing it with an eyepiece, and determines the exposure time using a photometric signal obtained by photometry of the selected part. This type of photomicrograph apparatus is described in JP-A-5-164971.
[0005]
FIG. 10 shows the configuration of the optical system of the photomicrograph apparatus described in the publication. FIG. 11 shows the configuration of the electrical system of the apparatus.
In this microphotographing apparatus, illumination light generated by a light source 11 is incident on a reflecting mirror 15 via a collector lens 12, a relay lens 13, and a field stop 14, and the optical path of the illumination light is directed upward. The illumination light is incident on the condenser lens 18 through the relay lens 16 and the aperture stop 17, and the specimen 19 is uniformly illuminated by the condenser lens 18. An objective lens 20 is disposed oppositely above the specimen 19, and a light beam from the specimen 19 incident on the objective lens 20 is incident on a semi-transmissive prism 22 as an observation optical member via an imaging lens 21. The semi-transmissive prism 22 reflects a part of the incident light beam by the semi-transmissive surface 22 a so that the image can be enlarged and observed through the eyepiece lens 23. Further, the light beam that has passed through the semi-transmissive surface 22 a of the semi-transmissive prism 22 is imaged on the film surface 26 via the photographing lens 24 and the shutter 25.
[0006]
The light source unit 27 includes an index light source 28 that is controlled to be turned on by an external lighting signal, and an index plate 29 in which holes such as pin holes that determine the shape of an index image that designates a photometric part are formed. The indicator plate 29 is provided so as to be movable in an arbitrary direction within a plane orthogonal to the optical axis. A semi-transmissive mirror 30 is provided on the optical path between the objective lens 20 and the semi-transmissive prism 22 so as to be detachable with respect to the optical path. The semi-transmissive mirror 30 is inserted into the optical path, receives the light beam from the index light source unit 27 through the relay lens 31 and enters the semi-transmissive prism 22.
[0007]
On the optical path between the semi-transmissive prism 22 and the film surface 26, a quick return mirror 32 as an optical member for photometry is provided so as to be freely inserted into and removed from the optical path. The quick return mirror 32 is inserted into the optical path to reflect the light beam from the semi-transmissive prism 22 in a predetermined direction and guide it to the optical path for photometry when determining the photometric area. An area sensor 34 is disposed at a position conjugate with the film surface 26 of the photometric light path. The area sensor 34 is composed of an interline type CCD two-dimensional sensor, and is read out line by line by an external CCD drive pulse.
[0008]
On the other hand, in the electrical system of the microscopic photographing apparatus, operation control signals are given from the CPU 40 to the mirror driver 41 and the prism driver 42 in accordance with each operation stage such as detection of a photometric area and photographing. The mirror driver 41 receives the operation control signal from the CPU 40, and inserts and removes the semi-transmissive mirror 30 and the quick return mirror 32 from the optical path. In response to the operation control signal from the CPU 40, the prism driver 42 operates to repel the transflective prism 22 from the optical path during photography and insert an optical member for optical path length correction instead. As the optical member for correcting the optical path length, an optical member that transmits the sample image to the 100% photographing optical system side is used.
[0009]
In response to a command from the CPU 40, the timing generator 43 sends a timing signal for controlling the lighting of the index light source 28 to the index light source driver 44, and sends a timing signal for instructing reading of the area sensor 34 to the CCD driver 45. To do.
[0010]
The index light source driver 44 performs lighting control by inputting a lighting control signal to the index light source 28 based on the timing signal. The CCD driver 45 applies a CCD driving pulse to the area sensor 34 based on the timing signal, sequentially converts the accumulated charge of each pixel into an illuminance signal (hereinafter referred to as “photometric signal”), and reads it out. .
[0011]
The photometric signal read from the area sensor 34 by the CCD driver 45 is input to the correction circuit 47 via the preamplifier 46. The correction circuit 47 performs correction processing of fixed pattern noise and dark output on the photometric signal, and then stores the corrected photometric signal in the image memory 48.
[0012]
The CPU 40 determines the photometry area from the photometry signal read from the image memory 48 by the function as the photometry area determination means, and detects the illuminance of the photometry area by the exposure time calculation function to calculate the exposure time at the time of shooting. . Then, the shutter driver 49 is controlled to open the shutter 25 for the determined time.
[0013]
With the configuration as described above, the index image can be projected at an arbitrary position of the sample image while observing the sample image from the eyepiece lens 23. Then, the same image as the image observed by the eyepiece lens 23 is formed on the area sensor 34, and the output of the light receiving element at the position where the index image is formed becomes significantly larger than the output of other portions. This output signal is processed to detect a pixel that is saturated or a pixel that exceeds a predetermined threshold, and a photometric part is detected.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described microscopic photographing apparatus has a problem that the balance between the sample image and the index image is deteriorated depending on the brightness of the sample image because the brightness of the index image is fixed. That is, if the index image is too bright in a dark sample, the sample image may be crushed by the brightness of the index image. On the other hand, in a bright sample, the index image is buried due to the brightness of the sample image, which may make it difficult to recognize the position of the index image.
[0015]
In addition, after receiving the shutter release signal, the photometric area determination process is executed, the exposure calculation is performed, the shutter is opened and closed based on the exposure time that is the result of the exposure calculation, and the photo is taken. It takes extra time to finish shooting and is inefficient.
[0016]
The present invention has been made in view of the above circumstances, can automatically adjust the brightness balance between the sample image and the index image, and can easily recognize the position of both the sample image and the index image, and can change the photometric position. An object of the present invention is to provide a photomicrograph apparatus that can shorten the time required for determination.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
  According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical path between an objective lens disposed opposite to a specimen to be magnified and photographed and a film surface on which a specimen image of the specimen is formed.aboveA photometric optical member arranged to guide the light beam from the objective lens to the photometric optical path, and a plurality of light receiving elements arranged in a conjugate manner with the film surface on the photometric optical path. And an optical path between the objective lens and the optical member for photometryaboveAn optical member for observation that guides the light beam from the objective lens to the optical path for observation, and an index image for designating a photometric part on the specimen image, and the index image is formed on a surface orthogonal to the optical axis. Photometric part designating means for moving to a desired position, and an optical path between the objective lens and the observation optical memberaboveA semi-transparent mirror that is arranged and guides the index image formed by the photometric part designating means to the observation optical path and the photometric optical path;From the first photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned on, the second photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned off, or a predetermined threshold value or , At least based on one of the saturation levels 1 A photometric area determining means for determining a photometric area consisting of areas of pixels or more;Photometry of the photometric area determining meansvalueExposure calculating means for calculating the exposure time from the above and means for suppressing the exposure time from being calculated from the photometric value when the photometric area is wider than a predetermined index formation area.
[0018]
  The present invention corresponding to claim 2Arranged on the optical path between the objective lens disposed opposite to the specimen to be magnified and photographed and the film surface on which the specimen image of the specimen is formed, and guides the light beam from the objective lens to the optical path for photometry A photometric optical member, an area sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a two-dimensional arrangement at a position conjugate with the film surface on the photometric optical path, the objective lens, and the photometric optical member; And an observation optical member for guiding the light beam from the objective lens to the observation optical path, and an index image for designating a photometric part on the specimen image, and generating the index image as a light beam A photometric part designating means for moving to a desired position on a surface orthogonal to the axis; and an index image formed by the photometric part designating means arranged on the optical path between the objective lens and the optical member for observation. Optical path and said A semi-transmission mirror that leads to an optical path for light, a first photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating unit turned on, and a first photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating unit turned off. From the photometric value of 2 or the result of comparison with one of the predetermined threshold or saturation level, at least 1 A photometric area determining means for determining a photometric area consisting of pixels or more, an exposure calculating means for calculating an exposure time from a photometric value of the photometric area determining means, and the photometric part designating means in a lighting state by the area sensor. Sampling control means for changing the sampling time of the area sensor in accordance with a comparison result between the first photometric value measured and the predetermined threshold value or saturation level;It was set as the structure which comprises.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, a series of processing sequences in which a photometric area is determined by the photometric area determining means and the exposure calculating means calculates an exposure time from a photometric signal in the photometric area is repeated.
[0020]
[Action]
The present invention has the following effects by taking the above-described means.
According to the first aspect of the present invention, the sample image taken through the objective lens is imaged on the observation optical path by the observation optical member and guided to the photometry optical path by the photometry optical member. The image is formed on the area sensor. When an index image is generated in this state, the index image is incident on the optical path between the objective lens and the observation optical member by the semi-transparent mirror, and the observation optical path and photometry are measured by the observation optical member and the photometry optical member. Projected onto the optical path. As a result, the index image is superimposed on the same position of the sample image in both optical systems. In this state, when the index image is moved in the direction orthogonal to the optical axis by the photometric part designating means, the index image projected on the observation optical path and the area sensor moves on the sample image.
[0021]
When the image on which the index image is projected at an arbitrary position on the sample image is picked up by the area sensor, the output signal of the area sensor is input to the photometric area determining means. The illuminance value of the index image projection position on the sample image is greatly different from the surrounding area. A position where the illuminance value greatly changes from the output of the area sensor is detected as the index image forming position by the photometric area determining means, and the photometric area is determined from the detected position.
[0022]
When the photometric area is determined, the photometric signal of the photometric area is taken into the index luminance control means, and the brightness according to the brightness of the photometric area is determined as the brightness of the index image. The index image is adjusted to the determined brightness.
[0023]
According to the present invention corresponding to claim 2, after the photometric area is determined by the same operation as described above and the index image is determined, the sampling time of the area sensor is controlled so that the photometric signal level in the photometric area is optimized. The
[0024]
According to the present invention corresponding to claim 3, since a series of processes from the determination of the photometric area to the calculation of the exposure time are repeatedly executed, the photography operation at the time of release is made efficient and the photography time is shortened. Is achieved.
[0025]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows the configuration of a photomicrograph apparatus according to an embodiment of the present invention. The same parts as those in the apparatus shown in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals to avoid duplication of explanation.
[0026]
The microscopic photographing apparatus according to the present embodiment has a function of obtaining the optimum luminance of the index image from the photometric signal in the photometric area in the CPU 40 ′, and controls the index light source driver 44 based on the luminance control signal from the CPU 40 ′. An index luminance control unit 70 is provided.
[0027]
In the present embodiment, in order to determine the photometric area, the semi-transmissive mirror 30 and the quick return mirror 32 are inserted on the respective optical paths, and the light source 11 and the index light source 28 are turned on.
[0028]
When the light source 11 and the index light source 28 are turned on, the specimen 19 is uniformly illuminated by the illumination light from the light source 11. The specimen image of the specimen 19 is incident on the semi-transmissive prism 22, and a part of the specimen image is reflected by the semi-transmissive surface 22a and is formed in front of the eyepiece lens 23 disposed in the observation optical path. Further, the remaining light beam passes through the semi-transmissive surface 22a and enters the quick return mirror 32, and is reflected and guided to the photometric optical path and forms an image on the area sensor 34 disposed on the optical path.
[0029]
As a result, an image in which the index image is superimposed on the sample image is formed at each connection position of the observation optical path and the photometry optical path, and the image can be observed from the eyepiece lens 23.
Since the index image created by the pinhole in the index light source unit 27 is spot light, the index image formation position on the image planes of both optical paths has a significantly higher luminance than the surroundings.
[0030]
The index image displayed so as to be superimposed on the sample image in this way moves on the sample image in accordance with the movement of the index plate 29 in a direction perpendicular to the optical axis. Therefore, while observing the sample image from the eyepiece lens 23, the index image can be projected at an arbitrary position on the sample image.
[0031]
As described above, the same image as that observed by the eyepiece lens 23 is formed on the area sensor 34. Therefore, if an image obtained by projecting the index image at an arbitrary position on the specimen image is picked up, the output of the light receiving element at the position where the index image is formed shows significantly higher luminance than the output of other parts. It is expected that.
[0032]
For example, if the area sensor output of a certain line when the index image is not projected onto the sample image is as shown in FIG. 3A, an image obtained by projecting the index image on the same line is captured. The area sensor output of the same line at that time has the value shown in FIG.
[0033]
Here, normally, the area sensor 34 is set to have a dynamic range so as not to saturate even when a specimen image showing normal brightness is captured. However, when a markedly bright index image is formed as described above, Pixels are saturated. By detecting a pixel that has reached this saturation level, it is possible to detect the photometric part indicated by the index image.
[0034]
In addition to the method of detecting the photometric part from the pixel that has reached the saturation level, a method of subtracting the area sensor output shown in FIG. 3B from the area sensor output shown in FIG. There is a method of detecting by setting a predetermined threshold for the area sensor output shown in b). With such a method, the photometric position can be detected if there is a certain level of brightness, even if the brightness of the index image does not become so bright that it reaches the saturation level.
[0035]
When the index formation position is detected in this way, an area of at least one pixel or more with the detected position as the center is determined as the photometric area.
Next, the specific operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the semi-transmissive mirror 30, the semi-transmissive prism 22, and the quick return mirror 32 are respectively inserted in the optical path, the light source 11 and the index light source 28 are turned on, and an image in which the index image is projected on the specimen image is obtained as the eyepiece 23. (Step 101).
[0036]
In this state, the index plate 29 is moved in an arbitrary direction orthogonal to the optical axis, an index image is formed at an arbitrary position on the sample image, and an arbitrary photometric part is indicated by the index image. The index light source 28 is turned on for a time t necessary to saturate the output during the accumulation time T of one field (step 101), and the index image is positioned as shown in FIG. 2B, as shown in FIG. In synchronism with the field shift pulse immediately after the indicator light source 28 is turned on at the timing, the photometric signal for one field is read from the area sensor 34 and stored in the image memory 48 (step 102).
[0037]
When the photometric signal is read in this way, the photometric signal is read from the image memory 48, and it is determined whether or not the output signal of the index image has reached the saturation level of the area sensor 34 (step 103). As shown in FIG. 5C, when the output signal of the index image does not reach the saturation level due to insufficient brightness, the sampling time (accumulation) of the area sensor 34 such as thinning out the field shift pulse is performed. Control is performed to increase the time) (step 106), and the output based on the index image is increased equivalently. On the other hand, if the state is supersaturated, the output is equivalently reduced to the electronic shutter mode (step 106). After executing the process of step 106, the process returns to the process of step 102. Then, the processing of step 102 to step 106 is repeated until the output level of the index image falls within an appropriate range. If there is a pixel that has reached the saturation level, a predetermined area including the detected pixel is determined as a photometric area, and the pixel address of the determined photometric area is stored.
[0038]
Here, since the photometric area detection operation is always performed during the observation period, there is a possibility that the index image is executed while the index image is moving. When the above operation is performed while the index image is moving, the output level of the index image exists in a wider range than the original index formation region (FIGS. 5A and 5B). That is, if the index image position is detected while the index image is moving, an error is included.
[0039]
In this embodiment, if the output level based on the index image (the signal superimposed on the output level based on the sample image) is in a wider range than the index formation area, it is determined that the index is moving (step 104). 4. By repeating the process from step 102 again, the index position is always detected from the output signal when the index is stopped.
[0040]
When it is determined that the index is stopped, the lighting operation of the index light source 28 is prohibited (step 107), a sample image on which no index is projected is captured by the area sensor 34, and the index image is not projected. 2 is stored in the image memory 48 (step 108).
[0041]
The CPU 40 reads out the pixel output of the photometric area obtained in the above step 103 from the second photometric signal on which the index image is not projected from the image memory 48. The CPU 40 determines the brightness of the index light source most suitable when observed from the eyepiece lens 23 based on the relational expression or correspondence table of “pixel output−index brightness” prepared in advance (step 109). A control signal indicating the brightness of the index light source is sent to the index brightness control unit 70 (step 110).
[0042]
The index luminance control unit 70 converts the control signal from the CPU 40 into a brightness control signal and outputs it to the index light source driver 44. As a result, the index light source driver 44 controls the index light source 28, and the index light source 28 is turned on with the brightness instructed by the CPU 40.
[0043]
Here, the control of the index luminance includes dynamic lighting (repeating ON / OFF in a cycle shorter than the lighting time) and other cases. When the dynamic lighting is not performed, the voltage or current supplied to the index light source 28 in the index brightness control unit 70 is controlled by changing the peak value as shown in FIG. In the case of dynamic lighting, the voltage or current supplied to the index light source 28 is equivalently changed by changing the ON time at a constant lighting cycle without changing the peak value as shown in FIG. Change the high value and change the brightness.
[0044]
Next, the exposure time is calculated from the following equation based on the pixel output in the photometric area.
Exposure time = K / (α × film sensitivity × illuminance × exposure time × correction value)
Here, K is a constant value, α is a reciprocity failure, illuminance is a value obtained by multiplying a photometric signal by sensitivity, and a correction value indicates a correction value corresponding to the transmittance of a semi-transparent mirror, an objective lens, or the like.
[0045]
When the CPU 40 receives the release signal, the CPU 40 performs photography. That is, when the release signal is received, the transflective mirror 30, the transflective prism 22, and the quick return mirror 32 are repelled from the optical path to the dotted line position in the drawing, and the optical path correcting optical that transmits 100% of the sample image instead of the transflective prism 22 Arrange the members. Then, by opening the shutter 25 for the exposure time calculated immediately before receiving the release signal, the photographing is finished.
[0046]
In the process shown in FIG. 4, the saturation level is detected in order to detect the index image formation position on the sample image. However, when the other two detection methods described above are performed, the following process is performed. It becomes contents.
[0047]
FIG. 6 shows an operation of subtracting the photometric signal when the index image is not projected from the photometric signal when the index image is projected to detect the index image formation position. It is assumed that the index image position on the CCD screen is the same as that in FIG. 2B, and the CCD output reading and index lighting timing as the output signal of the area sensor 34 is the timing shown in FIG.
[0048]
In the detection method shown in FIG. 6, the operation until the first photometric signal is read is the same as the detection method shown in FIG. If the first photometric signal is read, the lighting operation of the index light source 28 is prohibited (step 107), and the second photometric signal (B in FIG. 13) is read (step 108). Then, the first photometric signal projecting the index image is subtracted from the second photometric signal not projecting the index image. Since the first and second photometric signals have substantially the same signal value except for the index image formation position, the subtraction value is substantially 0, and only the pixel output at the index image formation position is at a predetermined level as shown in FIG. The absolute value is shown above. A pixel having an absolute value equal to or higher than the predetermined level is detected, and a photometric area centered on the pixel is determined (step 112).
[0049]
Next, if the signal level of the photometric area determined in step 112 does not show an absolute value greater than or equal to a predetermined level, the sampling of the area sensor 34 is extended (step 106), and the process returns to the routine of step 101 again.
[0050]
Further, when the index is moving, the output level of the index image is wider than the original index image formation range, so whether or not the index is moved is determined from the output signal width (step 104). Returns to the routine of step 101 again.
[0051]
If the photometric area is correctly detected, the brightness of the index image is optimized (step 109, step 110). Next, the pixel output of the photometric area is read out from the second photometric signal stored in the image memory 48 on which the index image is not projected, and the exposure time is calculated in the same manner as described above (step 111).
[0052]
In addition, when the photometric signal when the index image is projected is compared with a threshold of a predetermined level to detect the index image formation position, a predetermined value is used instead of the saturation level in step 103 in the flowchart shown in FIG. Set the threshold. If the threshold value is exceeded and the index image forming range is determined to be correct, the pixel exceeding the threshold value is determined as the index image forming region.
[0053]
The above series of processing is repeatedly executed. When a photography release signal is input, photography is performed based on the exposure time calculated immediately before.
As described above, according to the present embodiment, the index image projected on the specimen image can be adjusted to the optimum luminance balanced with the brightness of the specimen image, so that the photometric region selection operation using the eyepiece 23 is easy. Thus, the observation efficiency can be improved.
[0054]
Further, according to this embodiment, the determination of the photometric area by always detecting the index image position and the determination of the exposure time based on the photometric signal of the photometric area are always repeatedly performed during the observation period. Immediately after receiving the signal, the photograph can be taken immediately based on the exposure time immediately before the signal, so that the efficiency of the photograph taking and the operability can be improved.
[0055]
Next, another embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.
The configuration of the optical system and electrical system of the present embodiment is basically the same as that of the above-described photography apparatus of FIG. 1 except for the processing contents of the CPU 40 '.
[0056]
The processing contents of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing from step 101 to step 108 is the same as the processing of FIG. 4 described above. In this embodiment, if the second photometry signal in the photometry area determined in step 108 is read, the S / N ratio can be sufficiently obtained from the signal level of the second photometry signal, and highly accurate calculation can be performed. It is determined whether or not there is (T1). If the second photometric signal is a value within a range that allows highly accurate calculation, the process proceeds to determination of the index luminance (step 109), control of the index luminance (step 110), and calculation of the exposure time (step 111). To migrate. On the other hand, if the second photometric signal is out of the range where high-precision calculation is possible, a signal is sent to the timing generator 43 so as to extend the sampling time of the area sensor (T2). Next, the process proceeds to step 108 and the second photometric signal is read again. By repeating the processes in steps 108, T1, and T2, the signal level of the second photometric signal is optimized so that the exposure calculation with a high S / N ratio and high accuracy can be performed. The sampling time can be changed by thinning out the field shift pulse to increase the signal level equivalently as in the previous embodiment, or by setting the electronic shutter mode to reduce the signal level equivalently. Is done.
[0057]
According to the present embodiment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and the signal level of the photometric signal at the photometric portion is optimized, so that the exposure time of the photometric portion and the brightness of the index image are obtained. There is an advantage that the determination accuracy is improved.
[0058]
The present invention is not limited to the optical system shown in FIG. 1, but can be applied to an optical system including the optical system shown in FIGS.
In the photomicrograph apparatus shown in FIG. 8, a semi-transmissive prism 50 is arranged on the optical path between the objective lens 20 and the quick return mirror 32, and the index image from the index light source 27 is the relay lens 51, the reflecting members 52, 53. The light enters the transflective prism 50 through the like. The semi-transmissive prism 50 divides the sample image light beam incident from the first surface S1 on the objective lens 20 side and the index image light beam incident from the second surface S2 into a reflection component and a transmission component by the semi-transmission surface 50a, respectively. To do. Then, the reflection component of the sample image is guided to the observation optical path on the eyepiece lens 23 side, and the transmission component is guided toward the photographing optical system. Further, the reflection component of the index image is guided toward the photographing optical system, and the transmission component is guided to the observation optical path.
[0059]
That is, the second surface S2 is provided on the semi-transmissive prism 50, and the index image is incident thereon, so that the index image can be projected onto the sample image without using a semi-transmissive mirror.
[0060]
If such an optical system is used, the number of transflective mirrors can be reduced, and the control content can be simplified.
The microscopic photography apparatus shown in FIG. 9 divides the light beam of the sample image from the objective lens 20 into a transmission component and a reflection component, guides the transmission component to the observation optical path, and guides the reflection component toward the imaging optical system. In addition, a semi-transmission mirror 60 is provided which divides the luminous flux of the index image from the index light source unit 27 into a transmission component and a reflection component, guides the transmission component toward the photographing optical system, and guides the reflection component to the observation optical path. . That is, the semi-transmissive mirror 60 performs the same function as the semi-transmissive prism 50 of the second embodiment.
[0061]
Then, the semi-transmissive mirror 60 and the quick return mirror 32 are arranged on the optical path during photometry, and the semi-transmissive mirror 60 and the quick return mirror 32 are removed from the optical path at the time of photographing, and instead of the semi-transmissive mirror 60, the objective lens 20 is used. A mirror that reflects 100% of the sample image toward the photographing optical system side is disposed.
[0062]
If such an optical system is used, only the quick return mirror 32 and the semi-transmissive mirror 60 are driven, and the mirror control is simplified.
The above optical system uses a transmission illumination system, but can also be applied to an epi-illumination system. For example, an epi-illumination system can be applied by inserting an epi-illumination system in the optical path between the objective lens 20 and the semi-transmissive mirror 30 shown in FIG. In the case of the optical system shown in FIG. 8, an epi-illumination system may be inserted between the objective lens 20 and the imaging lens 21. Furthermore, in the case of the optical system shown in FIG. 9, an epi-illumination system may be inserted between the objective lens 20 and the semi-transmissive mirror 60.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain an index image of brightness that is balanced with the brightness of the sample image, and to facilitate the selection operation of the photometric part.
[0064]
Further, according to the present invention, since the S / N ratio of the photometric signal in the determined photometric area is improved, the exposure time can be calculated with higher accuracy and the brightness of the index image can be determined.
Further, according to the present invention, the photography operation at the time of release can be completed efficiently and in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a photomicrograph apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation timing chart regarding an area sensor provided in the photomicrograph apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an area sensor output according to the presence or absence of an index image.
4 is a diagram showing an overall image capturing operation of the photomicrograph apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an area sensor output waveform diagram according to the waveform when the index is moving and when the index image output is insufficient, and the light accumulation time of the area sensor.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of an embodiment according to another photometric part detection method.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of an embodiment according to still another photometric part detection method.
FIG. 8 is a configuration diagram of another optical system of the microscopic photographing apparatus.
FIG. 9 is a configuration diagram of still another optical system of the microscopic photographing apparatus.
FIG. 10 is a configuration diagram of an optical system of a conventional photomicrograph apparatus.
FIG. 11 is a configuration diagram of an electric system of the photomicrograph apparatus shown in FIG.
FIGS. 12A and 12B are diagrams showing a case where dynamic lighting is not performed and dynamic lighting. FIGS.
FIG. 13 is a diagram showing CCD output reading and indicator lighting timing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Objective lens, 22 ... Semi-transmission prism, 23 ... Eyepiece lens, 25 ... Shutter, 26 ... Film surface, 27 ... Indicator light source unit, 30 ... Semi-transmission mirror, 32 ... Quick return mirror, 34 ... Area sensor, 40 ' ... CPU, 48 ... image memory, 70 ... index luminance control section.

Claims (3)

拡大観察及び撮影の対象となる標本に対向配置される対物レンズと前記標本の標本像が結像するフィルム面との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を測光用光路へ導く測光用光学部材と、
前記測光用光路上の前記フィルム面と共役な位置に配置され、2次元状に配列された複数の受光素子からなるエリアセンサと、
前記対物レンズと前記測光用光学部材との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を観察用光路へ導く観察用光学部材と、
標本像上の測光部位を指定するための指標像を発生させると共に、該指標像を光軸と直交する面の所望位置に移動させる測光部位指定手段と、
前記対物レンズと前記観察用光学部材との間の光路上に配置され、前記測光部位指定手段で形成した指標像を、前記観察用光路及び前記測光用光路に導く半透過鏡と、
前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値から、前記測光部位指定手段を消灯状態で前記エリアセンサにて測光した第2の測光値又は、所定の閾値又は、飽和レベルのうちの一つを基準に、少なくとも 1 画素以上の領域からなる測光領域を決定する測光領域決定手段と、
前記測光領域決定手段の測光から露出時間を算出する露出算出手段と、
前記測光領域が所定の指標形成領域より広い場合には、前記測光値から露出時間を算出しないように抑制する手段と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡写真撮影装置。
Specimen image of the magnification observation and an objective lens disposed opposite the specimen to be photographed of the subject and the sample is placed in the optical path on between the film surface be imaged, directing the light beam from the objective lens to the light measurement optical path A photometric optical member;
An area sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a two-dimensional manner at a position conjugate with the film surface on the photometric optical path;
Wherein arranged in the optical path on between the objective lens and the photometric optical member, and the observation optical member for guiding the light beam to the observation optical path from the objective lens,
Generating an index image for designating a photometric site on the sample image, and moving the index image to a desired position on a surface orthogonal to the optical axis;
Said arranged in the optical path on between the objective lens and the observation optical member, wherein the metering site index image formed by the designating means, the observation leads to the optical path and the optical path for photometric semitransparent mirror,
From the first photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned on, the second photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned off, or a predetermined threshold value or A photometric area determining means for determining a photometric area consisting of at least one pixel area based on one of the saturation levels ;
Exposure calculating means for calculating an exposure time from the photometric value of the photometric area determining means;
In the case where the photometric area is wider than a predetermined index formation area, means for suppressing the exposure time from being calculated from the photometric value;
A photomicrograph apparatus comprising:
拡大観察及び撮影の対象となる標本に対向配置される対物レンズと前記標本の標本像が結像するフィルム面との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を測光用光路へ導く測光用光学部材と、
前記測光用光路上の前記フィルム面と共役な位置に配置され、2次元状に配列された複数の受光素子からなるエリアセンサと、
前記対物レンズと前記測光用光学部材との間の光路上に配置され、前記対物レンズからの光束を観察用光路へ導く観察用光学部材と、
標本像上の測光部位を指定するための指標像を発生させると共に、該指標像を光軸と直交する面の所望位置に移動させる測光部位指定手段と、
前記対物レンズと前記観察用光学部材との間の光路上に配置され、前記測光部位指定手段で形成した指標像を、前記観察用光路及び前記測光用光路に導く半透過鏡と、
前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値と、前記測光部位指定手段を消灯状態で前記エリアセンサにて測光した第2の測光値又は、所定の閾値又は、飽和レベルのうちの一つとの比較結果から、少なくとも 1 画素以上の領域からなる測光領域を決定する測光領域決定手段と、
前記測光領域決定手段の測光値から露出時間を算出する露出算出手段と、
前記測光部位指定手段を点灯状態で前記エリアセンサにて測光した第1の測光値と、所定の閾値又は飽和レベルとの比較結果に応じてエリアセンサのサンプリング時間を変更するサンプリング制御手段と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡写真撮影装置。
Arranged on the optical path between the objective lens disposed opposite to the specimen to be magnified and photographed and the film surface on which the specimen image of the specimen is formed, and guides the light beam from the objective lens to the optical path for photometry A photometric optical member;
An area sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a two-dimensional manner at a position conjugate with the film surface on the photometric optical path;
An observation optical member that is disposed on an optical path between the objective lens and the photometric optical member and guides a light beam from the objective lens to an observation optical path;
Generating an index image for designating a photometric site on the sample image, and moving the index image to a desired position on a surface orthogonal to the optical axis;
A semi-transmissive mirror disposed on the optical path between the objective lens and the optical member for observation, and guiding the index image formed by the photometric part designating means to the optical path for observation and the optical path for photometry;
A first photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned on, and a second photometric value measured by the area sensor with the photometric part designating means turned off, or a predetermined threshold value or A photometric area determining means for determining a photometric area consisting of an area of at least one pixel from a comparison result with one of the saturation levels ;
Exposure calculating means for calculating an exposure time from the photometric value of the photometric area determining means;
Sampling control means for changing the sampling time of the area sensor in accordance with a comparison result between the first photometric value measured by the area sensor in a lighting state of the photometric part specifying means and a predetermined threshold value or saturation level;
A photomicrograph apparatus comprising:
前記測光領域決定手段で測光領域を決定しその測光領域の測光信号から前記露出演算手段が露出時間を演算する一連の処理シーケンスを操返し行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の顕微鏡写真撮影装置.3. The process according to claim 1, wherein the photometric area is determined by the photometric area determining unit, and a series of processing sequences in which the exposure calculating unit calculates an exposure time from a photometric signal of the photometric area are repeated. Microscope photography equipment.
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