JP6568041B2 - Light source device and imaging system - Google Patents

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Description

本発明は、光源装置及び撮像システムに関する。   The present invention relates to a light source device and an imaging system.

従来、可視光領域全体にわたる照明光を適切に選択して、簡易かつ小型化可能な構成で高速測定が可能な技術が開示されている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is disclosed in which illumination light over the entire visible light region is appropriately selected and high-speed measurement can be performed with a simple and miniaturizable configuration (see Patent Document 1).

特許文献1の技術では、照明フィルタ装置は、光を透過させる位置に応じて透過波長が連続的に変化する光フィルタを備え、広帯域光を狭帯域光にした上で試料に照射する。カメラ装置は、照明フィルタ装置により光が照射された試料の画像データを取り込む。このとき、光フィルタの位置を変化させることで、試料に照射する光の波長を変化させながら、試料の画像データを分析し、試料に適した照明設定を判定する。   In the technique of Patent Document 1, the illumination filter device includes an optical filter whose transmission wavelength continuously changes according to a position where light is transmitted, and irradiates a sample after making broadband light into narrowband light. The camera device captures image data of a sample irradiated with light by the illumination filter device. At this time, by changing the position of the optical filter, the image data of the sample is analyzed while changing the wavelength of light applied to the sample, and the illumination setting suitable for the sample is determined.

特開2004−4055号公報JP 2004-4055 A

しかし、特許文献1では、色フィルタの位置を高速度で移動させるための具体的な手段が記載されていないため、どのようにして広帯域光から狭帯域光にするのかが明らかになっていない。   However, since Patent Document 1 does not describe specific means for moving the position of the color filter at high speed, it is not clear how to change from broadband light to narrowband light.

また、特許文献1では、試料の画像データを分析し、分析結果に基づいて試料に適した照明に設定することが記載されているものの、予め決められた様々な波長の照明光を連続的に高速で切り替えながら試料に照射して、そのときの試料の画像データを取り込むことが記載されていない。   In addition, Patent Document 1 describes that image data of a sample is analyzed and illumination suitable for the sample is set based on the analysis result, but illumination lights having various predetermined wavelengths are continuously applied. There is no description of irradiating a sample while switching at high speed and capturing image data of the sample at that time.

本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、試料に照射される光の波長を連続的に高速で変化させながら、波長の変化に同期して試料を撮像することが可能になる光源装置及び撮像システムを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such circumstances, and it is possible to image a sample in synchronism with changes in wavelength while continuously changing the wavelength of light applied to the sample at high speed. An object of the present invention is to provide a light source device and an imaging system.

本発明に係る光源装置は、円板状に成形され、中心軸周りに回転可能なリニアバリアブルフィルタと、発光して、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を試料に照射する光源と、前記リニアバリアブルフィルタを前記中心軸周りに回転させることで、前記リニアバリアブルフィルタを透過して前記試料に照射される光の波長を連続的に変化させる回転手段と、前記リニアバリアブルフィルタに対して、位置検出用の所定波長の光を発光する位置検出用発光手段と、前記位置検出用発光手段から発光され、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を受光して、受光量に応じた信号を発生する受光手段と、撮像装置からの同期信号に基づいて撮像装置で撮像される画像のコマ数をカウントし、カウントされたコマ数が所定値になる毎に、コマ数検出フラグを発生するコマ数検出フラグ発生手段と、前記受光手段から出力された信号がピークになるタイミングを検出し、前記信号がピークになるタイミングと前記コマ数検出フラグが発生するタイミングとが同期するように、前記回転手段の回転速度を制御する制御手段と、を備えている。   A light source device according to the present invention includes a linear variable filter that is formed in a disk shape and is rotatable around a central axis, a light source that emits light and irradiates a sample with light transmitted through the linear variable filter, and the linear variable filter Rotating means that continuously changes the wavelength of light that passes through the linear variable filter and irradiates the sample by rotating the filter around the central axis, and for position detection with respect to the linear variable filter A position detecting light emitting means for emitting light of a predetermined wavelength; and a light receiving means for receiving light emitted from the position detecting light emitting means and transmitted through the linear variable filter and generating a signal corresponding to the amount of received light The number of frames of the image captured by the imaging device is counted based on the synchronization signal from the imaging device, and every time the counted number of frames reaches a predetermined value A frame number detection flag generating means for generating a frame number detection flag; a timing at which the signal output from the light receiving means reaches a peak; a timing at which the signal peaks; and a timing at which the frame number detection flag is generated. And a control means for controlling the rotation speed of the rotation means so as to synchronize with each other.

また、本発明に係る光源装置は、長尺状に成形され、長手方向に沿った直線上を往復移動できるように設けられ、前記長手方向に沿ってバンドパスの中心波長が変化するリニアバリアブルフィルタと、発光して、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を試料に照射する光源と、前記リニアバリアブルフィルタを長手方向に沿った直線上を往復移動させることで、前記リニアバリアブルフィルタを透過して前記試料に照射される光の波長を連続的にさせる移動手段と、前記リニアバリアブルフィルタに対して、位置検出用の所定波長の光を発光する位置検出用発光手段と、前記位置検出用発光手段から発光され、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を受光して、受光量に応じた信号を発生する受光手段と、前記リニアバリアブルフィルタが前記直線上を移動しながら、前記受光手段から出力された信号がピークになる位置を検出し、検出した位置を基準位置にして前記リニアバリアブルフィルタの前記直線上の位置を制御する制御手段と、前記リニアバリアブルフィルタの移動開始直後及び移動終了直前に、前記試料を撮像するための撮像装置により生成される画像について1フレーム時間を既定値よりも長くなるように設定するための信号を生成し、生成した信号を前記撮像装置に送信する信号生成手段と、を備えている。   The light source device according to the present invention is a linear variable filter which is formed in a long shape, is provided so as to be able to reciprocate on a straight line along the longitudinal direction, and the center wavelength of the bandpass varies along the longitudinal direction. And a light source that emits light and irradiates the sample with light that has passed through the linear variable filter, and reciprocally moves the linear variable filter on a straight line along a longitudinal direction, thereby transmitting the linear variable filter and From the moving means for continuously making the wavelength of light irradiated to the sample, the position detecting light emitting means for emitting light of a predetermined wavelength for position detection to the linear variable filter, and the position detecting light emitting means Light receiving means for receiving the light emitted and transmitted through the linear variable filter and generating a signal corresponding to the amount of received light; and the linear variable Control means for detecting a position where the signal output from the light receiving means reaches a peak while the filter moves on the straight line, and controlling the position of the linear variable filter on the straight line with the detected position as a reference position And a signal for setting one frame time to be longer than a predetermined value for an image generated by an imaging device for imaging the sample immediately after the linear variable filter starts to move and immediately before the movement ends. And a signal generating means for transmitting the generated signal to the imaging device.

本発明に係る撮像システムは、上述した発光装置と、前記発送装置により光が照射された試料を撮像する撮像装置と、を備えている。   An imaging system according to the present invention includes the above-described light-emitting device and an imaging device that captures an image of a sample irradiated with light from the shipping device.

本発明は、試料に照射される光の波長を連続的に高速で変化させながら、波長の変化に同期して試料を撮像することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to image a sample in synchronism with the change in wavelength while continuously changing the wavelength of light applied to the sample at a high speed.

本発明の第1の実施形態に係る撮像システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an imaging system according to a first embodiment of the present invention. 光源装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of a light source device. 汎用的なリニアバリアブルフィルタを示す図である。It is a figure which shows a general purpose linear variable filter. 汎用的なリニアバリアブルフィルタのバンドパスの中心波長が580nmの位置にスポット光が照射された場合の光透過特性を示す図である。It is a figure which shows the light transmission characteristic when a spot light is irradiated to the position whose center wavelength of the band pass of a general purpose linear variable filter is 580 nm. 円板状リニアバリアブルフィルタを示す図であるIt is a figure which shows a disk-shaped linear variable filter. パルスモータの回転角度に対する円板状リニアバリアブルフィルタのバンドパスの中心波長の特性図である。It is a characteristic figure of the center wavelength of the band pass of a disk-shaped linear variable filter with respect to the rotation angle of a pulse motor. 画像信号、コマ数検出フラグ、LVF基準位置のタイミングチャートである。It is a timing chart of an image signal, a frame number detection flag, and an LVF reference position. フレーム番号、円板状リニアバリアブルフィルタの回転角度、及び光源装置の出力光の波長の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frame number, the rotation angle of a disk-shaped linear variable filter, and the wavelength of the output light of a light source device. 撮像装置により撮像された試料の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the sample imaged with the imaging device. 第2の実施形態に係る光源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source device which concerns on 2nd Embodiment. 長尺状リニアバリアブルフィルタの平面図である。It is a top view of a long linear variable filter. 長尺状リニアバリアブルフィルタの移動速度を示す図である。It is a figure which shows the moving speed of a elongate linear variable filter. トリガー信号、画像信号、コマ数検出フラグ、LVF基準位置のタイミングチャートである。6 is a timing chart of a trigger signal, an image signal, a frame number detection flag, and an LVF reference position. 長尺状リニアバリアブルフィルタの移動速度を示す図である。It is a figure which shows the moving speed of a elongate linear variable filter.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像システム1の概略構成図である。
撮像システム1は、波長が連続的に変化する光を試料30に照射する光源装置10と、試料30の照射光の波長が連続的に変化する期間に試料30を撮像する撮像装置40と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging system 1 according to the first embodiment of the present invention.
The imaging system 1 includes a light source device 10 that irradiates a sample 30 with light whose wavelength changes continuously, and an imaging device 40 that images the sample 30 during a period in which the wavelength of irradiation light of the sample 30 continuously changes. I have.

光源装置10は、連続的に波長が変化する光を出力すると共に、撮像装置40から送信される同期信号を受信し、受信した同期信号に同期するように波長の変化タイミングを制御する。   The light source device 10 outputs light having a wavelength that continuously changes, receives the synchronization signal transmitted from the imaging device 40, and controls the wavelength change timing to synchronize with the received synchronization signal.

撮像装置40は、異なる種類の錠剤が混在する試料30を撮像する。試料30の反射光は、錠剤の種類によって波長が異なる。このため、試料30に様々な波長の光を照射して、そのときの試料30の画像をチェックすることによって、試料30に何の種類の錠剤がどの程度混入しているかが分かる。なお、試料30は、上記の例に限定されるものではない。   The imaging device 40 images the sample 30 in which different types of tablets are mixed. The wavelength of the reflected light of the sample 30 varies depending on the type of tablet. For this reason, by irradiating the sample 30 with light of various wavelengths and checking the image of the sample 30 at that time, it can be understood how much and what kind of tablets are mixed in the sample 30. The sample 30 is not limited to the above example.

図2は、光源装置10の構成を示すブロック図である。光源装置10は、ハロゲン光源11と、第1レンズ12と、第2レンズ13と、円板状リニアバリアブルフィルタ14と、パルスモータ15と、モータドライバ16と、を備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the light source device 10. The light source device 10 includes a halogen light source 11, a first lens 12, a second lens 13, a disc-shaped linear variable filter 14, a pulse motor 15, and a motor driver 16.

ハロゲン光源11は、可視光から近赤外光までの波長を含む光を出力して、第1レンズ12に照射する。第1レンズ12は、ハロゲン光源11からの光を集光して、円板状リニアバリアブルフィルタ14の端部に向けて、集光されたスポット光を照射する。スポット光は、円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過した後、拡散しながら第2レンズ13に入射する。第2レンズ13は、入射された光を平行光にして、試料30に光を照射する。   The halogen light source 11 outputs light including wavelengths from visible light to near infrared light and irradiates the first lens 12. The first lens 12 condenses the light from the halogen light source 11 and irradiates the condensed spot light toward the end of the disc-shaped linear variable filter 14. The spot light passes through the disk-shaped linear variable filter 14 and then enters the second lens 13 while diffusing. The second lens 13 converts the incident light into parallel light and irradiates the sample 30 with light.

このように、第1レンズ12と第2レンズ13との間には、第1レンズ12によって集光された光がスポット光となる位置に、リニアバリアブルフィルタからなる円板状リニアバリアブルフィルタ14が設けられている。   Thus, between the first lens 12 and the second lens 13, there is a disc-shaped linear variable filter 14 made of a linear variable filter at a position where the light collected by the first lens 12 becomes spot light. Is provided.

図3は、正方形状に成形された汎用的なリニアバリアブルフィルタを示す図である。リニアバリアブルフィルタは、光入射位置を所定方向(図3では上下方向)に移動させることで透過波長を可変できる光干渉フィルタである。リニアバリアブルフィルタは、バンドパスの中心波長(あるいはエッジフィルタのエッジ波長)が光入射位置に対して線形的に変化する特徴を有する。図3では、上下方向の下側から上側に向かって、バンドパスの中心波長λが、最小値λmin、・・・、中間値(λmin+λmax)/2、・・・、最大値λmaxと線形的に変化する。すなわち、1枚のリニアバリアブルフィルタが、複数の波長フィルタの代用として機能する。   FIG. 3 is a diagram showing a general-purpose linear variable filter formed in a square shape. The linear variable filter is an optical interference filter that can change the transmission wavelength by moving the light incident position in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 3). The linear variable filter has a characteristic that the center wavelength of the band pass (or the edge wavelength of the edge filter) changes linearly with respect to the light incident position. In FIG. 3, the bandpass center wavelength λ is linearly changed from the lower side to the upper side in the vertical direction with the minimum value λmin,..., The intermediate value (λmin + λmax) / 2,. Change. That is, one linear variable filter functions as a substitute for a plurality of wavelength filters.

図4は、図3に示す汎用的なリニアバリアブルフィルタのバンドパスの中心波長が580nmの位置にスポット光が照射された場合の光透過特性を示す図である。同図に示すように、中心波長580nmの±10nmにおいて、光透過特性はほぼ100%である。しかし、中心波長580nmの±10nm以外の波長においては、光透過特性はほぼ0%である。   FIG. 4 is a diagram showing light transmission characteristics when spot light is irradiated at a position where the center wavelength of the bandpass of the general-purpose linear variable filter shown in FIG. 3 is 580 nm. As shown in the figure, the light transmission characteristics are almost 100% at a center wavelength of 580 nm ± 10 nm. However, the light transmission characteristics are almost 0% at wavelengths other than ± 10 nm of the central wavelength of 580 nm.

図5は、円板状リニアバリアブルフィルタ14を示す図である。円板状リニアバリアブルフィルタ14は、図3に示すリニアバリアブルフィルタを円板状に成形したものである。円板状リニアバリアブルフィルタ14の中心点には軸穴が設けられている。この軸穴には、図2に示すパルスモータ15の回転軸が挿入される。パルスモータ15の回転軸が回転すると、円板状リニアバリアブルフィルタ14は中心点を軸にして回転する。   FIG. 5 is a diagram showing the disc-shaped linear variable filter 14. The disc-shaped linear variable filter 14 is obtained by forming the linear variable filter shown in FIG. 3 into a disc shape. A shaft hole is provided at the center point of the disc-shaped linear variable filter 14. The rotation shaft of the pulse motor 15 shown in FIG. 2 is inserted into this shaft hole. When the rotating shaft of the pulse motor 15 rotates, the disc-shaped linear variable filter 14 rotates around the center point.

第1レンズ12によって集光されたスポット光は、円板状リニアバリアブルフィルタ14の中心付近ではなく、径方向の端部に照射される。円板状リニアバリアブルフィルタ14がパルスモータ15によって中心点周りに回転すると、スポット光の位置に対応するバンドパスの中心波長が逐次変化する。そのため、円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過する光は、波長が連続的に変化する。   The spot light collected by the first lens 12 is applied not to the vicinity of the center of the disk-like linear variable filter 14 but to the end in the radial direction. When the disc-shaped linear variable filter 14 is rotated around the center point by the pulse motor 15, the center wavelength of the band pass corresponding to the position of the spot light sequentially changes. Therefore, the wavelength of the light that passes through the disk-shaped linear variable filter 14 changes continuously.

図6は、パルスモータ15の回転角度に対する円板状リニアバリアブルフィルタ14のバンドパスの中心波長の特性図である。パルスモータ15の回転角度が0度の場合、円板状リニアバリアブルフィルタ14のバンドパスの中心波長は最小値になる。回転角度が大きくなるに従って、バンドパスの中心波長は大きくなる。回転角度が180度の場合、バンドパスの中心波長は最大値になる。   FIG. 6 is a characteristic diagram of the center wavelength of the band pass of the disc-shaped linear variable filter 14 with respect to the rotation angle of the pulse motor 15. When the rotation angle of the pulse motor 15 is 0 degree, the center wavelength of the band pass of the disc-shaped linear variable filter 14 becomes the minimum value. As the rotation angle increases, the center wavelength of the bandpass increases. When the rotation angle is 180 degrees, the center wavelength of the band pass becomes the maximum value.

さらに回転角度が大きくなると、バンドパスの中心波長は小さくなる。そして、回転角度が360度の場合、バンドパスの中心波長は再び最小値になる。このように、円板状リニアバリアブルフィルタ14が1回転する間に、円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過する光の波長は最小値から最大値になり、その後再び最小値になる。   As the rotation angle further increases, the center wavelength of the bandpass decreases. When the rotation angle is 360 degrees, the center wavelength of the bandpass becomes the minimum value again. As described above, the wavelength of the light transmitted through the disc-shaped linear variable filter 14 changes from the minimum value to the maximum value during one rotation of the disc-shaped linear variable filter 14, and then becomes the minimum value again.

図2に示す光源装置10は、さらに、発光素子17と、受光素子18と、操作部19と、同期信号受信部20と、コマ数検出部21と、コントローラ22と、を備えている。   The light source device 10 shown in FIG. 2 further includes a light emitting element 17, a light receiving element 18, an operation unit 19, a synchronization signal receiving unit 20, a frame number detecting unit 21, and a controller 22.

発光素子17及び受光素子18は、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転基準位置を検出するためのものであり、円板状リニアバリアブルフィルタ14を挟んで対向する。発光素子17は、所定波長(例えば550nm)の光を、円板状リニアバリアブルフィルタ14の径方向の端部に照射する。   The light emitting element 17 and the light receiving element 18 are for detecting the rotation reference position of the disk-shaped linear variable filter 14 and face each other with the disk-shaped linear variable filter 14 in between. The light emitting element 17 irradiates light having a predetermined wavelength (for example, 550 nm) to the radial end of the disc-shaped linear variable filter 14.

受光素子18は、発光素子17から照射され、円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過した光を受光し、受光量に応じた信号をコントローラ22へ出力する。このため、受光素子18から出力された信号がピークとなるタイミングは、発光素子14が、円板状リニアバリアブルフィルタ14のバンドパスの中心波長550nmの位置に対向するタイミングとなる。以下では、受光素子18から出力された信号がピークになる時点の円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転位置をLVF基準位置とする。   The light receiving element 18 receives light emitted from the light emitting element 17 and transmitted through the disk-shaped linear variable filter 14 and outputs a signal corresponding to the amount of received light to the controller 22. For this reason, the timing at which the signal output from the light receiving element 18 reaches a peak is the timing at which the light emitting element 14 faces the position of the center wavelength 550 nm of the bandpass of the disc-shaped linear variable filter 14. Hereinafter, the rotation position of the disc-shaped linear variable filter 14 at the time when the signal output from the light receiving element 18 reaches a peak is referred to as an LVF reference position.

操作部19には、ユーザの操作に応じた情報が入力される。具体的には、操作部19には、ユーザの操作によって、円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過する光の波長が最小値から最大値になるまでの期間(円板状リニアバリアブルフィルタ14が半回転する期間)に、取り込むべき画像のコマ数が入力される。
同期信号受信部20は、図1に示す撮像装置40から出力された同期信号(水平同期信号、垂直同期信号等)を受信する。
Information corresponding to a user operation is input to the operation unit 19. Specifically, the operation unit 19 has a period until the wavelength of the light transmitted through the disc-shaped linear variable filter 14 reaches the maximum value from the minimum value by the user's operation (the disc-shaped linear variable filter 14 is half-finished). During the rotation period), the number of frames of the image to be captured is input.
The synchronization signal receiving unit 20 receives a synchronization signal (horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, etc.) output from the imaging device 40 shown in FIG.

コマ数検出部21は、同期信号受信部20で受信された同期信号に基づいて、撮像装置40で撮像された画像のコマ数(フレーム数)をカウントする。コマ数検出部21は、カウントしたコマ数が操作部19に入力されたコマ数の2倍に達する毎に、コマ数検出フラグを出力し、カウントしたコマ数をリセットし、再び画像のコマ数をカウントする。   The frame number detector 21 counts the number of frames (number of frames) of the image captured by the imaging device 40 based on the synchronization signal received by the synchronization signal receiver 20. The frame number detection unit 21 outputs a frame number detection flag every time the counted number of frames reaches twice the number of frames input to the operation unit 19, resets the counted frame number, and again the frame number of the image Count.

「コマ数の2倍」とした理由は、次の通りである。円板状リニアバリアブルフィルタ14を透過する光の波長が最小値から最大値になる期間には、円板状リニアバリアブルフィルタ14が半回転しかしない。このため、円板状リニアバリアブルフィルタ14が1回転する期間、つまり、LVF基準位置が検出されてから次のLVF基準位置が検出されるまでの期間には、操作部19に入力されたコマ数の2倍の値が必要になるからである。   The reason for “twice the number of frames” is as follows. During the period in which the wavelength of light transmitted through the disc-shaped linear variable filter 14 is from the minimum value to the maximum value, the disc-shaped linear variable filter 14 is only half-rotated. For this reason, the number of frames input to the operation unit 19 during the period in which the disk-like linear variable filter 14 rotates once, that is, the period from when the LVF reference position is detected until the next LVF reference position is detected. This is because a value twice as large is required.

なお、光の波長が最小値から最大値になる期間に円板状リニアバリアブルフィルタ14が1回転する場合は、「2倍」にする必要はなく、「1倍(コマ数のまま)」でよい。   In addition, when the disc-shaped linear variable filter 14 rotates once during the period in which the wavelength of light is from the minimum value to the maximum value, it is not necessary to set “2 times”, but “1 time (the number of frames)”. Good.

本実施形態では、操作部19にコマ数「30」が入力された場合、コマ数検出部21は、カウントしたコマ数が「60」になる毎に、コマ数検出フラグを出力する。そして、コマ数検出部21は、カウントしたコマ数をリセットした後、再び画像のコマ数をカウントする。   In this embodiment, when the frame number “30” is input to the operation unit 19, the frame number detection unit 21 outputs a frame number detection flag every time the counted frame number becomes “60”. Then, after resetting the counted frame number, the frame number detection unit 21 counts the frame number of the image again.

コントローラ22は、受光素子18から出力された信号がピークになるタイミングと、コマ数検出部21からコマ数検出フラグが出力されるタイミングと、を比較して、2つのタイミングの位相差が一定になるようにPLL制御して、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転速度を決定する。そして、コントローラ22は、パルスモータ15の回転軸の回転速度が決定された回転速度になるように、モータドライバ16を制御する。   The controller 22 compares the timing at which the signal output from the light receiving element 18 peaks with the timing at which the frame number detection flag is output from the frame number detection unit 21, and the phase difference between the two timings is constant. The rotational speed of the disc-shaped linear variable filter 14 is determined by performing PLL control as described above. Then, the controller 22 controls the motor driver 16 so that the rotation speed of the rotation shaft of the pulse motor 15 becomes the determined rotation speed.

上記のように構成された撮像システム1は、次の動作手順に従って、試料30を撮像する。
最初に、ユーザは、図2に示す光源装置10の操作部19を操作して、波長が最小値から最大値まで連続的に変化する期間に、撮像装置40が取り込むべき画像のコマ数を入力する。本実施形態では、ユーザは、操作部19を操作して、コマ数「30」を入力する。
The imaging system 1 configured as described above images the sample 30 according to the following operation procedure.
First, the user operates the operation unit 19 of the light source device 10 illustrated in FIG. 2 and inputs the number of frames of an image to be captured by the imaging device 40 during a period in which the wavelength continuously changes from the minimum value to the maximum value. To do. In the present embodiment, the user operates the operation unit 19 to input the number of frames “30”.

コントローラ22は、操作部19にコマ数「30」が入力されたことを検出すると、ハロゲン光源11を発光させると共に、モータドライバ16を介して、パルスモータ15を回転させる。これにより、光源装置10が発光を開始する。   When the controller 22 detects that the number of frames “30” is input to the operation unit 19, the controller 22 causes the halogen light source 11 to emit light and rotates the pulse motor 15 via the motor driver 16. Thereby, the light source device 10 starts light emission.

撮像装置40は、光源装置10の発光開始に合わせて、試料30の撮像を開始する。なお、撮像装置40は、ユーザのスイッチ操作があったときに撮像を開始してもよいし、操作部19にコマ数が入力されたことが光源装置10から通知されたときに、自動的に撮像を開始してもよい。撮像装置40は、撮像を開始すると、内蔵する同期信号発生器で発生される同期信号に同期して、試料30の画像を生成すると共に、同期信号を光源装置10へ送信する。   The imaging device 40 starts imaging the sample 30 in synchronization with the light emission start of the light source device 10. The imaging device 40 may start imaging when the user performs a switch operation, or automatically when the light source device 10 notifies the operation unit 19 that the number of frames has been input. Imaging may be started. When imaging starts, the imaging device 40 generates an image of the sample 30 in synchronization with a synchronization signal generated by a built-in synchronization signal generator and transmits the synchronization signal to the light source device 10.

図7は、画像信号、コマ数検出フラグ、LVF基準位置のタイミングチャートである。コマ数検出フラグは、画像が60コマになる毎に、出力される。LVF基準位置は、受光素子18から出力される信号がピークになる毎に、つまり円板状リニアバリアブルフィルタ14が360度回転する毎に検出される。   FIG. 7 is a timing chart of the image signal, the frame number detection flag, and the LVF reference position. The frame number detection flag is output every time there are 60 frames. The LVF reference position is detected every time the signal output from the light receiving element 18 reaches a peak, that is, every time the disk-shaped linear variable filter 14 rotates 360 degrees.

ここで、パルスモータ15の回転角度が0度の場合は、バンドパスの中心波長は最小値(例えば900nm)である。パルスモータ15の回転角度が180度の場合は、バンドパスの中心波長は最大値(例えば1800nm)である。さらに、パルスモータ15の回転角度が360度の場合は、バンドパスの中心波長は再び最小値(例えば900nm)である。   Here, when the rotation angle of the pulse motor 15 is 0 degree, the center wavelength of the band pass is a minimum value (for example, 900 nm). When the rotation angle of the pulse motor 15 is 180 degrees, the center wavelength of the band pass is a maximum value (for example, 1800 nm). Further, when the rotation angle of the pulse motor 15 is 360 degrees, the center wavelength of the band pass is again the minimum value (for example, 900 nm).

なお、本実施形態では、LVF基準位置は、パルスモータ15(円板状リニアバリアブルフィルタ14)の回転角度が0度のときに検出されるが、これに限定されるものではない。つまり、LVF基準位置は、円板状リニアバリアブルフィルタ14が1回転した時点を検出するために利用可能であればよく、回転角度が0度以外の所定角度のときに検出されたものでもよい。   In the present embodiment, the LVF reference position is detected when the rotation angle of the pulse motor 15 (disk-shaped linear variable filter 14) is 0 degrees, but the present invention is not limited to this. In other words, the LVF reference position only needs to be usable for detecting the point in time when the disc-shaped linear variable filter 14 makes one rotation, and may be detected when the rotation angle is a predetermined angle other than 0 degrees.

図2に示すコントローラ22は、コマ数検出フラグとLVF基準位置とが同期するように、モータドライバ16を介して、パルスモータ15の回転速度を制御する。この結果、光源装置10から出力される光の波長変化と、撮像装置40で撮像される画像のコマ数とが同期する。   The controller 22 shown in FIG. 2 controls the rotational speed of the pulse motor 15 via the motor driver 16 so that the frame number detection flag and the LVF reference position are synchronized. As a result, the wavelength change of the light output from the light source device 10 and the number of frames of the image captured by the imaging device 40 are synchronized.

光源装置10が発光を開始して所定時間が経過すると、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転速度が一定になる。このとき、光源装置10から撮像装置40への制御信号(コマ数検出フラグ等)によって撮像装置40で撮像される画像のフレーム番号(1〜60)が特定されれば、パルスモータ15(円板状リニアバリアブルフィルタ14)の回転角度、及び光源装置10から出力される光の波長が特定される。   When a predetermined time elapses after the light source device 10 starts to emit light, the rotational speed of the disc-shaped linear variable filter 14 becomes constant. At this time, if the frame number (1 to 60) of the image captured by the imaging device 40 is specified by a control signal (frame number detection flag or the like) from the light source device 10 to the imaging device 40, the pulse motor 15 (disc) The rotation angle of the linear linear variable filter 14) and the wavelength of the light output from the light source device 10 are specified.

図8は、フレーム番号、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転角度、及び光源装置10の出力光の波長の関係を示す図である。本実施形態では、円板状リニアバリアブルフィルタ14が360度回転する期間に、撮像装置40において60コマの画像が得られる。つまり、円板状リニアバリアブルフィルタ14が180度回転する期間(光源装置10の出力光の波長が最小値900nmから最大値1800nmまで変化する期間)に、30コマの画像が得られる。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the frame number, the rotation angle of the disk-shaped linear variable filter 14, and the wavelength of the output light from the light source device 10. In the present embodiment, 60 frames of images are obtained in the imaging device 40 during a period in which the disc-shaped linear variable filter 14 rotates 360 degrees. That is, 30 frames of images are obtained during a period in which the disc-shaped linear variable filter 14 rotates 180 degrees (a period in which the wavelength of the output light of the light source device 10 changes from the minimum value 900 nm to the maximum value 1800 nm).

このとき、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転角度がθ1、θ2、・・・となると、光源装置10の出力光の波長は図6に示すように正弦波状にλ1、λ2、・・・と変化する。この結果、フレーム番号1の場合では照射光の波長はλ1(=900nm)、フレーム番号2の場合では照射光の波長はλ2、・・・となる。つまり、操作部19にコマ数が入力され、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転速度が撮像装置40の画像生成タイミングに同期すると、フレーム番号に対応する照射光の波長が決定される。   At this time, when the rotation angle of the disk-like linear variable filter 14 is θ1, θ2,..., The wavelength of the output light of the light source device 10 is sine wave-like as λ1, λ2,. Change. As a result, in the case of frame number 1, the wavelength of the irradiation light is λ1 (= 900 nm), and in the case of frame number 2, the wavelength of the irradiation light is λ2,. That is, when the number of frames is input to the operation unit 19 and the rotation speed of the disc-shaped linear variable filter 14 is synchronized with the image generation timing of the imaging device 40, the wavelength of the irradiation light corresponding to the frame number is determined.

以上のように、本実施形態の撮像システム1は、照射光の変化速度と画像の生成タイミングとを同期させて、円板状リニアバリアブルフィルタ14の回転角度に対する画像のコマ数(分解能)をユーザの操作に応じて設定することで、画像(フレーム番号)と照射光の波長とを対応させながら、照射光の波長を連続的に変化させながら、画像を高速で生成することができる。   As described above, the imaging system 1 of the present embodiment synchronizes the change rate of irradiation light and the generation timing of an image, and sets the number of image frames (resolution) with respect to the rotation angle of the disc-shaped linear variable filter 14 as a user. By setting in accordance with the above operation, an image can be generated at a high speed while the wavelength of the irradiation light is continuously changed while the image (frame number) is associated with the wavelength of the irradiation light.

図9は、撮像装置40により撮像された試料30の画像を示す図である。ここでは、照射光の波長がそれぞれ異なるときの3枚の画像が表されている。同図によれば、照射光の波長によって視認しやすい錠剤の種類が異なっている。したがって、ユーザは、試料30に対して様々な波長で照射されたときのそれぞれの画像を確認することで、何の種類の錠剤がどの程度混入しているかを容易に把握することが可能になる。また、可変範囲の全ての波長に対応する出力画像を確認すると、画像が得られる場合と画像が得られない場合がある。このような画像の有無の情報も、試料30の状態を特定するための情報となるのは言うまでもない。   FIG. 9 is a diagram illustrating an image of the sample 30 captured by the imaging device 40. Here, three images when the wavelengths of irradiation light are different are shown. According to the figure, the types of tablets that are easily visible are different depending on the wavelength of the irradiation light. Therefore, the user can easily grasp how much and what kind of tablets are mixed by checking each image when the sample 30 is irradiated with various wavelengths. . When an output image corresponding to all wavelengths in the variable range is confirmed, an image may be obtained or an image may not be obtained. It goes without saying that such information on the presence or absence of an image also becomes information for specifying the state of the sample 30.

[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第2の実施形態に係る撮像システムは、図2に示す光源装置10の代わりに、図10に示す光源装置10Aを設けたものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
The imaging system according to the second embodiment is provided with a light source device 10A shown in FIG. 10 instead of the light source device 10 shown in FIG.

図10は、第2の実施形態に係る光源装置10Aの構成を示すブロック図である。光源装置10Aは、図2に示す円板状リニアバリアブルフィルタ14に代えて、図10に示す長尺状リニアバリアブルフィルタ25を備えている。なお、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の光入射側には、絞り26が設けられている。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a light source device 10A according to the second embodiment. The light source device 10A includes a long linear variable filter 25 shown in FIG. 10 instead of the disc-like linear variable filter 14 shown in FIG. A diaphragm 26 is provided on the light incident side of the long linear variable filter 25.

さらに、光源装置10Aは、図2に示す発光素子17に代えて、1950nmの光を発光する発光素子27を備えている。つまり、発光素子17と発光素子27は、異なる波長の光を発光する点で相違する。   Furthermore, the light source device 10A includes a light emitting element 27 that emits light of 1950 nm, instead of the light emitting element 17 shown in FIG. That is, the light emitting element 17 and the light emitting element 27 are different in that they emit light having different wavelengths.

図11は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の平面図であり、光入射位置とバンドパスの中心波長との関係を示している。
長尺状リニアバリアブルフィルタ25は、図3に示すリニアバリアブルフィルタを長尺上に成形したものである。長尺状リニアバリアブルフィルタ25においては、バンドパスの中心波長が長手方向に沿って線形的に変化する。
FIG. 11 is a plan view of the long linear variable filter 25 and shows the relationship between the light incident position and the center wavelength of the band pass.
The long linear variable filter 25 is obtained by molding the linear variable filter shown in FIG. In the long linear variable filter 25, the center wavelength of the bandpass changes linearly along the longitudinal direction.

長尺状リニアバリアブルフィルタ25は、パルスモータ15の回転駆動に基づいて、長手方向に沿ってスライドするように設けられている。   The long linear variable filter 25 is provided so as to slide along the longitudinal direction based on the rotational drive of the pulse motor 15.

具体的には、長尺状リニアバリアブルフィルタ25が図11の右方向いっぱいまでスライドすると、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の左端部(位置L)にスポット光が照射される。位置Lは、バンドパスの中心波長が最小値(900nm)になる位置である。このとき、長尺状リニアバリアブルフィルタ25のバンドパスの中心波長が1950nmになる位置の両面側には、図9に示す発光素子27及び受光素子18が設けられている。   Specifically, when the long linear variable filter 25 slides to the right in FIG. 11, spot light is irradiated to the left end portion (position L) of the long linear variable filter 25. The position L is a position where the center wavelength of the band pass becomes the minimum value (900 nm). At this time, the light emitting element 27 and the light receiving element 18 shown in FIG. 9 are provided on both sides of the position where the center wavelength of the band pass of the long linear variable filter 25 is 1950 nm.

発光素子27は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の基準位置の設定の際に使用される発光ダイオードである。発光素子27は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25を挟んで、受光素子18と対向する位置に設けられ、1950nmの光を発光する。受光素子18は、発光素子27で発光され長尺状リニアバリアブルフィルタ25を透過した光を受光して、受光量に応じた信号を発生する。   The light emitting element 27 is a light emitting diode used when setting the reference position of the long linear variable filter 25. The light emitting element 27 is provided at a position facing the light receiving element 18 with the long linear variable filter 25 interposed therebetween, and emits light of 1950 nm. The light receiving element 18 receives the light emitted from the light emitting element 27 and transmitted through the long linear variable filter 25, and generates a signal corresponding to the amount of light received.

長尺状リニアバリアブルフィルタ25が図11の左方向いっぱいまでスライドすると、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の右端部(位置R)にスポット光が照射される。位置Rは、バンドパスの中心波長が最大値(1800nm)になる位置である。   When the long linear variable filter 25 slides all the way to the left in FIG. 11, spot light is irradiated to the right end (position R) of the long linear variable filter 25. The position R is a position where the center wavelength of the band pass becomes the maximum value (1800 nm).

長尺状リニアバリアブルフィルタ25が図11の左右方向の中間位置に配置されると、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の長手方向の位置Lと位置Rの中間位置にスポット光が照射される。この中間位置は、バンドパスの中心波長が1350nmになる位置である。   When the long linear variable filter 25 is disposed at an intermediate position in the left-right direction in FIG. 11, spot light is irradiated to an intermediate position between the longitudinal position L and the position R of the long linear variable filter 25. This intermediate position is a position where the center wavelength of the bandpass is 1350 nm.

ここで、長尺状リニアバリアブルフィルタ25を任意の位置にスライドして、受光素子18から出力される信号がピークになる位置(基準位置)が決まれば、バンドパスの中心波長が1950nmになる位置が分かり、さらに、900nmから1800nmまでのバンドパスの中心波長の位置が分かる。このため、最初に、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の基準位置を正確に設定することが必要である。   Here, when the position (reference position) at which the signal output from the light receiving element 18 reaches a peak is determined by sliding the long linear variable filter 25 to an arbitrary position, the position where the center wavelength of the bandpass becomes 1950 nm. Further, the position of the center wavelength of the band pass from 900 nm to 1800 nm can be understood. Therefore, first, it is necessary to accurately set the reference position of the long linear variable filter 25.

さらに、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の長手方向におけるバンドパスの中心波長が900nmから1800nmまでの長さは、予め分かっている。   Further, the length of the center wavelength of the band pass in the longitudinal direction of the long linear variable filter 25 from 900 nm to 1800 nm is known in advance.

このため、操作部19にコマ数(照射光の波長が900nmから1800nmまで変化する間に撮像すべき画像のコマ数)が入力されれば、1コマずつの長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動距離、つまり、パルスモータ15の回転角度が決まる。そこで、コントローラ22は、操作部19に入力されるコマ数に対応するようにしつつ、撮像装置40から送信される同期信号に同期して、モータドライバ16を介して、パルスモータ15を制御する。   For this reason, if the number of frames (the number of images to be captured while the wavelength of irradiation light changes from 900 nm to 1800 nm) is input to the operation unit 19, the movement of the long linear variable filter 25 by one frame is performed. The distance, that is, the rotation angle of the pulse motor 15 is determined. Therefore, the controller 22 controls the pulse motor 15 via the motor driver 16 in synchronization with the synchronization signal transmitted from the imaging device 40 while corresponding to the number of frames input to the operation unit 19.

上記のように構成された撮像システム1は、次の動作手順に従って、試料30を撮像する。
最初に、コントローラ22は、発光素子27を発光させる。コントローラ22は、受光素子18から出力される信号をモニターすると共に、モータドライバ16及びパルスモータ15を介して、長尺状リニアバリアブルフィルタ25を長手方向にスライドさせる。
The imaging system 1 configured as described above images the sample 30 according to the following operation procedure.
First, the controller 22 causes the light emitting element 27 to emit light. The controller 22 monitors the signal output from the light receiving element 18 and slides the long linear variable filter 25 in the longitudinal direction via the motor driver 16 and the pulse motor 15.

コントローラ22は、受光素子18から出力された信号がピークになった時点でパルスモータ15の回転を停止して、その時点の長尺状リニアバリアブルフィルタ25の位置を基準位置として設定する。そして、コントローラ22は、基準位置でのパルスモータ15の回転角度をリセット、つまり0度に設定する。これにより、光源装置10の初期設定が完了する。   The controller 22 stops the rotation of the pulse motor 15 when the signal output from the light receiving element 18 reaches a peak, and sets the position of the long linear variable filter 25 at that time as the reference position. Then, the controller 22 resets the rotation angle of the pulse motor 15 at the reference position, that is, sets it to 0 degree. Thereby, the initial setting of the light source device 10 is completed.

光源装置10の初期設定が完了すると、試料30が静止位置にない(移動している)ときに必要なコマ数を取得し、試料30が静止位置にあるときに必要なコマ数の画像を取得する。   When the initial setting of the light source device 10 is completed, the number of frames required when the sample 30 is not in the stationary position (moving) is acquired, and the image of the number of frames required when the sample 30 is in the stationary position is acquired. To do.

具体的には、ユーザは、図10に示す光源装置10の操作部19を操作して、必要なコマ数を入力する。必要なコマ数とは、光源装置10から出力される光の波長が最小値から最大値まで連続的に変化する期間に、撮像装置40が取り込むべき画像のコマ数(フレーム数)をいう。本実施形態では、ユーザは、操作部19を操作して、コマ数「30」を入力する。   Specifically, the user operates the operation unit 19 of the light source device 10 illustrated in FIG. 10 and inputs a necessary number of frames. The required number of frames refers to the number of frames (number of frames) of an image to be captured by the imaging device 40 during a period in which the wavelength of light output from the light source device 10 continuously changes from the minimum value to the maximum value. In the present embodiment, the user operates the operation unit 19 to input the number of frames “30”.

そして、試料30が静止位置で静止しているときに、コントローラ22は、ハロゲン光源11を発光させると共に、モータドライバ16を介して、パルスモータ15を回転させる。このとき、コントローラ22は、操作部19に入力されたコマ数「30」に対応するように、1コマあたりのパルスモータ15の回転角度を決定し、モータドライバ16を介して、パルスモータ15を制御する。   When the sample 30 is stationary at the stationary position, the controller 22 causes the halogen light source 11 to emit light and rotates the pulse motor 15 via the motor driver 16. At this time, the controller 22 determines the rotation angle of the pulse motor 15 per frame so as to correspond to the number of frames “30” input to the operation unit 19, and turns the pulse motor 15 through the motor driver 16. Control.

次に、光源装置10が発光を開始する。このとき、長尺状リニアバリアブルフィルタ25が位置Lから位置Rに向かってスライドするので、長尺状リニアバリアブルフィルタ25を透過する光の波長が900nmから1800nmに連続的に変化する。   Next, the light source device 10 starts to emit light. At this time, since the long linear variable filter 25 slides from the position L to the position R, the wavelength of light transmitted through the long linear variable filter 25 continuously changes from 900 nm to 1800 nm.

撮像装置40は、光源装置10の発光開始に合わせて、試料30の撮像を開始する。なお、撮像装置40は、ユーザのスイッチ操作があったときに撮像を開始してもよいし、操作部19にコマ数が入力されたことが光源装置10から通知されたときに、自動的に撮像を開始してもよい。撮像装置40は、撮像を開始すると、内蔵する同期信号発生器で発生される同期信号に同期して、試料30の画像を生成すると共に、同期信号を光源装置10へ送信する。   The imaging device 40 starts imaging the sample 30 in synchronization with the light emission start of the light source device 10. The imaging device 40 may start imaging when the user performs a switch operation, or automatically when the light source device 10 notifies the operation unit 19 that the number of frames has been input. Imaging may be started. When imaging starts, the imaging device 40 generates an image of the sample 30 in synchronization with a synchronization signal generated by a built-in synchronization signal generator and transmits the synchronization signal to the light source device 10.

ここで、長尺状リニアバリアブルフィルタ25は、パルスモータ15の回転によって、長手方向に沿ってスライド(直線上を往復移動)するものである。パルスモータ15の回転開始直後の期間では回転速度が上昇しており、パルスモータ15の回転停止直前の期間では回転速度が下降している。このため、パルスモータ15の回転開始直後及び回転停止直前の各期間は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度は一定ではない。
なお、パルスモータ15の定常回転期間(回転開始直後及び回転停止直前を除く期間)は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度は一定である。
Here, the long linear variable filter 25 slides (reciprocates on a straight line) along the longitudinal direction by the rotation of the pulse motor 15. The rotation speed increases during the period immediately after the start of rotation of the pulse motor 15, and decreases during the period immediately before the rotation of the pulse motor 15 stops. For this reason, the moving speed of the long linear variable filter 25 is not constant during each period immediately after the rotation start of the pulse motor 15 and immediately before the rotation stop.
Note that the moving speed of the long linear variable filter 25 is constant during a steady rotation period of the pulse motor 15 (a period excluding immediately after the start of rotation and immediately before the stop of rotation).

図12は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度を示す図である。同図に示すように、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動開始直後の期間では、移動速度は徐々に上昇する。その後、移動速度は、最高値に達すると、その状態を維持する。長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動終了直前の期間になると、移動速度は徐々に下降して、最後にゼロになる。   FIG. 12 is a diagram illustrating the moving speed of the long linear variable filter 25. As shown in the figure, in the period immediately after the start of the movement of the long linear variable filter 25, the moving speed gradually increases. Thereafter, when the moving speed reaches the maximum value, the state is maintained. In the period immediately before the end of the movement of the long linear variable filter 25, the moving speed gradually decreases and finally becomes zero.

したがって、パルスモータ15の回転状況によっては、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度が一定ではないので、光源装置10から出力される光の波長変化の速度が一定にならない問題が生じる。   Therefore, depending on the rotation state of the pulse motor 15, the moving speed of the long linear variable filter 25 is not constant, which causes a problem that the speed of wavelength change of light output from the light source device 10 does not become constant.

そこで、第2の実施形態では、撮像装置40は、電子シャッター時間(露光時間)を一定に維持しつつ、光源装置10のパルスモータ15の回転状況に応じて、1フレーム時間を制御する。   Therefore, in the second embodiment, the imaging device 40 controls one frame time according to the rotation state of the pulse motor 15 of the light source device 10 while keeping the electronic shutter time (exposure time) constant.

図13は、トリガー信号、画像信号、コマ数検出フラグ、LVF基準位置のタイミングチャートである。トリガー信号は、撮像装置40により生成される画像の1フレーム時間を制御するために、光源装置10が撮像装置40に対して送信する信号である。   FIG. 13 is a timing chart of the trigger signal, the image signal, the frame number detection flag, and the LVF reference position. The trigger signal is a signal that the light source device 10 transmits to the imaging device 40 in order to control one frame time of an image generated by the imaging device 40.

撮像装置40は、光源装置10から送信されたトリガー信号に同期して、画像の1フレーム時間を制御する。具体的には、撮像装置40は、トリガー信号の信号間隔に対応するように、各画像の1フレーム時間を設定する。ここで、光源装置10のコントローラ22によって生成されるトリガー信号は、次の通りである。   The imaging device 40 controls one frame time of the image in synchronization with the trigger signal transmitted from the light source device 10. Specifically, the imaging device 40 sets one frame time for each image so as to correspond to the signal interval of the trigger signal. Here, the trigger signal generated by the controller 22 of the light source device 10 is as follows.

パルスモータ15の回転開始直後の期間では、トリガー信号は、最も周波数が低く(信号間隔が最も長く)、徐々に周波数が高くなり、所定周波数に達する。このとき、画像の1フレーム時間は、最初は最も長く、徐々に短くなる。
パルスモータ15の定常回転期間では、トリガー信号は、周波数が一定(所定値周波数)になる。このとき、画像の1フレーム時間は、所定値を維持する。
パルスモータ15の回転停止直前の期間では、トリガー信号は、徐々に周波数が低くなり、最も周波数が低くなると、パルスモータ15の回転が停止する。このとき、画像の1フレーム時間は、徐々に長くなり、最後に最も長くなる。
In the period immediately after the start of the rotation of the pulse motor 15, the trigger signal has the lowest frequency (the signal interval is the longest), the frequency gradually increases, and reaches a predetermined frequency. At this time, the one-frame time of the image is the longest at first and gradually becomes shorter.
During the steady rotation period of the pulse motor 15, the trigger signal has a constant frequency (predetermined value frequency). At this time, a predetermined value is maintained for one frame time of the image.
In the period immediately before the rotation of the pulse motor 15 stops, the frequency of the trigger signal gradually decreases, and when the frequency becomes the lowest, the rotation of the pulse motor 15 stops. At this time, one frame time of the image gradually increases and finally becomes the longest.

このように、撮像装置40に生成される画像の1フレーム時間は、トリガー信号に同期して制御される。そして、撮像装置40は、光源装置10から出力される照射光の波長の変化に対応して、1フレーム時間を調整しながら試料30の画像を生成することができる。   As described above, one frame time of the image generated in the imaging device 40 is controlled in synchronization with the trigger signal. The imaging device 40 can generate an image of the sample 30 while adjusting one frame time in response to a change in the wavelength of the irradiation light output from the light source device 10.

以上のように、光源装置10から出力される照射光の波長変化の速度が一定でない場合であっても、撮像装置40は、光源装置10からのトリガー信号に同期して1フレーム時間を調整しながら画像を生成する。これにより、画像(フレーム番号)と照射光の波長とを対応させながら、照射光の波長を連続的に変化して、画像を高速で生成することができる。   As described above, the imaging device 40 adjusts one frame time in synchronization with the trigger signal from the light source device 10 even when the wavelength change speed of the irradiation light output from the light source device 10 is not constant. While generating the image. Thereby, it is possible to generate the image at high speed by continuously changing the wavelength of the irradiation light while making the image (frame number) correspond to the wavelength of the irradiation light.

本実施形態では、照射光の波長変化の速度が一定ではないため、撮像装置40の画像の1フレーム時間が制御される。しかし、照射光の波長変化の速度が一定になる期間に、撮像装置40が試料30を撮像すれば、1フレーム時間の制御が不要になる。つまり、光源装置10の長尺状リニアバリアブルフィルタ25が一定速度で移動している期間に、撮像装置40が試料30を撮像すれば、1フレーム時間の制御が不要になる。   In this embodiment, since the speed of the wavelength change of the irradiation light is not constant, one frame time of the image of the imaging device 40 is controlled. However, if the imaging device 40 images the sample 30 during a period in which the wavelength change speed of the irradiation light is constant, control of one frame time becomes unnecessary. That is, if the imaging device 40 images the sample 30 while the long linear variable filter 25 of the light source device 10 is moving at a constant speed, control of one frame time is not necessary.

図14は、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度を示す図である。なお、このケースでは、長尺状リニアバリアブルフィルタ25は、長手方向の長さが上述した実施形態より長くなるように構成されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating the moving speed of the long linear variable filter 25. In this case, the long linear variable filter 25 is configured such that the length in the longitudinal direction is longer than that in the above-described embodiment.

パルスモータ15の定常期間(時刻t1から時刻t30の期間)では、長尺状リニアバリアブルフィルタ25の移動速度は一定であるので、光源装置10から出力される照射光の波長変化の速度は一定になる。そこで、撮像装置40は、パルスモータ15の定常期間に、試料30を撮像すればよい。   In the steady period of the pulse motor 15 (period from time t1 to time t30), the moving speed of the long linear variable filter 25 is constant, so the speed of wavelength change of the irradiation light output from the light source device 10 is constant. Become. Therefore, the imaging device 40 may image the sample 30 during the steady period of the pulse motor 15.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で設計変更されたものにも適用可能である。
例えば、図2に示す発光素子17は550nmの光を発光し、図9に示す発光素子27は1950nmの光を発光するものであるが、それぞれ他の波長の光を発光するものでもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can apply also to what was changed in the design within the range of the matter described in the claim.
For example, the light-emitting element 17 shown in FIG. 2 emits light of 550 nm and the light-emitting element 27 shown in FIG. 9 emits light of 1950 nm, but may emit light of other wavelengths.

また、操作部19に入力されるコマ数は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他の値であってもよいのは勿論である。さらに、操作部19は、上述した実施形態に示すように光源装置10に設けられたものでもよいし、撮像装置40に設けられたものでもよい。   In addition, the number of frames input to the operation unit 19 is not limited to the above-described embodiment, and may be other values. Further, the operation unit 19 may be provided in the light source device 10 as shown in the above-described embodiment, or may be provided in the imaging device 40.

なお、光源装置10から出力される照射光の強度は、波長によって異なる傾向(光源ムラ)がある。そこで、撮像装置40は、常に同一の信号レベルの画像が得られるように、1フレーム毎に、電子シャッターまたはゲインを切り替えてもよい。   Note that the intensity of the irradiation light output from the light source device 10 tends to vary depending on the wavelength (light source unevenness). Therefore, the imaging device 40 may switch the electronic shutter or gain for each frame so that images with the same signal level are always obtained.

1 撮像システム
10 光源装置
11 ハロゲン光源
14 円板状リニアバリアブルフィルタ
15 パルスモータ
17,27 発光素子
18 受光素子
19 操作部
21 コマ数検出部
22 コントローラ
25 長尺状リニアバリアブルフィルタ
30 被写体
40 撮像装置


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging system 10 Light source apparatus 11 Halogen light source 14 Disc-shaped linear variable filter 15 Pulse motors 17 and 27 Light emitting element 18 Light receiving element 19 Operation part 21 Frame number detection part 22 Controller 25 Long linear variable filter 30 Subject 40 Imaging apparatus


Claims (5)

円板状に成形され、中心軸周りに回転可能なリニアバリアブルフィルタと、
発光して、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を試料に照射する光源と、
前記リニアバリアブルフィルタを前記中心軸周りに回転させることで、前記リニアバリアブルフィルタを透過して前記試料に照射される光の波長を連続的に変化させる回転手段と、
前記リニアバリアブルフィルタに対して、位置検出用の所定波長の光を発光する位置検出用発光手段と、
前記位置検出用発光手段から発光され、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を受光して、受光量に応じた信号を発生する受光手段と、
撮像装置からの同期信号に基づいて撮像装置で撮像される画像のコマ数をカウントし、カウントされたコマ数が所定値になる毎に、コマ数検出フラグを発生するコマ数検出フラグ発生手段と、
前記受光手段から出力された信号がピークになるタイミングを検出し、前記信号がピークになるタイミングと前記コマ数検出フラグが発生するタイミングとが同期するように、前記回転手段の回転速度を制御する制御手段と、
を備えた発光装置。
A linear variable filter that is molded into a disk shape and can rotate around the central axis;
A light source that emits light and irradiates the sample with light transmitted through the linear variable filter;
Rotating means for continuously changing the wavelength of light that passes through the linear variable filter and irradiates the sample by rotating the linear variable filter around the central axis;
A position detecting light emitting means for emitting light of a predetermined wavelength for position detection with respect to the linear variable filter;
A light receiving means for receiving light emitted from the position detecting light emitting means and transmitted through the linear variable filter, and generating a signal corresponding to the amount of received light;
A frame number detection flag generating means for counting the number of frames of an image captured by the imaging device based on a synchronization signal from the imaging device and generating a frame number detection flag each time the counted number of frames reaches a predetermined value; ,
The timing at which the signal output from the light receiving means reaches a peak is detected, and the rotation speed of the rotating means is controlled so that the timing at which the signal peaks and the timing at which the frame number detection flag is generated are synchronized. Control means;
A light emitting device comprising:
ユーザの操作によって前記所定値が入力される操作手段を更に備え、
前記コマ数検出フラグ発生手段は、前記カウントされたコマ数が前記操作手段に入力された前記所定値になる毎に、前記コマ数検出フラグを発生する
請求項1に記載の発光装置。
It further comprises operation means for inputting the predetermined value by a user operation,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the frame number detection flag generating unit generates the frame number detection flag every time the counted frame number becomes the predetermined value input to the operation unit.
長尺状に成形され、長手方向に沿った直線上を往復移動できるように設けられ、前記長手方向に沿ってバンドパスの中心波長が変化するリニアバリアブルフィルタと、
発光して、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を試料に照射する光源と、
前記リニアバリアブルフィルタを長手方向に沿った直線上を往復移動させることで、前記リニアバリアブルフィルタを透過して前記試料に照射される光の波長を連続的にさせる移動手段と、
前記リニアバリアブルフィルタに対して、位置検出用の所定波長の光を発光する位置検出用発光手段と、
前記位置検出用発光手段から発光され、前記リニアバリアブルフィルタを透過した光を受光して、受光量に応じた信号を発生する受光手段と、
前記リニアバリアブルフィルタが前記直線上を移動しながら、前記受光手段から出力された信号がピークになる位置を検出し、検出した位置を基準位置にして前記リニアバリアブルフィルタの前記直線上の位置を制御する制御手段と、
前記リニアバリアブルフィルタの移動開始直後及び移動終了直前に、前記試料を撮像するための撮像装置により生成される画像について1フレーム時間を既定値よりも長くなるように設定するための信号を生成し、生成した信号を前記撮像装置に送信する信号生成手段と、
を備えた発光装置。
A linear variable filter that is formed into a long shape, is provided so as to be able to reciprocate on a straight line along the longitudinal direction, and the center wavelength of the bandpass varies along the longitudinal direction;
A light source that emits light and irradiates the sample with light transmitted through the linear variable filter;
Moving means for continuously making the wavelength of the light transmitted through the linear variable filter and irradiated on the sample by reciprocating the linear variable filter on a straight line along the longitudinal direction;
A position detecting light emitting means for emitting light of a predetermined wavelength for position detection with respect to the linear variable filter;
A light receiving means for receiving light emitted from the position detecting light emitting means and transmitted through the linear variable filter, and generating a signal corresponding to the amount of received light;
While the linear variable filter moves on the straight line, the position where the signal output from the light receiving means reaches a peak is detected, and the position on the straight line of the linear variable filter is controlled using the detected position as a reference position. Control means to
Immediately after the start of the movement of the linear variable filter and immediately before the end of movement, a signal for setting one frame time to be longer than a predetermined value for an image generated by an imaging device for imaging the sample, Signal generating means for transmitting the generated signal to the imaging device;
A light emitting device comprising:
前記信号生成手段は、前記リニアバリアブルフィルタの移動開始直後の期間では、1フレーム時間が前記既定値に達するまで徐々に短くなるように設定し、前記リニアバリアブルフィルタの移動終了直前の期間では、1フレーム時間が前記既定値から徐々に長くなるように設定するための前記信号を生成する
請求項3に記載の発光装置。
The signal generating means sets the frame time so that one frame time gradually decreases until reaching the predetermined value in a period immediately after the start of the movement of the linear variable filter, and 1 period in the period immediately before the end of the movement of the linear variable filter. The light emitting device according to claim 3, wherein the signal for setting the frame time so as to be gradually increased from the predetermined value is generated.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発光装置と、
前記発光装置により光が照射された試料を撮像する撮像装置と、
を備えた撮像システム。

The light emitting device according to any one of claims 1 to 4,
An imaging device for imaging a sample irradiated with light by the light emitting device;
An imaging system comprising:

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