JP6667395B2 - 拡大観察装置 - Google Patents
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また、上記の構成によれば、複数の飽和画素数および合成条件に基づいて合成用の画素が決定される。したがって、合成条件が予め適切に設定されることにより、n個の基礎画像データに基づく画像に応じた適切な表示用画像データが自動的に生成される。
(2)飽和画素計数部は、さらに、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位ごとに、当該順位の画素値を示す複数の画素から予め定められた黒つぶれしきい値よりも低い画素値を示す画素の数を黒つぶれ画素数としてカウントすることが可能に構成され、順位決定部は、複数の飽和画素数と合成条件とに基づいて決定された一の順位を、飽和画素計数部によりカウントされた複数の順位にそれぞれ対応する複数の黒つぶれ画素数に基づいて修正してもよい。
この場合、ハレーション成分が低減されつつ黒つぶれ成分が低減された飽和画像低減データを生成することができる。
(3)第2の発明に係る拡大観察装置は、観察対象物が載置される載置面を有するステージと、ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、対物レンズと、観察対象物からの光を対物レンズを介して受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、撮像部により生成されたn個の基礎画像データの互いに対応する画素に対して、n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いてn個の基礎画像データを合成し、撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成する第1の処理部と、対物レンズを通過した光の焦点位置を観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化させるように構成された焦点位置変化部と、合焦判定部と、第2の処理部とを備え、撮像部は、対物レンズを通過した光の焦点位置が焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々でn個の基礎画像データを生成し、第1の処理部は、焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で生成されたn個の基礎画像データに基づいて、複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データを生成し、合焦判定部は、第1の処理部により生成された複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データの画素ごとの合焦度を判定し、第2の処理部は、合焦判定部による合焦度の判定に基づいて複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各画素に焦点が合った画像を示す合焦画像データを表示用画像データとして生成する。
上記の構成によれば、焦点位置変化部により対物レンズを透過した光の焦点位置が観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化されつつ観察対象物からの光が対物レンズを介して撮像部に受光される。それにより、光軸方向における複数の焦点位置で、互いに異なる複数の出射方向の光にそれぞれ対応する複数の基礎画像データを生成することができる。
したがって、各焦点位置に対応するn個の基礎画像データに基づいて、焦点位置ごとにハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成することができる。その結果、使用者は、観察対象物の各部分に焦点が合いかつハレーションが低減された画像を観察することができる。
(4)第3の発明に係る拡大観察装置は、観察対象物が載置される載置面を有するステージと、ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、対物レンズと、観察対象物からの光を対物レンズを介して受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、撮像部により生成されたn個の基礎画像データに基づいて撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成する第1の処理部と、対物レンズを通過した光の焦点位置を観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化させるように構成された焦点位置変化部と、合焦判定部と、第2の処理部とを備え、撮像部は、対物レンズを通過した光の焦点位置が焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々でn個の基礎画像データを生成し、合焦判定部は、焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で撮像部により生成されたn個の基礎画像データの画素ごとの合焦度を判定し、第2の処理部は、合焦判定部による合焦度の判定に基づいて複数の焦点位置にそれぞれ対応するn個の基礎画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各部分に焦点が合った画像を示すn個の合焦画像データを生成し、第1の処理部は、第2の処理部により生成された、n個の出射方向の光にそれぞれ対応するn個の合焦画像データの互いに対応する画素に対して、n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いてn個の合焦画像データを合成することにより飽和低減画像データを表示用画像データとして生成する。
上記の構成によれば、焦点位置変化部により対物レンズを透過した光の焦点位置が観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化されつつ観察対象物からの光が対物レンズを介して撮像部に受光される。それにより、光軸方向における複数の焦点位置で、互いに異なる複数の出射方向の光にそれぞれ対応する複数の基礎画像データを生成することができる。
したがって、各焦点位置に対応するn個の基礎画像データに基づいて、焦点位置ごとにハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成することができる。その結果、使用者は、観察対象物の各部分に焦点が合いかつハレーションが低減された画像を観察することができる。
(5)第4の発明に係る拡大観察装置は、拡大観察装置であって、観察対象物が載置される載置面を有するステージと、ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、観察対象物からの光を受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、撮像部により生成されたn個の基礎画像データの互いに対応する画素に対して、n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いてn個の基礎画像データを合成し、撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを表示用画像データとして生成するハレーション低減処理を行う第1の処理部とを備え、撮像部は、受光時間が複数変化された状態で観察対象物からの光を受光することにより、複数の受光時間にそれぞれ対応しかつ観察対象物の画像を示す複数の通常画像データを生成可能に構成され、拡大観察装置は、受光時間が複数変化された状態で撮像部により生成される複数の通常画像データに基づいてダイナミックレンジが調整されたダイナミックレンジ調整画像データを表示用画像データとして生成する第4の処理部と、表示用画像データに基づく画像を表示する表示部とをさらに備え、表示部は、表示用画像データとして生成された飽和低減画像データに基づく第1の画像と表示用画像データとして生成されたダイナミックレンジ調整画像データに基づく第2の画像とを同時に表示可能に構成された。
上記のハレーション低減処理により低減可能なハレーション成分とダイナミックレンジを調整することにより低減可能なハレーション成分とが互いに異なる場合がある。このような場合でも、飽和低減画像データに基づく第1の画像と表示用画像データに基づく第2の画像とが同時に表示部に表示される。それにより、使用者は、互いに異なるハレーション成分が除去された二種類の画像を対比しながら観察対象物を観察することができる。
(6)拡大観察装置は、使用者の操作に基づいて表示部に表示された第1および第2の画像のうちいずれかを選択する画像選択指定部と、画像選択指定部により選択された一方の画像を当該選択前の画像のサイズよりも大きくなるように表示部上で拡大する画像拡大部とをさらに備えてもよい。この場合、使用者は、互いに異なるハレーション成分が除去された二種類の画像のうち一の画像を選択することにより、選択した画像を拡大表示させることができる。したがって、使用者は、ハレーション成分が低減された二種類の画像のうち所望の画像に基づいて観察対象物をより詳細に観察することができる。
(1)拡大観察装置の構成
(a)測定ヘッド
以下、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置について、図を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、拡大観察装置1は、測定ヘッド100および処理装置200を備える。測定ヘッド100は、例えば顕微鏡であり、スタンド部110、ステージ装置120、鏡筒部130、投光部140および制御基板150を含む。
処理装置200は、筐体210、光生成部300および制御装置400を含む。筐体210は、光生成部300および制御装置400を収容する。光生成部300は、ファイバユニット201により測定ヘッド100の投光部140に光学的に接続される。ファイバユニット201は、図示しない複数の光ファイバを含む。
図3(a),(b)は、それぞれ投光部140の構成を示す斜視図および平面図である。図3(a)に示すように、投光部140は、保持部材141および複数の光ファイバ142を含む。保持部材141は、例えば樹脂により形成され、円筒形状を有する。平面視における保持部材141の外径は、図1のステージ121の寸法よりも小さい。保持部材141は、図1の対物レンズ131aの光軸A1を取り囲むように配置される。
図5(a),(b)は、それぞれ測定ヘッド100の外観斜視図および鏡筒部130の構成を示す模式図である。図5(a)に示すように、測定ヘッド100は鏡筒部130をステージ121に対して傾斜させるための傾斜機構101を含む。傾斜機構101は、Y方向に直交する平面内で保持部112の下部に対して保持部112の上部を支持する。これにより、傾斜機構101は、傾斜中心130cの周りで鏡筒部130をステージ121に対して傾斜させることができる。図5(b)においては、傾斜後の鏡筒部130が一点鎖線で示される。
図2の焦点制御部530は、レンズユニット131を通過した観察対象物Sからの光の焦点位置が観察対象物Sに対して相対的にZ方向に変化するように図1の焦点駆動部113を制御する。これにより、図1の撮像部132は、Z方向に位置が異なる観察対象物Sを示す複数の原画像データを生成することができる。
図7は、図2の演算処理部600の構成を示すブロック図である。図7に示すように、演算処理部600は、データ生成部610、合焦判定部620、算出部630および条件設定部640を含む。
ステージ121の載置面において、対物レンズ131aの光軸A1が交差する位置を基準点と呼ぶ。観察対象物Sは観察対象部分が基準点上に位置するようにステージ121に載置される。この状態で、観察対象物Sの少なくとも一部に対物レンズ131aの焦点が合うようにレンズユニット131(図1)のZ方向の位置が調整される。また、観察対象物Sの所望の部分を観察することができるように、ステージ121がX方向およびY方向に調整される。さらに、撮像部132の受光時間およびホワイトバランス等の撮像条件が調整される。
(a)ハレーション低減処理の具体的な内容
撮像部132において生成される複数の画素データの値(画素値)は、複数の画素に入射する光の強度分布に応じて変化する。撮像部132に強度の高い光が入射すると、強度の高い光を受光した画素から出力される画素値が、表示部430により表示可能な画素値の上限値を超える(飽和する)場合がある。あるいは、強度の高い光を受光した画素から出力される画素値が検出可能な値の上限値に達する(飽和する)場合がある。それにより、観察対象物Sの画像SIにハレーション(白とび)が発生する。
図2の記憶部420に記憶されるシステムプログラムは、ハレーション低減プログラムを含む。図2の制御部410は、ハレーション低減プログラムを実行することにより、ハレーション低減処理を行う。
本実施の形態に係る拡大観察装置1においては、撮像部132により一定周期で取得される観察対象物Sの画像がリアルタイムに表示部に表示される。上記のように、ハレーション低減処理では、図1の投光部140により第1〜第4の方向性照明が順次切り替えられつつ観察対象物Sに照射される。この動作を連続照射動作と呼ぶ。
(a)処理内容
使用者は、図2の操作部440を用いて図1の制御部410に深度合成処理の指示を与えることができる。本実施の形態に係る深度合成処理は、ハレーション低減処理を含む。そのため、使用者により深度合成処理が指示される場合には、図10の例と同様に、観察画面430Aに順位指定欄b41および実行ボタンb42が表示される。使用者は、順位指定欄b41に所望の選択順位を入力し、実行ボタンb42を操作する。それにより、選択順位が指定される。
図2の記憶部420に記憶されるシステムプログラムは、深度合成プログラムを含む。図2の制御部410は、深度合成プログラムを実行することにより、深度合成処理を行う。
図20および図21は、深度合成処理の他の例を示すフローチャートである。制御部410は、選択順位が指定されたか否かを判定する(ステップS321)。なお、選択順位が予め設定されている場合、制御部410はステップS321の処理を省略することができる。
図22は、本発明の一実施の形態に係る深度合成処理の使用例を示す図である。図22(a)に、リング照明で撮像された原画像データに基づく観察対象物Sの画像SIの一例が示される。本例の観察対象物Sには、上面の一部に、「sss」および「fff」の文字列が付されている。
(a)処理内容
使用者は、図2の操作部440を用いて図1の制御部410に複合処理の指示を与えることができる。本実施の形態に係る複合処理は、ハレーション低減処理およびDR調整処理を含む。そのため、使用者により複合処理が指示される場合には、図10の例と同様に、観察画面430Aに順位指定欄b41および実行ボタンb42が表示される。使用者は、順位指定欄b41に所望の選択順位を入力し、実行ボタンb42を操作する。それにより、選択順位が指定される。
図2の記憶部420に記憶されるシステムプログラムは、複合処理プログラムを含む。図2の制御部410は、複合処理プログラムを実行することにより、複合処理を行う。
図24および図25は、複合処理の他の例を示すフローチャートである。制御部410は、選択順位が指定されたか否かを判定する(ステップS421)。なお、選択順位が予め設定されている場合、制御部410はステップS421の処理を省略することができる。
上記のように、本実施の形態に係る拡大観察装置1においては、図2の演算処理部600(具体的には、図7または図13のデータ生成部610)によりDR調整処理を実行することができる。DR調整処理においては、例えば撮像部132の受光時間を予め定められた複数の値に変化させた状態で、リング照明が照射されたときの観察対象物Sが撮像される。これにより、リング照明に対応する原画像データが、撮像部132の受光時間ごとに図7のデータ生成部610により生成される。
以下の説明では、リング照明を用いて観察対象物Sを一回撮像することにより取得される通常の画像を通常画像と呼び、ハレーション低減処理により取得される画像を飽和低減画像と呼び、複合処理により取得される画像を複合処理画像と呼ぶ。
本実施形態に係る拡大観察装置1においては、複数照明撮像処理によりリング照明および第1〜第4の方向性照明にそれぞれ対応する複数の原画像データが生成される。
(1)上記実施の形態において、投光部140の領域140A〜140Dが対物レンズ131aの光軸A1を中心に回転対称に配置されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。投光部140の領域140A〜140Dは、対物レンズ131aの光軸A1を中心に回転対称に配置されなくてもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
[4]参考形態
(1)参考形態に係る拡大観察装置は、観察対象物が載置される載置面を有するステージと、ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、観察対象物からの光を受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、撮像部により生成されたn個の基礎画像データの互いに対応する画素に対して、n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いてn個の基礎画像データを合成し、撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを表示用画像データとして生成するハレーション低減処理を行う第1の処理部とを備える。
その拡大観察装置においては、載置面上に観察対象物が載置され、載置面上の観察対象物にn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光がそれぞれ照射される。n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データが生成される。
n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素値のうちいずれかの画素値を用いてn個の基礎画像データが合成される。ここで、n個の基礎画像データは、n個の出射方向の光にそれぞれ対応する。観察対象物の画像において、ハレーションの発生位置は、観察対象物の形状および観察対象物に照射される光の出射方向に大きく依存する。そのため、n個の出射方向の光にそれぞれ対応して生成されるn個の基礎画像データの間では、互いに対応するn個の画素のいずれかにハレーション成分が含まれない可能性が高い。したがって、n個の画素値のうちいずれかの画素値が適切に決定されることにより、ハレーション成分を含まない画素を優先的に合成用の画素として用いることが可能になる。
n個の基礎画像データが合成されることにより飽和低減画像データが表示用画像データとして生成される。この場合、ハレーション成分を含まない画素が優先的に合成用の画素として用いられることにより、飽和低減画像データにおけるハレーション成分が低減される。したがって、ハレーション成分が低減された表示用画像データを生成することが可能になる。
(2)拡大観察装置は、使用者の操作に基づいてn個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位を指定する順位指定部をさらに備え、n個の基礎画像データの合成は、互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち順位指定部により指定された順位の画素値を選択し、選択された画素値を示す複数の画素を合成することであってもよい。
ハレーション低減処理におけるハレーション成分の低減度合いは、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素から決定される画素に応じて変化する。
上記の構成によれば、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素から、使用者により指定された順位の画素値を示す画素が、合成用の画素として決定される。したがって、使用者は、所望の順位を指定することにより、ハレーション成分の低減度合いを調整することができる。
(3)n個の基礎画像データの合成は、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち最も高い値を除く画素値を示す複数の画素を合成することであってもよい。
n個の基礎画像データの少なくとも一部がハレーション成分を含む場合、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち最も高い値は飽和している可能性がある。
上記の構成によれば、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素から、最も高い画素値を除く画素値を示す画素が、合成用の画素として決定される。そのため、飽和した画素値を示す画素が選択されにくくなる。したがって、ハレーション成分が低減された表示用画像データが生成される。
(4)n個の基礎画像データの合成は、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち一部の画素値が飽和しかつ残りの画素値が飽和していない場合に飽和していない画素値を示す複数の画素を合成することであってもよい。
上記の構成によれば、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち一部の画素値が飽和しかつ残りの画素値が飽和していない場合に、飽和していない画素値を示す画素が、合成用の画素として決定される。したがって、ハレーション成分が低減された表示用画像データが生成される。
(5)拡大観察装置は、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位ごとに、当該順位の画素値を示す複数の画素から飽和している画素の数を飽和画素数としてカウントする飽和画素計数部と、飽和画素計数部によりカウントされた複数の順位にそれぞれ対応する複数の飽和画素数と予め定められた合成条件とに基づいて複数の順位から一の順位を決定する順位決定部とをさらに備え、n個の基礎画像データの合成は、互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち順位決定部により決定された順位の画素値を選択し、選択された画素値を示す複数の画素を合成することであってもよい。
上記の構成によれば、複数の飽和画素数および合成条件に基づいて合成用の画素が決定される。したがって、合成条件が予め適切に設定されることにより、n個の基礎画像データに基づく画像に応じた適切な表示用画像データが自動的に生成される。
(6)飽和画素計数部は、さらに、n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位ごとに、当該順位の画素値を示す複数の画素から予め定められた黒つぶれしきい値よりも低い画素値を示す画素の数を黒つぶれ画素数としてカウントすることが可能に構成され、順位決定部は、複数の飽和画素数と合成条件とに基づいて決定された一の順位を、飽和画素計数部によりカウントされた複数の順位にそれぞれ対応する複数の黒つぶれ画素数に基づいて修正してもよい。
この場合、ハレーション成分が低減されつつ黒つぶれ成分が低減された飽和画像低減データを生成することができる。
(7)拡大観察装置は、対物レンズと、対物レンズを通過した光の焦点位置を観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化させるように構成された焦点位置変化部とをさらに備え、撮像部は、観察対象物からの光を対物レンズを介して受光することによりn個の基礎画像データを生成してもよい。
この場合、焦点位置変化部により対物レンズを透過した光の焦点位置が観察対象物に対して相対的に対物レンズの光軸方向に変化されつつ観察対象物からの光が対物レンズを介して撮像部に受光される。それにより、光軸方向における複数の焦点位置で、互いに異なる複数の出射方向の光にそれぞれ対応する複数の基礎画像データを生成することができる。
したがって、各焦点位置に対応するn個の基礎画像データに基づいて、焦点位置ごとにハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成することができる。その結果、使用者は、複数の焦点位置にそれぞれ対応しかつハレーションが低減された観察対象物の複数の画像を容易に取得することができる。
(8)拡大観察装置は、合焦判定部と、第2の処理部とをさらに備え、撮像部は、対物レンズを通過した光の焦点位置が焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々でn個の基礎画像データを生成し、第1の処理部は、焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で生成されたn個の基礎画像データに基づいてハレーション低減処理を行うことにより、複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データを生成し、合焦判定部は、第1の処理部により生成された複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データの画素ごとの合焦度を判定し、第2の処理部は、合焦判定部による合焦度の判定に基づいて複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各画素に焦点が合った画像を示す合焦画像データを表示用画像データとして生成してもよい。この場合、使用者は、観察対象物の各部分に焦点が合いかつハレーションが低減された画像を観察することができる。
(9)拡大観察装置は、合焦判定部と、第2の処理部とをさらに備え、撮像部は、対物レンズを通過した光の焦点位置が焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々でn個の基礎画像データを生成し、合焦判定部は、焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で撮像部により生成されたn個の基礎画像データの画素ごとの合焦度を判定し、第2の処理部は、合焦判定部による合焦度の判定に基づいて複数の焦点位置にそれぞれ対応するn個の基礎画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各部分に焦点が合った画像を示すn個の合焦画像データを生成し、第1の処理部は、第2の処理部により生成された、n個の出射方向の光にそれぞれ対応するn個の合焦画像データに基づいてハレーション低減処理を行うことによりハレーション成分が低減された飽和低減画像データを表示用画像データとして生成してもよい。この場合、使用者は、観察対象物の各部分に焦点が合いかつハレーションが低減された画像を観察することができる。
(10)撮像部は、受光時間が複数変化された状態で複数の基礎画像データをそれぞれ生成可能に構成され、受光時間が複数変化された状態で撮像部によりn個の出射方向の各々に対応して生成される複数の基礎画像データに基づいてダイナミックレンジが調整された表示用画像データを生成する第3の処理部をさらに備えてもよい。
観察対象物の形状または材質によっては、観察対象物に照射される光の出射方向を変更しても、観察対象物の画像からハレーションを低減できない場合がある。このような場合でも、上記の構成によれば、表示用画像データのダイナミックレンジが調整される。ダイナミックレンジが調整されることにより、ハレーション低減処理では低減しきれないハレーション成分を低減することができる。その結果、使用者は、ハレーションがより低減された画像を観察することができる。
(11)n個の出射方向は、第1および第2の出射方向を含み、投光装置は、第1の出射方向の光を出射する第1の出射部と、第2の出射方向の光を出射する第2の出射部とを含み、第1および第2の出射部は、載置面の予め定められた位置を通る法線を挟んで対向するように配置されてもよい。
この場合、載置面の予め定められた位置では、第1の出射方向の光の向きと第2の出射方向の光の向きとが逆になる。したがって、載置面の予め定められた位置に観察対象物を配置することにより、一側方から光が照射された観察対象物の基礎画像データとともに、一側方とは逆の他側方から光が照射された観察対象物の基礎画像データを取得することができる。これらの基礎画像データを用いてハレーション低減処理を行うことにより、ハレーション成分がより低減されやすくなる。
(12)撮像部は、受光時間が複数変化された状態で観察対象物からの光を受光することにより、複数の受光時間にそれぞれ対応しかつ観察対象物の画像を示す複数の通常画像データを生成可能に構成され、拡大観察装置は、受光時間が複数変化された状態で撮像部により生成される複数の通常画像データに基づいてダイナミックレンジが調整されたダイナミックレンジ調整画像データを表示用画像データとして生成する第4の処理部と、表示用画像データに基づく画像を表示する表示部とをさらに備え、表示部は、表示用画像データとして生成された飽和低減画像データに基づく第1の画像と表示用画像データとして生成されたダイナミックレンジ調整画像データに基づく第2の画像とを同時に表示可能に構成されてもよい。
上記のハレーション低減処理により低減可能なハレーション成分とダイナミックレンジを調整することにより低減可能なハレーション成分とが互いに異なる場合がある。このような場合でも、飽和低減画像データに基づく第1の画像と表示用画像データに基づく第2の画像とが同時に表示部に表示される。それにより、使用者は、互いに異なるハレーション成分が除去された二種類の画像を対比しながら観察対象物を観察することができる。
(13)拡大観察装置は、使用者の操作に基づいて表示部に表示された第1および第2の画像のうちいずれかを選択する画像選択指定部と、画像選択指定部により選択された一方の画像を当該選択前の画像のサイズよりも大きくなるように表示部上で拡大する画像拡大部とをさらに備えてもよい。この場合、使用者は、互いに異なるハレーション成分が除去された二種類の画像のうち一の画像を選択することにより、選択した画像を拡大表示させることができる。したがって、使用者は、ハレーション成分が低減された二種類の画像のうち所望の画像に基づいて観察対象物をより詳細に観察することができる。
(14)ステージ、投光装置および撮像部のうち少なくとも1つは、他の1つまたは2つに対して相対的に移動可能に構成され、投光装置は、ステージに載置された観察対象物に対してn個の出射方向の光を順次切り替えて照射する連続照射動作中に、ステージ、投光装置および撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的な移動を開始したときに当該連続照射動作を停止してもよい。
この場合、撮像部により取得可能な観察対象物の画像をリアルタイムで使用者に提示する際に、使用者に提示される画像にちらつきが発生することが防止される。
(15)投光装置は、ステージ、投光装置および撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的な移動を開始することにより連続照射動作を停止した後、ステージ、投光装置および撮像部のうち少なくとも1つの移動が停止されたときに、連続照射動作を再開してもよい。
この場合、ハレーション低減処理の停止および再開を円滑に実行することができる。
(16)投光装置は、撮像部の光軸を取り囲むように設けられたリング状出射部を含み、リング状出射部の複数の部分からそれぞれ光を出射することにより観察対象物にn個の出射方向の光を選択的に照射し、ステージ、投光装置および撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的に移動することにより連続照射動作が停止される間、リング状出射部の全体から光を出射することにより観察対象物に方向によらない均一な光を照射してもよい。
この場合、撮像部により取得可能な観察対象物の画像をリアルタイムで使用者に提示する際に、影の少ない明るい画像を使用者に提示することができる。
2 外部装置
100 測定ヘッド
110 スタンド部
111 設置部
112,114 保持部
113 焦点駆動部
120 ステージ装置
121 ステージ
122 ステージ駆動部
130 鏡筒部
130c 傾斜中心
131 レンズユニット
131a 対物レンズ
132 撮像部
133 傾斜センサ
140 投光部
140A〜140D 領域
140o 光出射部
141 保持部材
141a 貫通孔
141b 突起部
142 光ファイバ
150 制御基板
200 処理装置
201 ファイバユニット
202,203 ケーブル
210 筐体
300 光生成部
310 光源
320 遮光部
400 制御装置
410 制御部
420 記憶部
430 表示部
430A 観察画面
440 操作部
500 駆動制御部
510 投光制御部
520 撮像制御部
530 焦点制御部
540 ステージ制御部
600 演算処理部
610 データ生成部
620 合焦判定部
630 算出部
640 条件設定部
641 撮像条件設定部
642 照明条件設定部
A1,A2 光軸
b41 順位指定欄
b42 実行ボタン
H1〜Hj 位置
HL ハレーション
PX1〜PX4 画素
S 観察対象物
SF 深度合成画像
SH 影
SI,SI1,S1〜Sj 画像
SI2 HDR画像
sp 対象部分画像
Claims (14)
- 観察対象物が載置される載置面を有するステージと、
前記ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、
観察対象物からの光を受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、
前記n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位ごとに、当該順位の画素値を示す複数の画素から飽和している画素の数を飽和画素数としてカウントする飽和画素計数部と、
前記飽和画素計数部によりカウントされた複数の順位にそれぞれ対応する複数の飽和画素数と予め定められた合成条件とに基づいて前記複数の順位から一の順位を決定する順位決定部と、
前記撮像部により生成された前記n個の基礎画像データの前記互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち前記順位決定部により決定された順位の画素値を選択し、選択された画素値を示す複数の画素を合成することにより前記n個の基礎画像データを合成し、前記撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを表示用画像データとして生成するハレーション低減処理を行う第1の処理部とを備える、拡大観察装置。 - 前記飽和画素計数部は、さらに、前記n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位ごとに、当該順位の画素値を示す複数の画素から予め定められた黒つぶれしきい値よりも低い画素値を示す画素の数を黒つぶれ画素数としてカウントすることが可能に構成され、
前記順位決定部は、前記複数の飽和画素数と前記合成条件とに基づいて決定された前記一の順位を、前記飽和画素計数部によりカウントされた複数の順位にそれぞれ対応する複数の黒つぶれ画素数に基づいて修正する、請求項1記載の拡大観察装置。 - 観察対象物が載置される載置面を有するステージと、
前記ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、
対物レンズと、
観察対象物からの光を前記対物レンズを介して受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された前記n個の基礎画像データの互いに対応する画素に対して、前記n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いて前記n個の基礎画像データを合成し、前記撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成する第1の処理部と、
前記対物レンズを通過した光の焦点位置を観察対象物に対して相対的に前記対物レンズの光軸方向に変化させるように構成された焦点位置変化部と、
合焦判定部と、
第2の処理部とを備え、
前記撮像部は、前記対物レンズを通過した光の焦点位置が前記焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々で前記n個の基礎画像データを生成し、
前記第1の処理部は、前記焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で生成された前記n個の基礎画像データに基づいて、前記複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データを生成し、
前記合焦判定部は、前記第1の処理部により生成された前記複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の飽和低減画像データの画素ごとの合焦度を判定し、
前記第2の処理部は、前記合焦判定部による合焦度の判定に基づいて前記複数の焦点位置にそれぞれ対応する前記複数の飽和低減画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各画素に焦点が合った画像を示す合焦画像データを表示用画像データとして生成する、拡大観察装置。 - 観察対象物が載置される載置面を有するステージと、
前記ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、
対物レンズと、
観察対象物からの光を前記対物レンズを介して受光し、n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された前記n個の基礎画像データに基づいて前記撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを生成する第1の処理部と、
前記対物レンズを通過した光の焦点位置を観察対象物に対して相対的に前記対物レンズの光軸方向に変化させるように構成された焦点位置変化部と、
合焦判定部と、
第2の処理部とを備え、
前記撮像部は、前記対物レンズを通過した光の焦点位置が前記焦点位置変化部により変化されることにより互いに異なる複数の焦点位置の各々で前記n個の基礎画像データを生成し、
前記合焦判定部は、前記焦点位置変化部により変化された複数の焦点位置の各々で前記撮像部により生成された前記n個の基礎画像データの画素ごとの合焦度を判定し、
前記第2の処理部は、前記合焦判定部による合焦度の判定に基づいて前記複数の焦点位置にそれぞれ対応する前記n個の基礎画像データの複数の画素を選択的に合成することにより観察対象物の各部分に焦点が合った画像を示すn個の合焦画像データを生成し、
前記第1の処理部は、前記第2の処理部により生成された、前記n個の出射方向の光にそれぞれ対応する前記n個の合焦画像データの互いに対応する画素に対して、前記n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いて前記n個の合焦画像データを合成することにより前記飽和低減画像データを表示用画像データとして生成する、拡大観察装置。 - 拡大観察装置であって、
観察対象物が載置される載置面を有するステージと、
前記ステージに載置された観察対象物に対して互いに異なるn個(nは2以上の自然数)の出射方向の光を選択的に照射する投光装置と、
観察対象物からの光を受光し、前記n個の出射方向の光がそれぞれ観察対象物に照射されたときの観察対象物の画像を示すn個の基礎画像データをそれぞれ生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された前記n個の基礎画像データの互いに対応する画素に対して、前記n個の出射方向の光をそれぞれ照射したときのn個の画素値のうちいずれかの画素値を示す画素を用いて前記n個の基礎画像データを合成し、前記撮像部により生成された各基礎画像データに比べてハレーション成分が低減された飽和低減画像データを表示用画像データとして生成するハレーション低減処理を行う第1の処理部とを備え、
前記撮像部は、受光時間が複数変化された状態で観察対象物からの光を受光することにより、複数の受光時間にそれぞれ対応しかつ観察対象物の画像を示す複数の通常画像データを生成可能に構成され、
前記拡大観察装置は、
受光時間が複数変化された状態で前記撮像部により生成される複数の前記通常画像データに基づいてダイナミックレンジが調整されたダイナミックレンジ調整画像データを表示用画像データとして生成する第4の処理部と、
前記表示用画像データに基づく画像を表示する表示部とをさらに備え、
前記表示部は、前記表示用画像データとして生成された飽和低減画像データに基づく第1の画像と前記表示用画像データとして生成されたダイナミックレンジ調整画像データに基づく第2の画像とを同時に表示可能に構成された、拡大観察装置。 - 使用者の操作に基づいて前記表示部に表示された第1および第2の画像のうちいずれかを選択する画像選択指定部と、
前記画像選択指定部により選択された一方の画像を当該選択前の画像のサイズよりも大きくなるように前記表示部上で拡大する画像拡大部とをさらに備える、請求項5記載の拡大観察装置。 - 使用者の操作に基づいて前記n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値の大きさの順位を指定する順位指定部をさらに備え、
前記n個の基礎画像データの合成は、前記互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち前記順位指定部により指定された順位の画素値を選択し、選択された画素値を示す複数の画素を合成することである、請求項1〜3、5または6のいずれか一項に記載の拡大観察装置。 - 前記n個の基礎画像データの合成は、前記n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち最も高い値を除く画素値を示す複数の画素を合成することである、請求項1〜3、5または6のいずれか一項に記載の拡大観察装置。
- 前記n個の基礎画像データの合成は、前記n個の基礎画像データの互いに対応するn個の画素がそれぞれ示すn個の画素値のうち一部の画素値が飽和しかつ残りの画素値が飽和していない場合に飽和していない画素値を示す複数の画素を合成することである、請求項1〜3、5または6のいずれか一項に記載の拡大観察装置。
- 前記撮像部は、受光時間が複数変化された状態で複数の基礎画像データをそれぞれ生成可能に構成され、
受光時間が複数変化された状態で前記撮像部により前記n個の出射方向の各々に対応して生成される複数の前記基礎画像データに基づいてダイナミックレンジが調整された表示用画像データを生成する第3の処理部をさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の拡大観察装置。 - 前記n個の出射方向は、第1および第2の出射方向を含み、
前記投光装置は、
前記第1の出射方向の光を出射する第1の出射部と、
前記第2の出射方向の光を出射する第2の出射部とを含み、
前記第1および第2の出射部は、前記載置面の予め定められた位置を通る法線を挟んで対向するように配置される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の拡大観察装置。 - 前記ステージ、前記投光装置および前記撮像部のうち少なくとも1つは、他の1つまたは2つに対して相対的に移動可能に構成され、
前記投光装置は、前記ステージに載置された観察対象物に対して前記n個の出射方向の光を順次切り替えて照射する連続照射動作中に、前記ステージ、前記投光装置および前記撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的な移動を開始したときに当該連続照射動作を停止する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の拡大観察装置。 - 前記投光装置は、前記ステージ、前記投光装置および前記撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的な移動を開始することにより前記連続照射動作を停止した後、前記ステージ、前記投光装置および前記撮像部のうち少なくとも1つの移動が停止されたときに、前記連続照射動作を再開する、請求項12記載の拡大観察装置。
- 前記投光装置は、前記撮像部の光軸を取り囲むように設けられたリング状出射部を含み、前記リング状出射部の複数の部分からそれぞれ光を出射することにより観察対象物に前記n個の出射方向の光を選択的に照射し、前記ステージ、前記投光装置および前記撮像部のうち少なくとも1つが他の1つまたは2つに対して相対的に移動することにより前記連続照射動作が停止される間、前記リング状出射部の全体から光を出射することにより観察対象物に方向によらない均一な光を照射する、請求項12または13記載の拡大観察装置。
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