JP7163079B2 - 撮像システム、画像構築方法 - Google Patents
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Description
表示装置50は、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(OLED)ディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイなどである。
また、第1の位置と6つの第2の位置のすべては互いに等距離に配置されることが望ましい。
撮像素子31が矩形形状を有し、且つ、ハニカムセル形状が正六角形形状である場合には、撮像システム1は、下記の条件式(1)を満たすことが望ましい。ただし、Hは、複数の要素画像の各々に対応する撮像素子31上の正六角形形状の領域の対角長である。Dは、撮像素子31の短辺の長さである。
0.7≦H/D≦1.2 (1)
図13は、撮像システム1が行う画像構築方法のフローチャートの一例である。例えば、撮像システム1の利用者が入力装置60を操作し、制御装置40のプロセッサ41が所定のアプリケーションプログラムを実行することで、図13に示す処理が開始される。
なお、図18と図19に描かれた太い実線部分とその内部が細胞などの観察する対象を示している。すなわち、画像化すべき領域を示している。
0.5D/M≦PD≦D/M (4)
0.5L/M≦PL≦L/M (5)
0.3<NA2/NA20<1 (6)
NA2<NA1≦NA10 (7)
2≦(1.22×λ/NAI)/k≦10 (8)
0.1≦k/M≦0.25 (9)
Claims (16)
- 光学像を電気信号に変換する矩形形状の撮像素子を含み、前記電気信号に基づいて撮像画像を取得する撮像装置と、
第1の対物レンズを含み、前記第1の対物レンズのOFN(Objective Field Number)に対応する物体面上の領域である円形の実視野領域の光学像を前記撮像素子内に形成する光学系と、
前記第1の対物レンズの光軸に対して前記物体面を移動する電動ステージと、
前記電動ステージ及び前記撮像装置を制御することで取得された複数の撮像画像に含まれる複数の要素画像を貼り合わせることによって前記実視野領域よりも広い領域の画像である第1の広域画像を構築する制御装置と、を備え、
前記複数の撮像画像は、前記物体面の互いに異なる複数の領域の画像であり、
前記複数の要素画像は、複数のハニカムセル形状の六角形の画像であり、
前記複数の要素画像の各々は、前記複数の撮像画像の各々の一部分であり、且つ、複数の実視野領域の画像の各々に内接し、
前記複数の実視野領域に対応する前記第1の対物レンズの前記光軸の複数の位置は、互いに異なる
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項1に記載の撮像システムにおいて、
前記複数の要素画像のうちの1つの要素画像を第1の要素画像とし、前記複数の要素画像のうちの前記第1の要素画像を取り囲む6つの要素画像を6つの第2の要素画像とし、
前記第1の要素画像を一部分として含む撮像画像を取得したときの前記光軸の位置を第1の位置とするとき、
前記撮像装置は、前記第1の位置から等距離にある6つの第2の位置のそれぞれに前記光軸がある状態で撮像することで、6つの撮像画像を取得し、
前記6つの第2の要素画像の各々は、前記6つの撮像画像の各々の一部分である
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項2に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、
前記複数の撮像画像に基づいて貼り合わせ位置を算出し、
算出された前記貼り合わせ位置で前記複数の要素画像を貼り合せる
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項3に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、前記複数の撮像画像の一部分である前記複数の実視野領域の画像に基づいて、前記貼り合わせ位置を算出する
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
前記ハニカムセル形状は、正六角形形状であり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像システム。
0.7≦H/D≦1.2 (1)
ただし、Hは、前記複数の要素画像の各々に対応する前記撮像素子上の正六角形形状の領域の対角長であり、Dは、前記撮像素子の短辺の長さである。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、前記電動ステージ及び前記撮像装置を制御することで取得された複数の第2の撮像画像を貼り合せることによって前記実視野領域よりも広い領域の画像である第2の広域画像を構築し、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像システム。
0.5D/M≦PD≦D/M (4)
0.5L/M≦PL≦L/M (5)
ただし、Dは、前記撮像素子の短辺の長さである。Lは、前記撮像素子の長辺の長さである。Mは、前記光学系の倍率である。PDは、前記短辺に沿った方向に隣り合う2つの第2の撮像画像を取得するときの前記光軸の位置の間の距離である。PLは、前記長辺に沿った方向に隣り合う2つの第2の撮像画像を取得するときの前記光軸の位置の間の距離である。 - 請求項7に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、前記第2の広域画像に基づいて、前記第1の広域画像を構築するための設定を決定する
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項8に記載の撮像システムにおいて、
前記設定は、前記複数の撮像画像を取得するときの前記光軸の位置である複数の撮像位置、前記ハニカムセル形状の向き、及び、前記複数の撮像位置の移動順序を含む
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項9に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、撮影回数を最小化するという基準で、前記複数の撮像位置、前記向き、及び、前記移動順序を決定する
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1の広域画像を構築する前に、前記第1の広域画像を構成する前記複数の要素画像の輪郭を前記第2の広域画像に重ねることで生成される第3の広域画像を、表示装置に表示させる
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項7乃至請求項11のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
前記光学系は、さらに、前記第1の対物レンズと切り替えて使用される、前記第1の対物レンズよりも低倍の第2の対物レンズを備え、
前記制御装置は、
前記第1の対物レンズを用いて前記第1の広域画像を構築し、
前記第2の対物レンズを用いて前記第2の広域画像を構築する
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項12に記載の撮像システムにおいて、さらに、
前記光学系は、さらに、開口絞りを備え、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像システム。
0.3<NA2/NA20<1 (6)
NA2<NA1≦NA10 (7)
ただし、NA10は、前記第1の対物レンズの最大開口数である。NA20は、前記第2の対物レンズの最大開口数である。NA1は、前記第1の対物レンズを用いて前記撮像画像を取得するときの前記開口絞りにより制限された前記第1の対物レンズの開口数である。NA2は、前記第2の対物レンズを用いて前記第2の撮像画像を取得するときの前記開口絞りにより制限された前記第2の対物レンズの開口数である。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像システム。
2≦(1.22×λ/NAI)/k≦10 (8)
0.1≦k/M≦0.25 (9)
ただし、λは、前記撮像素子に入射する光の波長である。NAIは、前記光学系の像側の開口数である。kは、前記撮像素子の画素ピッチである。Mは、前記光学系の倍率である。 - 請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の撮像システムにおいて、
前記光学系は、さらに、
前記第1の対物レンズとともに前記実視野領域の一次像を形成する結像レンズと、
前記一次像を前記撮像素子へ投影するリレー光学系と、を備え、
前記リレー光学系は、倍率が可変なズーム光学系である
ことを特徴とする撮像システム。 - 第1の対物レンズのOFN(Objective Field Number)に対応する物体面上の領域である円形の実視野領域の光学像を矩形形状の撮像素子内に形成し、
前記撮像素子で前記光学像を変換した電気信号に基づいて撮像画像を取得し、
複数の撮像画像に含まれる複数の要素画像を貼り合わせることによって前記実視野領域よりも広い領域の画像である第1の広域画像を構築し、
前記複数の撮像画像は、前記物体面の互いに異なる複数の領域の画像であり、
前記複数の要素画像は、複数のハニカムセル形状の六角形の画像であり、
前記複数の要素画像の各々は、前記複数の撮像画像の各々の一部分であり、且つ、複数の実視野領域の画像の各々に内接し、
前記複数の実視野領域に対応する前記第1の対物レンズの光軸の複数の位置は、互いに異なる
ことを特徴とする画像構築方法。
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