JPH0261610A - 光学的観測装置及び撮像装置 - Google Patents
光学的観測装置及び撮像装置Info
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- JPH0261610A JPH0261610A JP21209288A JP21209288A JPH0261610A JP H0261610 A JPH0261610 A JP H0261610A JP 21209288 A JP21209288 A JP 21209288A JP 21209288 A JP21209288 A JP 21209288A JP H0261610 A JPH0261610 A JP H0261610A
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Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、複数の情報を含む画像を観測するための光学
的観測装置及び撮像装置に係り、特に、光学顕微鏡に用
いるのに好適な、複数の情報を含む画像を同時に観測す
ることが可能な光学的観測装置及びそれに用いるのに好
適な撮＠装置に関するものである。
的観測装置及び撮像装置に係り、特に、光学顕微鏡に用
いるのに好適な、複数の情報を含む画像を同時に観測す
ることが可能な光学的観測装置及びそれに用いるのに好
適な撮＠装置に関するものである。
光学型ｆＲ鏡等の光学的観測装置において、波長領域や
偏光方向によって異なる複数の情報が単一の原画像に含
まれている場合等、該原画像から各画像を分離して観測
しない場合がある０例えば、出力される蛍光の波長分布
変化が、注目する物理量の変化を反映しているような蛍
光試薬を用いる場合には、入射光を波長別に分解し、そ
れらの出力を同時に実時間で観測することが必要である
。 特に、生物応用の分野では、相異なる２つの波長領域の
強度変化をｉ測すればよい場合が多い。 しかしながら、現存の顕微鏡の結像光路は１つであるの
で、−度に１つの像を得ることしかできない、高級な顕
微鏡であれば、レンズ、コンデンサ等の交換及び付属部
品の挿入により、１台の顕微鏡でも、透過光＠（位相差
、微分干渉像等を含む）、散乱光像（暗視野）、蛍光像
、反射光像（暗視野）等の各種画像をそれぞれ得ること
ができる。しかしながら、結像光路は１つであるので、
−度に２つの像を得ることはできない。一方、ティーチ
ングヘッドを備えた顕微鏡では、−度に沢山の像を得る
ことができるが、１つの像を分割するので、ｒｍ察に充
分な光量を得るためには不利な点が多い。 現在既に多く使われている！Ｘ４微鏡の場合には、肉眼
による観察と撮影が同時にできる光学系や、同時に多数
の人間による像の観察を可能にする光学系が存在する。 この光学系とフィルタ等を組合わせて、多種の画像を得
ようとする試みがあるが、結局は同一の像を顕微鏡シス
テムの何個所かに分散させるものである。 例えば第１５図に示す如く、入射光Ａをハーフミラ−１
０で分割する方法が一般的であるが、該ハーフミラ−１
０は、入射光Ａのうちある割合の部分を反射し、残りの
部分を透過させる。透過光は、例えばある波長λ１以上
の入射光のみを透過させるフィルタ１２に入射し、反射
光は、例えばミラー１４で反射し、た後、ある波長λ１
以下の入射光のみ通過させるフィルタ１６に入射する。 その結果、ある波長λ１以上の光か、位ＩＢに出力され
、又、ある波長λ１以下の光が位＝Ｃに出力されるので
、これを例えばビデオカメラ１８で撮影することによっ
て像を観測することができる。 しかしながら、このようにハーフミラ−１０を用いる方
法では、ある波長λ１を境にして入射光ＡをＡ別し、別
々の波長領域に分けるために、２つの波長特性の異なる
フィルタ１２．１６が必要であり、光学要素の数が多く
なる。又、フィルタ１２．１６によって入射光が減衰し
、出力／入力比が小さくなる。更に、同一の入射光Ａに
対し、同時に波長選別するため、入射光Ａを２方向に振
分ける目的でハーフミラ−１０が必要であり、このハー
フミラ−１０によって入射光が’６８し、出力／入力比
が小さくなる。又、ハーフミラ−１０で入射光Ａを２方
向に振分けるため、入射光のうち振分けられたある割合
の光について、波長λ。 以上の光を選別し、残りの割合の光について、波長λ１
以下の光を選別しているため、入射光のうちの振分けら
れた割合だけ、出力／入力比が小さくなる等の問題点を
有していた。 一方、１人の人間が、像を一度に観察可能とするべく、
何台かのビデオカメラを組合わせたり、光路又は光学系
の切換えにより、像を記録することも考えられるが、像
の比較のためには、一方の像を予め記憶しておかなけれ
ばならない。又、ハーフミラ−のような分散光学系と複
数のビデオカメラを組合わせれば、記録することなく同
時観測を行うことが可能となるが、使用できる像の種類
が限られてしまい、高価である。更に、分散光学系を用
いるため、光量の損失が大きく、特に微弱光を用いた測
定にとっては不利である。一方、ハーフミラ−のような
分散光学系を用いない場合には、像の切換えを迅速に行
えない等の問題点を有していた。
偏光方向によって異なる複数の情報が単一の原画像に含
まれている場合等、該原画像から各画像を分離して観測
しない場合がある０例えば、出力される蛍光の波長分布
変化が、注目する物理量の変化を反映しているような蛍
光試薬を用いる場合には、入射光を波長別に分解し、そ
れらの出力を同時に実時間で観測することが必要である
。 特に、生物応用の分野では、相異なる２つの波長領域の
強度変化をｉ測すればよい場合が多い。 しかしながら、現存の顕微鏡の結像光路は１つであるの
で、−度に１つの像を得ることしかできない、高級な顕
微鏡であれば、レンズ、コンデンサ等の交換及び付属部
品の挿入により、１台の顕微鏡でも、透過光＠（位相差
、微分干渉像等を含む）、散乱光像（暗視野）、蛍光像
、反射光像（暗視野）等の各種画像をそれぞれ得ること
ができる。しかしながら、結像光路は１つであるので、
−度に２つの像を得ることはできない。一方、ティーチ
ングヘッドを備えた顕微鏡では、−度に沢山の像を得る
ことができるが、１つの像を分割するので、ｒｍ察に充
分な光量を得るためには不利な点が多い。 現在既に多く使われている！Ｘ４微鏡の場合には、肉眼
による観察と撮影が同時にできる光学系や、同時に多数
の人間による像の観察を可能にする光学系が存在する。 この光学系とフィルタ等を組合わせて、多種の画像を得
ようとする試みがあるが、結局は同一の像を顕微鏡シス
テムの何個所かに分散させるものである。 例えば第１５図に示す如く、入射光Ａをハーフミラ−１
０で分割する方法が一般的であるが、該ハーフミラ−１
０は、入射光Ａのうちある割合の部分を反射し、残りの
部分を透過させる。透過光は、例えばある波長λ１以上
の入射光のみを透過させるフィルタ１２に入射し、反射
光は、例えばミラー１４で反射し、た後、ある波長λ１
以下の入射光のみ通過させるフィルタ１６に入射する。 その結果、ある波長λ１以上の光か、位ＩＢに出力され
、又、ある波長λ１以下の光が位＝Ｃに出力されるので
、これを例えばビデオカメラ１８で撮影することによっ
て像を観測することができる。 しかしながら、このようにハーフミラ−１０を用いる方
法では、ある波長λ１を境にして入射光ＡをＡ別し、別
々の波長領域に分けるために、２つの波長特性の異なる
フィルタ１２．１６が必要であり、光学要素の数が多く
なる。又、フィルタ１２．１６によって入射光が減衰し
、出力／入力比が小さくなる。更に、同一の入射光Ａに
対し、同時に波長選別するため、入射光Ａを２方向に振
分ける目的でハーフミラ−１０が必要であり、このハー
フミラ−１０によって入射光が’６８し、出力／入力比
が小さくなる。又、ハーフミラ−１０で入射光Ａを２方
向に振分けるため、入射光のうち振分けられたある割合
の光について、波長λ。 以上の光を選別し、残りの割合の光について、波長λ１
以下の光を選別しているため、入射光のうちの振分けら
れた割合だけ、出力／入力比が小さくなる等の問題点を
有していた。 一方、１人の人間が、像を一度に観察可能とするべく、
何台かのビデオカメラを組合わせたり、光路又は光学系
の切換えにより、像を記録することも考えられるが、像
の比較のためには、一方の像を予め記憶しておかなけれ
ばならない。又、ハーフミラ−のような分散光学系と複
数のビデオカメラを組合わせれば、記録することなく同
時観測を行うことが可能となるが、使用できる像の種類
が限られてしまい、高価である。更に、分散光学系を用
いるため、光量の損失が大きく、特に微弱光を用いた測
定にとっては不利である。一方、ハーフミラ−のような
分散光学系を用いない場合には、像の切換えを迅速に行
えない等の問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、少ない損失で、複数の情報を含む各画像を同時に
観測することが可能な光学的観測装置を提供することを
第１の課題としている。 又、本発明は、前記光学的観測装置に用いるのに好適な
撮像装置を提供することを第２の課題としている。
ので、少ない損失で、複数の情報を含む各画像を同時に
観測することが可能な光学的観測装置を提供することを
第１の課題としている。 又、本発明は、前記光学的観測装置に用いるのに好適な
撮像装置を提供することを第２の課題としている。
本発明は、複数の情報を含む画像を観測するための光学
的観測装置において、原画像を分離し、各情報をそれぞ
れ含む画像を選択して、各画像を同時に観測可能とする
分離選択手段を備えることによって、前記第１の課題を
達成したものである。 又、前記分離選択手段を、原画像を波長で分離するダイ
クロイック・ミラー又はダイクロイック・プリズムとし
たものである。 あるいは、前記分離選択手段を、原画像を偏光方向で分
離するビームスプリット型の偏光子としたものである。 本発明は、又、光学的観測装置において、複数の画像を
同一画面内に収める撮像装置と、該撮像装置によって撮
影された画像を表示するモニタと、該モニタの画面内に
、各画像の位置に対応させた複数のウィンドウを設定す
る手段と、各ウィンドウ間の画像演算を行って、複数の
画像間の位置的対応を持った情報の相違を求める手段と
を備えることにより、前記第１の課題を達成したもので
ある。 又、本発明は、撮像装置を、同一画面内の複数の画像の
画素情報の読取り走査を、画像毎に分割して同時に行う
マルチ走査型として、前記第２の課題を達成したもので
ある。 あるいは、撮像装置を、複数の画像の画素情報の読取り
走査を、それぞれ別個の素子により独立して同時に行う
マルチ走査型として、同じく前記第２の課題を達成した
ものである。
的観測装置において、原画像を分離し、各情報をそれぞ
れ含む画像を選択して、各画像を同時に観測可能とする
分離選択手段を備えることによって、前記第１の課題を
達成したものである。 又、前記分離選択手段を、原画像を波長で分離するダイ
クロイック・ミラー又はダイクロイック・プリズムとし
たものである。 あるいは、前記分離選択手段を、原画像を偏光方向で分
離するビームスプリット型の偏光子としたものである。 本発明は、又、光学的観測装置において、複数の画像を
同一画面内に収める撮像装置と、該撮像装置によって撮
影された画像を表示するモニタと、該モニタの画面内に
、各画像の位置に対応させた複数のウィンドウを設定す
る手段と、各ウィンドウ間の画像演算を行って、複数の
画像間の位置的対応を持った情報の相違を求める手段と
を備えることにより、前記第１の課題を達成したもので
ある。 又、本発明は、撮像装置を、同一画面内の複数の画像の
画素情報の読取り走査を、画像毎に分割して同時に行う
マルチ走査型として、前記第２の課題を達成したもので
ある。 あるいは、撮像装置を、複数の画像の画素情報の読取り
走査を、それぞれ別個の素子により独立して同時に行う
マルチ走査型として、同じく前記第２の課題を達成した
ものである。
本発明は、Ｊ′！Ｘ画像を分離する際に、ハーフミラ−
ではなく、各情報をそれぞれ含む画像を選択する分離選
択手段、例えばダイクロイック・ミラー又はダイクロイ
ック・プリズム、あるいは、ビームスプリット型の偏光
子を用いて、原画像を例えば波長又は偏光方向で分離す
るようにしている。 例えば第１図に示す如く、試料２０から出る蛍光が緑色
のとき、例えば赤色光を照射して透過光像を同時に作り
、例えば波長の差により、緑色の蛍光像と赤色の透過光
像を別の位置Ｂ、Ｃに結像する。即ち、第１図に示した
如く、結像光路の途中に分離選択手段２２を配置し、例
えば波長又は偏光方向により光軸を振分ける。その後、
必要に応じて光軸変換手段２４を設け、例えばレンズ２
６による最終的な結像位置を調節する。第１図に示した
如く、結像光路中にレンズ２８により光束が平行になる
所（無限遠に焦点のあった所）がある場合には、分離選
択手段２２、光軸変換手段２４をその部分に挿入すれば
、光路長が伸びる影響はない、なお、平行部分がない場
合には、レンズ２８等により調節すればよい。 波長により分離する場合には、前記分離選択手段２２と
して、第２図に示す如く、２色性のダイクロイック・ミ
ラー３０やダイクロイック・プリズム等を用いることが
できる。このダイクロイック・ミラー３０は、第３図に
示す如く、例えば波長λ１を境に、それ以上の波長の光
をほぼ１００％透過し、前記波長久１以下の光をほぼ１
００％反射するものである。 一方、偏光方向により分離する場合には、前記分離選択
手段２２として、ビームスプリット型の偏光子等を用い
ることができる。 前記分離選択手段２２は、例えば顕微鏡内部、又は、顕
微鏡と撮像装置の間に設けることができる。顕微鏡内部
に設けた場合には、目視Ｉｉ察、撮像の両方共に分離選
択手段２２が用いられるという利点がある。一方、顕微
鏡と撮像装置の間に設けた場合には、顕微鏡に手を加え
る必要がなく、調節や調整が容易である等の利点を有す
る。 いずれにしても、本発明では、分離手段が選択手段を兼
ねており、選択分離が一体とされているので、光学類ｉ
鏡等において、透過光＠（位相差、微分干渉像等を含む
）、散乱光像（暗視野）、蛍光像、反射光像（暗視野）
等のうち任意の組合わせで２種以上、又は透過、蛍光像
等の場合、波長、偏光方向等の異なる像の組合わせで、
それらを同時に観察するに際して、従来技術のように分
離手段（ハーフミラ−）と選択手段（フィルタ）が分離
され、光を単に２分してから波長等を選択して２つの像
を得る場合に比べて、分離による光量の損失を最少限に
抑えて、効率の良い画像を得ることができる。 本発明の光学的観測装置を用いると、肉眼による観察は
勿論、ビデオレートによる撮影も可能なので、時々刻々
と変化する現象も撮影が可能であり、例えばパルス蛍光
顕ＩＲ鏡に組込むことにより、ピコ秒領域の高速現象を
とらえることもできる。 前記光軸変換手段２４としては、ミラー、°プリズムに
よる反射、又はウェッジ等による屈折を用いることがで
きる。 又、前記のような分離選択手段２２によって分離された
複数の画像を観測するに際しては、例えばアドレス変換
機構を備えたパイプライン方式のプロセッサ、又は、第
４図に示す如く、ビデオ人力をメモリ３２とパイプライ
ン用のサブ処理ユニット（パイプと称する）３４の組合
わせで処理する方式のプロセッサを用いて、前記複数の
画像をビデオカメラ等の撮像装置の同一画面内に収め、
モニタの画面内に、各画像の位置に対応させた複数のウ
ィンドウを設定し、各ウィンドウ間の画像演算をビデオ
レートで行うことを可能とすることができる。この場合
には、複数の画像間の位置的対応を持った情報の（２次
元内の）相異（差や比）をビデオレートで実時間で提示
することが可能となり、観測が容易となる。 これに対して、ビデオ画像を入力し、ビデオレートで、
各画素とその近務の画素（自分自身を含む）の間の演算
を行ったり、既に記憶されている画像の間の演算を行う
従来の装置では、画像内のアドレスの対応が固定されて
いるため、任意のウィンドウ間の演算を行うことができ
なかった。又、一種の画像の演算を目的としているため
、分離選択手段２２を用いた装置の観測には適しておら
ず、ウィンドウを広げてしまえば、演算速度が遅くなっ
てしまっていた。 本発明に係る分離選択手段２２を用いた装置によれば、
２種類以上の異なる情報を持った画像を同時に観察する
ことが可能となるので、このようなマルチウィンドウ型
の演算処理装置と組合わせることによって、位置的対応
関係を持った差、比等の情報を実時間で表示できる。従
って、透過像内における蛍光発光部位の実時間における
同定が可能となる。又、現在′、細細胞内カルシウムイ
ン２４度ＤＨの変化により、発光波長の異なる蛍光色素
の開発、研究が盛んに行われているが、このような色素
を用いることによって、細胞内のカルシウムイオン濃度
、ｐＨの実時間における同定が可能となる。更に、開光
画像間の演算による、細胞内分子の運動の観察を実時間
で行うことが可能となる等の優れた効果が期待できる。 更に、前記撮像装置としては、例えば第５図に示す如く
、同一画面内の複数の画像の画素情報の読取り走査を、
画像毎に分別して同時に行うマルチ走査型の画像装置、
又は、例えば第６図に示す如く、複数の画像の画素情報
の読取り走査を、それぞれ別個の素子により独立して同
時に行うマルチ走査型の撮像装置を用いることができる
。このように、画素情報の読取り走査を、例えば電源、
タロツク等を共有して複数分割方式又は複数の素子で同
時に行うことによって、画像の解像度を向上することが
できる。 これに対して、従来のテレビ走査は、インターレース方
式及びノンインターレース方式のいずれにおいても、１
つの画像に対して行われていた。 しかし、１つの画面の分解能は、高々１０２４Ｘ５１２
であるため、分離選択手段２２を用いた装置のように、
１つの画面上に２つ以上の像があるときには、像の解像
度はこれを分割したものになってしまう、同様に、カラ
ー撮像の場合には、ＲＧＢで３色に分解する分だけ、解
像度が落ちてしまっていた。 これに対して、本発明によれば、第５図に示した如く、
読取り走査を画像毎に分割して同時に行う場合には、多
種の画像を１つのｍ＠装置に取込んだときの解像度を向
上させることができる。 方、第６図に示した如く、読取り走査をそれぞれ別個の
走査により独立して同時に行うようにした場合には、例
えばカラービデオカメラの解像度を向上させることがで
きる。従って、１台の撮像装置で多種の情報を持った画
像を同時に撮影しても、従来の複数のビデオカメラを用
いた場合に劣るところのない、優れた情報を得ることが
できる。これは、テレビモニタの解像度が向上し、光デ
ィスク等の記録技術も高まっており、もともとの情報を
高める必要がある現状に適したものである。又、ＣＯＤ
カメラへの応用も可能である。
ではなく、各情報をそれぞれ含む画像を選択する分離選
択手段、例えばダイクロイック・ミラー又はダイクロイ
ック・プリズム、あるいは、ビームスプリット型の偏光
子を用いて、原画像を例えば波長又は偏光方向で分離す
るようにしている。 例えば第１図に示す如く、試料２０から出る蛍光が緑色
のとき、例えば赤色光を照射して透過光像を同時に作り
、例えば波長の差により、緑色の蛍光像と赤色の透過光
像を別の位置Ｂ、Ｃに結像する。即ち、第１図に示した
如く、結像光路の途中に分離選択手段２２を配置し、例
えば波長又は偏光方向により光軸を振分ける。その後、
必要に応じて光軸変換手段２４を設け、例えばレンズ２
６による最終的な結像位置を調節する。第１図に示した
如く、結像光路中にレンズ２８により光束が平行になる
所（無限遠に焦点のあった所）がある場合には、分離選
択手段２２、光軸変換手段２４をその部分に挿入すれば
、光路長が伸びる影響はない、なお、平行部分がない場
合には、レンズ２８等により調節すればよい。 波長により分離する場合には、前記分離選択手段２２と
して、第２図に示す如く、２色性のダイクロイック・ミ
ラー３０やダイクロイック・プリズム等を用いることが
できる。このダイクロイック・ミラー３０は、第３図に
示す如く、例えば波長λ１を境に、それ以上の波長の光
をほぼ１００％透過し、前記波長久１以下の光をほぼ１
００％反射するものである。 一方、偏光方向により分離する場合には、前記分離選択
手段２２として、ビームスプリット型の偏光子等を用い
ることができる。 前記分離選択手段２２は、例えば顕微鏡内部、又は、顕
微鏡と撮像装置の間に設けることができる。顕微鏡内部
に設けた場合には、目視Ｉｉ察、撮像の両方共に分離選
択手段２２が用いられるという利点がある。一方、顕微
鏡と撮像装置の間に設けた場合には、顕微鏡に手を加え
る必要がなく、調節や調整が容易である等の利点を有す
る。 いずれにしても、本発明では、分離手段が選択手段を兼
ねており、選択分離が一体とされているので、光学類ｉ
鏡等において、透過光＠（位相差、微分干渉像等を含む
）、散乱光像（暗視野）、蛍光像、反射光像（暗視野）
等のうち任意の組合わせで２種以上、又は透過、蛍光像
等の場合、波長、偏光方向等の異なる像の組合わせで、
それらを同時に観察するに際して、従来技術のように分
離手段（ハーフミラ−）と選択手段（フィルタ）が分離
され、光を単に２分してから波長等を選択して２つの像
を得る場合に比べて、分離による光量の損失を最少限に
抑えて、効率の良い画像を得ることができる。 本発明の光学的観測装置を用いると、肉眼による観察は
勿論、ビデオレートによる撮影も可能なので、時々刻々
と変化する現象も撮影が可能であり、例えばパルス蛍光
顕ＩＲ鏡に組込むことにより、ピコ秒領域の高速現象を
とらえることもできる。 前記光軸変換手段２４としては、ミラー、°プリズムに
よる反射、又はウェッジ等による屈折を用いることがで
きる。 又、前記のような分離選択手段２２によって分離された
複数の画像を観測するに際しては、例えばアドレス変換
機構を備えたパイプライン方式のプロセッサ、又は、第
４図に示す如く、ビデオ人力をメモリ３２とパイプライ
ン用のサブ処理ユニット（パイプと称する）３４の組合
わせで処理する方式のプロセッサを用いて、前記複数の
画像をビデオカメラ等の撮像装置の同一画面内に収め、
モニタの画面内に、各画像の位置に対応させた複数のウ
ィンドウを設定し、各ウィンドウ間の画像演算をビデオ
レートで行うことを可能とすることができる。この場合
には、複数の画像間の位置的対応を持った情報の（２次
元内の）相異（差や比）をビデオレートで実時間で提示
することが可能となり、観測が容易となる。 これに対して、ビデオ画像を入力し、ビデオレートで、
各画素とその近務の画素（自分自身を含む）の間の演算
を行ったり、既に記憶されている画像の間の演算を行う
従来の装置では、画像内のアドレスの対応が固定されて
いるため、任意のウィンドウ間の演算を行うことができ
なかった。又、一種の画像の演算を目的としているため
、分離選択手段２２を用いた装置の観測には適しておら
ず、ウィンドウを広げてしまえば、演算速度が遅くなっ
てしまっていた。 本発明に係る分離選択手段２２を用いた装置によれば、
２種類以上の異なる情報を持った画像を同時に観察する
ことが可能となるので、このようなマルチウィンドウ型
の演算処理装置と組合わせることによって、位置的対応
関係を持った差、比等の情報を実時間で表示できる。従
って、透過像内における蛍光発光部位の実時間における
同定が可能となる。又、現在′、細細胞内カルシウムイ
ン２４度ＤＨの変化により、発光波長の異なる蛍光色素
の開発、研究が盛んに行われているが、このような色素
を用いることによって、細胞内のカルシウムイオン濃度
、ｐＨの実時間における同定が可能となる。更に、開光
画像間の演算による、細胞内分子の運動の観察を実時間
で行うことが可能となる等の優れた効果が期待できる。 更に、前記撮像装置としては、例えば第５図に示す如く
、同一画面内の複数の画像の画素情報の読取り走査を、
画像毎に分別して同時に行うマルチ走査型の画像装置、
又は、例えば第６図に示す如く、複数の画像の画素情報
の読取り走査を、それぞれ別個の素子により独立して同
時に行うマルチ走査型の撮像装置を用いることができる
。このように、画素情報の読取り走査を、例えば電源、
タロツク等を共有して複数分割方式又は複数の素子で同
時に行うことによって、画像の解像度を向上することが
できる。 これに対して、従来のテレビ走査は、インターレース方
式及びノンインターレース方式のいずれにおいても、１
つの画像に対して行われていた。 しかし、１つの画面の分解能は、高々１０２４Ｘ５１２
であるため、分離選択手段２２を用いた装置のように、
１つの画面上に２つ以上の像があるときには、像の解像
度はこれを分割したものになってしまう、同様に、カラ
ー撮像の場合には、ＲＧＢで３色に分解する分だけ、解
像度が落ちてしまっていた。 これに対して、本発明によれば、第５図に示した如く、
読取り走査を画像毎に分割して同時に行う場合には、多
種の画像を１つのｍ＠装置に取込んだときの解像度を向
上させることができる。 方、第６図に示した如く、読取り走査をそれぞれ別個の
走査により独立して同時に行うようにした場合には、例
えばカラービデオカメラの解像度を向上させることがで
きる。従って、１台の撮像装置で多種の情報を持った画
像を同時に撮影しても、従来の複数のビデオカメラを用
いた場合に劣るところのない、優れた情報を得ることが
できる。これは、テレビモニタの解像度が向上し、光デ
ィスク等の記録技術も高まっており、もともとの情報を
高める必要がある現状に適したものである。又、ＣＯＤ
カメラへの応用も可能である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本発明に係る光学的観測装置の第１実施例は、第７図に
示す如く、入射光Ａを波長で分離して、波長λ１以上の
光を透過し、波長λ１以下の光を反射するダイクロイッ
ク・ミラー３０と、該ダイクロイック・ミラー３０の反
射光を所定方向に反射するミラー４０と、前記ダイクロ
イック・ミラー３０の透過光を所定方向に反射する、例
えば２つのミラー４２．４４と、前記ミラー４０．４２
．４４によってそれぞれ所定位′ｆｌＢ及びＣに入射す
る複数の画像を撮像するビデオカメラ４６とから構成さ
れている。 本実施例においては、ダイクロイック・ミラー３０によ
り、前出第３図に示した如く、その特性で決定されるあ
る波長λ１を境にして、該波長λ１以下の入射光は反射
され、該波長λ１以上の入射光は透過されるので、３つ
のミラー４０．４２．４４の相対的位置関係から決まる
位置Ｂに波長λ１、以下の光が入射され、位ＷＣに波長
λ１以上の光が入射される。 本実施例によれば、１つの入射光Ａのうちの、波長λ１
以下の成分と波長λ１以上の成分を、各々別の位置Ｂ及
びＣにおいて同時に実時間で観測することができる。 なお、ダイクロイック・ミラー３０の特性を変えること
により、弁別する波長λ１を変えることか可能である。 又、３つのミラー４０．４２．４４の相対的配置を変え
ることにより、弁別された２つの光の出力される位置を
それぞれ独立して変え一？ことができる。 本実施例を応用すると、例えば蛍光物質を観察する際に
、蛍光像と透過光像を同時に、あるいは、蛍光像のうち
波長の異なる２つの成分の像を同時に観察することが可
能となる。 次に、第８図乃至第１３図を参照して、本発明に係る光
学的ｇＡ測装置の他の実施例の要部を説明する。 光学的観測装置の第２実施例は、第８図に示す如く、第
１実施例と同様のダイクロイック・ミラー３０と、断面
が直角二等辺三角形状のプリズム５０とを用いたもので
あり、ミラー４０の代わりにプリズム５０を用いている
ので、反射効率が高い 又、光学的観測装置の第３実施例は、第９図に示す如く
、第１実施例のダイクロイック・ミラー３０の代わりに
、ダイクロイック・プリズム５２又は、ビームスプリッ
タ型の偏光子としてのビームスプリッタプリズムと、プ
リズム５０とを用いたものである。 更に、光学的観測装置の第４実施例は、第１０図に示す
如く、ダイクロイック・プリズム５２又はダイクロイッ
ク・ミラーと、断面が四辺形状のプリズム５４とを組合
わせて用いたものである。 これらの第１乃至第３実施例は、現存する光学系の付属
装置として、順微錘内部に用いることができる。 又、光学的ｌｉｔ！測装置の第５実施例は、第１１図に
示す如く、ダイクロイック・ミラー３０又はビームスプ
リッタプリズムを単独で用いたものである。 この第５実施例は、顕ＩＲ鏡外部に取１寸け、２台の撮
像装置が使用可能なときに構成が極めて簡略である。 更に、光学的観測装置の第６実施例は、第１２図に示す
如く、ダイクロイック・ミラー３０と、断面が直角二等
辺三角形状のプリズム５６．５８．６０．６２と、断面
が台形状のプリズム６４とを用いたものである。 この第６実施例は、第５実施例と同様に、顕微鏡外部に
取付けることができ、且つ、１台の撮像装置の使用が可
能である。 又、光学的観測装置の第７実施例は、前記第１実施例と
同様にダイクロイック・ミラー３０とミラー４０を用い
たものであるが、分離波長だけを連続的に変換すること
が可能である。 なお、いずれの実施例においても、試料の必要な部分だ
けを照明するようなマスク装置を付加することによって
、分離効果を向上することができる。更に、必要により
フィルタ等を組合わせることによって、分離能の向上及
び／スは多種の画像間の光量のバランスをとることがで
きる。 次に、本発明に用いられるＰｌａ装置の変形例として、
カラービデオカメラに応用した、本発明の撮像装置の応
用例を詳細に説明する。 本応用例は、第１４図に示す如く、入射光Ａのうち、短
波長側の青色領域の光のみを反射する第１のタイクロイ
ック・ミラー７０と、該第１のダイクロイック・ミラー
７０を透過した光のうち、短波長側の緑色領域の波長を
反射する第２のダイクロイック・ミラー７２と、該第２
のダイクロイック・ミラー７２を透過した長波長側の赤
色領域に対応する光を反射するプリズム７４と、前記青
色領域、緑色領域、赤色領域の光をそれぞれ走査するマ
ルチ走査型のビデオカメラ７６を備えたものである。 本応用例によれば、各色の画像の画素情報の読取り走査
が、それぞれ独立して同時に行われるので、カラー化に
よる分解能の低下を補うことができる。
る。 本発明に係る光学的観測装置の第１実施例は、第７図に
示す如く、入射光Ａを波長で分離して、波長λ１以上の
光を透過し、波長λ１以下の光を反射するダイクロイッ
ク・ミラー３０と、該ダイクロイック・ミラー３０の反
射光を所定方向に反射するミラー４０と、前記ダイクロ
イック・ミラー３０の透過光を所定方向に反射する、例
えば２つのミラー４２．４４と、前記ミラー４０．４２
．４４によってそれぞれ所定位′ｆｌＢ及びＣに入射す
る複数の画像を撮像するビデオカメラ４６とから構成さ
れている。 本実施例においては、ダイクロイック・ミラー３０によ
り、前出第３図に示した如く、その特性で決定されるあ
る波長λ１を境にして、該波長λ１以下の入射光は反射
され、該波長λ１以上の入射光は透過されるので、３つ
のミラー４０．４２．４４の相対的位置関係から決まる
位置Ｂに波長λ１、以下の光が入射され、位ＷＣに波長
λ１以上の光が入射される。 本実施例によれば、１つの入射光Ａのうちの、波長λ１
以下の成分と波長λ１以上の成分を、各々別の位置Ｂ及
びＣにおいて同時に実時間で観測することができる。 なお、ダイクロイック・ミラー３０の特性を変えること
により、弁別する波長λ１を変えることか可能である。 又、３つのミラー４０．４２．４４の相対的配置を変え
ることにより、弁別された２つの光の出力される位置を
それぞれ独立して変え一？ことができる。 本実施例を応用すると、例えば蛍光物質を観察する際に
、蛍光像と透過光像を同時に、あるいは、蛍光像のうち
波長の異なる２つの成分の像を同時に観察することが可
能となる。 次に、第８図乃至第１３図を参照して、本発明に係る光
学的ｇＡ測装置の他の実施例の要部を説明する。 光学的観測装置の第２実施例は、第８図に示す如く、第
１実施例と同様のダイクロイック・ミラー３０と、断面
が直角二等辺三角形状のプリズム５０とを用いたもので
あり、ミラー４０の代わりにプリズム５０を用いている
ので、反射効率が高い 又、光学的観測装置の第３実施例は、第９図に示す如く
、第１実施例のダイクロイック・ミラー３０の代わりに
、ダイクロイック・プリズム５２又は、ビームスプリッ
タ型の偏光子としてのビームスプリッタプリズムと、プ
リズム５０とを用いたものである。 更に、光学的観測装置の第４実施例は、第１０図に示す
如く、ダイクロイック・プリズム５２又はダイクロイッ
ク・ミラーと、断面が四辺形状のプリズム５４とを組合
わせて用いたものである。 これらの第１乃至第３実施例は、現存する光学系の付属
装置として、順微錘内部に用いることができる。 又、光学的ｌｉｔ！測装置の第５実施例は、第１１図に
示す如く、ダイクロイック・ミラー３０又はビームスプ
リッタプリズムを単独で用いたものである。 この第５実施例は、顕ＩＲ鏡外部に取１寸け、２台の撮
像装置が使用可能なときに構成が極めて簡略である。 更に、光学的観測装置の第６実施例は、第１２図に示す
如く、ダイクロイック・ミラー３０と、断面が直角二等
辺三角形状のプリズム５６．５８．６０．６２と、断面
が台形状のプリズム６４とを用いたものである。 この第６実施例は、第５実施例と同様に、顕微鏡外部に
取付けることができ、且つ、１台の撮像装置の使用が可
能である。 又、光学的観測装置の第７実施例は、前記第１実施例と
同様にダイクロイック・ミラー３０とミラー４０を用い
たものであるが、分離波長だけを連続的に変換すること
が可能である。 なお、いずれの実施例においても、試料の必要な部分だ
けを照明するようなマスク装置を付加することによって
、分離効果を向上することができる。更に、必要により
フィルタ等を組合わせることによって、分離能の向上及
び／スは多種の画像間の光量のバランスをとることがで
きる。 次に、本発明に用いられるＰｌａ装置の変形例として、
カラービデオカメラに応用した、本発明の撮像装置の応
用例を詳細に説明する。 本応用例は、第１４図に示す如く、入射光Ａのうち、短
波長側の青色領域の光のみを反射する第１のタイクロイ
ック・ミラー７０と、該第１のダイクロイック・ミラー
７０を透過した光のうち、短波長側の緑色領域の波長を
反射する第２のダイクロイック・ミラー７２と、該第２
のダイクロイック・ミラー７２を透過した長波長側の赤
色領域に対応する光を反射するプリズム７４と、前記青
色領域、緑色領域、赤色領域の光をそれぞれ走査するマ
ルチ走査型のビデオカメラ７６を備えたものである。 本応用例によれば、各色の画像の画素情報の読取り走査
が、それぞれ独立して同時に行われるので、カラー化に
よる分解能の低下を補うことができる。
第１図は、本発明に係る光学的観測装置の要部構成を示
す光路図、 第２図は、本発明で用いられるダイクロイック・ミラー
による光の分離状態を示す光路図、第３図は、前記ダイ
クロイック・ミラーにおける波長と透過率の関係の例を
示す線図、第４図は、本発明に係る光学的観測装置にお
いて、ビデオ画像内に複数のウィンドウを設定するため
の構成の例を示すブロック線図、 第５図は、本発明に係る撮像装置の原理を示す斜視図、 第６図は、本発明に係る池の撮像装＝の原理を示す斜視
図、 第７図は、本発明に係る光学的観測装置の第１実施例の
構成を示す光路図、 第８図乃至第１３図は、それぞれ本発明の第２実施例乃
至第７実施例の要部構成を示す光路図、第１４図は、本
発明に係る撮像装置の応用例であるカラービデオカメラ
の要部構成を示す光路図、第１５図は、従来の光学的観
測装置の一例の構成を示す光路図である。 ５０．５４．５６．５８． ６０．６２．６４．７４・・・プリズム、５２・・・ダ
イクロイック・プリズム、７６・・・マルチ走査型ビデ
オカメラ。
す光路図、 第２図は、本発明で用いられるダイクロイック・ミラー
による光の分離状態を示す光路図、第３図は、前記ダイ
クロイック・ミラーにおける波長と透過率の関係の例を
示す線図、第４図は、本発明に係る光学的観測装置にお
いて、ビデオ画像内に複数のウィンドウを設定するため
の構成の例を示すブロック線図、 第５図は、本発明に係る撮像装置の原理を示す斜視図、 第６図は、本発明に係る池の撮像装＝の原理を示す斜視
図、 第７図は、本発明に係る光学的観測装置の第１実施例の
構成を示す光路図、 第８図乃至第１３図は、それぞれ本発明の第２実施例乃
至第７実施例の要部構成を示す光路図、第１４図は、本
発明に係る撮像装置の応用例であるカラービデオカメラ
の要部構成を示す光路図、第１５図は、従来の光学的観
測装置の一例の構成を示す光路図である。 ５０．５４．５６．５８． ６０．６２．６４．７４・・・プリズム、５２・・・ダ
イクロイック・プリズム、７６・・・マルチ走査型ビデ
オカメラ。
Claims (6)
- （１）複数の情報を含む画像を観測するための光学的観
測装置において、 原画像を分離し、各情報をそれぞれ含む画像を選択して
、各画像を同時に観測可能とする分離選択手段を備えた
ことを特徴とする光学的観測装置。 - （２）請求項１に記載の光学的観測装置において、前記
分離選択手段を、原画像を波長で分離するダイクロイッ
ク・ミラー又はダイクロイック・プリズムとしたことを
特徴とする光学的観測装置。 - （３）請求項１に記載の光学的観測装置において、前記
分離選択手段を、原画像を偏光方向で分離するビームス
プリット型の偏光子としたことを特徴とする光学的観測
装置。 - （４）複数の画像を同一画面内に収める撮像装置と、 該撮像装置によつて撮影された画像を表示するモニタと
、 該モニタの画面内に、各画像の位置に対応させた複数の
ウィンドウを設定する手段と、 各ウィンドウ間の画像演算を行つて、複数の画像間の位
置的対応を持つた情報の相違を求める手段と、 を備えたことを特徴とする光学的観測装置。 - （５）同一画面内の複数の画像の画素情報の読取り走査
を、画像毎に分割して同時に行うことを特徴とするマル
チ走査型の撮像装置。 - （６）複数の画像の画素情報の読取り走査を、それぞれ
別個の素子により独立して同時に行うことを特徴とする
マルチ走査型の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21209288A JPH0261610A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 光学的観測装置及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21209288A JPH0261610A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 光学的観測装置及び撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261610A true JPH0261610A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16616742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21209288A Pending JPH0261610A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 光学的観測装置及び撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0261610A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231473A (en) * | 1990-09-05 | 1993-07-27 | Sony Corporation | Lens barrel |
| JP2001027728A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点光スキャナ |
| JP2007286310A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Tohoku Univ | 光学装置及び結像方法 |
| JP2013130684A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点光スキャナおよび共焦点顕微鏡 |
| JP2013156510A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Yokogawa Electric Corp | 顕微鏡装置 |
| JP2015057656A (ja) * | 2007-10-02 | 2015-03-26 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーションＫｌａ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 反射対物鏡、ミラーを有する広帯域対物光学系、及び屈折レンズを有する光学撮像システム、及び２つ以上の結像経路を有する広帯域光学撮像システム |
| JP2020193890A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | ヴィスコ・テクノロジーズ株式会社 | 外観検査装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515031A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-01 | Japan Spectroscopic Co | Polarized fluorescence measuring unit |
| JPS63144661A (ja) * | 1986-12-06 | 1988-06-16 | Dainippon Printing Co Ltd | レ−ザ−顕微鏡拡大像記録装置 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21209288A patent/JPH0261610A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515031A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-01 | Japan Spectroscopic Co | Polarized fluorescence measuring unit |
| JPS63144661A (ja) * | 1986-12-06 | 1988-06-16 | Dainippon Printing Co Ltd | レ−ザ−顕微鏡拡大像記録装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231473A (en) * | 1990-09-05 | 1993-07-27 | Sony Corporation | Lens barrel |
| JP2001027728A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点光スキャナ |
| JP2007286310A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Tohoku Univ | 光学装置及び結像方法 |
| JP4555796B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2010-10-06 | 株式会社ジーオングストローム | 光学装置及び結像方法 |
| JP2015057656A (ja) * | 2007-10-02 | 2015-03-26 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーションＫｌａ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 反射対物鏡、ミラーを有する広帯域対物光学系、及び屈折レンズを有する光学撮像システム、及び２つ以上の結像経路を有する広帯域光学撮像システム |
| JP2013130684A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点光スキャナおよび共焦点顕微鏡 |
| JP2013156510A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Yokogawa Electric Corp | 顕微鏡装置 |
| JP2020193890A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | ヴィスコ・テクノロジーズ株式会社 | 外観検査装置 |
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