JPH06265795A - 顕微鏡用カメラの自動露出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 顕微鏡用カメラにおいて、レボルバ回転時の
暗黒状態などに影響されることなく適切に自動露出制御
ができるようにする。 【構成】 顕微鏡画像の明るさに応じて光量を調整する
顕微鏡用カメラの自動露出制御装置であり、映像信号の
ピークレベルにほぼ対応する信号を得るレベル検出手段
（２７）、各対物レンズに応じて定められレボルバ回転
中のレンズ絞りを決定する信号を発生する信号設定手段
（Ｅ１〜Ｅ５）、顕微鏡からの対物レンズ選択情報に基
づき前記信号設定手段により設定された信号の１つを選
択する選択手段（３１）、少なくとも顕微鏡のレボルバ
回転中は主として前記選択手段からの信号が出力されか
つレボルバ回転中以外では前記レベル検出手段からの信
号が主として出力されるようにこれらの信号を選択する
切換え手段（２９）、および該切換え手段の出力に基づ
き光量調整器を駆動する駆動手段（３７）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡用カメラの自動
露出制御装置に関し、特に顕微鏡の画像を連続的に撮像
する顕微鏡用カメラにおいて、顕微鏡のレボルバが回転
している時の暗黒状態に影響されることなく適切に露出
制御を可能にする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、レボルバの回転によって複数の
対物レンズを切換え可能な顕微鏡の画像を連続的に撮像
するために従来より使用されている撮像装置の概略の構
成を示す。図４の（ａ）は単管式カメラの場合を示し、
（ｂ）は３管式カメラの場合を示す。

【０００３】図４の（ａ）に示す装置は、図示しない顕
微鏡からの画像を撮像する撮像素子１と、該撮像素子の
出力信号を増幅する第１の増幅器３と、該増幅器３の出
力のピーク値を検出するピーク値検出回路５と、ピーク
値検出回路５の出力を増幅して図示しない光量調整駆動
回路へ信号を伝達するための第２の増幅器７とを含んで
いる。

【０００４】このような装置においては、撮像素子１に
よって図示しない顕微鏡からの画像を撮像し、該撮像素
子から得られた映像信号を増幅器３によって所定のレベ
ルに増幅してピーク検出回路５に入力する。ピーク検出
回路５は入力された映像信号のピーク値を被写体画像か
らの最大光量に対応するものとみなすとともに、該ピー
ク値に対応する直流電圧を出力する。そして、ピーク値
検出回路５の直流電圧出力は増幅器７を介して図示しな
い光量調整駆動回路へ伝達する。これによって、光量調
整駆動回路は、光量を変化させ、前記ピーク値に対応す
る最大光量の部分を撮像素子１のダイナミックレンジ内
に押さえるように絞りを変化させる。すなわち、撮像素
子１から得られる映像信号のピーク値を検出し、このピ
ーク値に基づき光量を調整することにより被写体画像の
撮像が適切に行われるよう構成されている。

【０００５】なお、図４の（ｂ）は、いわゆる３管式カ
メラの場合であって、３個の撮像素子９，１１，１３
と、各撮像素子のための増幅器１５，１７，１９と、マ
トリクス回路２１と、ピーク値検出回路５および増幅器
７とを備えている。各撮像素子９，１１，１３は、例え
ばそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色の成分を
被写体画像から抽出しそれぞれの増幅器１５，１７，１
９を介してマトリクス回路２１に入力する。マトリクス
回路２１はこれらの各色信号を所定の様式で合成して例
えば輝度信号（Ｙ）を作成しピーク検出回路５に入力す
る。ピーク検出回路５はマトリクス回路２１からの入力
信号のピーク値を検出し、このピーク値に対応する信号
を増幅器７を介して図示しない光量調整駆動回路へ伝達
する。これによって、前記図４の（ａ）の場合と同様に
被写体画像の明るさに応じて光量が調整され露出制御が
行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の自動露出制御装置においては、レボルバの回転
によって複数の対物レンズを切り換え可能な顕微鏡画像
を連続的に撮影する場合、レボルバの回転によって対物
レンズを切り換える時に撮像素子への光量が一時的にゼ
ロとなる暗黒状態を生ずる。そして、この暗黒状態を光
量不足と判断して光量調整を行う。即ち、この暗黒状態
では、前記ピーク検出回路５の出力が低下し、増幅器７
からの出力電圧は光量を増加させる方向の電圧となる。
このため、レボルバの回転が終了し、撮像素子へ次の光
学像が入射された時に一時的にテレビジョンカメラの撮
像素子の入力ダイナミックレンジを越える状況が発生す
る。このため、撮像素子に悪影響を及ぼすのみならず、
撮像画面をモニターで観察している場合にも一時的に画
面が白くなるなどの不快な状態が発生するという不都合
があった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来例の装置におけ
る問題点に鑑み、レボルバが回転して対物レンズを切換
える顕微鏡の画像を撮像する顕微鏡用カメラの自動露出
制御装置において、レボルバの回転による被写体光量の
急激な変化に影響されることなく適切に露出制御が行わ
れるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、顕微鏡画像を撮像して映像信号を
得るとともに、前記顕微鏡画像の明るさに応じて光量を
調整する顕微鏡用カメラの自動露出制御装置が提供さ
れ、該自動露出制御装置は、前記映像信号のピークレベ
ルにほぼ対応する信号を得るためのレベル検出手段と顕
微鏡のレボルバに装着されたそれぞれの対物レンズに応
じて定められ、前記顕微鏡のレボルバ回転中の光量を決
定するための信号を発生する信号設定手段と、顕微鏡か
らの対物レンズ選択情報に基づき前記信号設定手段によ
って設定された信号の１つの選択する選択手段と、少な
くとも顕微鏡のレボルバの回転中は主として前記選択手
段からの信号が出力されかつレボルバの回転中以外では
前記レベル検出手段からの信号が主として出力されるよ
うに前記選択手段および前記レベル検出手段からの信号
を選択的に出力するための切り換え手段と、該切り換え
手段の出力に基づき前記光量を調整するための駆動手段
を具備することを特徴とする。

【０００９】さらに、前記自動露出制御装置は、ほぼ前
記レボルバの回転開始時からスタートして前記レボルバ
の回転中の時間を含む所定時間の計時を行うタイマ手段
を含み、該タイマ手段の出力に基づき前記切換え手段が
前記選択手段からの信号および前記レベル検出手段から
の信号を選択出力するよう構成すると好都合である。

【００１０】

【作用】上記構成に係わる顕微鏡用カメラの自動露出制
御装置においては、少なくとも顕微鏡のレボルバの回転
中には前記信号設定手段により発生されかつ前記選択手
段によって選択された信号が前記切換え手段を介して駆
動手段に入力される。従って、レボルバの回転によって
対物レンズを切換え可能な顕微鏡の画像を撮像するカメ
ラにおいて、レボルバの回転中に生ずる暗黒状態では、
前記選択手段からの信号に基づき光量が制御される。こ
のため、レボルバ回転中に光量が増加し、次の画像が出
力される時に撮像素子のダイナミックレンジを越える光
量が入射するという不都合が除去される。

【００１１】また、同一被写体の場合には対物レンズの
倍率が上がれば光量は下がる傾向にあるなど、対物レン
ズの倍率が変化すると撮像素子への光量も変化する。こ
のため、本発明ではレボルバの回転時に前記映像信号に
対応する光量情報を前記切換え手段によって切り離し、
次に使用される対物レンズと対応するように予め前記信
号設定手段によって設定された電圧と置き換える。これ
によって、前記駆動手段へより適格な制御電圧が入力さ
れ、次の対物レンズによる画像が撮像素子へ入射する時
点における急激な入射光量の変化をほぼ完全に除去する
ことができる。

【００１２】なお、前記レボルバの回転開始時からスタ
ートして前記レボルバの回転中の時間を含む所定時間の
計時を行うタイマ手段を用いることにより、前記レボル
バの回転中の暗黒状態に対応して前記選択手段からの信
号を前記駆動手段に供給する時間を適切に設定すること
ができ、各顕微鏡に対応して精密な露出制御を行うこと
が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わる顕微鏡用
カメラの自動露出制御装置の概略の構成を示す。同図の
装置は、図示しない顕微鏡からの映像を撮像する撮像素
子２３と、該撮像素子２３の出力を増幅する増幅器２５
と、増幅器２５の出力を受けるピーク検出回路２７と、
ピーク検出回路２７の出力が入力されるスイッチ素子２
９を具備する。

【００１４】また、図１の装置は、図示しない顕微鏡の
レボルバに装着されている各対物レンズと１対１に対応
する複数の電圧源Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５が接続
されたスイッチ素子３１と、前記スイッチ素子２９から
の出力およびこのスイッチ素子３１からの出力を合成し
て光量調整駆動回路を構成する増幅器３７に入力するた
めの抵抗を３３，３５を備えている。なお、各電圧源Ｅ
１，Ｅ２，…は固定電圧源でもよくあるいは調節可能な
電圧源でもよい。増幅器３７の出力は光源の光量を調整
するための図示しないモータに供給される調光信号とな
る。さらに、図１の装置は、図示しない顕微鏡からのレ
ボルバ制御情報を受けるインタフェース回路３９と、該
インタフェース回路３９の出力を受けてレボルバ回転中
の時間を含む所定の時間を設定してスイッチ素子２９を
制御するためのタイマ回路４１を具備する。

【００１５】インタフェース３９の出力はまた他のスイ
ッチ素子３１に供給され該スイッチ素子３１制御する。
なお、インタフェース回路３９に入力されるレボルバ制
御情報はレボルバの位置信号および／または駆動制御信
号などを含むものとされる。

【００１６】図１の装置においては、図示しない顕微鏡
の画像が撮像素子２３によって撮像され、該撮像素子２
３から得られる映像信号が増幅器２５によって増幅され
てピーク検出回路２７に入力される。ピーク検出回路２
７は増幅器２５から入力された映像信号のピーク部分の
電圧を直流電圧として取り出し、スイッチ素子２９に供
給する。

【００１７】一方、図示しない顕微鏡からのレボルバ制
御情報がインタフェース回路３９に入力され、このレボ
ルバ制御情報に基づきスイッチ素子３１も切換えられ
る。従って、スイッチ素子３１は顕微鏡のレボルバに装
着されている対物レンズと１対１に対応する電圧源Ｅ
１，Ｅ２，・・・の内次に切り替えようとする対物レン
ズに対応する電圧を出力する。このようなスイッチ素子
３１からの出力は抵抗３５（Ｒ２）を介して増幅器３７
に入力される。また、前記スイッチ素子２９の出力も抵
抗３３（Ｒ１）を介して増幅器３７の入力に接続されて
いる。なお、抵抗３３（Ｒ１）は抵抗３５（Ｒ２）と比
較して充分に小さい値を有するものが使用され、スイッ
チ素子２９がオンとなった前にはピーク検出回路２７か
らの信号を優先させて増幅器３７へ入力する構成となっ
ている。

【００１８】また、顕微鏡からのレボルバ制御情報はイ
ンタフェース回路３９を介してタイマ４１に入力され
る。タイマ４１は、レボルバの回転開始から始まる所定
時間幅の信号を出力する。すなわち、タイマ回路４１は
レボルバ位置情報の変化によってトリガされ対物レンズ
の切換えに必要な時間より若干長めの時間に相当する時
間幅の信号を出力する。スイッチ素子２９はタイマ回路
４１からの信号が供給されている間は、すなわち少なく
ともレボルバ回転中はオフとなる。従って、少なくとも
レボルバ回転中は、スイッチ素子３１からの電圧が抵抗
３５を介して増幅器３７に入力され、それ以外の時間で
はスイッチ素子２９が閉じているからピーク検出回路２
７からの信号が抵抗３３を介して増幅器３７に入力され
る。前述のように、抵抗３３は抵抗３５より充分小さい
値となっているから、スイッチ素子２９がオンの場合は
ピーク検出回路２７の出力が優先され、この出力信号に
基づき光量の調整が行われる。

【００１９】なお、図２は、対物レンズの倍率と撮像素
子への光量との関係を示す。同図に示されるように、同
一被写体の場合は対物レンズの倍率が上がれば光量は減
少する傾向にある。従って、前記各電圧源Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５の電圧は、それぞれの対応する対物レ
ンズに応じて例えば図に示すように順次低くなるような
電圧に予め設定される。

【００２０】次に、図３を参照して本発明の自動露出制
御装置の具体的な動作を従来例と比較しながら詳細に説
明する。図３の（ａ）は従来の装置における動作を示
し、（ｂ）は本発明に係わる装置の動作状態を示す。こ
れらの図においては、１０倍の対物レンズから４倍の対
物レンズに切換える動作を例にとり、調光信号と光源光
量の関係を中心に説明する。時間ｔ１において、観察者
の手動による、または遠隔操作によるレボルバの回転が
始まり撮像素子への光量は遮断されて暗黒状態となる。
また、時間ｔ２においてレボルバの回転が終了し撮像素
子へ再び画像光が入射するものとする。

【００２１】従来技術の回路では（ａ）に示すように、
時刻ｔ１において、ピーク検出回路は前記暗黒状態を検
出し、調光信号がこれに応じて低いレベルに移行する。
従って、このような信号を受けて図示しない光量調整駆
動回路は光量を増加させる動作を行う。そして、時刻ｔ
２においてレボルバの回転が終了し、撮像素子へ光学像
が入射すると著しく過大な光量が撮像素子へ入射する。
そして、この過大な光量を検出して光量を減少させるよ
う動作し、所定の遅れ時間の後に適正な光量へ安定する
ことになる。従って、レボルバの回転が終了し、次の対
物レンズによる画像光が撮像素子へ入射する時点で一時
的に過大な光量が撮像素子に入射する。

【００２２】これに対し、本発明に係わる装置では
（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、レボルバ制御
情報がインタフェース回路３９に入力され、かつ該イン
タフェース回路３９からの信号によってタイマ回路４１
が前述のように設定された時間の計数を開始すると、ス
イッチ素子２９がオフとなる。また、スイッチ素子３１
により、次に切換えられる対物レンズに対応した電圧が
選択され、この電圧が抵抗３５を介して増幅器３７に印
加される。この場合、調光信号としては１０倍の対物レ
ンズから４倍の対物レンズに切換わるので光量が増加す
ることを示す電圧が増幅器３７に入力される。

【００２３】従って、時刻ｔ２においてレボルバの回転
が終了して撮像素子２３へ被写体の光学像が入射する
が、スイッチ素子２９はタイマ回路４１の働きによりレ
ボルバ回転終了後も短時間の間は依然オフ状態となって
いる。すなわち、この時点では被写体の画像に対する適
正な光量に対して光量設定は誤差を持っている。そし
て、時間ｔ３において、タイマ回路４１がタイムアウト
し、スイッチ素子２９がオンとなる。スイッチ素子２９
がオンになると、前述のようにピーク検出回路２７の信
号が優先されて絞り駆動回路すなわち増幅器３７へ入力
される。そして、増幅器３７からの信号により図示しな
いモータが制御され最適な光量へと安定する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、顕微鏡
のレボルバが回転する場合に、該回転動作に対応して顕
微鏡画像と所定の光量レベルに対応する電圧、例えば次
に使用する対物レンズの倍率に応じて定められる電圧、
とを切換えることによってレンズ絞りの制御を行う。従
って、レボルバの回転が終了し次の被写体画像が入射し
た時の過大な光量による撮像素子への悪影響を適切に防
止することが可能になる。また、固体撮像素子のように
過大光量に対して耐久性がある素子であっても、レボル
バ回転終了後に一時的に過大なレベルの映像信号が出力
されることが防止され、画像の観察者に不快感を与える
などの不都合を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係わる顕微鏡用カメラの自
動露出制御装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図２】顕微鏡の対物レンズの倍率と撮像素子に導かれ
る光量との関係を示す説明図である。

【図３】顕微鏡用カメラの自動露出制御装置の動作を従
来のもの（ａ）および本発明に係わるもの（ｂ）を対比
して示すタイムチャートである。

【図４】従来の顕微鏡用カメラの自動露出制御装置の概
略の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２３ 撮像素子 ２５ 増幅器 ２７ ピーク検出回路 ２９，３１ スイッチ素子 ３３，３５ 抵抗 ３７ 駆動回路 ３９ インタフェース回路 ４１ タイマ回路 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５ 電圧源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕微鏡画像を撮像して映像信号を得ると
   ともに前記顕微鏡画像の明るさに応じて光量を調整する
   顕微鏡用カメラの自動露出制御装置であって、 前記映像信号のピークレベルにほぼ対応する信号を得る
   ためのレベル検出手段と、 顕微鏡のレボルバに装着されたそれぞれの対物レンズに
   応じて定められ、前記顕微鏡のレボルバ回転中の光量を
   決定するための信号を発生する信号設定手段と、 顕微鏡からの対物レンズ選択情報にもとづき前記信号設
   定手段によって設定された信号の１つを選択する選択手
   段と、 少なくとも顕微鏡のレボルバの回転中は主として前記選
   択手段からの信号が出力されかつレボルバの回転中以外
   では前記レベル検出手段からの信号が主として出力され
   るように前記選択手段および前記レベル検出手段からの
   信号を選択的に出力するための切換手段と、 前記切換手段の出力にもとづき前記光量調整を行なうた
   めの駆動手段と、 を具備することを特徴とする顕微鏡用カメラの自動露出
   制御装置。
2. 【請求項２】 さらに、ほぼ前記レボルバの回転開始時
   からスタートして前記レボルバの回転中の時間を含む所
   定時間の計時を行なうタイマ手段を含み、該タイマ手段
   の出力にもとづき前記切換手段が前記選択手段からの信
   号および前記レベル検出手段からの信号を選択出力する
   ことを特徴とする請求項に記載の顕微鏡用カメラの自動
   露出制御装置。