JPH08247922A - 液中粉体画像検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 顕微鏡のプレパラート幅を狭くすることによ
って生じるガラスの消耗や破損を防止し、ブレパラート
幅を広くしても液中粉体の鮮明な画像を長期に渡って安
定に出力できる液中粉体画像検出装置を提供することで
ある。 【構成】 液体中の微少粉体を画像検出する液中粉体画
像検出装置であって、画像検出の対象である微少粉体を
配置するための所定間隔を有するプレパラート（７、１
３）と、プレパラート内の微少粉体の影像を形成するた
めの拡大鏡（２２）と、拡大鏡によって形成した影像を
撮影するテレビカメラ（２１）と、テレビカメラを拡大
鏡に対して光軸方向に相対移動させるための駆動装置
（２５）と、テレビカメラの各移動位置で拡大鏡によっ
て形成した影像を撮影し、得られた一連の画像を所定プ
ログラムで画像処理する演算装置（３９）と、を備える
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液中粉体画像検出装置に
係り、特に液中に懸濁している粉体の特徴を解析するた
めに液中粉体の画像を検出する液中粉体検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から水質を自動的に物理的および化
学的に調べる分析装置が広く知られている。一方、湖沼
河川水や海洋水、さらに浄水場や下水処理場および顔料
製造などの工程水などの種々の水の中には、動植物や鉱
物が懸濁浮遊している。水中におけるこれらの動植物や
鉱物の形状の特徴は、従来の物理的および化学的な分析
装置によっては得られない有用な情報を有している。

【０００３】これらの懸濁物はしばしば非常に小さく、
いわゆる顕微鏡によって拡大しなければならない。その
ため十分な倍率で鮮明な影像を得るためには、顕微鏡の
いわゆるブレパラートの幅を０．０５ミリメートル以下
にして、拡大鏡の焦点深度によるボケを防止しなければ
ならない。

【０００４】この様な狭い幅のプレパラートに水中粉体
を導入固定するためには、プレパラートを形成する上下
２枚のガラス（生物顕微鏡のスライドガラスとカバーガ
ラスに相当する）の一方を移動できる様にしておき、水
中粉体をプレパラートに導入し、その幅を狭めて、目的
の狭いプレパラートを形成する装置が従来より種々提案
されている。これらの装置はいづれも、水中粉体のプレ
パラートへの導入時にはプレパラート幅を大きく広げ、
導入後には駆動装置を使用してその幅を細め狭くすると
いう装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、河川水
や海洋水、および浄水場や下水処理場および顔料の製造
工程中の水中に含まれる粉体は、プレパラート幅を狭く
縮めた時につぶれるような柔かなものばかりではなく、
硅石の砂のような硬い粉体である場合がある。これらの
硬い粉体が０．０５ｍｍ以上の大きさの場合、プレパラ
ートを形成するガラスの表面にきづをつけたり、ひいて
はガラスを破損するという問題がある。

【０００６】また、従来装置として、プレパラートを形
成する２枚のガラスの間の圧力センサを用い、硬い粉体
が導入された場合には粉体の導入をくり返すことによっ
て、障害を防止する従来装置がある。しかしながら、こ
の従来装置では、長期運転中に硬い粉体によってガラス
が消耗し不透明になってしまい、鮮明な画像が得られな
くなってしまうという問題があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、顕微鏡のプレパラート幅を狭くする
ことによって生じるガラスの消耗や破損を防止し、ブレ
パラート幅を広くしても液中粉体の鮮明な画像を長期に
渡って安定に出力できる液中粉体画像検出装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液中粉体画像検出装置は、液体中の微
少粉体を画像検出する液中粉体画像検出装置であって、
画像検出の対象である微少粉体を配置するための所定間
隔を有するプレパラートと、前記プレパラート内の微少
粉体の影像を形成するための拡大鏡と、前記拡大鏡によ
って形成した影像を撮影するテレビカメラと、前記テレ
ビカメラを前記拡大鏡に対して光軸方向に相対移動させ
るための駆動装置と、前記テレビカメラの各移動位置で
前記拡大鏡によって形成した影像を撮影し、得られた一
連の画像を所定プログラムで画像処理する演算装置と、
を備えることを特徴とする。

【０００９】好適には、前記テレビカメラと前記拡大鏡
とは筒状のハウジング内に収納されており、前記拡大鏡
は前記ハウジングに固定されており、前記駆動装置は前
記テレビカメラを光軸方向に移動させることを特徴とす
る。

【００１０】好適には、前記テレビカメラと前記拡大鏡
とは筒状のハウジング内に収納されており、前記テレビ
カメラは前記ハウジングに固定されており、前記駆動装
置は前記拡大鏡を光軸方向に移動させることを特徴とす
る。

【００１１】好適には、前記駆動装置は、前記テレビカ
メラに接続された巻上シャフトと、この巻上シャフトを
光軸方向に駆動するステッピングモーターとを有するこ
とを特徴とする。

【００１２】好適には、前記巻上シャフトに取り付けら
れたフックと、それぞれ前記ハウジングの所定の上位置
と下位置に取り付けられ前記フックが前記上位置および
前記下位置にきたことを検出する２個のリモートスイッ
チと、をさらに備えることを特徴とする。

【００１３】好適には、ハレーション防止用のスリット
板を、前記プレパラートと前記拡大鏡との間に設けたこ
とを特徴とする。

【００１４】好適には、前記プレパラートは、前記テレ
ビカメラと前記拡大鏡とが収納された筒状のハウジング
の下側面内に配設された撮影窓ガラス板と、この撮影窓
ガラス板の下方に所定間隔をおいて対向配設されるスラ
イドガラスとから形成されることを特徴とする。

【００１５】好適には、前記撮影窓ガラスと前記スライ
ドガラスのそれぞれの対向面には、それぞれ第１マーク
と第２マークが付着されていることを特徴とする。

【００１６】好適には、前記駆動装置は、前記第１マー
クと前記第２マークに対応する位置範囲で、前記テレビ
カメラを前記拡大鏡に対して光軸方向に相対移動させる
ことを特徴とする。

【００１７】好適には、前記演算装置は、前記第１マー
クと前記第２マークの位置範囲を均等に分割し各分割位
置で得られた一連の画像を所定プログラムで画像処理す
ることを特徴とする。

【００１８】好適には、前記所定プログラムは、各分割
位置で得られた各々の結像画像を合成する画像処理プロ
グラムを有することを特徴とする。

【００１９】好適には、前記所定間隔は、０．１ｍｍか
ら数ｍｍの範囲にあることを特徴とする。

【００２０】

【作用】所定間隔を有するプレパラート内に画像検出の
対象である微少粉体を配置し、拡大鏡によってプレパラ
ート内の微少粉体の影像を形成する。プレパラートの所
定間隔の幅内に分布する微少粉体の影像は、微少粉体が
プレパラートの幅内のどの位置にあるかによって光軸方
向の異なる位置に結像される。光軸方向の異なる位置に
拡大鏡により結像される影像の鮮明な画像を得るため
に、テレビカメラを拡大鏡に対して光軸方向に相対移動
させる。テレビカメラの各移動位置で拡大鏡によって形
成された影像を撮影する。得られた一連の画像は、各移
動位置における鮮明な画像である。このような一連の画
像を所定プログラムで画像処理し、必要な情報を抽出す
る。

【００２１】駆動装置は、テレビカメラを拡大鏡に対し
て光軸方向に相対移動させるものであり、拡大鏡をハウ
ジングに固定し駆動装置でテレビカメラを光軸方向に移
動させてもよく、あるいは、テレビカメラをハウジング
に固定し駆動装置で拡大鏡を光軸方向に移動させてもよ
い。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して以
下に説明する。この発明の一実施例の水中粉体画像検出
装置は大きく分けて、図４に示すように画像検出プロー
ブ１と、試料水をこの画像検出プローブ１に送るサンプ
リング装置２と、画像検出プローブ１やサンプリング装
置２等の各種機器を制御する制御室３と、画像検出プロ
ーブ１と制御室３とを接続支持する支持管４とから構成
されている。

【００２３】図１は画像検出プローブ１の断面図を示し
ている。画像検出プローブ１には、機密的容器の撮影筒
５と照明筒６の間に撮影窓ガラス７と照明窓ガラス８が
配設されている。撮影窓ガラス７と照明窓ガラス８は、
撮影筒５と照明筒６に気密に接着している。この２枚の
窓ガラス７、８にスペーサ９が挟まれている。

【００２４】図３に示すように、スペーサー９には円板
部分の１部が扇形の開口部１０が形成されており、開口
部１０の奥には方形の溝１１が切ってある。溝１１の最
奥は外部と連通する穴が開いている。

【００２５】スペーサー９の溝１１には移動可能なスラ
イドガラス１３があり、スライドガラス１３はシャフト
１２と連動し外部のエアシリンダアクチュエータ１４と
繋がっている。撮影窓ガラス７とスライドガラス１３と
は、所定間隔の幅で対向配置され、プレパラートを形成
している。シャフト１２にはスクレーパ１５が固着され
ており、スクレーパ１５はスライドガラス１３と連動し
て撮影窓ガラス７と照明窓ガラス８に汚れが付着するこ
とを防止する。

【００２６】照明筒６には光源であるハロゲンランプ１
６、断熱フィルタ１７、散乱板１８および暗視野コンデ
ンサ１９が装備され、照明のスポットが、検視撮影部の
スライドガラス１３と撮影窓ガラス７の間の空間に一様
に当るようになっている。

【００２７】撮影筒５には、撮影窓ガラス７に近接して
直径数ｍｍの開口を有する黒色に塗られたスリット板２
０が配設され、ハレーションを防止するようにしてい
る。このスリット板２０の上側には鏡筒２３が撮影筒５
に固定されている。鏡筒２３には、ＩＴＶ（工業用テレ
ビ）カメラ２１とそのレンズに相当する拡大鏡２２が納
められている。拡大鏡２２は鏡筒２３に固着されている
が、ＩＴＶカメラ２１は、鏡筒用２３内をすべり移動が
できるようになっている。

【００２８】スペーサ９にはエアシリンダの取付板２４
が接続されており、取付板２４にエアシリンダアクチュ
エータ１４が装着されている。エアシリンダアクチュエ
ータ１４は、制御室１内の図示しない圧力空気調整装置
によって作動し、シャフト１２を介してスライドガラス
１３を移動動作させる。

【００２９】さらに鏡筒２３の上部には、ＩＴＶカメラ
２１を移動させるための駆動装置２５と、そのモータド
ライバ２６が装着されている。

【００３０】モータドライバ２６と駆動装置２５内のモ
ータとの間に電線２７が配線され、またモータドライバ
２６およびＩＴＶカメラ２１と制御室１との間には、そ
れぞれの電源および信号線２８，２９が配線されてい
る。

【００３１】図２に駆動装置２５の詳細な構成を示す。
図２（ａ）、（ｂ）は各々横断面図と上平面図であり、
減速機３２の高速側及び低速側の歯車の位置関係を示し
たものである。図２において、外筒３０内にステッピン
グモータ３１と減速機３２が配設されている。モータ３
１は減速機３２の高速側に連結され、減速機３２の低速
側には巻上シャフト３３が連結されている。ステッピン
グモータ３１の動力は減速機３２によって低速となって
上下にガイド３４のある巻上シャフト３３を回転させ
る。巻上シャフト３３はＩＴＶカメラ２１の上部に取り
付けてある滑車筒３５と連結されており、巻上シャフト
３３は巻上シャフト３３の上下運動に連動してＩＴＶカ
メラ２１中を上下に移動するようになっている。

【００３２】また、巻上シャフト３３の所定の位置に円
形のフック３６が固定して取付けられており、その上下
所定の位置に上側リモートスイッチ３７と下側リモート
スイッチ３８が、巻上シャフト３３に接しないように取
付けられている。ステッピングモータ３１が作動し、フ
ック３６が上側ならび下側のリモートスイッチ３７，３
８に達した時ステッピングモータ３１は停止するように
なっている。

【００３３】図５は、拡大鏡２２とＩＴＶカメラ２１で
撮影する画像を示す図面である。プレパラートを形成す
る撮影窓ガラス７とスライドガラス１３の所定位置に第
１のマーク（Ａ，〇印）と第２のマーク（Ｂ，×印）を
つけた場合に、これらのマークが画像の周辺の所定の位
置に表れるようにしてある。

【００３４】図６は、巻上シャフト３３の相対的位置関
係の概念を表わした図である。巻上シャフト３３は上側
モートスイッチ３７と下側モートスイッチ３８の間を移
動する事が可能である。この２つの上下限内に第１のマ
ーク（〇）を鮮明にする焦点位置と第２のマーク（×）
を鮮明にする焦点の位置が介在するようになっている。

【００３５】図７は制御室１の構成を示した図面であ
る。図７において、演算装置３９、操作パネル４０、Ｉ
ＴＶ制御器４１、圧力空気調整装置４２および表示器４
３が筐体４４内に収納されている。

【００３６】演算装置３９に納められているプログラム
は、上記第１のマークと第２のマークの焦点位置間のス
ッピングモータ３１のステップ数を計測し、これをｎ段
（３〜２０段）に分画し、それぞれの位置を第１のマー
クの焦点位置からステップ数（ｎｉ：ｉは分画番号）と
して演算し記憶するようになっている。

【００３７】この上記ステップ数（ｎｉ）用い、演算装
置３９に納められた他の撮影用のシーケンスプログラム
によって、各分画の焦点位置での水や粉体の画像を撮影
し、演算装置３９内の記憶領域に一時保存する。

【００３８】上記保存したｉ枚の画像は、演算装置３９
に納めれている画像処理プログラムによって解析され、
各焦点での鮮明な部分を抽出し、これらを合成して、水
中粉体全体が鮮明な１枚の画像として、表示器４３に表
示し、かつ演算装置３９内の他の記憶領域に長期保存す
るようになっている。

【００３９】なお、上記各焦点での画像から焦点の合っ
ている鮮明な部分を分離・抽出するには、たとえば２次
元のフーリエ解析による高周波フィルターなどを用いれ
ば容易に行なえる。

【００４０】以上説明したように本実施例の構成によれ
ば、プレパラート幅が顕微鏡の拡大鏡の焦点深度以上の
場合でもプレパラート内に導入した水中粉体のすべてを
ＩＴＶカメラ２１を移動させることによって鮮明な画像
を得ることができる。また、プレパラートの上側と下側
の間を数段の焦点に分割し一連の画像を得、それぞれの
焦点において撮影した一連の複数枚の画像の焦点の合っ
た鮮明な部分を分離・合成して、鮮明な１枚の画像に合
成して得ることができる。

【００４１】なお、上述の実施例の説明では、水中にあ
る微少粉体を検出することを例にして説明したが、油等
の液中にある微少粉体を検出する場合での本発明は適用
することができる。

【００４２】また、ＩＴＶカメラ２１を移動させる場合
について説明したが、ＩＴＶカメラ２１を固定し拡大鏡
２２を光軸方向に移動させてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によれば、拡
大鏡によって形成した影像を撮影するテレビカメラを拡
大鏡に対して光軸方向に相対移動させるようにし、テレ
ビカメラの各移動位置で得られた一連の画像を画像処理
するようにしたので、プレパラート幅が拡大鏡の焦点深
度以上の場合でも、プレパラート内に導入した液中微少
粉体のすべてを鮮明な画像を得ることが可能なる。この
結果、顕微鏡のプレパラート幅を狭くすることによって
生じるガラスの消耗や破損を防止し、ブレパラート幅を
広くしても液中粉体の鮮明な画像を長期に渡って安定に
出力できる液中粉体画像検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液中粉体画像検出装置の一実施例の構
成を示すの縦断面図。

【図２】図１における駆動装置の断面図（ａ）とＡ−Ａ
における断面図。

【図３】図１におけるスペーサの構成を示す平面図。

【図４】本発明の液中粉体画像検出装置の一実施例の全
体構成を示す正面図。

【図５】撮影画像における第１マークと第２マークの位
置を示す図。

【図６】第１マークと第２マークの焦点位置を示す概念
図。

【図７】実施例における制御室の構成を示す構成図。

【符号の説明】

１ 画像検出プローグ ２ サンプリング装置 ３ 制御室 ４ 支持管 ５ 撮影筒 ６ 照明筒 ７ 撮影窓ガラス ８ 照明窓ガラス ９ スペーサ １０ 扇形 １１ 溝 １２ シャフト １３ スライドガラス １４ エアシリンタアクチュエータ １５ スクレーパ １６ ハロゲンランプ １７ 断熱フィルター １８ 散光板 １９ 暗視野コンデンサー ２０ スリット板 ２１ ＩＴＶカメラ ２２ 拡大鏡 ２３ 鏡筒 ２４ エアシリンダ取付板 ２５ 駆動装置 ２６ モータドライバ ３９ 演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千 葉 まゆみ 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体中の微少粉体を画像検出する液中粉体
   画像検出装置であって、 画像検出の対象である微少粉体を配置するための所定間
   隔を有するプレパラートと、 前記プレパラート内の微少粉体の影像を形成するための
   拡大鏡と、 前記拡大鏡によって形成した影像を撮影するテレビカメ
   ラと、 前記テレビカメラを前記拡大鏡に対して光軸方向に相対
   移動させるための駆動装置と、 前記テレビカメラの各移動位置で前記拡大鏡によって形
   成した影像を撮影し、得られた一連の画像を所定プログ
   ラムで画像処理する演算装置と、を備えることを特徴と
   する液粉体画像検出装置。
2. 【請求項２】前記テレビカメラと前記拡大鏡とは筒状の
   ハウジング内に収納されており、前記拡大鏡は前記ハウ
   ジングに固定されており、前記駆動装置は前記テレビカ
   メラを光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１
   に記載の液中粉体画像検出装置。
3. 【請求項３】前記テレビカメラと前記拡大鏡とは筒状の
   ハウジング内に収納されており、前記テレビカメラは前
   記ハウジングに固定されており、前記駆動装置は前記拡
   大鏡を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１
   に記載の液中粉体画像検出装置。
4. 【請求項４】前記駆動装置は、前記テレビカメラに接続
   された巻上シャフトと、この巻上シャフトを光軸方向に
   駆動するステッピングモーターとを有することを特徴と
   する請求項１に記載の液中粉体画像検出装置。
5. 【請求項５】前記巻上シャフトに取り付けられたフック
   と、それぞれ前記ハウジングの所定の上位置と下位置に
   取り付けられ前記フックが前記上位置および前記下位置
   にきたことを検出する２個のリモートスイッチと、をさ
   らに備えることを特徴とする請求項１に記載の液中粉体
   画像検出装置。
6. 【請求項６】ハレーション防止用のスリット板を、前記
   プレパラートと前記拡大鏡との間に設けたことを特徴と
   する請求項１に記載の液中粉体画像検出装置。
7. 【請求項７】前記プレパラートは、前記テレビカメラと
   前記拡大鏡とが収納された筒状のハウジングの下側面内
   に配設された撮影窓ガラス板と、この撮影窓ガラス板の
   下方に前記所定間隔をおいて対向配設されるスライドガ
   ラスとから形成されることを特徴とする請求項１に記載
   の液中粉体画像検出装置。
8. 【請求項８】前記撮影窓ガラスと前記スライドガラスの
   それぞれの対向面には、それぞれ第１マークと第２マー
   クが付着されていることを特徴とする請求項７に記載の
   液中粉体画像検出装置。
9. 【請求項９】前記駆動装置は、前記第１マークと前記第
   ２マークに対応する位置範囲で、前記テレビカメラを前
   記拡大鏡に対して光軸方向に相対移動させることを特徴
   とする請求項８に記載の液中粉体画像検出装置。
10. 【請求項１０】前記演算装置は、前記第１マークと前記
    第２マークの位置範囲を均等に分割し各分割位置で得ら
    れた一連の画像を所定プログラムで画像処理することを
    特徴とする請求項９に記載の液中粉体画像検出装置。
11. 【請求項１１】前記所定プログラムは、各分割位置で得
    られた各々の結像画像を合成する画像処理プログラムを
    有することを特徴とする請求項１０に記載の液中粉体画
    像検出装置。
12. 【請求項１２】前記所定間隔は、０．１ｍｍから数ｍｍ
    の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の液中粉
    体画像検出装置。