JPH0990235A - Objective adapter for microscope, microscopic device, image processor for microscope and control method for microscope - Google Patents

Objective adapter for microscope, microscopic device, image processor for microscope and control method for microscope

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Publication number
JPH0990235A
JPH0990235A JP24219395A JP24219395A JPH0990235A JP H0990235 A JPH0990235 A JP H0990235A JP 24219395 A JP24219395 A JP 24219395A JP 24219395 A JP24219395 A JP 24219395A JP H0990235 A JPH0990235 A JP H0990235A
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JP
Japan
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image
microscope
light
optical system
optical path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24219395A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihisa Nakamura
寿久 中村
Tomohiko Hattori
知彦 服部
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive microscopic device. SOLUTION: This microscopic device is equipped with a microscope having an optical fiber for transmitting 1st and 2nd image light beams which have parallax each other and can be separated, a memory 120 storing a specified coefficient α based on the shape of an optical path, and a CCD 103 converting the 1st and the 2nd image light beams to 1st and 2nd image signals performs image processing for generating 1st and 2nd image data (L and R) by performing proportional distribution to the 1st and the 2nd image signals according to the specified coefficient.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単眼レンズでステ
レオ視可能な顕微鏡のための画像処理装置に、その顕微
鏡からの映像を例えば可視表示するまで画像処理する顕
微鏡装置に、さらには、顕微鏡を制御する方法、さらに
はその顕微鏡の対物アダプタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus for a microscope capable of stereoscopic viewing with a monocular lens, a microscope apparatus for processing an image from the microscope, for example, until it is visually displayed, and further to a microscope. It relates to a method of controlling and also to a microscope objective adapter.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学顕微鏡は、接眼レンズと対物レンズ
との適当な組み合わせにより、拡大された映像を、観察
者の眼または可視表示装置にまで伝達していた。しか
し、単眼の対物レンズを有する光学顕微鏡の映像からは
物体の奥行きに関する情報が得難い。そこで、単眼の対
物レンズからの画像光から偏光フィルタにより二視差像
を得る方法が、例えば特開昭63−113414号など
に提案されている。
2. Description of the Related Art An optical microscope transmits a magnified image to an observer's eye or a visible display device by a proper combination of an eyepiece lens and an objective lens. However, it is difficult to obtain information about the depth of an object from an image of an optical microscope having a monocular objective lens. Therefore, a method of obtaining a two-parallax image from the image light from a monocular objective lens by a polarization filter has been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-113414.

【0003】この従来技術による、二視差像は互いに偏
光方位角が異なるので、一方を他方から分離可能であ
り、分離された2つの画像を例えばCCDなどの撮像素
子により電気信号に変えてそれを表示するものである。
Since the two parallax images according to this conventional technique have different polarization azimuth angles from each other, one of them can be separated from the other, and the two separated images are converted into an electric signal by an image pickup device such as a CCD, which is converted into an electric signal. It is something to display.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による二
視差像の伝達は、通常、一系列の光学系(例えば、光フ
ァイバやリレーレンズ)を通して行われる。ところが、
偏光方位角の異なる二視差像をそのような光学系で伝達
した場合、偏光フィルタを出た直後の二視差像の各々の
偏光状態が多数の光学部材を透過する間に変化してしま
い、二視差像を検光子で2つの像に分離しても、それら
の分離像には、左目用(あるいは右目用)の画像のみが
含まれるべきであるのに、右目用(あるいは左目用)の
画像が含まれることとなり、結局、得られたステレオ像
にはクロストークが発生することになる。
The transmission of the two-parallax image according to the above-mentioned conventional technique is usually performed through a series of optical systems (for example, an optical fiber and a relay lens). However,
When a two-parallax image with different polarization azimuth angles is transmitted by such an optical system, each polarization state of the two-parallax image immediately after exiting the polarization filter changes while passing through a large number of optical members. Even if the parallax image is separated into two images by an analyzer, the separated images should include only the left-eye (or right-eye) image, but the right-eye (or left-eye) image. Will be included, and eventually crosstalk will occur in the obtained stereo image.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を鑑み
為されたものであり、その目的は、1つの光学系を伝達
されたことにより偏光状態が変化してしまった2つの画
像光から、偏光状態の変化のない画像光に基づいた画像
データを生成することのできる顕微鏡用画像処理装置を
提案することにより、顕微鏡に於いて安価な例えば光学
経路を使うことを可能ならしめるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide two image lights whose polarization state is changed by being transmitted through one optical system. Therefore, by proposing an image processing device for a microscope that can generate image data based on image light whose polarization state does not change, it is possible to use an inexpensive optical path in a microscope. is there.

【0006】この目的を達成するための本発明の、互い
に視差を有し分離可能な第1と第2の画像光を伝達する
光学系を有する顕微鏡のための画像処理装置は、前記光
学系の形状に基づいて所定の係数を決定する係数決定手
段と、前記第1と第2の画像光を第1と第2の画像信号
に変換する変換手段と、前記第1と第2の画像信号に対
して、前記所定の係数に従って比例配分を行うことによ
り第1と第2の画像データを生成する生成手段とを具備
する。
To achieve this object, an image processing device for a microscope having an optical system for transmitting first and second image light having a parallax and being separable from each other according to the present invention is provided. Coefficient determining means for determining a predetermined coefficient based on the shape, conversion means for converting the first and second image lights into first and second image signals, and the first and second image signals On the other hand, it is provided with a generation unit that generates the first and second image data by performing proportional distribution according to the predetermined coefficient.

【0007】2つの偏光が光学系内を通る過程で偏光面
はシフトするが、一方の偏光の偏光面がシフトすると、
他方の偏光の偏光成分を有するようになり、同じように
前記他方の偏光の偏光面がシフトすると、前記一方の偏
光の偏光成分を有するようになる。このような偏光状態
の変化は、主に、光学系の形状(例えば、長さ、曲率、
口径)や材質によって決定される。そこで、光学系の形
状、材質に基づいて係数を決定し、第1と第2の画像信
号(通常は、CCDなどの撮像素子からの出力電気信
号)に対して、前記所定の係数に従って比例配分を行う
ことにより第1と第2の画像データを生成すると、これ
らの画像データは偏光状態の変化がないであろう画像光
から得た画像信号から得た画像データに近い値を示す。
従って、この画像処理装置を用いれば、顕微鏡に偏光面
を保持する特別のものなどの高価なものを使用しなくて
済む。
The plane of polarization shifts in the process of two polarized lights passing through the optical system, but when the plane of polarization of one polarization shifts,
When the polarization plane of the other polarization is similarly shifted, the polarization component of the other polarization is obtained. Such changes in the polarization state are mainly caused by the shape of the optical system (for example, length, curvature,
(Caliber) and material. Therefore, the coefficient is determined based on the shape and material of the optical system, and is proportionally distributed to the first and second image signals (usually the output electric signal from the image pickup device such as CCD) according to the predetermined coefficient. When the first and second image data are generated by performing the above, these image data show values close to the image data obtained from the image signal obtained from the image light that will not change the polarization state.
Therefore, by using this image processing device, it is not necessary to use an expensive one such as a special one for holding the polarization plane in the microscope.

【0008】本発明の他の目的は、伝達されることによ
り画像光の偏光状態の変化を許すような1つの光学系を
有する顕微鏡からの2つの偏光像を精度よく分離するこ
とのできる顕微鏡装置を提案するものである。この目的
を達成するための本発明の顕微鏡装置は、互いに視差を
有し分離可能な第1と第2の画像光を伝達する光学系を
有する顕微鏡と、前記光学系の形状に基づいて所定の係
数を決定する係数決定手段と、前記第1と第2の画像光
を第1と第2の画像信号に変換する変換手段と、前記第
1と第2の画像信号に対して、前記所定の係数に従って
比例配分を行うことにより第1と第2の画像データを生
成する生成手段とを具備することを特徴とする。
Another object of the present invention is to provide a microscope apparatus capable of accurately separating two polarized images from a microscope having one optical system which allows the change of the polarization state of image light by being transmitted. Is proposed. A microscope apparatus of the present invention for achieving this object includes a microscope having an optical system that transmits parallaxable and separable first and second image lights, and a predetermined microscope based on the shape of the optical system. Coefficient determining means for determining a coefficient, converting means for converting the first and second image light into first and second image signals, and the predetermined value for the first and second image signals It is characterized by further comprising a generation unit for generating first and second image data by performing proportional distribution according to a coefficient.

【0009】即ち、この顕微鏡装置は、偏光面を保持す
る特別のものなどを必要としないで、安価な光学系を有
する顕微鏡の2つの画像光(偏光面がずれている)か
ら、精度よく分離した2つの画像データを生成すること
ができるシステムを提供することができる。本発明の更
に他の目的は、安価な光学系を用いた顕微鏡から2つの
偏光像を精度よく分離することを可能ならしめる顕微鏡
の制御方法を提案する。
That is, this microscope device does not require a special device for holding the polarization plane, and accurately separates two image lights (polarization planes are shifted) of a microscope having an inexpensive optical system. It is possible to provide a system that can generate the two image data described above. Still another object of the present invention is to propose a method of controlling a microscope which makes it possible to accurately separate two polarized images from a microscope using an inexpensive optical system.

【0010】この目的を達成するための本発明の、互い
に視差を有し分離可能な第1と第2の画像光を伝達する
光学系を有する顕微鏡を制御する方法は、撮像素子を制
御して、前記第1と第2の画像光を第1と第2の画像信
号に変換し、前記撮像素子の変換特性と前記光学系の形
状を表す所定の係数とに基づいて、前記第1と第2の画
像信号に対して比例配分処理を行うことにより第1と第
2の画像データを生成することを特徴とする。
In order to achieve this object, a method of controlling a microscope having an optical system for transmitting first and second image light having a parallax and being separable from each other according to the present invention controls an image pickup device. , The first and second image light are converted into first and second image signals, and the first and second image signals are converted based on conversion characteristics of the image sensor and a predetermined coefficient representing the shape of the optical system. It is characterized in that the first and second image data are generated by performing proportional distribution processing on the two image signals.

【0011】この制御方法によると、偏光面を保持する
特別のものなどを必要としない安価な光学系を有する顕
微鏡から得る2つの画像光は偏光面がずれているもの
の、その2つの画像光を精度よく互いに分離した2つの
画像データを生成することができる。本発明の好適な一
態様に拠れば、前記光学系は光学経路を有し、前記所定
の係数は前記光学経路の材質、径、長さの少なくとも1
つの関数として表される。2つの偏光が光学系内で偏光
状態が変化する割合を定量化することができる。
According to this control method, although the two image lights obtained from the microscope having the inexpensive optical system which does not require a special one for holding the polarization planes have their polarization planes shifted, It is possible to accurately generate two image data separated from each other. According to a preferred aspect of the present invention, the optical system has an optical path, and the predetermined coefficient is at least 1 of a material, a diameter, and a length of the optical path.
Expressed as one function. It is possible to quantify the rate at which the polarization states of the two polarizations change within the optical system.

【0012】本発明の好適な一態様に拠れば、前記所定
の係数は、前記光学経路の材質、径、長さの少なくとも
1つと前記光学経路に外的に加わる圧力との関数として
表される。2つの偏光が光学系内で偏光状態が変化する
割合を精度よく定量化することができる。本発明の好適
な一態様に拠れば、前記所定の係数は、前記光学系の形
状をパラメータとした関数値として前もって記憶手段に
記憶されている。比例配分処理を実行するために必要な
所定の係数を簡単に取り出せることとなり、画像データ
の生成を効率よく達成することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the predetermined coefficient is expressed as a function of at least one of a material, a diameter and a length of the optical path and a pressure externally applied to the optical path. . It is possible to accurately quantify the rate at which the polarization states of the two polarized lights change in the optical system. According to a preferred aspect of the present invention, the predetermined coefficient is stored in advance in the storage means as a function value using the shape of the optical system as a parameter. The predetermined coefficient necessary for executing the proportional distribution process can be easily extracted, and the generation of image data can be efficiently achieved.

【0013】本発明の好適な一態様に拠れば、前記変換
手段は、前記第1と第2の画像光を、電気信号としての
前記第1と第2の画像信号に変換する撮像素子(例え
ば、CCDなど)と、前記撮像素子からの前記第1と第
2の画像信号を、光強度を表す第1と第2の光強度デー
タに逆変換する逆変換手段とを有する。このような撮像
素子の出力(通常は電気信号)は、入力光強度と線形な
関係にはないので、第1と第2の画像信号をそのまま用
いて精度の高い比例配分処理を実行することはできない
が、前記第1と第2の画像信号を、光強度を表す第1と
第2の光強度データに逆変換することにより、所定の係
数に従って比例配分を行うことが可能になる。
According to a preferred aspect of the present invention, the conversion means converts the first and second image lights into the first and second image signals as electric signals (for example, an image pickup device). , CCD, etc.) and inverse conversion means for inversely converting the first and second image signals from the image pickup device into first and second light intensity data representing light intensity. Since the output (usually an electric signal) of such an image pickup device is not in a linear relationship with the input light intensity, it is not possible to execute a highly accurate proportional distribution process using the first and second image signals as they are. Although not possible, by inversely converting the first and second image signals into first and second light intensity data representing light intensity, it becomes possible to perform proportional distribution according to a predetermined coefficient.

【0014】本発明の好適な一態様に拠れば、前記光学
系中の第1と第2の画像光は互いに略異なる偏光性を有
する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記第1と第2
の画像データは後の使用のために記憶される、あるいは
表示されることにより、実用性が向上する。本発明の画
像処理装置、制御方法は、いろいろの顕微鏡に適用する
ことができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the first and second image lights in the optical system have different polarizability. According to a preferred aspect of the present invention, the first and second
The image data of is stored or displayed for later use, thereby improving its utility. The image processing apparatus and control method of the present invention can be applied to various microscopes.

【0015】例えば、本発明の好適な一態様に拠れば、
前記顕微鏡の光学系は、光学経路と、この光学経路の先
端側に設けられた入光部と、前記光学経路の基端側に設
けられた出光部とを有し、前記入光部は、光軸方向に対
する絞りの位置である実効中心またはその近傍に設けら
れた1対の偏光フィルタであって、偏光方位角が互いに
異なり、前記光軸に対して略垂直な面の左右の領域に分
割して配設された1対の偏光フィルタを有する。この顕
微鏡は、後述の例えば、第4図の構成を有するものであ
り、1本のファイバ内に2つの偏光フィルタを適正に配
置することができる。従って、第4図の顕微鏡の1対の
偏光フィルタはそれぞれ半円形状を有する。
For example, according to a preferred aspect of the present invention,
The optical system of the microscope has an optical path, a light entrance portion provided on the distal end side of the optical path, and a light exit portion provided on the proximal end side of the optical path, the light entrance portion, A pair of polarization filters provided at or near an effective center, which is the position of the diaphragm with respect to the optical axis direction, and which are divided into left and right regions of a plane which have different polarization azimuth angles and are substantially perpendicular to the optical axis. And a pair of polarization filters arranged in parallel. This microscope has, for example, the configuration shown in FIG. 4, which will be described later, and two polarization filters can be properly arranged in one fiber. Therefore, the pair of polarizing filters of the microscope of FIG. 4 each have a semicircular shape.

【0016】例えば、本発明の好適な一態様に拠れば、
前記顕微鏡の光学系は、光学経路と、この光学経路の先
端側に設けられた入光部と、前記光学経路の基端側に設
けられた出光部とを有し、前記出光部は、前記光学経路
を通る2偏光像の偏光軸を時分割に回転させる偏光軸回
転手段と、その回転手段の後方に設けられた検光子とを
有する。
For example, according to a preferred aspect of the present invention,
The optical system of the microscope has an optical path, a light entrance portion provided on the distal end side of the optical path, and a light exit portion provided on the proximal end side of the optical path, and the light exit portion is the It has a polarization axis rotating means for time-divisionally rotating the polarization axis of the two-polarized image passing through the optical path, and an analyzer provided behind the rotating means.

【0017】このような顕微鏡は、例えば第7図の構成
を有する。得られる画像データは時分割されたものであ
るけれども、出光部の構成は単純化される。例えば、本
発明の好適な一態様に拠れば、前記顕微鏡の光学系は、
光学経路と、この光学経路の先端側に設けられた入光部
と、前記光学経路の基端側に設けられた出光部とを有
し、前記出光部は、前記光学経路を通る2偏光像の光路
を分離するビームスプリッタと、分離された各々の偏光
像を通す、偏光方位角が互いに異なる1対の偏光フィル
タとを有する。
Such a microscope has, for example, the configuration shown in FIG. Although the image data obtained is time-divided, the structure of the light emitting unit is simplified. For example, according to a preferred aspect of the present invention, the optical system of the microscope is
It has an optical path, a light entrance portion provided on the front end side of the optical path, and a light exit portion provided on the base end side of the optical path, and the light exit portion is a two-polarized image passing through the optical path. And a pair of polarization filters having different polarization azimuth angles and each of which transmits the separated polarization images.

【0018】このような顕微鏡は、例えば後述の第9図
の顕微鏡であり、時間並行の2つの画像データを得るこ
とができる。本発明の更に他の目的は、上記顕微鏡装置
に適合し鏡筒内の偏光面の角度を調整できる顕微鏡用対
物アダプタを提案する。この目的を達成するための本発
明の、鏡筒内に対物レンズを有する顕微鏡の対物アダプ
タであって、前記鏡筒内で光軸に直交する面の方向にお
いて、前記対物レンズの絞りの位置である実効中心位置
に並列して配置された一対の偏光フィルタと、この一対
の偏光フィルタを前記鏡筒内の光軸を中心にして回転す
る手段とを有することを特徴とする顕微鏡の対物アダプ
タ。
Such a microscope is, for example, the microscope shown in FIG. 9 which will be described later, and can obtain two image data in parallel in time. Yet another object of the present invention is to propose a microscope objective adapter which is suitable for the above-mentioned microscope apparatus and which can adjust the angle of the plane of polarization in the lens barrel. An object adapter of a microscope having an objective lens in a lens barrel according to the present invention for achieving this object, comprising: a position of an aperture of said objective lens in a direction of a plane orthogonal to an optical axis in said lens barrel. An objective adapter for a microscope, comprising: a pair of polarizing filters arranged in parallel at a certain effective center position; and means for rotating the pair of polarizing filters around the optical axis in the lens barrel.

【0019】本発明の好適な一態様に拠れば、前記鏡筒
は、少なくとも前記一対の偏光フィルタを支持する第1
の鏡筒部と、前記アダプタの他の部分を支持する第2の
鏡筒部とを有し、前記第1の鏡筒部は第2の鏡筒部に対
して回動可能に支持され、前記第1の鏡筒部と第2の鏡
筒部の少なくともいずれか一方には、第1の鏡筒部の回
動量を目視するための目盛が刻まれている。
According to a preferred aspect of the present invention, the lens barrel has a first structure that supports at least the pair of polarization filters.
And a second lens barrel portion that supports the other portion of the adapter, the first lens barrel portion being rotatably supported with respect to the second lens barrel portion, At least one of the first lens barrel portion and the second lens barrel portion is engraved with a scale for visually observing the amount of rotation of the first lens barrel portion.

【0020】本発明の好適な一態様に拠れば、前記一対
の偏光フィルタは半円形形状を有し、合わせられて略円
形となることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the pair of polarizing filters have a semicircular shape and are combined into a substantially circular shape.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の画像処理装置を適用した立体顕微鏡装置、及びその
立体顕微鏡の画像から立体視ための画像データを生成す
るための制御方法を詳細に説明する。 〈顕微鏡装置の構成〉第1図は、実施例に係る顕微鏡装
置(顕微鏡システム)の構成を示す。本明細書に於いて
は、イメージガイドなどの光学系を含み、イメージガイ
ドの前方にある物体の画像を外部に取り出す装置を「顕
微鏡」と呼び、この顕微鏡から得た画像光を画像信号
(通常は電気信号)に変換したものを処理して可視像を
得る装置を顕微鏡用の「画像処理装置」、さらに、「顕
微鏡」と「画像処理装置」とからなるシステムを「顕微
鏡装置」(あるいは顕微鏡システム)と呼ぶ。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A stereoscopic microscope apparatus to which an image processing apparatus of the present invention is applied and a control method for generating image data for stereoscopic vision from an image of the stereoscopic microscope will be described below with reference to the accompanying drawings. The details will be described. <Structure of Microscope Device> FIG. 1 shows the structure of the microscope device (microscope system) according to the embodiment. In the present specification, a device that includes an optical system such as an image guide and takes out an image of an object in front of the image guide to the outside is called a "microscope", and image light obtained from this microscope is used as an image signal (usually Is an electric signal), and a device for obtaining a visible image by processing the converted image is an "image processing device" for a microscope, and a system including a "microscope" and an "image processing device" is a "microscopic device" (or Microscope system).

【0022】図中、400は対物レンズであり、401
は光学経路である。第1図のシステムは、観測物600
の映像を光学経路401を通して画像入力装置500に
導き、CRT111に表示し、そして(あるいは)レコ
ーダ109にNTSCフォーマットで記憶するものであ
る。この光学経路401の一端には、不図示の結像光学
系が設けられており、さらに、図示のように2つの偏光
フィルタ460Lと460Rとが設けられている。対物
レンズ400内に設けられたフィルタ460Lと460
Rとは、それぞれ、監視対象の物体200からのX方向
に偏光した光(以下、簡単のためにX偏光と呼ぶ)とY
方向に偏光した光(Y方向はX方向に対して直交してお
り、以下、簡単のためにY偏光と呼ぶ)を分離して光学
経路401中に導く。これらの偏光は光学経路401中
を伝播して2つの別個の検光子402L,402Rに到
達する。検光子402L,402Rによって分離された
X偏光(左目用映像)とY偏光(左目用映像)とはそれ
ぞれCCD103L,103Rによって電気信号に変換
され、さらにA/D変換器104L,104Rによって
デジタル画像信号A’,B’に変換される。なお、CC
Dは不図示のRGBフィルタを有し、従って、これらの
デジタル信号A’,B’はR成分,G成分,B成分を有
する。分離回路105は、ディジタル映像信号A’,
B’から、フィルタ460Lによって発生された左目用
画像信号Lと右目用画像信号Rとを互いに分離した形で
抽出する。γ補正回路106は人間の目に適合するよう
に信号L,Rを補正する。
In the figure, 400 is an objective lens, and 401
Is the optical path. The system shown in FIG.
Image is guided to the image input device 500 through the optical path 401, displayed on the CRT 111, and / or stored in the recorder 109 in the NTSC format. An imaging optical system (not shown) is provided at one end of the optical path 401, and two polarization filters 460L and 460R are further provided as shown in the drawing. Filters 460L and 460 provided in the objective lens 400
R is light polarized in the X direction from the object 200 to be monitored (hereinafter referred to as X-polarized light for simplicity) and Y, respectively.
Light polarized in a direction (the Y direction is orthogonal to the X direction, and is hereinafter referred to as Y polarized light for simplicity) is separated and guided into the optical path 401. These polarizations propagate in the optical path 401 and reach two separate analyzers 402L, 402R. The X-polarized light (left-eye image) and the Y-polarized light (left-eye image) separated by the analyzers 402L and 402R are converted into electric signals by the CCDs 103L and 103R, respectively, and further digital image signals by the A / D converters 104L and 104R. Converted to A ', B'. Note that CC
D has an RGB filter (not shown), and therefore these digital signals A ′ and B ′ have R component, G component and B component. The separation circuit 105 includes a digital video signal A ′,
From B ′, the left-eye image signal L and the right-eye image signal R generated by the filter 460L are extracted in a separated form. The γ correction circuit 106 corrects the signals L and R so as to match the human eyes.

【0023】画像信号L,RをCRT111で見る場合
には、この画像信号をステレオ画像制御装置110を介
してCRT111に表示する。一方、レコーダ109に
記憶する場合には、回路107によってRGB表現の
L,R信号をYIQ系に変換して回路108によってN
TSCフォーマットとする。 〈分離の原理〉前述したように、光学経路401内で
は、X偏光である映像光LとY偏光である映像光Rとが
混在している。X偏光とY偏光とは互いに直交している
ので、本来は検光子402L,402Rによって分離可
能である筈であるが、実際には、右目用映像の偏光Xと
左目用映像の偏光Yの偏光角度がともに光学経路401
中で透過中に分散するため、検光子402L,402R
によって分離された偏光像の偏光波面はずれていく。即
ち、X偏光の偏光面がシフトして、その偏光はY偏光成
分を有するようになり、一方、Y偏光の偏光面がシフト
して、その偏光はX偏光成分を有するようになる。その
結果、検光子402Rが検出した右目用画像信号中には
左目用画像信号が混ざってしまう。前述の分離装置10
5は、純粋に右目用画像信号と左目用画像信号とを分離
するものである。
When viewing the image signals L and R on the CRT 111, the image signals are displayed on the CRT 111 via the stereo image control device 110. On the other hand, when it is stored in the recorder 109, the circuit 107 converts the L and R signals of RGB representation into the YIQ system, and the circuit 108 outputs N signals.
Use TSC format. <Principle of Separation> As described above, in the optical path 401, the X-polarized image light L and the Y-polarized image light R are mixed. Since the X-polarized light and the Y-polarized light are orthogonal to each other, they should originally be separable by the analyzers 402L and 402R, but in reality, the polarization X of the right-eye image and the polarization Y of the left-eye image are polarized. Both angles are optical path 401
Analyzer 402L, 402R to disperse during transmission in
The polarized wavefronts of the polarized images separated by are shifted. That is, the plane of polarization of X-polarized light is shifted so that the polarized light has a Y-polarized component, while the plane of polarized light of Y-polarized light is shifted and the polarized light has an X-polarized component. As a result, the left-eye image signal is mixed in the right-eye image signal detected by the analyzer 402R. Separation device 10 described above
Reference numeral 5 purely separates the right-eye image signal and the left-eye image signal.

【0024】第2図は、光学経路401内における光の
混ざり合いを模式的に表したものである。第2図におい
ては、偏光L(X偏光)と偏光R(Y偏光)とは分離し
ている描かれているが、実際には偏光Lも偏光Rも波で
あるが故に「重畳」している。検光子402Lによって
分離された偏光をAで表し、検光子402Rによって分
離された偏光をBで表す。また、光学経路401中で光
が粒子のように振る舞うと仮定して、偏光Lの(1−
α)%が偏光Rと重畳し、偏光Rの(1−α)%が偏光
Lと重畳する、即ち、光学経路401が内部を通過する
光の偏光状態を維持する割合をαとすると、A,Bは、
第2図から、 A=α・R+(1−α)・L …(1) B=α・L+(1−α)・R …(2) で表されることがわかる。ただし、αは0≦α≦1、α
≠0.5であり、光学経路401の材質、および光学経
路401の太さΦ、経路401中のレンズの枚数、コア
形状等によって決定される特性である。
FIG. 2 schematically shows the mixture of light in the optical path 401. In FIG. 2, the polarized light L (X-polarized light) and the polarized light R (Y-polarized light) are drawn separately, but since the polarized light L and the polarized light R are actually waves, they are “superposed”. There is. The polarized light separated by the analyzer 402L is represented by A, and the polarized light separated by the analyzer 402R is represented by B. Further, assuming that the light behaves like particles in the optical path 401, (1-
α)% is superposed on the polarized light R, and (1-α)% of the polarized light R is superposed on the polarized light L, that is, when the ratio of maintaining the polarization state of the light passing through the optical path 401 is α, then A , B is
From FIG. 2, it can be seen that A = α · R + (1-α) · L (1) B = α · L + (1-α) · R (2) However, α is 0 ≦ α ≦ 1, α
≠ 0.5, which is a characteristic determined by the material of the optical path 401, the thickness Φ of the optical path 401, the number of lenses in the path 401, the core shape, and the like.

【0025】αは、使用される光学経路401の材質、
光学経路401太さΦ、枚数によって前もって決定され
る定数である。換言すれば、αは、材質、太さによって
決まる。従って、(1),(2)式から、L,Rは、 L=A・α/(2α−1)−B・(1−α)/(2α−1) …(3) R=B・α/(2α−1)−A・(1−α)/(2α−1) …(4) と表される。ところで、A,BはCCD103L,10
3Rへの入射光であり、分離装置105が入力する信号
はCCD103L,103Rからの電気信号A’,B’
である。一般に、CCDへの入射光の強度と出力電圧と
は線形関係は成り立たない。従って、A/D変換器10
4L,104Rの出力電圧A’とB’をそのまま
(3),(4)式に適用することはできない。
Α is the material of the optical path 401 used,
The optical path 401 is a constant determined in advance by the thickness Φ and the number of sheets. In other words, α is determined by the material and thickness. Therefore, from the expressions (1) and (2), L and R are L = A · α / (2α-1) -B · (1-α) / (2α-1) (3) R = B · It is represented by α / (2α-1) -A · (1-α) / (2α-1) (4). By the way, A and B are CCDs 103L and 10
The signal that is incident light on the 3R and is input to the separation device 105 is the electric signals A ′ and B ′ from the CCDs 103L and 103R.
It is. Generally, there is no linear relationship between the intensity of light incident on the CCD and the output voltage. Therefore, the A / D converter 10
The output voltages A ′ and B ′ of 4L and 104R cannot be directly applied to the equations (3) and (4).

【0026】第3図は、CCDへの入射光Aとその出力
電圧A’との関係を示す。この関係は既知であるので、
CCD103の出力電圧A’,B’が測定できれば、第
3図の関係に基づいて、CCD103への入射光強度
A,Bを推定することができる。分離装置105は、入
射光強度A,Bを(3),(4)式に適用して偏光Lと
偏光Rとを定量的に分離抽出する。
FIG. 3 shows the relationship between the incident light A on the CCD and its output voltage A '. Since this relationship is known,
If the output voltages A ′ and B ′ of the CCD 103 can be measured, the incident light intensities A and B to the CCD 103 can be estimated based on the relationship shown in FIG. The separating device 105 applies incident light intensities A and B to the expressions (3) and (4) to quantitatively separate and extract the polarized light L and the polarized light R.

【0027】分離装置105は、実際には、第3図の逆
変換と(3),(4)式の演算結果を出力するROMも
しくはテーブルとすると、装置の小型化及び高速化が達
成できる。(1),(2)式の意味するところは、ガイ
ド中を透過する光の束(バンドル)φに対して、αとい
う重み付けにより変更状態が維持される割合を定義する
と、その束は、偏光状態が維持される光の束(α・φ)
と、維持されない束(1−αφ)とに分配する事が可能
であるということである。従って、(3),(4)式に
従う演算を「重み付け差分」(あるいは比例配分)と呼
ぶ。
If the separating device 105 is actually a ROM or a table for outputting the inverse transformation of FIG. 3 and the calculation results of the equations (3) and (4), the downsizing and speeding up of the device can be achieved. What is meant by equations (1) and (2) is that, for a bundle (φ) of light transmitted through a guide, if the ratio in which the changed state is maintained by weighting α is defined, the bundle is Light flux that maintains the state (α ・ φ)
, And the unsustained bundle (1-αφ). Therefore, the calculation according to the equations (3) and (4) is called "weighted difference" (or proportional distribution).

【0028】係数αは第1図の記憶装置120に前もっ
て記憶される。ユーザは、通常不図示のユーザインタフ
ェースを介して、ファイバの形状に関する情報(前述
の、ファイバの材質、光学経路401太さΦ、長さLT
H)を入力する。制御装置110は、上記の値に基づい
て記憶装置120を検索して目的のαを記憶装置120
から読み出す。
The coefficient α is stored in advance in the storage device 120 of FIG. The user usually uses a user interface (not shown) to obtain information about the shape of the fiber (the material of the fiber, the thickness Φ of the optical path 401, and the length LT described above).
Enter H). The control device 110 searches the storage device 120 on the basis of the above value and finds the target α as the storage device 120.
Read from

【0029】なお、CCD103L,103Rの出力特
性は、入射する光強度の値によっては線形性を有する場
合がある。もし、偏光像の強度がCCD103の線形性
を保証する範囲内であるならば、上記逆変換は不要とな
る。次に、第1図〜第3図に示されたところの、2つの
偏光を分離する分離装置105を必要とする顕微鏡につ
いて説明する。
The output characteristics of the CCDs 103L and 103R may have linearity depending on the value of incident light intensity. If the intensity of the polarized image is within the range that guarantees the linearity of the CCD 103, the above inverse transformation is unnecessary. Next, the microscope shown in FIGS. 1 to 3 which requires the separating device 105 for separating two polarized lights will be described.

【0030】〈顕微鏡の構成〉…対物レンズ 第4図は、第1図に示した立体視顕微鏡の対物レンズ部
400と光学経路401の構成断面図であり、また第5
図はこの立体視顕微鏡の対物レンズ部の斜視図である。
対物レンズ部400は、不図示の基台によって固定され
ている。対物レンズ部400と光学経路401とは螺合
する事によって固定され、対物レンズユニット400に
よる像が、光学経路416の端面に結像するという関係
が保たれるようにしている。 なお、光学経路は、例え
ばリレーレンズ群によって構成しても良い。
<Structure of Microscope> ... Objective Lens FIG. 4 is a sectional view of the structure of the objective lens section 400 and the optical path 401 of the stereoscopic microscope shown in FIG.
The figure is a perspective view of the objective lens portion of the stereoscopic microscope.
The objective lens section 400 is fixed by a base (not shown). The objective lens unit 400 and the optical path 401 are fixed by being screwed together so that the image formed by the objective lens unit 400 is formed on the end surface of the optical path 416. The optical path may be configured by a relay lens group, for example.

【0031】対物レンズユニット400の鏡筒内にレン
ズ420a〜420eが設けられている。レンズ420
dとレンズ420cとの間には2つの偏光フィルタ41
3L,413Rが並列して第6図に示すように設けられ
ている。フィルタ413の光軸方向の位置は、対物レン
ズ群の絞りの位置であるところの、光軸方向の絞りの位
置である実効中心またはその近傍に置かれる。2つのフ
ィルタ413L,413Rの偏光方位角は互いに直交し
ている。便宜上、これらの方位をX方向、Y方向とす
る。また、偏光フィルタ413L,413Rの分割面
は、光学経路401の光軸に直交し、その光軸を含む。
従って、偏光フィルタ413L,413Rをそれぞれ透
過する光は、夫々、X偏光,Y偏光である。即ち、フィ
ルタ413L,413Rを夫々通過したX偏光の光学像
とY偏光の光学像とは夫々ファイバ416の界面に結像
する。かくして、対物レンズユニット400の有効口径
内に存する視差像を、2偏光像とし、顕微鏡筐体内の一
系列の光学系(420,416)にて映像出力側に伝達
することができる。
Lenses 420a to 420e are provided in the lens barrel of the objective lens unit 400. Lens 420
Two polarizing filters 41 are provided between the lens d and the lens 420c.
3L and 413R are provided in parallel as shown in FIG. The position of the filter 413 in the optical axis direction is located at or near the effective center, which is the position of the diaphragm of the objective lens group, which is the position of the diaphragm in the optical axis direction. The polarization azimuth angles of the two filters 413L and 413R are orthogonal to each other. For the sake of convenience, these directions will be referred to as the X direction and the Y direction. Further, the split surfaces of the polarization filters 413L and 413R are orthogonal to the optical axis of the optical path 401 and include the optical axis.
Therefore, the lights transmitted through the polarization filters 413L and 413R are X-polarized light and Y-polarized light, respectively. That is, the X-polarized optical image and the Y-polarized optical image that have passed through the filters 413L and 413R are imaged on the interface of the fiber 416, respectively. Thus, the parallax image existing within the effective aperture of the objective lens unit 400 can be converted into a two-polarized image and transmitted to the image output side by the series of optical systems (420, 416) in the microscope housing.

【0032】対物レンズユニット400の鏡筒は、43
0aと430bとに分割されている。レンズ420a〜
420cと偏光フィルタ413L,413Rとは鏡筒4
30bに、レンズ420d〜420eは鏡筒430aに
保持されている。また、鏡筒430bは、鏡筒430b
を鏡筒430aに対して光軸を中心にして回転可能に設
けられている。従って、第6図に示すように、偏光フィ
ルタ413L,413Rは光軸を中心にして回動可能で
ある。即ち、鏡筒430bを把持して回転すれば、偏光
フィルタ413L,413Rの偏光面が回転する。
The lens barrel of the objective lens unit 400 is 43
It is divided into 0a and 430b. Lens 420a-
The lens barrel 4 includes the 420c and the polarization filters 413L and 413R.
The lenses 420d to 420e are held by the lens barrel 430a. The lens barrel 430b is the lens barrel 430b.
Is rotatably provided around the optical axis with respect to the lens barrel 430a. Therefore, as shown in FIG. 6, the polarization filters 413L and 413R are rotatable around the optical axis. That is, when the lens barrel 430b is gripped and rotated, the polarization planes of the polarization filters 413L and 413R rotate.

【0033】対物レンズユニット400の鏡筒430a
と430bには、目盛415が目盛られている。この目
盛により、ユーザは、偏光面を何度回転したかを確認す
ることができる。なお、レンズ部420は通常の凸レン
ズやフレネル凸レンズや複数枚で構成されたレンズを用
いてもよい。また、本発明の趣旨に反しない限り該レン
ズ部420や偏光フィルタ413の位置、大きさ及び形
状は任意である。
Lens barrel 430a of objective lens unit 400
Scales 415 are graduated at 430b. The scale allows the user to check how many times the polarization plane has been rotated. The lens unit 420 may be a normal convex lens, a Fresnel convex lens, or a lens composed of a plurality of lenses. Further, the position, size and shape of the lens part 420 and the polarization filter 413 are arbitrary as long as they do not violate the spirit of the present invention.

【0034】また、前記偏光フィルタ413の偏光方位
角は各々直角であることが好ましいが両者が各々異なっ
ていれば特に限定される物ではない。 〈顕微鏡の構成〉…光出力側 第7図は実施例の顕微鏡の光出力側の構成を示す断面図
である。第1図に示したように、対物レンズユニット4
00は、偏光方位角がそれぞれ直交している2つの偏光
をファイバ416内に導く。
Further, the polarization azimuth angles of the polarization filter 413 are preferably right angles, but are not particularly limited as long as they are different from each other. <Structure of Microscope> ... Light Output Side FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the light output side of the microscope of the embodiment. As shown in FIG. 1, the objective lens unit 4
00 guides two polarizations whose polarization azimuth angles are orthogonal to each other into the fiber 416.

【0035】ファイバ本体416の後方には透明電極4
43a,443bが設けられ、これらの透明電極443
a,443bに挟まれて液晶デバイス444が設けられ
ている。電極443bの後方には検光子445が設けら
れている。液晶デバイス444は、透明電極443a,
443bに印加する電圧値を制御することにより、その
偏光方位角を変えることができる。即ち、液晶デバイス
444と透明電極443a,443bと検光子としての
偏光フィルタ445とは、これら電極に所定の第1の電
圧を印加するとX偏光のみを透過し、第1の電圧と異な
る所定の第2の電圧を印加するとY偏光のみを透過する
ように動作する「ライトバルブ」として働く。
A transparent electrode 4 is provided behind the fiber body 416.
43a and 443b are provided, and these transparent electrodes 443 are provided.
A liquid crystal device 444 is provided so as to be sandwiched between a and 443b. An analyzer 445 is provided behind the electrode 443b. The liquid crystal device 444 includes a transparent electrode 443a,
By controlling the voltage value applied to 443b, the polarization azimuth angle can be changed. That is, the liquid crystal device 444, the transparent electrodes 443a and 443b, and the polarization filter 445 as an analyzer transmit only X-polarized light when a predetermined first voltage is applied to these electrodes, and a predetermined first voltage different from the first voltage. When a voltage of 2 is applied, it acts as a "light valve" that operates so that only Y-polarized light is transmitted.

【0036】第8図は、上記第1の電圧と第2の電圧の
タイミングと、偏光フィルタ445からの出力光のタイ
ミングとの関係を示す図である。即ち、ステレオ画像制
御装置110(第1図)からの信号である第1の電圧と
第2の電圧を制御すると、フィルタ445からは時分割
でX偏光(左目用画像光)とY偏光(右目用画像光)と
が順次出力される。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the timing of the first voltage and the second voltage and the timing of the output light from the polarization filter 445. That is, when the first voltage and the second voltage, which are the signals from the stereo image control device 110 (FIG. 1), are controlled, the filter 445 outputs the X-polarized light (the image light for the left eye) and the Y-polarized light (the right-eye image) in a time division manner. Image light) is sequentially output.

【0037】実施例の顕微鏡では、上述したように、時
分割方式を用いるので、CCDは2つを必要とせず、第
7図に示すように、1つのCCD103で十分である。
第7図に於いて、447はテレビカメラであって、内部
に光学像を結像させるCCD103を有する。すると、
CCD103からは、同期信号に同期して2つの映像信
号A’とB’とが交互に出力される。
In the microscope of the embodiment, since the time division method is used as described above, two CCDs are not required, and one CCD 103 is sufficient as shown in FIG.
In FIG. 7, a television camera 447 has a CCD 103 inside which an optical image is formed. Then
Two video signals A ′ and B ′ are alternately output from the CCD 103 in synchronization with the synchronization signal.

【0038】分離装置105が、この映像信号A’,
B’に基づいて分離映像信号L,Rを抽出するのは前述
した通りである。なお、この実施例の顕微鏡を用いる
と、第7図に示すように、左目用画像と右目用画像とが
交互に生成される。一方、CRT111に左目用画像と
右目用画像とを時分割で交互に表示するとちらつきが発
生して好ましくない。また、時分割の左目用画像と右目
用画像とをレコーダ109に記録すると、記録効率が落
ちる。そこで、第1例のイメージガイドを用いて得た映
像信号を時間並行に並べられた映像信号に変換するには
周知の同期装置を用いればよい。この場合、時分割信号
から時間並行信号への変換処理を、「重み付け差分」処
理の前に行っても良い。
The separating device 105 uses the video signal A ',
Extraction of the separated video signals L and R based on B ′ is as described above. By using the microscope of this embodiment, as shown in FIG. 7, left-eye images and right-eye images are generated alternately. On the other hand, if the left-eye image and the right-eye image are alternately displayed on the CRT 111 in a time division manner, flicker occurs, which is not preferable. If the time-divisional left-eye image and right-eye image are recorded in the recorder 109, the recording efficiency is reduced. Therefore, in order to convert the video signal obtained by using the image guide of the first example into the video signal arranged in parallel in time, a known synchronizing device may be used. In this case, the conversion process from the time division signal to the time parallel signal may be performed before the “weighted difference” process.

【0039】なお、上記第7図の顕微鏡を用いると、第
8図に示すように、左目用画像と右目用画像とが交互に
生成される。一方、CRT111に左目用画像と右目用
画像とを時分割で交互に表示するとちらつきが発生して
好ましくない。また、時分割の左目用画像と右目用画像
とをレコーダ109に記録すると、記録効率が落ちる。
そこで、第1例のイメージガイドを用いて得た映像信号
を時間並行に並べられた映像信号に変換するには周知の
同期装置を用いればよい。この場合、時分割信号から時
間並行信号への変換処理を、「重み付け差分」処理の前
に行っても良い。
When the microscope shown in FIG. 7 is used, left-eye images and right-eye images are alternately generated as shown in FIG. On the other hand, if the left-eye image and the right-eye image are alternately displayed on the CRT 111 in a time division manner, flicker occurs, which is not preferable. If the time-divisional left-eye image and right-eye image are recorded in the recorder 109, the recording efficiency is reduced.
Therefore, in order to convert the video signal obtained by using the image guide of the first example into the video signal arranged in parallel in time, a known synchronizing device may be used. In this case, the conversion process from the time division signal to the time parallel signal may be performed before the “weighted difference” process.

【0040】〈顕微鏡の構成〉…光出力側の変形例 第9図は、実施例の顕微鏡の光出力側についての第7図
の例に対する変形例の構成を示す図である。第9図に於
いて、450はビームスプリッタであり、451L,4
51Rはプリズム、452L,452Rはプリズムの各
々に設けられた反射面、453L,453Rは検光子、
454L,454Rはレンズ、455L,455Rはテ
レビカメラである。ビームスプリッタ450は4つのプ
リズムを張り合わせたものであり、2つの反射面450
L,450Rを有する。
<Structure of Microscope> ... Modification of Light Output Side FIG. 9 is a diagram showing the structure of a modification of the example of FIG. 7 on the light output side of the microscope of the embodiment. In FIG. 9, 450 is a beam splitter, and 451L, 4
51R is a prism, 452L and 452R are reflecting surfaces provided on each prism, 453L and 453R are analyzers,
454L and 454R are lenses, and 455L and 455R are television cameras. The beam splitter 450 is formed by laminating four prisms and has two reflecting surfaces 450.
It has L and 450R.

【0041】即ち、ファイバ416本体を通ってきた2
つの偏光像はビームスプリッタ450によって2つの光
路に分けられる。各々の光路の光はそれぞれ2つの偏光
像を含む。それぞれ2つの偏光像を含む2系列の光は、
それぞれ、プリズム451L,451Rに入射し、鏡面
452L,452Rによって反射して、偏光フィルタ4
10L,410Rに入射する。偏光フィルタ410Lは
2偏光のうちX偏光のみを、フィルタ410RはY偏光
のみを透過させるように前もって設定されている。
That is, 2 which has passed through the main body of the fiber 416
The one polarized image is split into two optical paths by the beam splitter 450. The light in each optical path contains two polarized images. Two series of light, each containing two polarized images,
The light enters the prisms 451L and 451R and is reflected by the mirror surfaces 452L and 452R, respectively, and the polarization filter 4
It is incident on 10L and 410R. The polarization filter 410L is preset so as to transmit only X-polarized light of the two polarized lights and the filter 410R transmits only Y-polarized light.

【0042】従って、カメラ455LはX偏光を含む左
目用画像を、カメラ455RはY偏光を含む右目用画像
を撮像する。カメラ455L,455Rが各々撮像した
画像は、第1図に示した画像処理装置に入力され、前述
の重み付け差分処理が行われる。この重み付け差分処理
によって、フィルタ453L(453R)が分離したX
(Y)偏光中に、対物レンズ400中ではY(X)偏光
だった光成分が含まれていたとしても、分離装置105
は、左目用画像には対物レンズ400が検出した左目用
画像(X偏光)を抽出し、右目用画像には対物レンズ4
00が検出した右目用画像(Y偏光)を抽出する事は、
前述したとおりである。
Therefore, the camera 455L captures an image for the left eye including X polarized light, and the camera 455R captures an image for the right eye including Y polarized light. The images captured by the cameras 455L and 455R are input to the image processing apparatus shown in FIG. 1 and the weighted difference processing described above is performed. By this weighted difference processing, the X separated by the filter 453L (453R) is separated.
Even if the (Y) polarized light contains a light component that was Y (X) polarized light in the objective lens 400, the separation device 105
Extracts the image for the left eye (X-polarized light) detected by the objective lens 400 for the image for the left eye, and the objective lens 4 for the image for the right eye.
To extract the right-eye image (Y-polarized light) detected by 00,
As described above.

【0043】こうして、第9図の顕微鏡によっても、左
右目用の映像が互いに完全に分離した一対のステレオ像
を得ることができる。なお、ビームスプリッター450
が2つの偏光像に対して偏光選択性がある場合は、偏光
フィルタ453L,453Rは不要である。なお、第9
図の例は、出力光が平行になるように、2つの反射面を
有するビームスプリッタ450と、それぞれ1つの反射
面を有するプリズムを設けていた。しかし、場合によっ
ては、一方の光路が他方に対して直交していても良い場
合がある。かかる場合は、通常のビームスプリッタ(X
偏光を透過し、Y偏光を反射させる)を用いても良い。
Thus, also with the microscope of FIG. 9, a pair of stereo images in which the images for the left and right eyes are completely separated from each other can be obtained. The beam splitter 450
Is polarized light with respect to two polarized images, the polarizing filters 453L and 453R are not necessary. The ninth
In the illustrated example, the beam splitter 450 having two reflecting surfaces and the prism having one reflecting surface are provided so that the output light becomes parallel. However, in some cases, one optical path may be orthogonal to the other. In such a case, a normal beam splitter (X
(Transmits polarized light and reflects Y polarized light) may be used.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置、顕微鏡装置、顕微鏡の制御方法によれば、視差を
持った2偏光像を伝達する1系列の光伝達用光学部材
(光ファイバなど)にて得た画像から、比例配分処理
(重み付け差分処理)を用いることで精度の高い2つの
画像データを得ることができる。換言すれば、本発明の
比例配分処理(重み付け差分処理)が安価な顕微鏡を用
いることを可能にする。
As described above, according to the image processing apparatus, the microscope apparatus, and the microscope control method of the present invention, a series of optical members for optical transmission (optical fiber) for transmitting two polarized images with parallax. By using the proportional distribution process (weighted difference process) from the image obtained by (2), two highly accurate image data can be obtained. In other words, the proportional distribution process (weighted difference process) of the present invention makes it possible to use an inexpensive microscope.

【0045】また、比例配分処理(重み付け差分処理)
のための係数(α)を事前に決定しさらには記憶するこ
とにより、顕微鏡装置の操作性を向上することができ
る。また、本発明の画像処理によれば、色々な構成の顕
微鏡を用いることを可能にする。また、本発明の対物ア
ダプタ、上記顕微鏡に適合し、偏光面の角度を調整する
ことができる。
Proportional distribution processing (weighted difference processing)
By previously determining and further storing the coefficient (α) for (1), the operability of the microscope apparatus can be improved. Further, according to the image processing of the present invention, it is possible to use microscopes having various configurations. Moreover, the angle of the plane of polarization can be adjusted by being adapted to the objective adapter of the present invention and the microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の好適な実施例としての顕微鏡装置(顕
微鏡システム)の構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microscope apparatus (microscope system) as a preferred embodiment of the present invention.

【図2】本発明の2つの偏光を夫々分離するための原理
を説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining the principle of the present invention for separating two polarized lights respectively.

【図3】実施例における光電変換の原理を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a principle of photoelectric conversion in an example.

【図4】第1図の顕微鏡システムに用いられる顕微鏡の
第1の例の先端部の構成を示す斜視図。
4 is a perspective view showing a configuration of a tip portion of a first example of a microscope used in the microscope system shown in FIG.

【図5】第1図の顕微鏡システムに用いられる顕微鏡の
第1の例の先端部の構成を示す断面図。
5 is a cross-sectional view showing a configuration of a tip portion of a first example of a microscope used in the microscope system shown in FIG.

【図6】対物レンズユニット内の偏光フィルタの構成を
示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a polarization filter in an objective lens unit.

【図7】映像出力側における顕微鏡の一例の構成を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an example of a microscope on a video output side.

【図8】第7図の装置の制御信号のタイミングチャー
ト。
8 is a timing chart of control signals of the apparatus shown in FIG.

【図9】映像出力側における顕微鏡の他の例の構成を示
す図。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of another example of the microscope on the image output side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

460 偏光フィルタ 401 光学経路 402 検光子 103 CCD 104 A/D 105 分離装置 106 γ変換装置 107 YIQ変換装置 108 NTSC変換装置 109 記録装置(レコーダ) 110 画像出力制御装置(コントローラ) 111 CRT(表示装置) 120 記憶装置 400 対物レンズユニット 420 対物レンズ群 413 偏光フィルタ 430 鏡筒 415 目盛 416 ファイバ本体 443 透明電極 444 液晶 445 検光子 447 テレビカメラ 450 ビームスプリッタ 451 プリズム 455 テレビカメラ 460 Polarization filter 401 Optical path 402 Analyzer 103 CCD 104 A / D 105 Separation device 106 γ conversion device 107 YIQ conversion device 108 NTSC conversion device 109 Recording device (recorder) 110 Image output control device (controller) 111 CRT (display device) 120 Storage device 400 Objective lens unit 420 Objective lens group 413 Polarizing filter 430 Lens barrel 415 Scale 416 Fiber body 443 Transparent electrode 444 Liquid crystal 445 Analyzer 447 TV camera 450 Beam splitter 451 Prism 455 TV camera

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに視差を有し分離可能な第1と第2
の画像光を伝達する光学系を有する顕微鏡のための画像
処理装置であって、 前記光学系の形状に基づいて所定の係数を決定する係数
決定手段と、 前記第1と第2の画像光を第1と第2の画像信号に変換
する変換手段と、 前記第1と第2の画像信号に対して、前記所定の係数に
従って比例配分を行うことにより第1と第2の画像デー
タを生成する生成手段とを具備する顕微鏡用画像処理装
置。
1. A first and a second which have a parallax and are separable from each other.
An image processing apparatus for a microscope having an optical system for transmitting the image light, the coefficient determining means determining a predetermined coefficient based on the shape of the optical system, and the first and second image lights. Converting means for converting into first and second image signals, and first and second image data are generated by proportionally distributing the first and second image signals according to the predetermined coefficient. An image processing apparatus for a microscope, comprising: a generating unit.
【請求項2】 前記所定の係数は前記光学系の材質の関
数として表されることを特徴とする請求項1の顕微鏡用
画像処理装置。
2. The image processing apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the predetermined coefficient is expressed as a function of a material of the optical system.
【請求項3】 前記所定の係数は、前記光学系の径、長
さの少なくとも1つの関数として表されることを特徴と
する請求項2の顕微鏡用画像処理装置。
3. The image processing apparatus for a microscope according to claim 2, wherein the predetermined coefficient is expressed as a function of at least one of a diameter and a length of the optical system.
【請求項4】 前記所定の係数は、前記光学系の形状を
パラメータとした関数値として前もって記憶手段に記憶
されていることを特徴とする請求項1の顕微鏡用画像処
理装置。
4. The image processing apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the predetermined coefficient is previously stored in the storage means as a function value using the shape of the optical system as a parameter.
【請求項5】 前記変換手段は、前記第1と第2の画像
光を、電気信号としての前記第1と第2の画像信号に変
換する撮像素子を有し、 前記生成手段は、前記撮像素子からの前記第1と第2の
画像信号を、光強度を表す第1と第2の光強度データに
逆変換する逆変換手段と、 前記の光強度データに対して、前記所定の係数に従って
比例配分を行う手段とを有することを特徴とする請求項
1の顕微鏡用画像処理装置。
5. The converting means includes an image sensor for converting the first and second image light into the first and second image signals as electric signals, and the generating means includes the image capturing means. Inverse conversion means for inversely converting the first and second image signals from the element into first and second light intensity data representing light intensity, and with respect to the light intensity data, according to the predetermined coefficient. The image processing apparatus for a microscope according to claim 1, further comprising means for performing proportional distribution.
【請求項6】 前記光学系中の第1と第2の画像光は互
いに略異なる偏光性を有することを特徴とする請求項1
の顕微鏡用画像処理装置。
6. The first and second image lights in the optical system have different polarizability from each other.
Image processing device for microscope.
【請求項7】 さらに、前記第1と第2の画像データを
記憶し、又は、表示するための手段を具備することを特
徴とする請求項1の顕微鏡用画像処理装置。
7. The image processing apparatus for a microscope according to claim 1, further comprising means for storing or displaying the first and second image data.
【請求項8】 互いに視差を有し分離可能な第1と第2
の画像光を伝達する光学系を有する顕微鏡と、 前記光学系の形状に基づいて所定の係数を決定する係数
決定手段と、 前記第1と第2の画像光を第1と第2の画像信号に変換
する変換手段と、 前記第1と第2の画像信号に対して、前記所定の係数に
従って比例配分を行うことにより第1と第2の画像デー
タを生成する生成手段とを具備する顕微鏡装置。
8. A first and a second which have a parallax and are separable from each other.
A microscope having an optical system for transmitting the image light, a coefficient determining means for determining a predetermined coefficient based on the shape of the optical system, and the first and second image signals for the first and second image signals. And a conversion unit for converting the first and second image signals into proportional distribution according to the predetermined coefficient to generate first and second image data. .
【請求項9】 前記所定の係数は前記光学経路の材質の
関数として表されることを特徴とする請求項8の顕微鏡
装置。
9. The microscope apparatus according to claim 8, wherein the predetermined coefficient is expressed as a function of a material of the optical path.
【請求項10】 前記所定の係数は、前記光学系の材
質、径、長さの少なくとも1つの関数として表されるこ
とを特徴とする請求項9の顕微鏡装置。
10. The microscope apparatus according to claim 9, wherein the predetermined coefficient is expressed as a function of at least one of a material, a diameter and a length of the optical system.
【請求項11】 前記所定の係数は、前記光学系の形状
をパラメータとした関数値として前もって記憶手段に記
憶されていることを特徴とする請求項8の顕微鏡装置。
11. The microscope apparatus according to claim 8, wherein the predetermined coefficient is stored in advance in the storage means as a function value using the shape of the optical system as a parameter.
【請求項12】 前記変換手段は、前記第1と第2の画
像光を、電気信号としての前記第1と第2の画像信号に
変換する撮像素子を有し、 前記生成手段は、前記撮像素子からの前記第1と第2の
画像信号を、光強度を表す第1と第2の光強度データに
逆変換する逆変換手段と、 前記の光強度データに対して、前記所定の係数に従って
比例配分を行う手段とを有することを特徴とする請求項
8の顕微鏡装置。
12. The converting means includes an image sensor for converting the first and second image lights into the first and second image signals as electric signals, and the generating means includes the image pickup device. Inverse conversion means for inversely converting the first and second image signals from the element into first and second light intensity data representing light intensity, and with respect to the light intensity data, according to the predetermined coefficient. 9. The microscope apparatus according to claim 8, further comprising means for performing proportional distribution.
【請求項13】 前記光学系中の第1と第2の画像光は
互いに略異なる偏光性を有することを特徴とする請求項
8の顕微鏡装置。
13. The microscope apparatus according to claim 8, wherein the first image light and the second image light in the optical system have substantially different polarizability.
【請求項14】 さらに、前記第1と第2の画像データ
を記憶し、又は、表示するための手段を具備することを
特徴とする請求項8の顕微鏡装置。
14. The microscope apparatus according to claim 8, further comprising means for storing or displaying the first and second image data.
【請求項15】 前記顕微鏡の光学系は、光学経路と、
この光学経路の先端側に設けられた入光部と、前記光学
経路の基端側に設けられた出光部とを有し、 前記入光部は、光軸方向に対する絞りの位置である実効
中心またはその近傍に設けられた1対の偏光フィルタで
あって、偏光方位角が互いに異なり、前記光軸に対して
略垂直な面の左右の領域に分割して配設された1対の偏
光フィルタを有することを特徴とする請求項13記載の
顕微鏡装置。
15. The optical system of the microscope comprises an optical path,
It has a light entrance portion provided on the tip side of this optical path and a light exit portion provided on the base end side of the optical path, wherein the light entrance portion is the effective center that is the position of the diaphragm with respect to the optical axis direction. Or, a pair of polarization filters provided in the vicinity thereof, the polarization filters having different polarization azimuth angles and divided into right and left regions of a surface substantially perpendicular to the optical axis. The microscope apparatus according to claim 13, further comprising:
【請求項16】 前記1対の偏光フィルタはそれぞれ半
円形状を有することを特徴とする請求項15に記載の顕
微鏡装置。
16. The microscope apparatus according to claim 15, wherein each of the pair of polarization filters has a semicircular shape.
【請求項17】 前記顕微鏡の光学系は、光学経路と、
この光学経路の先端側に設けられた入光部と、前記光学
経路の基端側に設けられた出光部とを有し、 前記出光部は、 前記光学経路を通る2偏光像の偏光軸を時分割に回転さ
せる偏光軸回転手段と、 その回転手段の後方に設けられた検光子とを有すること
を特徴とする請求項13記載の顕微鏡装置。
17. The optical system of the microscope comprises an optical path,
It has a light entrance part provided in the front end side of this optical path, and a light exit part provided in the base end side of the optical path, wherein the light exit part has a polarization axis of a two-polarized image passing through the optical path. 14. The microscope apparatus according to claim 13, further comprising a polarization axis rotating means for rotating in time division and an analyzer provided behind the rotating means.
【請求項18】 前記顕微鏡の光学系は、光学経路と、
この光学経路の先端側に設けられた入光部と、前記光学
経路の基端側に設けられた出光部とを有し、 前記出光部は、 前記光学経路を通る2偏光像の光路を分離するビームス
プリッタと、 分離された各々の偏光像を通す、偏光方位角が互いに異
なる1対の偏光フィルタとを有することを特徴とする請
求項13記載の顕微鏡装置。
18. The optical system of the microscope comprises an optical path,
The optical path includes a light entrance portion provided on the front end side of the optical path and a light exit portion provided on the proximal end side of the optical path, and the light exit portion separates an optical path of a two-polarized image passing through the optical path. 14. The microscope apparatus according to claim 13, further comprising: a beam splitter for converting the polarized images, and a pair of polarizing filters having different polarization azimuth angles for transmitting the separated polarized images.
【請求項19】 互いに視差を有し分離可能な第1と第
2の画像光を伝達する光学系を有する顕微鏡を制御する
方法であって、 撮像素子を制御して、前記第1と第2の画像光を第1と
第2の画像信号に変換し、 前記撮像素子の変換特性と前記光学系の形状を表す所定
の係数とに基づいて、前記第1と第2の画像信号に対し
て比例配分処理を行うことにより第1と第2の画像デー
タを生成することを特徴とする顕微鏡の制御方法。
19. A method for controlling a microscope having an optical system for transmitting first and second image lights having a parallax with respect to each other and separable from each other, wherein an image pickup device is controlled to control the first and the second. Image light is converted into first and second image signals, and with respect to the first and second image signals, based on conversion characteristics of the image sensor and a predetermined coefficient representing the shape of the optical system. A method of controlling a microscope, wherein first and second image data are generated by performing a proportional distribution process.
【請求項20】 前記所定の係数は、前記光学系の幾何
学的形状に応じた値として記憶されていることを特徴と
する請求項19に記載の顕微鏡の制御方法。
20. The method of controlling a microscope according to claim 19, wherein the predetermined coefficient is stored as a value corresponding to a geometrical shape of the optical system.
【請求項21】 鏡筒内に対物レンズを有する顕微鏡の
対物アダプタであって、 前記鏡筒内で光軸に直交する面の方向において、前記対
物レンズの絞りの位置である実効中心位置に並列して配
置された一対の偏光フィルタと、 この一対の偏光フィルタを前記鏡筒内の光軸を中心にし
て回転する手段とを有することを特徴とする顕微鏡の対
物アダプタ。
21. An objective adapter of a microscope having an objective lens in a lens barrel, wherein the objective adapter is parallel to an effective center position which is a stop position of the objective lens in a direction of a plane orthogonal to an optical axis in the lens barrel. 1. An objective adapter for a microscope, comprising: a pair of polarizing filters arranged in parallel; and a means for rotating the pair of polarizing filters around the optical axis in the lens barrel.
【請求項22】 前記鏡筒は、少なくとも前記一対の偏
光フィルタを支持する第1の鏡筒部と、前記アダプタの
他の部分を支持する第2の鏡筒部とを有し、前記第1の
鏡筒部は第2の鏡筒部に対して回動可能に支持され、 前記第1の鏡筒部と第2の鏡筒部の少なくともいずれか
一方には、第1の鏡筒部の回動量を目視するための目盛
が刻まれていることを特徴とする請求項21に記載の顕
微鏡の対物アダプタ。
22. The lens barrel has at least a first lens barrel portion that supports the pair of polarization filters, and a second lens barrel portion that supports the other portion of the adapter. Of the first lens barrel portion is rotatably supported with respect to the second lens barrel portion, and at least one of the first lens barrel portion and the second lens barrel portion has a first lens barrel portion. 22. The microscope objective adapter according to claim 21, wherein a scale for visually observing a rotation amount is engraved.
【請求項23】 前記一対の偏光フィルタは半円形形状
を有し、合わせられて略円形となることを特徴とする請
求項21に記載の顕微鏡の対物アダプタ。
23. The microscope objective adapter according to claim 21, wherein the pair of polarizing filters have a semicircular shape and are combined into a substantially circular shape.
JP24219395A 1994-11-29 1995-09-20 Objective adapter for microscope, microscopic device, image processor for microscope and control method for microscope Withdrawn JPH0990235A (en)

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JP24219395A JPH0990235A (en) 1995-09-20 1995-09-20 Objective adapter for microscope, microscopic device, image processor for microscope and control method for microscope
EP95402688A EP0715198A1 (en) 1994-11-29 1995-11-29 Microscope system

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013536449A (en) * 2010-06-25 2013-09-19 フロント、ストリート、インベストメント、マネジメント、インコーポレイテッド、アズ、マネジャー、フォー、フロント、ストリート、ダイバーシファイド、インカム、クラス Method and apparatus for generating three-dimensional image information

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