JPH10191171A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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Publication number
JPH10191171A
JPH10191171A JP8349662A JP34966296A JPH10191171A JP H10191171 A JPH10191171 A JP H10191171A JP 8349662 A JP8349662 A JP 8349662A JP 34966296 A JP34966296 A JP 34966296A JP H10191171 A JPH10191171 A JP H10191171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
ccd
output amplifier
exposure
cpu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8349662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Shimizu
清水  仁
Hiroyuki Fukui
広之 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP8349662A priority Critical patent/JPH10191171A/en
Publication of JPH10191171A publication Critical patent/JPH10191171A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image with high sensitivity even for an exposure over a long time by driving a charge transfer path of a CCD(charge coupled device) with a low frequency signal during exposure of the CCD. SOLUTION: When exposure of a photoelectric sensor 60 of a CCD 6 is started and an exposure start signal is received, a CPU 12 provides an output of a low frequency drive signal to a read control circuit 66 to allow a charge transfer path 64 to be driven at a low frequency signal so as to transfer charges to an output amplifier 62 and outputs a power control signal to an output amplifier power supply circuit 68 thereby reducing power fed from the output amplifier power supply circuit 68 to the output amplifier 62. After the lapse of a prescribed exposure time, a CPU 30 outputs an exposure end signal to a CPU 12 of the image pickup device 1. Upon the receipt of the exposure end signal from the CPU 30, the CPU 12 outputs a high frequency drive signal to the read control circuit 66 to drive the charge transfer path 64 with a high frequency signal so as to transfer the charge stored in the photoelectric sensor 60 to the output amplifier 62 via the charge transfer path 64.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置に関するもの
であり、さらに詳細には、CCD(電荷結合素子)を用
いた撮像装置であって、長時間にわたって、露出して
も、CCDの発する熱に起因したノイズを低減させ、高
画質の画像を得ることのできる撮像装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus using a CCD (Charge Coupled Device). The present invention relates to an imaging device capable of reducing noise caused by heat and obtaining a high-quality image.

【0002】[0002]

【従来の技術】蛋白質、核酸配列などの固定された高分
子を、化学発光物質と接触して、化学発光を生じさせる
標識物質により、選択的に標識し、標識物質によって選
択的に標識された高分子と、化学発光物質とを接触させ
て、化学発光物質と標識物質との接触によって生ずる可
視光波長域の化学発光を、光電的に検出して、ディジタ
ル画像信号を生成し、画像処理を施して、CRTなどの
表示手段あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、化
学発光画像を再生して、遺伝子情報などの高分子に関す
る情報を得るようにした化学発光検出システムが知られ
ている。また、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光
検出(fluorescence) システムが知られている。この蛍
光検出システムによれば、蛍光画像の読み取ることによ
って、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分
離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこな
うことができ、たとえば、電気泳動させるべき複数のD
NA断片を含む溶液中に、蛍光色素を加えた後に、複数
のDNA断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるい
は、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のDN
A断片を電気泳動させ、あるいは、複数のDNA断片
を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体
を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動され
たDNA断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起
して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成
し、ゲル支持体上のDNAを分布を検出したり、あるい
は、複数のDNA断片を、ゲル支持体上で、電気泳動さ
せた後に、DNAを変性(denaturation) し、次いで、
サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースな
どの転写支持体上に、変性DNA断片の少なくとも一部
を転写し、目的とするDNAと相補的なDNAもしくは
RNAを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性D
NA断片とをハイブリダイズさせ、プローブDNAもし
くはプローブRNAと相補的なDNA断片のみを選択的
に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じ
た蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持
体上の目的とするDNAを分布を検出したりすることが
できる。さらに、標識物質により標識した目的とする遺
伝子を含むDNAと相補的なDNAプローブを調製し
て、転写支持体上のDNAとハイブリダイズさせ、酵素
を、標識物質により標識された相補的なDNAと結合さ
せた後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発す
る蛍光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍
光物質を励起して、生じた蛍光を検出することにより、
画像を生成し、転写支持体上の目的とするDNAの分布
を検出したりすることもできる。この蛍光検出システム
は、放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配
列などを検出することができるという利点がある。
2. Description of the Related Art An immobilized polymer such as a protein or nucleic acid sequence is selectively labeled with a labeling substance that causes chemiluminescence upon contact with a chemiluminescent substance, and is selectively labeled with the labeling substance. The polymer is brought into contact with the chemiluminescent substance, and the chemiluminescence in the visible light wavelength region caused by the contact between the chemiluminescent substance and the labeling substance is photoelectrically detected, and a digital image signal is generated to perform image processing. A chemiluminescence detection system is known in which a chemiluminescence image is reproduced on a display means such as a CRT or a recording material such as a photographic film to obtain information on a macromolecule such as genetic information. Also, a fluorescence detection system using a fluorescent substance as a labeling substance is known. According to this fluorescence detection system, by reading a fluorescence image, it is possible to perform gene sequence, gene expression level, protein separation and identification, or molecular weight and property evaluation. D
After adding a fluorescent dye to the solution containing the NA fragment, a plurality of DNA fragments are subjected to electrophoresis on a gel support, or a plurality of DNA fragments are placed on a gel support containing a fluorescent dye.
The A fragment is electrophoresed, or a plurality of DNA fragments are electrophoresed on a gel support, and then the gel support is immersed in a solution containing a fluorescent dye. By labeling, exciting a fluorescent dye with excitation light, and detecting the generated fluorescence, an image is generated, and the distribution of DNA on the gel support is detected. After electrophoresis on a support, the DNA is denaturated and then
A probe prepared by transferring at least a portion of a denatured DNA fragment onto a transfer support such as nitrocellulose by Southern blotting, and labeling DNA or RNA complementary to the target DNA with a fluorescent dye D
An image is generated by hybridizing with an NA fragment, selectively labeling only a DNA fragment complementary to a probe DNA or a probe RNA, exciting a fluorescent dye with excitation light, and detecting generated fluorescence. Then, the distribution of the target DNA on the transcription support can be detected. Further, a DNA probe complementary to the DNA containing the target gene labeled with the labeling substance is prepared, hybridized with the DNA on the transcription support, and the enzyme is reacted with the complementary DNA labeled with the labeling substance. After binding, the fluorescent substance is brought into contact with a fluorescent substrate, the fluorescent substrate is changed into a fluorescent substance that emits fluorescence, and the generated fluorescent substance is excited by excitation light, and the generated fluorescence is detected.
An image can be generated to detect the distribution of the target DNA on the transfer support. This fluorescence detection system has an advantage that a gene sequence or the like can be easily detected without using a radioactive substance.

【0003】このような化学発光や蛍光を、冷却CCD
を用いた撮像装置により検出して、化学発光画像や蛍光
画像を生成する場合、化学発光や蛍光は非常に微弱な光
であるため、長時間にわたって、露出をする必要がある
が、長時間にわたり、露出をすると、CCDが発する熱
により、画像にノイズが生ずることが知られている。こ
のような熱によるノイズを低減させるため、化学発光や
蛍光のような非常に微弱な光を検出するための撮像装置
は、CCDを冷却する手段を備えている。
[0003] Such a chemiluminescent or fluorescent light is cooled by a cooled CCD.
When a chemiluminescent image or a fluorescent image is detected by an image pickup device using a fluorescent light and a chemiluminescent image or a fluorescent image is generated, exposure is required for a long time because the chemiluminescence or the fluorescent light is very weak light. It is known that, when exposure is performed, noise is generated in an image due to heat generated by the CCD. In order to reduce such noise due to heat, an imaging device for detecting extremely weak light such as chemiluminescence or fluorescence has means for cooling the CCD.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像を
高感度で得るため、露出時間を長くすると、いかに冷却
しても、露出中に、CCDの電荷転送路内に、電荷が生
成して、蓄積し、この電荷に起因した画像のノイズを低
減させることは困難であった。天体観測など、非常に微
弱な光を、固体撮像素子により検出して、画像を生成す
る場合にも、同様な問題が生ずる。したがって、本発明
は、CCDを備え、長時間にわたって、露出しても、高
い感度で、画像を得ることのできる撮像装置を提供する
ことを目的とするものである。
However, in order to obtain an image with high sensitivity, if the exposure time is lengthened, no matter how much cooling is performed, charges are generated and accumulated in the charge transfer path of the CCD during exposure. However, it has been difficult to reduce image noise caused by the charges. A similar problem occurs when an image is generated by detecting very weak light with a solid-state imaging device, such as in astronomical observation. Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging device that includes a CCD and can obtain an image with high sensitivity even when exposed for a long time.

【0005】[0005]

【発明の構成】本発明のかかる目的は、CCDの露出中
に、前記CCDの電荷転送路を低周波で駆動する駆動手
段を備えた撮像装置によって達成される。本発明によれ
ば、CCDの露出中に、CCDの電荷転送路内で生成さ
れる電荷を、駆動手段により電荷転送路を低周波で駆動
して、転送し、消失させているので、CCDの露出中
に、CCDの電荷転送路内で蓄積される電荷に起因し
て、画像にノイズが生ずることを、効果的に防止するこ
とが可能になる。本発明の好ましい実施態様において
は、撮像装置は、さらに、前記CCDの露出時に、前記
CCDの出力増幅器に供給される電力を低下させる電力
制御手段を備えている。
The object of the present invention is attained by an image pickup apparatus provided with a drive means for driving a charge transfer path of the CCD at a low frequency during exposure of the CCD. According to the present invention, the electric charge generated in the charge transfer path of the CCD during exposure of the CCD is transferred and lost by driving the charge transfer path at a low frequency by the driving means. During exposure, it is possible to effectively prevent noise from being generated in an image due to charges accumulated in the charge transfer path of the CCD. In a preferred embodiment of the present invention, the imaging device further includes power control means for reducing power supplied to an output amplifier of the CCD when the CCD is exposed.

【0006】本発明の好ましい実施態様によれば、CC
Dの出力増幅器に電力を供給する必要のないCCDの露
出時には、電力制御手段により、CCDの出力増幅器に
供給される電力が低下されるから、高画質の画像を得る
ため、CCDの画素数を増大させても、CCDが発する
熱に起因した画像のノイズを低減させることが可能にな
る。本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記
電力制御手段が、CCDの露出時に、前記出力増幅器に
電力が供給しないように構成されている。本発明のさら
に好ましい実施態様によれば、CCDの発熱をより抑制
することが可能になる。
According to a preferred embodiment of the present invention, CC
At the time of exposure of a CCD which does not need to supply power to the output amplifier of D, the power supplied to the output amplifier of the CCD is reduced by the power control means. Even if it increases, it becomes possible to reduce image noise caused by the heat generated by the CCD. In a further preferred aspect of the present invention, the power control means is configured not to supply power to the output amplifier when the CCD is exposed. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is possible to further suppress heat generation of the CCD.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明にかかる好ましい実施態様につき、詳細に説明を加え
る。図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる撮像装
置を含む画像生成装置の略正面図である。図1におい
て、画像生成装置は、撮像装置1、暗箱2およびパーソ
ナルコンピュータ4を備えている。図1に示されるよう
に、パーソナルコンピュータ3は、CRT4とキーボー
ド5を備えている。図2は、撮像装置1の略縦断面図で
ある。図2に示されるように、撮像装置1は、CCD6
と、アルミニウムなどの金属により作られた伝熱板7
と、CCD6を冷却するためのペルチエ素子8と、CC
D6の前面に配置されたシャッタ9と、CCD6が生成
したアナログ画像データをディジタル画像データに変換
するA/D変換器10と、A/D変換器10によってデ
ィジタル化された画像データを一時的に記憶する画像デ
ータバッファ11と、撮像装置1の動作を制御するCP
U12とを備えている。暗箱2との間に形成された開口
部は、ガラス板13によって閉じられており、撮像装置
1の周囲には、ペルチエ素子8が発する熱を放熱するた
めの放熱フィン14が、長手方向のほぼ1/2にわたっ
て形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic front view of an image generation device including an imaging device according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 1, the image generation device includes an imaging device 1, a dark box 2, and a personal computer 4. As shown in FIG. 1, the personal computer 3 includes a CRT 4 and a keyboard 5. FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the imaging device 1. As shown in FIG. 2, the imaging device 1 includes a CCD 6
And a heat transfer plate 7 made of metal such as aluminum
A Peltier element 8 for cooling the CCD 6, and a CC
A shutter 9 arranged in front of D6, an A / D converter 10 for converting analog image data generated by the CCD 6 into digital image data, and temporarily storing the image data digitized by the A / D converter 10. An image data buffer 11 for storing and a CP for controlling the operation of the imaging device 1
U12. An opening formed between the dark box 2 and the dark box 2 is closed by a glass plate 13, and a radiation fin 14 for radiating heat generated by the Peltier element 8 is provided around the imaging device 1 in the longitudinal direction. It is formed over half.

【0008】撮像装置1に設けられたガラス板13の前
面には、暗箱2内に配置されたイメージ・インテンシフ
ァイア15が設けられ、イメージ・インテンシファイア
15の前面には、カメラレンズ16が取付けられてい
る。図3は、暗箱2の略縦断面図である。図3に示され
るように、暗箱2内には、発光波長中心が450nmの
励起光を発する第一の青色LED光源21が設けられて
おり、第一の青色LED光源21の斜め上方には、発光
波長中心が450nmの励起光を発する第二の青色LE
D光源22および第三の青色LED光源23が設けられ
ている。第一の青色LED光源21の上面には、フィル
タ24が貼着され、第二の青色LED光源22および第
三の青色LED光源23の前面には、それぞれ、フィル
タ25およびフィルタ26が貼着されている。フィルタ
24、25、26は、450nm近傍の波長以外の蛍光
物質の励起に有害な光をカットし、450nm近傍の波
長の光のみを透過する性質を有している。カメラレンズ
16の前面には、450nm近傍の励起光をカットする
フィルタ27が、取り外し可能に設けられている。
[0008] An image intensifier 15 arranged in the dark box 2 is provided on the front surface of the glass plate 13 provided in the imaging device 1, and a camera lens 16 is provided on the front surface of the image intensifier 15. Installed. FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of the dark box 2. As shown in FIG. 3, a first blue LED light source 21 that emits excitation light having a light emission wavelength center of 450 nm is provided in the dark box 2. Second blue LE emitting excitation light having an emission wavelength center of 450 nm
A D light source 22 and a third blue LED light source 23 are provided. A filter 24 is attached to the upper surface of the first blue LED light source 21, and a filter 25 and a filter 26 are attached to the front surfaces of the second blue LED light source 22 and the third blue LED light source 23, respectively. ing. The filters 24, 25, and 26 have a property of cutting off light harmful to excitation of a fluorescent substance other than a wavelength of around 450 nm and transmitting only light of a wavelength of around 450 nm. On the front surface of the camera lens 16, a filter 27 that cuts off excitation light near 450 nm is provided detachably.

【0009】図4は、パーソナルコンピュータ3の周辺
のブロックダイアグラムである。図4に示されるよう
に、パーソナルコンピュータ3は、撮像装置1の露出を
制御するCPU30と、撮像装置1の生成した画像デー
タを、画像データバッファ11から読み出す画像データ
転送手段31と、画像データ転送手段31によって読み
出された画像データに画像処理を施し、画像データ記憶
手段32に記憶させる画像処理手段33と、画像データ
記憶手段32に記憶された画像データに基づき、CRT
4の画面上に可視画像を表示する画像表示手段34とを
備えている。第一の青色LED光源21、第二の青色L
ED光源22および第三の青色LED光源23は、光源
制御手段35により制御されており、光源制御手段35
には、キーボード5から、CPU30を介して、指示信
号が入力されるように構成されている。CPU30は、
撮像装置1のCPU12に種々の信号を出力可能に構成
されている。
FIG. 4 is a block diagram around the personal computer 3. As shown in FIG. 4, the personal computer 3 includes a CPU 30 that controls exposure of the imaging device 1, an image data transfer unit 31 that reads image data generated by the imaging device 1 from the image data buffer 11, Image processing means 33 for performing image processing on the image data read by the means 31 and storing the image data in the image data storage means 32; and a CRT based on the image data stored in the image data storage means 32.
And image display means 34 for displaying a visible image on the screen of No. 4. First blue LED light source 21, second blue L
The ED light source 22 and the third blue LED light source 23 are controlled by a light source control unit 35.
Is configured to receive an instruction signal from the keyboard 5 via the CPU 30. The CPU 30
Various signals can be output to the CPU 12 of the imaging device 1.

【0010】図5は、CCD6の周辺のブロックダイア
グラムである。図5に示されるように、CCD6は、光
電センサ60と出力増幅器62を備えており、光電セン
サ60に蓄積された電荷は、電荷転送路64を介して、
出力増幅器62に送られて、出力されるように構成され
ている。電荷転送路64からの電荷の転送は、読み出し
制御回路66によって制御され、出力増幅器60には、
出力増幅器電源回路68から電力が供給されている。読
み出し制御回路66および出力増幅器電源回路65は、
CPU12により制御されている。本実施態様において
は、CPU12は、光電センサ60の露出時において
も、電荷転送路64を駆動して、電荷が出力増幅器62
に転送されるように、読み出し制御回路66を制御し、
出力増幅器60に供給される電力が低下するように、出
力増幅器電源回路68を制御している。
FIG. 5 is a block diagram around the CCD 6. As shown in FIG. 5, the CCD 6 includes a photoelectric sensor 60 and an output amplifier 62, and the charges accumulated in the photoelectric sensor 60 pass through a charge transfer path 64
It is configured to be sent to the output amplifier 62 and output. The transfer of the charge from the charge transfer path 64 is controlled by the read control circuit 66, and the output amplifier 60
Power is supplied from the output amplifier power supply circuit 68. The read control circuit 66 and the output amplifier power supply circuit 65
It is controlled by the CPU 12. In this embodiment, even when the photoelectric sensor 60 is exposed, the CPU 12 drives the charge transfer path 64 so that the charge is output from the output amplifier 62.
The read control circuit 66 is controlled so that
The output amplifier power supply circuit 68 is controlled so that the power supplied to the output amplifier 60 decreases.

【0011】本実施態様にかかる画像生成装置は、蛍光
物質の画像を担持している画像担体からの蛍光および化
学発光物質と標識物質との接触により生ずる化学発光を
検出し、蛍光画像および化学発光画像を生成可能に構成
されており、以下のようにして、蛍光物質の画像を担持
している画像担体からの蛍光を検出し、可視画像を生成
する。ここに、画像担体が蛍光物質の画像を担持してい
るとは、蛍光色素によって標識された試料の画像を担持
している場合と、酵素を標識された試料と結合させた後
に、酵素を蛍光基質と接触させて、蛍光基質を、蛍光を
発する蛍光物質に変化させ、得られた蛍光物質の画像を
担持している場合とを包含している。まず、ユーザーに
より、フィルタ24上に、サンプルである画像担体18
が載置されて、ピント合わせがなされ、暗箱2が閉じら
れた後、ユーザーがキーボード5に露出開始信号を入力
すると、光源制御手段35によって、第一の青色LED
光源21あるいは第二の青色LED光源22および第三
の青色LED光源23がオンされて、画像担体18に向
けて、励起光が発せられる。同時に、露出開始信号は、
CPU30を介して、撮像装置1のCPU12に入力さ
れ、CPU12により、シャッタ9が開かれ、CCD6
の光電センサ60の露出が開始される。露出開始信号を
受けると、CPU12は、同時に、読み出し制御回路6
6に、低周波駆動信号を出力して、低周波数で、電荷転
送路64を駆動して、電荷を出力増幅器62に転送させ
るとともに、出力増幅器電源回路68に、電力制御信号
を出力し、出力増幅器電源回路68から出力増幅器62
に供給される電力を低下させる。
The image generating apparatus according to the present embodiment detects fluorescence from an image carrier carrying an image of a fluorescent substance and chemiluminescence generated by contact between the chemiluminescent substance and the labeling substance, and detects the fluorescent image and the chemiluminescence. It is configured to generate an image, and detects fluorescence from an image carrier carrying an image of a fluorescent substance to generate a visible image as described below. Here, the image carrier carries an image of a fluorescent substance means that the image carrier carries an image of a sample labeled with a fluorescent dye, and that the enzyme is combined with the labeled sample before the enzyme is fluoresced. Contacting with a substrate to change the fluorescent substrate into a fluorescent substance that emits fluorescence, and carrying an image of the obtained fluorescent substance. First, the user places a sample image carrier 18 on the filter 24.
Is placed, focus is performed, and after the dark box 2 is closed, when the user inputs an exposure start signal to the keyboard 5, the light source control means 35 causes the first blue LED
The light source 21 or the second blue LED light source 22 and the third blue LED light source 23 are turned on, and the excitation light is emitted toward the image carrier 18. At the same time, the exposure start signal
The image is input to the CPU 12 of the imaging apparatus 1 via the CPU 30, and the shutter 9 is opened by the CPU 12 so that the CCD 6
The exposure of the photoelectric sensor 60 is started. Upon receiving the exposure start signal, the CPU 12 simultaneously reads the read control circuit 6
6 outputs a low-frequency drive signal to drive the charge transfer path 64 at a low frequency to transfer charges to the output amplifier 62, and outputs a power control signal to the output amplifier power supply circuit 68 to output the power control signal. From the amplifier power supply circuit 68 to the output amplifier 62
Reduce the power supplied to the

【0012】第一の青色LED光源21あるいは第二の
青色LED光源22および第三の青色LED光源23か
ら発せられた励起光は、フィルタ24、25、26によ
り、450nm近傍の波長の光以外の波長成分がカット
され、その結果、450nm近傍の波長の光により、画
像担体18中の蛍光物質が励起されて、蛍光が発せられ
る。画像担体18中の蛍光物質から発せられた蛍光は、
フィルタ27およびカメラレンズ16を介して、イメー
ジ・インテンシファイア15の光電面に入射し、増幅さ
れて、イメージ・インテンシファイア15の蛍光面に画
像を形成する。CCD6の光電センサ60は、こうし
て、イメージ・インテンシファイア15の蛍光面に形成
された画像の光を受け、これを電荷の形で蓄積する。フ
ィルタ27によって、励起光である450nm近傍の波
長の光がカットされるため、画像担体18中の蛍光物質
から発せられた蛍光のみが、CCD6の光電センサ60
によって受光される。
Excitation light emitted from the first blue LED light source 21 or the second blue LED light source 22 and the third blue LED light source 23 is filtered by filters 24, 25, and 26 except for light having a wavelength near 450 nm. The wavelength component is cut, and as a result, the fluorescent substance in the image carrier 18 is excited by light having a wavelength of about 450 nm, and emits fluorescence. The fluorescence emitted from the fluorescent substance in the image carrier 18 is
The light enters the photoelectric surface of the image intensifier 15 via the filter 27 and the camera lens 16 and is amplified to form an image on the fluorescent surface of the image intensifier 15. The photoelectric sensor 60 of the CCD 6 receives the light of the image thus formed on the phosphor screen of the image intensifier 15 and accumulates the light in the form of electric charges. Since the filter 27 cuts off the excitation light having a wavelength near 450 nm, only the fluorescent light emitted from the fluorescent substance in the image carrier 18 is emitted by the photoelectric sensor 60 of the CCD 6.
Is received by the

【0013】所定の露出時間が経過すると、CPU30
は、撮像装置1のCPU12に露出完了信号を出力す
る。CPU12は、CPU30から露出完了信号を受け
ると、読み出し制御回路66に、高周波駆動信号を出力
して、高周波数で、電荷転送路64を駆動して、光電セ
ンサ60が蓄積した電荷を、電荷転送路64を介して、
出力増幅器62に転送させる。同時に、CPU12は、
出力増幅器電源回路66に電力制御信号を出力して、出
力増幅器電源回路66から出力増幅器64に供給される
電力を、出力増幅器64が、光電センサ60が電荷の形
で蓄積したアナログ画像データを転送可能な電力にまで
上昇させて、光電センサ60が電荷の形で蓄積したアナ
ログ画像データを、A/D変換器10に転送させ、ディ
ジタル化して、画像データバッファ11に一時的に記憶
させる。同時に、CPU30は、画像データ転送手段3
1にデータ転送信号を出力し、撮像装置1の画像データ
バッファ11に一時的に記憶されたディジタル画像デー
タを読み出させ、画像処理手段33に入力させる。画像
処理手段33は、画像データ転送手段31から入力され
た画像データに画像処理を施し、画像データ記憶手段3
2に記憶させる。
When a predetermined exposure time has elapsed, the CPU 30
Outputs an exposure completion signal to the CPU 12 of the imaging device 1. Upon receiving the exposure completion signal from the CPU 30, the CPU 12 outputs a high-frequency drive signal to the readout control circuit 66, drives the charge transfer path 64 at a high frequency, and transfers the charge accumulated by the photoelectric sensor 60 to the charge transfer circuit. Via road 64,
The signal is transferred to the output amplifier 62. At the same time, the CPU 12
A power control signal is output to the output amplifier power supply circuit 66 to transfer the power supplied from the output amplifier power supply circuit 66 to the output amplifier 64, and the output amplifier 64 transfers the analog image data accumulated by the photoelectric sensor 60 in the form of electric charge. The power is increased to a possible level, and the analog image data accumulated by the photoelectric sensor 60 in the form of electric charges is transferred to the A / D converter 10, digitized, and temporarily stored in the image data buffer 11. At the same time, the CPU 30
1 to read out the digital image data temporarily stored in the image data buffer 11 of the image pickup apparatus 1 and input the digital image data to the image processing means 33. The image processing unit 33 performs image processing on the image data input from the image data transfer unit 31,
Store it in 2.

【0014】その後、ユーザーがキーボード5に画像生
成信号を入力すると、画像表示手段35により、データ
記憶手段33に記憶された画像データが読み出され、読
み出された画像データに基づいて、CRT4の画面上
に、蛍光画像が表示される。化学発光画像を生成する場
合には、フィルタ27を取り除き、第一の青色LED光
源21、第二の青色LED光源22および第三の青色L
ED光源23をいずれもオフ状態に保持し、フィルタ2
4上に、化学発光を発するサンプル18が載置して、サ
ンプル18から発せられる化学発光を検出する以外は、
蛍光画像を生成する場合と全く同様にして、サンプル1
8から発せられる化学発光を、カメラレンズ16および
イメージ・インテンシファイア15を介して、CCD6
の光電センサ60により光電的に検出させ、画像データ
を生成して、CRT4の画面上に化学発光画像を表示さ
せる。
Thereafter, when the user inputs an image generation signal to the keyboard 5, the image display means 35 reads the image data stored in the data storage means 33, and based on the read image data, the CRT 4 A fluorescent image is displayed on the screen. When generating a chemiluminescent image, the filter 27 is removed, and the first blue LED light source 21, the second blue LED light source 22, and the third blue LED
Each of the ED light sources 23 is kept in the off state, and the filter 2
4 except that a sample 18 that emits chemiluminescence is placed thereon and the chemiluminescence emitted from the sample 18 is detected.
Sample 1 was prepared in exactly the same way as when the fluorescent image was generated.
Chemiluminescence emitted from the CCD 6 through the camera lens 16 and the image intensifier 15
The photoelectric sensor 60 photoelectrically detects the image, generates image data, and displays a chemiluminescent image on the screen of the CRT 4.

【0015】光電センサ60が受光し、電荷を蓄積して
いる間にも、電荷転送路64には電荷が生成し、蓄積さ
れて、この電荷に起因して、画像にノイズが発生するお
それがあるが、本実施態様によれば、露出開始信号を受
けると、CPU12は、読み出し制御回路66に、低周
波駆動信号を出力して、低周波数で、電荷転送路64を
駆動して、電荷を出力増幅器62に転送させているの
で、化学発光や蛍光のような非常に微弱な光を検出する
ため、長時間にわたって、光電センサ60を露光して
も、光電センサ60の受光が完了し、光電センサ60
が、電荷の形で蓄積したアナログ画像データを、電荷転
送路64および出力増幅器66を介して、A/D変換器
10に転送し、変換されたディジタル画像データに基づ
いて、画像を生成した場合に、光電センサ60の受光中
に、電荷転送路64内で生成された電荷に起因するノイ
ズが、画像中に生ずることを防止することができる。ま
た、本実施態様によれば、露出開始信号を受けると、C
PU12は、出力増幅器電源回路68に、電力制御信号
を出力し、出力増幅器電源回路68から出力増幅器62
に供給される電力を低下させているので、化学発光や蛍
光のような非常に微弱な光を検出するため、長時間にわ
たって、CCD6の光電センサ60を露出しても、CC
D6の発する熱により、画像にノイズが発生することを
防止することが可能になる。さらに、露出完了信号を受
けると、CPU12は、出力増幅器電源回路65に電力
制御信号を出力して、CCD6の光電センサ60が電荷
の形で蓄積したアナログ画像データを転送することので
きる電力を、出力増幅器電源回路65から出力増幅器6
0に供給するように制御しているので、高画質の画像を
得るため、画素数がきわめて多いCCD6を用いても、
高速で、画像データを読み出すことが可能になる。
While the photoelectric sensor 60 receives light and accumulates electric charges, electric charges are generated and accumulated in the electric charge transfer path 64, and the electric charges may cause noise in an image. However, according to the present embodiment, upon receiving the exposure start signal, the CPU 12 outputs a low-frequency drive signal to the readout control circuit 66 to drive the charge transfer path 64 at a low frequency to transfer the charge. Since the light is transferred to the output amplifier 62, even if the photoelectric sensor 60 is exposed for a long period of time, the light reception of the photoelectric sensor 60 is completed even if the photoelectric sensor 60 is exposed for a long time to detect extremely weak light such as chemiluminescence or fluorescence. Sensor 60
Transfer analog image data accumulated in the form of charges to the A / D converter 10 via the charge transfer path 64 and the output amplifier 66, and generate an image based on the converted digital image data. In addition, it is possible to prevent noise due to charges generated in the charge transfer path 64 from being generated in an image while the photoelectric sensor 60 receives light. Further, according to the present embodiment, when the exposure start signal is received, C
The PU 12 outputs a power control signal to the output amplifier power supply circuit 68, and outputs the power control signal from the output amplifier power supply circuit 68 to the output amplifier 62.
Since the power supplied to the CCD 6 is reduced, even if the photoelectric sensor 60 of the CCD 6 is exposed for a long time to detect extremely weak light such as chemiluminescence or fluorescence, CC
It is possible to prevent noise from occurring in the image due to the heat generated by D6. Further, upon receiving the exposure completion signal, the CPU 12 outputs a power control signal to the output amplifier power supply circuit 65 to generate power for transferring the analog image data accumulated by the photoelectric sensor 60 of the CCD 6 in the form of electric charge. From the output amplifier power supply circuit 65 to the output amplifier 6
0, so that even if the CCD 6 having a very large number of pixels is used in order to obtain a high quality image,
Image data can be read at high speed.

【0016】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることがいうまでもない。たとえば、前
記実施態様においては、光電センサ60の受光時に、C
PU12は、出力増幅器電源回路65から出力増幅器6
0に供給される電力を低下させるように制御している
が、出力増幅器60を動作させて、アナログ画像データ
を、A/D変換器10に転送するようにしても、A/D
変換器10に、ディジタル化をさせないように制御すれ
ば、出力増幅器60を動作させていてもよい。また、前
記実施態様においては、光電センサ60の受光時に、C
PU12は、出力増幅器電源回路65から出力増幅器6
0に供給される電力を低下させるように制御している
が、光電センサ60の露出動作に影響がない場合には、
光電センサ60の受光時に、出力増幅器電源回路65か
ら出力増幅器60に、電力が供給されないように制御す
ることもできる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is a thing. For example, in the above embodiment, when the photoelectric sensor 60 receives light, C
PU 12 is connected to output amplifier 6 from output amplifier power supply circuit 65.
Although the power supplied to the A / D converter 10 is controlled to be reduced, the A / D converter 10 may operate the output amplifier 60 to transfer the analog image data to the A / D converter 10.
If the converter 10 is controlled so as not to be digitized, the output amplifier 60 may be operated. Further, in the embodiment, when the photoelectric sensor 60 receives light, C
PU 12 is connected to output amplifier 6 from output amplifier power supply circuit 65.
Although the control is performed so as to reduce the power supplied to 0, when the exposure operation of the photoelectric sensor 60 is not affected,
At the time of light reception by the photoelectric sensor 60, control can be performed so that power is not supplied from the output amplifier power supply circuit 65 to the output amplifier 60.

【0017】さらに、前記実施態様においては、撮像装
置1の前面に、イメージ・インテンシファイア15を設
けているが、イメージ・インテンシファイア15を設け
ることは必ずしも必要がない。また、前記実施態様にお
いては、暗箱2内に、第一の青色LED光源21、第二
の青色LED光源22および第三の青色LED光源23
を設けているが、第一の青色LED光源21のみ、ある
いは、第二の青色LED光源22および第三の青色LE
D光源23のみを設けるようにしてもよい。さらに、前
記実施態様においては、発光波長中心が450nmの励
起光を発する青色LED光源21、22、23を用いて
いるが、蛍光物質の種類に応じて、発光波長中心が40
0nmないし700nmの波長の励起光を発するLED
光源を選択して、使用することができる。
Further, in the above embodiment, the image intensifier 15 is provided on the front surface of the imaging device 1, but it is not always necessary to provide the image intensifier 15. In the embodiment, the first blue LED light source 21, the second blue LED light source 22, and the third blue LED light source 23 are provided in the dark box 2.
Is provided, but only the first blue LED light source 21 or the second blue LED light source 22 and the third blue LE
Only the D light source 23 may be provided. Further, in the above embodiment, the blue LED light sources 21, 22, and 23 that emit excitation light having a light emission wavelength center of 450 nm are used.
LED that emits excitation light having a wavelength of 0 nm to 700 nm
The light source can be selected and used.

【0018】また、前記実施態様においては、キーボー
ド5に露出開始信号を入力すると、光源制御手段36に
よって、第一の青色LED光源21あるいは第二の青色
LED光源22および第三の青色LED光源23がオン
されるように構成されているが、光源制御手段36をパ
ーソナルコンピュータ3により制御されように構成する
ことは必ずしも必要がなく、光源制御手段36をマニュ
アルで操作するようにしてもよい。さらに、前記実施態
様においては、画像生成装置は、450nm近傍の励起
光をカットするフィルタ27が取り外し可能に構成され
ており、フィルタ27を取り外すことにより、きわめて
微弱な化学発光を検出して、化学発光画像をのも生成可
能に構成されているが、フィルタ27をカメラレンズ1
6の前面に固定的に設け、蛍光検出システムにおける蛍
光画像のみを生成するように構成されていてもよい。
In the above embodiment, when an exposure start signal is input to the keyboard 5, the light source control means 36 controls the first blue LED light source 21 or the second blue LED light source 22 and the third blue LED light source 23. Is turned on, but it is not always necessary to configure the light source control means 36 to be controlled by the personal computer 3, and the light source control means 36 may be manually operated. Furthermore, in the above-described embodiment, the image generating apparatus is configured such that the filter 27 that cuts off the excitation light near 450 nm is detachable, and by removing the filter 27, extremely weak chemiluminescence is detected and the chemical light is detected. Although it is configured to be able to generate a light emission image, the filter 27
6 may be fixedly provided on the front surface and may be configured to generate only a fluorescence image in the fluorescence detection system.

【0019】また、前記実施態様においては、第一の青
色LED光源21、第二の青色LED光源22および第
三の青色LED光源23を備えているが、化学発光を検
出して、化学発光画像のみを生成する画像生成装置とし
て使用する場合には、第一の青色LED光源21、第二
の青色LED光源22および第三の青色LED光源23
は不要であり、また、フィルタ24、25、26、27
も必要がない。さらに、前記実施態様においては、撮像
装置1の周囲に、ペルチエ素子8が発する熱を放熱する
ための放熱フィン14が、長手方向のほぼ1/2にわた
って形成されているが、長手方向のすべてにわたり、放
熱フィン14を設けてもよく、撮像装置1の周囲に、ど
の程度、放熱フィン14を設けるかは、任意に決定する
ことができる。
In the above embodiment, the first blue LED light source 21, the second blue LED light source 22, and the third blue LED light source 23 are provided. When used as an image generation device that generates only the first blue LED light source 21, the second blue LED light source 22, and the third blue LED light source 23
Are unnecessary, and the filters 24, 25, 26, 27
There is no need. Further, in the above embodiment, the radiation fins 14 for dissipating the heat generated by the Peltier element 8 are formed around the imaging device 1 over almost half of the longitudinal direction, but over the entire longitudinal direction. The radiation fins 14 may be provided, and the extent to which the radiation fins 14 are provided around the imaging device 1 can be arbitrarily determined.

【0020】また、本発明において、手段とは、必ずし
も物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が
ソフトウエアによって実現される場合も包含する。ま
た、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現
されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段によ
り実現されてもよい。
In the present invention, means does not necessarily mean physical means, but also includes a case where the function of each means is realized by software. Further, the function of one unit may be realized by two or more physical units, or the function of two or more units may be realized by one physical unit.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、CCDを備え、長時間
にわたり、露出しても、高い感度で、画像を得ることの
できる撮像装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus having a CCD and capable of obtaining an image with high sensitivity even when exposed for a long time.

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

【図1】図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる撮
像装置を含む画像生成装置の略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view of an image generation device including an imaging device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】図2は、撮像装置の略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the imaging apparatus.

【図3】図3は、暗箱の略縦断面図である。FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a dark box.

【図4】図4は、パーソナルコンピュータの周辺のブロ
ックダイアグラムである。
FIG. 4 is a block diagram of the periphery of a personal computer.

【図5】図5は、CCDの周辺のブロックダイアグラム
である。
FIG. 5 is a block diagram around a CCD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像装置 2 暗箱 3 パーソナルコンピュータ 4 CRT 5 キーボード 6 CCD 7 伝熱板 8 ペルチエ素子 9 シャッタ 10 A/D変換器 11 画像データバッファ 12 CPU 13 ガラス板 14 放熱フィン 15 イメージ・インテンシファイア 16 カメラレンズ 18 サンプル 21 第一の青色LED光源 22 第二の青色LED光源 23 第三の青色LED光源 24、25、26 フィルタ 27 フィルタ 30 CPU 31 画像データ転送手段 32 画像データ記憶手段 33 画像処理手段 34 画像表示手段 35 光源制御手段 60 光電センサ 62 出力増幅器 64 電荷転送路 66 読み出し制御回路 68 出力増幅器電源回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pickup device 2 Dark box 3 Personal computer 4 CRT 5 Keyboard 6 CCD 7 Heat transfer plate 8 Peltier element 9 Shutter 10 A / D converter 11 Image data buffer 12 CPU 13 Glass plate 14 Heat radiation fin 15 Image intensifier 16 Camera lens Reference Signs List 18 Sample 21 First blue LED light source 22 Second blue LED light source 23 Third blue LED light source 24, 25, 26 Filter 27 Filter 30 CPU 31 Image data transfer means 32 Image data storage means 33 Image processing means 34 Image display Means 35 Light source control means 60 Photoelectric sensor 62 Output amplifier 64 Charge transfer path 66 Readout control circuit 68 Output amplifier power supply circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CCD(電荷結合素子)の露出中に、前
記CCDの電荷転送路を低周波で駆動する駆動手段を備
えたことを特徴とする撮像装置。
1. An imaging apparatus, comprising: a driving unit for driving a charge transfer path of a CCD (Charge Coupled Device) at a low frequency during exposure of the CCD.
【請求項2】 前記CCDの露出時に、前記CCDの出
力増幅器に供給される電力を低下させる電力制御手段を
備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
2. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a power control unit configured to reduce power supplied to an output amplifier of the CCD when the CCD is exposed.
【請求項3】 前記電力制御手段が、前記CCDの露出
時に、前記CCDの出力増幅器に電力を供給しないよう
に構成されたことを特徴とする請求項2に記載の撮像装
置。
3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the power control unit is configured not to supply power to an output amplifier of the CCD when the CCD is exposed.
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