JPH1032743A - Image adding device - Google Patents
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- JPH1032743A JPH1032743A JP8186076A JP18607696A JPH1032743A JP H1032743 A JPH1032743 A JP H1032743A JP 8186076 A JP8186076 A JP 8186076A JP 18607696 A JP18607696 A JP 18607696A JP H1032743 A JPH1032743 A JP H1032743A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡による観察
像の複数合焦点における画像を加算処理する画像加算装
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 adding apparatus for adding images at a plurality of focal points of an image observed by a microscope.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光学顕微鏡に用いられる結像光学
系では、光学的に解像度にすぐれ、かつ明るさの大きな
画像を取り込もうとしたら、開口の大きな光学素子を採
用したものを用いればよいことが知られている。また、
このような結像光学系に用いられるレンズに代表される
結像用光学素子は、その開口が大きくなると、焦点深度
が浅くなることも知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming optical system used in an optical microscope should employ an optical element having a large aperture in order to capture an image having excellent optical resolution and high brightness. It has been known. Also,
It is also known that an imaging optical element typified by a lens used in such an imaging optical system has a smaller depth of focus as its aperture becomes larger.
【0003】ところが、このような結像光学系を用いた
顕微鏡、カメラ、内視鏡などの画像機器の分野では、得
られた画像が解像度や明るさに優れていることが望まし
いのは無論であるが、同時に焦点深度が深い画像である
ことが強く要求される。However, in the field of imaging equipment such as a microscope, a camera, and an endoscope using such an imaging optical system, it is of course desirable that the obtained image has excellent resolution and brightness. However, at the same time, it is strongly required that the image has a large depth of focus.
【0004】このことは、例えば光学顕微鏡による標本
検査観察において、段差のある標本、例えば半導体ウエ
ハーのパターン、凹凸のある生物標本、LCDパネル検
査などを取り扱うと、従来の焦点深度の浅いままの画像
では観察画像にぼけ画像が混在し、検査過程に支障をき
たす可能性がある。[0004] This means that, for example, when a specimen having a step, for example, a pattern of a semiconductor wafer, a biological specimen having irregularities, an LCD panel inspection, and the like are handled in a specimen inspection observation using an optical microscope, a conventional image with a small depth of focus is obtained. In this case, the blurred image is mixed in the observation image, which may hinder the inspection process.
【0005】特に、顕微鏡により段差のある試料を観察
するような場合、試料の位置によってピントのあう合焦
位置が異なるため、観察画像には、ステージと対物レン
ズの距離によって、ピントが合ってはっきりと見える部
分と、ピントが外れてぼやけて見える部分が生じてしま
う。[0005] In particular, when observing a sample having a step with a microscope, the in-focus position differs depending on the position of the sample. Therefore, the observation image is clearly focused upon the distance between the stage and the objective lens. There will be a part that looks like and a part that looks out of focus and blurry.
【0006】そこで、このような段差のある試料を観察
のに、焦点深度を深くして表示する方法が知られてい
る。この方法では、まず、試料を載置したステージをZ
方向、つまり対物レンズの光軸方向に移動しながら複数
の画像を取り込み、これら画像の加算を行うようにす
る。こうすると、段差のある試料面の全ての位置にピン
トが合った画像の情報と、ピントの合っていない画像情
報が得られるので、このうちのぼけ画像を取り除くべ
く、加算画像に対して画像処理による回復処理を行い、
最終的にどの面にもピントの合った画像を得るようにし
ている。Therefore, there is known a method of observing a sample having such a step by increasing the depth of focus for observation. In this method, first, the stage on which the sample is placed is moved to Z
A plurality of images are captured while moving in the direction, that is, in the direction of the optical axis of the objective lens, and the images are added. In this way, information of an image focused on all positions on the sample surface having a step and image information out of focus can be obtained. In order to remove a blurred image, image processing is performed on the added image. To perform a recovery process,
The goal is to get an image that is in focus on any surface.
【0007】一方、観察画像において、ぼけた画像とし
て見にくくなる現象は、像ぶれを起こした画像の場合も
ある。このような像ぶれ画像は、顕微鏡により試料を拡
大して観察することから、わずかなステージのぶれも対
物レンズを通したCCD面上では拡大され、TVカメラ
観察画像に大きなぶれを生じるからである。On the other hand, the phenomenon that it is difficult to view an observed image as a blurred image is sometimes caused by an image blur. Such an image blurred image is obtained by observing a sample with a microscope while magnifying the sample, so that even a slight shake of the stage is magnified on the CCD surface through the objective lens, and a large blur occurs in the image observed by the TV camera. .
【0008】このような観察像の揺れにより見にくくな
る現象は、顕微鏡観察に限らず、一般のTVカメラを通
した観察するときにも生じている。そこで、従来、この
ような像ぶれを防止するため、次のような方法でぶれ量
を検出することで対処している。[0008] Such a phenomenon that it becomes difficult to see due to the fluctuation of the observed image occurs not only in the observation using a microscope, but also when the observation is performed through a general TV camera. Therefore, conventionally, in order to prevent such image blur, a measure has been taken by detecting a blur amount by the following method.
【0009】(a)角速度センサにより、X方向及びY
方向のぶれ量を検出するもの。 (b)画像処理(パターンマッチング)により、動きベ
クトルを求め、像ぶれ量の検出を行うもの。 このように、従来から、顕微鏡による観察像のぼけ画像
を取り除く方法として、焦点深度を深くする方法や像ぶ
れを防止する方法などが採用されている。(A) The angular velocity sensor detects the X direction and the Y direction.
Detects the amount of direction blur. (B) A motion vector is obtained by image processing (pattern matching) and the amount of image blur is detected. As described above, conventionally, as a method of removing a blurred image of an image observed by a microscope, a method of increasing the depth of focus, a method of preventing image blur, and the like have been adopted.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法を採用しても、さらに以下のような問題があった。
つまり、顕微鏡による試料検査では、ステージをZ方向
に移動させると、この時の移動に伴ってステージがXY
方向に横ゆれを生じたり、複数位置の検査を行うのに、
現在の検査位置から次の検査位置に移動する際にステー
ジに振動を生ずる現象がある。また、顕微鏡は、試料を
拡大して観察するため、わずかなステージのぶれも対物
レンズを通してCCD面上では拡大され、TVカメラ観
察画像に大きく像ぶれを生じる。However, even if such a method is employed, there are still the following problems.
That is, in the sample inspection using a microscope, when the stage is moved in the Z direction, the stage is moved along with the XY movement.
In order to cause lateral sway or to inspect multiple positions,
There is a phenomenon that the stage vibrates when moving from the current inspection position to the next inspection position. In addition, since the microscope observes the sample while enlarging it, even a slight shake of the stage is enlarged on the CCD surface through the objective lens, and a large image blur occurs in the image observed by the TV camera.
【0011】この結果として、Z方向にステージ移動し
た時の複数合焦面の画像を取り込み、これら画像を加算
するような場合、各画像の取り込み時に、それぞれステ
ージX,Y方向の振動が存在すると、画像がX,Y方向
に位置ぶれしたものが取り込まれ、これら取込み画像を
加算すると、像ぶれした画像が何枚も重ねられ、いわゆ
る手ぶれ写真のような画像となる。この像ぶれは加算枚
数が多くなるほど手ぶれした写真のようになる傾向が強
くなり、画質劣化が著しく、これを回復処理しようとし
ても良好な画像は得られない。このため、わずかなステ
ージの位置ぶれによる像ぶれも画素単位で除去する必要
がある。As a result, when images of a plurality of focal planes when the stage is moved in the Z direction are captured and these images are added, when the images are captured, vibrations in the stages X and Y exist, respectively. When the captured images are added and these captured images are added, a number of image-blurred images are superimposed to form an image like a so-called camera shake photograph. As the number of added images increases, the tendency of the image blur to become a blurred photograph becomes stronger, and the image quality deteriorates remarkably. Even if an attempt is made to recover the image, a good image cannot be obtained. For this reason, it is necessary to remove image blur due to slight stage position blur in pixel units.
【0012】図8は、像ぶれの状態を具体的に示すもの
で、いま、顕微鏡に100倍の対物レンズ101を用
い、観察像の撮像手段として2/3インチのCCDカメ
ラ102を使用した場合、一般的に、このサイズのCC
Dカメラ102は、CCD面上で14μm×14μm程
度が1画素として認識される。ここで、ステージ103
が振動して試料104の観察点が1μmぶれたとする
と、CCD面上では1μm×100倍で、100μmぶ
れることになり、これを画素数に直すと、100μm/
14μmより、ほぼ7画素となる。FIG. 8 specifically shows the state of image blurring, in which a 100 × objective lens 101 is used for a microscope and a 2/3 inch CCD camera 102 is used as an image pickup means for observation images. , Generally this size CC
The D camera 102 recognizes about 14 μm × 14 μm as one pixel on the CCD surface. Here, stage 103
If the observation point of the sample 104 is displaced by 1 μm due to the vibration, the displacement is 1 μm × 100 times and 100 μm on the CCD surface.
From 14 μm, it is almost 7 pixels.
【0013】このことは、複数の合焦面の画像を加算す
ると、X,Y方向に大きくぶれた画像を加算することに
なるため、実際の画像とまったく違うものになってしま
う。例えば、図9(a)に示すようにステージ103の
Z方向の移動により3点の合焦位置から3枚の画像取り
込むような場合、ステージ103にぶれがない場合は、
Za,Zb,Zcの各位置で画像が取り込まれ、これら
の加算画像は、同図(b)に示すようになる。This means that when images of a plurality of focal planes are added, an image greatly shaken in the X and Y directions is added, which is completely different from an actual image. For example, as shown in FIG. 9A, when three images are captured from three focus positions by moving the stage 103 in the Z direction, and when the stage 103 is not blurred,
Images are captured at each position of Za, Zb, and Zc, and these added images are as shown in FIG.
【0014】ところが、ステージ103にX,Y方向の
振動が存在すると、各画像は、図10(a)〜(c)の
状態で取り込まれる。つまり、図10(a)は、1枚目
の画像の取り込み状態を示すもので、この場合は、直接
メモリに取り込まれるので、ステージ3のぶれは関係な
くできる。しかし、2枚目以降は、ステージ103が
X,Y方向にぶれながら画像を取り込みむようになるた
め、これらの加算画像は、同図(b),(c)に示すよ
うになり、この時、上述したようにステージ3が1μm
ぶれると、画像のぶれは7画素にもなることから、図9
(b)に示す本来の加算画像とまったく違うものになっ
てしまう。However, when vibrations in the X and Y directions are present on the stage 103, each image is captured in the state shown in FIGS. In other words, FIG. 10A shows a state in which the first image is captured. In this case, the image is directly captured in the memory. However, since the second and subsequent sheets take in images while the stage 103 shakes in the X and Y directions, these added images are as shown in FIGS. 3B and 3C. Stage 3 is 1 μm
When the image is blurred, the image blur is as large as 7 pixels.
This is completely different from the original added image shown in FIG.
【0015】このことから、ステージ103のぶれ量を
極力抑えてCCDカメラ102のCCD面上での像ぶれ
を、いかなる場合でも1画素以下にすることが考えられ
るが、これには、ステージ103のぶれ量を14μm/
100倍=0.14μmの精度で検出する必要があり、
このような精度を満足する像ぶれ検出には、角速度セン
サーは不向きで、顕微鏡画像として、かような高精度の
検出には対応できない。From this, it is conceivable that the image blur on the CCD surface of the CCD camera 102 is reduced to one pixel or less in any case by minimizing the amount of blur of the stage 103. 14 μm /
It is necessary to detect with an accuracy of 100 times = 0.14 μm,
The angular velocity sensor is not suitable for image blur detection that satisfies such accuracy, and cannot respond to such high-precision detection as a microscope image.
【0016】また、画像処理によるぶれ検出について
は、ステージをZ方向に移動しながら、複数の合焦面の
画像を加算し、加算画像に対して回復処理を行って焦点
深度の深い最終画像を得るため、図11(a)に示すよ
うに像取り込みの開始位置Zsにてパターンマッチング
用に設定した図形p1の画像パターンは、ステージのZ
方向への移動にともない合焦点のぶれによりコントラス
トが低下し、同図(b)では、検出できた画像パターン
も、同図(c)では、画像パターンのうち図形p1がぼ
けて検出できなくなり、さらにステージ移動が焦点深度
以上に進むと、同図(d)に示すように図形p1がまっ
たく検出できなくなる。なお、図形p2は、像取り込み
の開始位置Zsでは見えなかったものが、ステージ移動
とともに、画像パターンの図形p1に代わって見えるよ
うになる様子を示している。In addition, regarding blur detection by image processing, while moving the stage in the Z direction, images of a plurality of focal planes are added, and a recovery process is performed on the added image to obtain a final image having a deep depth of focus. 11A, the image pattern of the figure p1 set for pattern matching at the image capturing start position Zs as shown in FIG.
The contrast decreases due to the movement of the focal point with the movement in the direction, and the image pattern that can be detected in FIG. 4B is not detected because the figure p1 is blurred in the image pattern in FIG. When the stage movement further proceeds beyond the depth of focus, the figure p1 cannot be detected at all as shown in FIG. It is to be noted that the figure p2, which was not visible at the image capturing start position Zs, is shown as a substitute for the figure p1 of the image pattern as the stage moves.
【0017】このようにして、パターンマッチングを用
いて像ぶれの検出ができる範囲は、ステージが焦点深度
の範囲内で移動する場合に限られてしまい、それ以上移
動する場合には像ぶれの検出ができなかった。In this manner, the range in which image blur can be detected using pattern matching is limited to the case where the stage moves within the range of the depth of focus. Could not.
【0018】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、複数画像の加算処理をぶれの影響を受けることなく
正確に行うことができ、良質な加算画像が得られる画像
加算装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an image adding apparatus capable of accurately performing addition processing of a plurality of images without being affected by blurring and obtaining a high-quality added image. The purpose is to:
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数合焦点における各画像を加算処理する画像加算装置
において、合焦点の画像データを取り込む画像データ取
り込み手段と、この画像データ取り込み手段より取り込
まれた画像データを記憶する記憶手段と、合焦点への移
動による前記画像データ取り込み手段により取り込まれ
る画像データのぶれ量を検出するぶれ量検出手段と、こ
のぶれ量検出手段により検出されたぶれ量により前記記
憶手段の書き込み、読み出しアドレスを制御するアドレ
ス制御手段と、このアドレス制御手段のアドレス制御に
より前記記憶手段より読み出された画像データに前記画
像データ取り込み手段より取り込まれる画像データを加
算するとともに、該加算された画像データを前記記憶手
段に書き込む制御手段とにより構成している。According to the first aspect of the present invention,
In an image adding apparatus for adding images at a plurality of focal points, an image data capturing means for capturing image data at the focal point, a storage means for storing image data captured by the image data capturing means, A blur amount detecting means for detecting a blur amount of the image data captured by the image data capturing means due to movement, and an address control means for controlling a write / read address of the storage means based on the blur amount detected by the blur amount detecting means. Control means for adding image data captured by the image data capturing means to image data read from the storage means by the address control of the address control means, and writing the added image data to the storage means It consists of:
【0020】請求項2記載の発明は、請求項1記載にお
いて、前記画像データ取り込み手段は、対物レンズを介
してステージ上の試料の観察画像の画像データを取り込
み、前記ぶれ量検出手段は、前記ステージの前記対物レ
ンズの光軸方向の移動によるステージのぶれ量を検出
し、前記アドレス制御手段は、前記ぶれ量検出手段によ
り検出されたぶれ量とさらに前記対物レンズに関する情
報により前記記憶手段の書き込み、読み出しアドレスを
制御するようにしている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the image data capturing means captures image data of an observation image of a sample on a stage via an objective lens, and the blur amount detecting means includes The amount of shake of the stage due to movement of the objective lens in the optical axis direction of the stage is detected, and the address control means writes the data in the storage means based on the shake amount detected by the shake amount detection means and further information on the objective lens. The read address is controlled.
【0021】請求項3記載の発明は、請求項2記載にお
いて、ぶれ量検出手段は、前記ステージに設けられる光
学式エンコーダからなっている。この結果、請求項1記
載の発明によれば、複数合焦点における画像を加算処理
する際、画像データ取り込み手段により取り込まれる画
像データにぶれを生じるような場合でも、この時のぶれ
量に応じて読み出しアドレスが制御された記憶手段から
の画像データに取り込み画像データが加算されるように
なるので、取り込み画像のぶれの影響を受けない、正確
な画像加算を行うことができ、良質な加算画像を得るこ
とができる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the shake amount detecting means comprises an optical encoder provided on the stage. As a result, according to the first aspect of the present invention, when the image at the plurality of focal points is added, even when the image data captured by the image data capturing unit is blurred, the image data is adjusted according to the blur amount at this time. Since the captured image data is added to the image data from the storage unit in which the read address is controlled, accurate image addition can be performed without being affected by the blur of the captured image. Obtainable.
【0022】また、請求項2記載の発明によれば、記憶
手段のアドレスを制御に、ステージのぶれ量と、対物レ
ンズに関する情報を加味しているので、対物レンズ倍率
に合わせた精度の高いぶれ量制御が可能になる。さら
に、請求項3記載の発明によれば、ぶれ量検出に光学式
エンコーダを用いているので、さらに精度の高いぶれ量
検出を実現できる。According to the second aspect of the invention, since the amount of movement of the stage and the information on the objective lens are added to the control of the address of the storage means, a high-precision shake corresponding to the magnification of the objective lens is provided. Volume control becomes possible. Furthermore, according to the third aspect of the present invention, since the optical encoder is used for detecting the blur amount, it is possible to realize the blur amount detection with higher accuracy.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明が適用される顕微鏡
の画像加算装置の概略構成を示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a microscope image adding apparatus to which the present invention is applied.
【0024】図において、1は光学顕微鏡本体で、この
光学顕微鏡本体1は、図示しない試料を載置するステー
ジ2、対物レンズ3、顕微鏡観察用テレビカメラ4を有
していて、対物レンズ3を通して得られるステージ2上
の試料の観察像をテレビカメラ4により撮像するように
している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an optical microscope main body, which has a stage 2 for mounting a sample (not shown), an objective lens 3, and a television camera 4 for microscope observation. The obtained observation image of the sample on the stage 2 is taken by the television camera 4.
【0025】また、20は画像加算装置本体で、この装
置本体20では、テレビカメラ4にA/D変換器5を接
続している。このA/D変換器5は、テレビカメラ4か
らのビデオ信号をデジタル信号に変換するものである。Reference numeral 20 denotes an image adding apparatus main body, in which the A / D converter 5 is connected to the television camera 4. The A / D converter 5 converts a video signal from the television camera 4 into a digital signal.
【0026】そして、このA/D変換器5には、加算器
6、画像メモリ7、除算器8、空間フィルタ9、画像メ
モリ10、D/A変換器11を順に接続し、このD/A
変換器11に表示部19を接続している。An adder 6, an image memory 7, a divider 8, a spatial filter 9, an image memory 10, and a D / A converter 11 are connected to the A / D converter 5 in this order.
The display unit 19 is connected to the converter 11.
【0027】ここで、加算器6は、テレビカメラ4から
の入力画像とメモリ画像7に記憶された画像を加算する
ものである。画像メモリ7は、加算器6で加算された結
果を格納するものである。さらに、除算器8は、画像メ
モリ7に蓄えられた加算画像を加算枚数で除算を行い1
枚分の画像に戻すためのものである。空間フィルタ9
は、回復処理を行うためのものである。画像メモリ10
は、回復処理された表示画像データを記憶するものであ
る。そして、D/A変換器11は、画像メモリ10より
読み出される表示用画像データをアナログデータ変換
し、これを表示部19に表示するためのものである。Here, the adder 6 adds the image input from the television camera 4 and the image stored in the memory image 7. The image memory 7 stores the result added by the adder 6. Further, the divider 8 divides the added image stored in the image memory 7 by the number of added images, and
This is for returning the image to the number of sheets. Spatial filter 9
Is for performing a recovery process. Image memory 10
Stores the display image data subjected to the recovery processing. The D / A converter 11 converts the display image data read from the image memory 10 into analog data, and displays the converted image data on the display unit 19.
【0028】一方、装置本体20のステージ2に光学式
エンコーダからなるぶれ検出部12を設け、対物レンズ
3に対応させて対物レンズ情報読み取り部13を設けて
いる。ここで、ぶれ検出部12は、顕微鏡本体1のステ
ージ2に固定して設けられ、ステージ2のX,Y方向へ
のぶれ量を検出するものである。対物レンズ情報読み取
り部13は、現在使用している対物レンズ3の倍率を読
み取るものである。On the other hand, a shake detector 12 composed of an optical encoder is provided on the stage 2 of the apparatus main body 20, and an objective lens information reader 13 is provided corresponding to the objective lens 3. Here, the shake detecting unit 12 is provided fixed to the stage 2 of the microscope main body 1 and detects the amount of shake of the stage 2 in the X and Y directions. The objective lens information reading unit 13 reads the magnification of the objective lens 3 currently used.
【0029】ぶれ検出部12には、像ぶれ補正量計算部
14を接続し、この像ぶれ補正量計算部14にメモリコ
ントローラ15を接続している。像ぶれ補正量計算部1
4は、ぶれ検出部12の光学式エンコーダにより検出さ
れたぶれ量と対物レンズ情報読み取り部13の対物レン
ズ情報により補正画素数を計算するものである。メモリ
コントローラ15は、像ぶれ補正量計算部14で計算さ
れた像ぶれ補正量に基づいて、画像加算用メモリ7、画
像表示用メモリ10への書き込み、読み出しアドレスを
制御するものである。An image blur correction amount calculator 14 is connected to the blur detector 12, and a memory controller 15 is connected to the image blur correction amount calculator 14. Image blur correction amount calculation unit 1
Numeral 4 is for calculating the number of correction pixels based on the amount of blur detected by the optical encoder of the blur detection unit 12 and the objective lens information of the objective lens information reading unit 13. The memory controller 15 controls writing and reading addresses to and from the image addition memory 7 and the image display memory 10 based on the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit 14.
【0030】そして、これら加算器6、除算器8、空間
フィルタ9、ぶれ検出部12、対物レンズ情報読み取り
部13、像ぶれ補正量計算部14には、CPU16を接
続し、このCPU16により画像処理、像ぶれ補正およ
び駆動制御の全体をコントロールするようにしている。
また、CPU16には、ステージ2をZ方向、つまり対
物レンズ3の光軸方向に駆動するステージ駆動部17と
ダイナミックフォーカスなどを指示する操作部18を接
続している。A CPU 16 is connected to the adder 6, the divider 8, the spatial filter 9, the blur detector 12, the objective lens information reader 13, and the image blur correction amount calculator 14, and the CPU 16 performs image processing. , And controls the entire image blur correction and drive control.
The CPU 16 is connected to a stage driving unit 17 for driving the stage 2 in the Z direction, that is, the optical axis direction of the objective lens 3, and an operation unit 18 for instructing dynamic focus and the like.
【0031】図2は、ぶれ検出部12の光学式エンコー
ダの概略構成を示している。この場合、顕微鏡本体1の
ステージ2は、ステージ台21上にX方向のみに移動可
能に第1のステージ22を設け、さらに第1のステージ
22上にY方向のみに移動可能に第2のステージ23を
設けたもので、X方向ぶれ検出用光学式エンコーダ12
1は、ステージ台21にフォトディテクタ1211、第
1のステージ22にリニアスケール1212を設け、一
方、Y方向ぶれ検出用光学式エンコーダ122は、第1
のステージ22にフォトディテクタ1221、第2のス
テージ23にリニアスケール1222を設けるようにし
ている。FIG. 2 shows a schematic configuration of an optical encoder of the shake detecting section 12. In this case, the stage 2 of the microscope main body 1 is provided with a first stage 22 on a stage table 21 so as to be movable only in the X direction, and a second stage on the first stage 22 so as to be movable only in the Y direction. 23, the optical encoder 12 for X-direction shake detection.
Reference numeral 1 denotes a photodetector 1211 provided on a stage 21 and a linear scale 1212 provided on a first stage 22. On the other hand, an optical encoder 122 for detecting a Y-direction
The stage 22 is provided with a photodetector 1221, and the second stage 23 is provided with a linear scale 1222.
【0032】このようにすることで、ステージ2のZ方
向への移動では、第1および第2のステージ22、23
ともステージ台21とともに移動するので、X方向ぶれ
検出用光学式エンコーダ121のフォトディテクタ12
11とリニアスケール1212の間およびY方向ぶれ検
出用光学式エンコーダ122のフォトディテクタ122
1とリニアスケール1222の間とも相対位置に変化を
生じないが、X方向の移動には、ステージ台21に対し
て第1のステージ22が移動し、X方向ぶれ検出用光学
式エンコーダ121のフォトディテクタ1211とリニ
アスケール1212の間の相対位置に変化が生じ、ま
た、Y方向の移動には、第1のステージ22に対して第
2のステージ23が移動し、Y方向ぶれ検出用光学式エ
ンコーダ122のフォトディテクタ1221とリニアス
ケール1222の間の相対位置に変化が生じることか
ら、ステージ2のX,Y方向へのそれぞれのぶれ量を検
出することができるようになる。In this way, when the stage 2 moves in the Z direction, the first and second stages 22 and 23
Since both of them move together with the stage table 21, the photodetector 12 of the optical encoder 121 for X-direction shake detection
11 and the linear scale 1212 and the photodetector 122 of the optical encoder 122
1 and the linear scale 1222, the relative position does not change. However, for the movement in the X direction, the first stage 22 moves with respect to the stage table 21 and the photodetector of the optical encoder 121 for X-direction shake detection. A change occurs in the relative position between the linear scale 1211 and the linear scale 1212, and in the movement in the Y direction, the second stage 23 moves with respect to the first stage 22, and the optical encoder 122 for blur detection in the Y direction Since the relative position between the photodetector 1221 and the linear scale 1222 changes, the amount of shake of the stage 2 in the X and Y directions can be detected.
【0033】この場合、これら光学式エンコーダ12
1、122は、図3(a)に示すように各フォトディテ
クタ1211、1221からA相、B相の2系統の出力
が得られる。これら2系統の出力は、それぞれ90度位
相のずれた正弦波となっているので、この2つの出力を
用いると、図3(b)のようにぶれ量を角度として検出
できることになる。In this case, the optical encoder 12
As shown in FIG. 3A, outputs 1 and 122 are obtained from two systems of A-phase and B-phase from the photodetectors 1211 and 1221, respectively. Since the outputs of these two systems are sine waves with a phase shift of 90 degrees, the use of these two outputs makes it possible to detect the amount of shake as an angle as shown in FIG. 3B.
【0034】ここで、光学式エンコーダ121、122
の分解能としては、リニアスケールの1ピッチが8μ
m、フォトディテクタからの出力から1周期を80分割
できるものがあり、8μm÷80=0.1μmとなっ
て、0.1μmの精度での検出が可能である。このこと
から、顕微鏡ステージのぶれ補正の必要精度である0.
14μm以下のぶれ検出精度を実現できる。Here, the optical encoders 121 and 122
As for the resolution, one pitch of the linear scale is 8μ.
m, one cycle can be divided into 80 from the output from the photodetector, and 8 μm ÷ 80 = 0.1 μm, and detection with an accuracy of 0.1 μm is possible. From this, the required accuracy of the blur correction of the microscope stage, 0.
A blur detection accuracy of 14 μm or less can be realized.
【0035】次に、このように構成した実施の形態の動
作を図4に示すフローチャートにより説明する。まず、
ステップ401で、スタート位置へ測定画像位置を移動
し、この位置を基準位置とする。次に、ステップ402
で、操作部18で画像加算処理スタートのボタンが押さ
れるまで待機する。そして、ボタンが押されたら、ステ
ップ403で、モータ駆動部17によりパルスモータに
必要信号数のパルスと移動方向の信号を入力し、画像取
込開始位置までZ方向に移動し、移動後は、ステップ4
04で、所定距離だけZ方向にステージを移動しなが
ら、目的の位置にきたらステージ2上の試料の画像をテ
レビカメラ4により撮像する。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First,
In step 401, the measurement image position is moved to the start position, and this position is set as a reference position. Next, step 402
Then, the operation unit 18 waits until the button for starting the image addition process is pressed. Then, when the button is pressed, in step 403, the required number of pulses and the signal of the moving direction are input to the pulse motor by the motor driving unit 17, and the motor is moved in the Z direction to the image capturing start position. Step 4
In step 04, when the stage is moved in the Z direction by a predetermined distance, when the target position is reached, an image of the sample on the stage 2 is captured by the television camera 4.
【0036】この画像撮像では、同時にステージ2のぶ
れ量も検出し、像ぶれ補正を行う。具体的には、最初に
画像の1フレーム目の垂直同期信号の立ち下がりをトリ
ガにしてステージ2のぶれ量をぶれ検出部12の光学式
エンコーダにより検出する。In this image pickup, the blur amount of the stage 2 is also detected at the same time, and image blur correction is performed. Specifically, first, the falling amount of the vertical synchronization signal of the first frame of the image is used as a trigger to detect the amount of shake of the stage 2 by the optical encoder of the shake detection unit 12.
【0037】次いで、ステップ405で、対物レンズ情
報取得部13により、対物レンズ3の倍率を読み込み、
像ぶれ補正量計算部14に与え、この像ぶれ補正量計算
部14により、対物レンズ3の倍率を加味したぶれ検出
部12からのステージ2のぶれ量に基づいて像ぶれが画
像に対して何ライン、何画素ぶれているかを計算する。Next, at step 405, the magnification of the objective lens 3 is read by the objective lens information acquisition unit 13, and
The image blur correction amount calculation unit 14 gives the image blur correction amount calculation unit 14 how much the image blur is based on the blur amount of the stage 2 from the blur detection unit 12 in consideration of the magnification of the objective lens 3. Calculate how many pixels are out of line.
【0038】そして、この計算結果を、メモリコントロ
ーラ15に送り、ステップ406で、このメモリコント
ローラ15により、加算用メモリ7のリード、ライトの
アドレスを制御する。つまり、メモリコントローラ15
では、加算用メモリ7からの加算用画像データによりテ
レビカメラ4の撮像画像の像ぶれをキャンセルするよう
に、その読み出し、書き込みタイミングを制御する。Then, the calculation result is sent to the memory controller 15, and in step 406, the memory controller 15 controls the read and write addresses of the addition memory 7. That is, the memory controller 15
Then, the read and write timings are controlled so that the image blur of the image captured by the television camera 4 is canceled by the addition image data from the addition memory 7.
【0039】次いで、このタイミングで読み出した加算
用データを(ステップ407)、ステップ408で、加
算器6によりカメラ4で撮像されたデータと加算し、さ
らに、この加算結果を、メモリコントローラ15により
書き込みアドレスを制御された加算用メモリ7に再格納
する(ステップ409)。この場合、テレビカメラ4か
らのデータは、A/D変換器5で所定のクロックの周期
でデジタルデータに変換されたものである。Next, the addition data read at this timing (step 407) is added to the data captured by the camera 4 by the adder 6 in step 408, and the addition result is written by the memory controller 15 The address is stored again in the controlled addition memory 7 (step 409). In this case, the data from the television camera 4 is converted into digital data by the A / D converter 5 at a predetermined clock cycle.
【0040】このような動作は、加算枚数分だけ繰り返
えすことになるが、ステップ410で、加算終了を判断
するまで、ステップ411で、ステージ2を次の画像取
り込み位置まで移動して、ステップ404に戻り、上述
したと同様な動作を繰り返す。そして、ステップ410
で、画像加算を終了すると、空間フィルタ9を用いた回
復処理を行う。Such an operation is repeated by the number of images to be added. In step 410, the stage 2 is moved to the next image capturing position in step 411 until completion of the addition is determined. Returning to 404, the same operation as described above is repeated. And step 410
When the image addition is completed, a restoration process using the spatial filter 9 is performed.
【0041】この場合、ステップ412で、メモリコン
トローラ15により、像ぶれ補正量計算部14で得られ
た像ぶれ量を補正して表示用メモリ10の書き込み、読
み出しを制御しながら以下の回復処理を実行する。In this case, in step 412, the memory controller 15 corrects the image blur amount obtained by the image blur correction amount calculator 14 and performs the following recovery processing while controlling the writing and reading of the display memory 10. Run.
【0042】この場合、まず、加算用メモリ7から読み
出した加算画像データを除算器8に与える。除算器8で
は、加算画像データを加算した枚数で除算し1枚分の画
像データに戻し、これを空間フィルタ9での回復処理に
より周波数成分の高いエッジ部を強調し、加算後のぼけ
部分を除いて合焦画像のみを復元し、この復元画像を、
ステップ414で、表示用メモリ10に書き込む。そし
て、ステップ415で、表示用メモリ10中の表示画像
データのうち有効データ領域のみを読み出し、これをD
/A変換器111によりアナログ変換した後、ステップ
416で、表示部19に回復処理された試料観察像とし
て表示する。In this case, first, the addition image data read from the addition memory 7 is given to the divider 8. The divider 8 divides the added image data by the number of added images to return the image data to one image data. The image data is restored by the spatial filter 9 to emphasize an edge portion having a high frequency component. Only the in-focus image is restored, and this restored image is
At step 414, the data is written to the display memory 10. Then, in step 415, only the valid data area of the display image data in the display memory 10 is read out, and
After the analog conversion by the / A converter 111, in step 416, the image is displayed on the display unit 19 as the restored sample observation image.
【0043】図5は、メモリコントローラ15による画
像加算タイミングを説明するものである。いま、同図
(a)が加算用メモリ7に記憶されている加算画像デー
タ、同図(b)がテレビカメラ4から入力された像ぶれ
を伴った入力画像データであるとすると、テレビカメラ
4からの入力画像データによる同図(b)の破線で示す
(xts,yts),(xte,yte)の領域に対し、像ぶれ
補正量計算部14で得られた像ぶれ補正量に基づいて、
加算用メモリ7からは同図(a)の破線で示す(xms,
yms),(xme,yme)の領域が指定され、加算用メモ
リ7からの加算画像データの読み出し領域は同図
(c)、入力画像データの加算領域は、同図(d)に示
すようになって、これら領域が加算器6で加算されるこ
とにより、同図(e)に示す加算結果が生成され、これ
を再び加算用メモリ7に格納されることで像ぶれが補正
されることになる。FIG. 5 illustrates the timing of image addition by the memory controller 15. Now, assuming that FIG. 7A is the added image data stored in the addition memory 7 and FIG. 7B is the input image data with image blur input from the TV camera 4, In the region (xts, yts) and (xte, yte) indicated by broken lines in FIG.
From the addition memory 7, (xms,
(ms), (xme, yme) are designated, the readout area of the added image data from the addition memory 7 is as shown in FIG. 3C, and the addition area of the input image data is as shown in FIG. Then, these areas are added by the adder 6 to generate an addition result shown in FIG. 9E, which is stored in the addition memory 7 again to correct the image blur. Become.
【0044】この場合、このような像ぶれ補正により、
有効画素期間が少なくなっていく。このことは、カメラ
入力画像の有効画素期間は決まっているため、ぶれ補正
により、最終的に得られる表示画像が小さくなってしま
うことである。In this case, by such image blur correction,
The effective pixel period decreases. This means that, since the effective pixel period of the camera input image is fixed, the finally obtained display image is reduced by the blur correction.
【0045】例えば、NTSC方式で水平方向の有効画
素640画素、有効ライン480ラインの場合、表示サ
イズが640×400のディスプレイでは、水平方向へ
のぶれは直接に有効画像領域に影響して表示領域が減っ
てしまう。しかし、垂直方向へのぶれは、480−40
0=80ラインだけ余るため、この範囲であれば、ぶれ
補正による有効ライン数の減少を吸収し、400ライン
表示することができる。また、さらに像ぶれが大きくな
るような場合は、有効画素期間が十分長いテレビ方式を
用いて、有効画素、有効ラインの減少を吸収できるよう
にする必要がある。このような方式を用いても補正でき
ないような像ぶれ、たとえば処理後の画面全体の半分位
になってしまうような像ぶれに対しては、もう一度画像
の取り込みをやり直すといった制御を行えば、十分必要
な有効画像エリアを確保することができる。For example, in the case of 640 effective pixels in the horizontal direction and 480 effective lines in the NTSC system, in a display having a display size of 640 × 400, horizontal blur directly affects the effective image area and the display area. Will decrease. However, the vertical blur is 480-40.
Since 0 = 80 lines are left, in this range, a decrease in the number of effective lines due to blur correction is absorbed, and 400 lines can be displayed. Further, when the image blur is further increased, it is necessary to use a television system having a sufficiently long effective pixel period so as to absorb the decrease in the effective pixels and the effective lines. For image blur that cannot be corrected even by using such a method, for example, image blur that is about half of the entire screen after processing, it is sufficient to perform control such as reacquiring the image again. A necessary effective image area can be secured.
【0046】従って、このようにすれば、複数合焦点に
おける各画像を加算処理する際に、テレビカメラ4より
取り込まれる画像データに、ステージ2の移動に原因す
るぶれを生じるような場合でも、ステージ2のぶれ量を
光学式エンコーダからなるぶれ検出部12で検出し、こ
のぶれ検出部12により検出されたぶれ量と対物レンズ
情報読み取り部13の対物レンズ情報により像ぶれ補正
量計算部14により像ぶれ補正量を計算し、この結果に
応じてメモリコントローラ15により加算用メモリ7の
読み出しアドレスが制御され、このアドレス制御により
加算用メモリ7より読み出された画像データにテレビカ
メラ4より取り込まれる画像データを加算するととも
に、さらにこの加算された画像データを加算用メモリ7
に書き込むようになるので、テレビカメラ4より取り込
まれる画像のぶれの影響を受けない、正確な画像加算を
行うことができ、良質な加算画像を得ることができる。Therefore, in this way, when the images at the plurality of focal points are added, even if the image data captured by the television camera 4 may be blurred due to the movement of the stage 2, 2 is detected by a shake detection unit 12 composed of an optical encoder, and the image blur correction amount calculation unit 14 calculates an image based on the shake amount detected by the shake detection unit 12 and the objective lens information of the objective lens information reading unit 13. The blur correction amount is calculated, and the read address of the addition memory 7 is controlled by the memory controller 15 in accordance with the calculation result, and the image data read from the addition memory 7 by the address control is stored in the image data captured by the television camera 4. The data is added, and the added image data is further added to an addition memory 7.
Therefore, accurate image addition can be performed without being affected by blurring of an image taken in from the television camera 4, and a high-quality added image can be obtained.
【0047】なお、第1の実施の形態では、像ぶれの補
正をするのに、加算用メモリ7、表示用メモリ10への
書き込み、読み込みアドレスを制御する方法をとった
が、制御を簡単にするには、ステージ2の振動が収まる
のを待って画像加算を行うような方法をとってもよい。In the first embodiment, a method of controlling writing and reading addresses in the addition memory 7 and the display memory 10 is used to correct image blur. However, the control is simplified. For this purpose, a method may be used in which the image addition is performed after the vibration of the stage 2 has subsided.
【0048】また、試料観察に用いるテレビカメラ4
は、NTSC方式の他に、PAL,SECAM,ハイビ
ジョン等の方式でもよいが、図5に示すように撮影画像
の有効画素期間を制御してメモリへの書き込み、読み出
しを調整するようになっているので、有効画素数が多い
方式ほど像ぶれ補正に伴う有効画素の減少は少なくな
り、画面サイズが大きくできる。また、ぶれ量を読み取
る精度を上げれば、CCDのピクセルサイズは特に制限
はない。 (第2の実施の形態)図6は、本発明が適用される走査
型共焦点顕微鏡の概略構成を示している。A television camera 4 used for sample observation
May be a method such as PAL, SECAM, or Hi-Vision in addition to the NTSC method. However, as shown in FIG. 5, writing and reading to and from a memory are adjusted by controlling the effective pixel period of a captured image. Therefore, as the number of effective pixels increases, the number of effective pixels associated with image blur correction decreases and the screen size can be increased. There is no particular limitation on the pixel size of the CCD if the accuracy of reading the blur amount is increased. (Second Embodiment) FIG. 6 shows a schematic configuration of a scanning confocal microscope to which the present invention is applied.
【0049】図において、31は走査型共焦点顕微鏡本
体で、この顕微鏡本体31は、レーザー光源32、光検
出器33、レンズ34、ピンホール板35、ミラー3
6、ハーフミラー37、XY方向走査機構38、対物レ
ンズ39、観察試料40、試料40を載置するステージ
49、Z方向走査機構48を有している。In the figure, reference numeral 31 denotes a scanning confocal microscope main body, which comprises a laser light source 32, a photodetector 33, a lens 34, a pinhole plate 35, and a mirror 3.
6, a half mirror 37, an XY direction scanning mechanism 38, an objective lens 39, an observation sample 40, a stage 49 on which the sample 40 is mounted, and a Z direction scanning mechanism 48.
【0050】また、顕微鏡本体31に画像処理部41を
接続している。この画像処理部41は、第1のメモリ4
2、第2のメモリ43、演算メモリ44およびこれらメ
モリの書き込み、読み出しアドレスを制御するメモリコ
ントローラ45を有している。An image processing section 41 is connected to the microscope main body 31. The image processing unit 41 includes a first memory 4
2, a second memory 43, an operation memory 44, and a memory controller 45 for controlling writing and reading addresses of these memories.
【0051】さらに、これら顕微鏡本体31および画像
処理部41の他に、CPU46、走査駆動制御回路4
7、Z方向走査機構48、ぶれ検出部50、像ぶれ補正
量計算部51、対物レンズ情報読み取り部52、画像表
示部53を有している。Further, in addition to the microscope main body 31 and the image processing section 41, the CPU 46 and the scanning drive control circuit 4
7, a Z-direction scanning mechanism 48, a blur detection unit 50, an image blur correction amount calculation unit 51, an objective lens information reading unit 52, and an image display unit 53.
【0052】ここで、レーザー光源32は、試料40表
面を走査するスポット光としてのレーザー光を発生する
ためのレーザー光源、ミラー36は、レーザー光源32
からのレーザー光を対物レンズ39に導くための反射鏡
である。ハーフミラー47は、対物レンズ39からの反
射光を検出系に導くための鏡である。レンズ34は、こ
のハーフミラー37を介して得られた試料40からの反
射光を集光するレンズ、ピンホール板35は、所要の径
のピンホールを開けたもので、光検出器33の受光面の
前面におけるレンズ34の焦点位置にそのピンホールを
位置させて配される。光検出器33は、ピンホールを介
して得られる光をその光量対応のの電気信号に変換する
光検出素子である。Here, the laser light source 32 is a laser light source for generating laser light as spot light for scanning the surface of the sample 40, and the mirror 36 is a laser light source 32
Is a reflecting mirror for guiding the laser light from the lens to the objective lens 39. The half mirror 47 is a mirror for guiding the reflected light from the objective lens 39 to a detection system. The lens 34 is a lens for condensing the reflected light from the sample 40 obtained through the half mirror 37, and the pinhole plate 35 has a pinhole of a required diameter. The pinhole is located at the focal position of the lens 34 on the front side of the surface. The photodetector 33 is a photodetector that converts light obtained through the pinhole into an electric signal corresponding to the light amount.
【0053】一方、走査駆動制御回路47は、ステージ
49をX,Y方向に駆動する制御部、XY方向走査機構
38は、走査駆動制御回路47によりX軸方向及びY軸
方向走査用ガルバノミラーをX軸方向、Y軸方向に振る
ことで対物レンズ39に対するスポット光の光路をXY
方向に振らせるようにしている。Z方向走査機構48
は、対物レンズ39をZ方向、つまり同対物レンズ39
の光軸方向に駆動する機構である。対物レンズ情報読み
取り部52は、対物レンズ39の倍率を読み取り、像ぶ
れ補正量を算出する係数を求めるものである。ぶれ検出
部50は、対物レンズ39のぶれ量を検出するものであ
り、像ぶれ補正量計算部51は対物レンズ情報読み取り
部52で得られた対物レンズ情報と、ぶれ検出部で得ら
れたぶれ量から対物レンズ39のぶれが、何画素、何ラ
イン分に相当するか計算するものである。メモリコント
ローラ45は、像ぶれ補正量計算部51の出力を用い、
像ぶれをキャンセルするように第1のメモリ42、第2
のメモリ43、演算メモリ44への書き込み、読み出し
アドレスを制御する。画像表示部53は画像処理回路4
1での処理結果を表示するものである。On the other hand, the scanning drive control circuit 47 controls the stage 49 in the X and Y directions, and the XY direction scanning mechanism 38 controls the X-axis and Y-axis scanning galvanomirrors by the scanning drive control circuit 47. By shaking in the X-axis direction and the Y-axis direction, the optical path of
I try to swing in the direction. Z-direction scanning mechanism 48
Moves the objective lens 39 in the Z direction, that is, the objective lens 39
This is a mechanism for driving in the optical axis direction. The objective lens information reading unit 52 reads the magnification of the objective lens 39 and obtains a coefficient for calculating the image blur correction amount. The blur detector 50 detects the amount of blur of the objective lens 39, and the image blur correction amount calculator 51 calculates the amount of blur of the objective lens obtained by the objective lens information reader 52 and the amount of blur obtained by the blur detector. The number of pixels and the number of lines corresponding to the movement of the objective lens 39 is calculated from the amount. The memory controller 45 uses the output of the image blur correction amount calculation unit 51,
The first memory 42 and the second memory 42 cancel the image blur.
Of the memory 43 and the arithmetic memory 44 are controlled. The image display unit 53 includes the image processing circuit 4
The processing result of step 1 is displayed.
【0054】しかして、かかる第2の実施の形態でも、
ステージ49をZ方向に移動しながら試料40からの入
力画像を取り込むが、この画像取り込みの際に、画像サ
ンプリングパルスを発生する前に、ぶれ検出部50によ
りステージ49のぶれ量検出を行い、対物レンズ情報読
み取り部52で得られた対物レンズ情報も用いて像ぶれ
補正量計算部51で像ぶれ補正量を計算し、この補正量
に基づいてメモリコントローラ45により第1のメモリ
42、第2のメモリ43、演算メモリ44に対する書き
込み、読込みを行うアドレスを制御する。However, in the second embodiment,
The input image from the sample 40 is captured while moving the stage 49 in the Z direction. At the time of capturing the image, the blur detection unit 50 detects the blur amount of the stage 49 before generating an image sampling pulse. The image blur correction amount is calculated by the image blur correction amount calculation unit 51 using the objective lens information obtained by the lens information reading unit 52, and the first memory 42 and the second memory 42 are calculated by the memory controller 45 based on the correction amount. An address for writing and reading to and from the memory 43 and the arithmetic memory 44 is controlled.
【0055】これにより、入力画像は、そのX,Y方向
へのぶれを補正して取り込むことができる。また、この
入力画像の取り込みを、ステージ49をZ方向に移動し
ながら繰り返すことで、X,Y方向への像ぶれのない3
次元像が得られる。As a result, the input image can be captured with its shake in the X and Y directions corrected. Further, by repeating the capture of the input image while moving the stage 49 in the Z direction, the image is not blurred in the X and Y directions.
A two-dimensional image is obtained.
【0056】ところで、このような第2の実施の形態で
は、走査型共焦点顕微鏡を用いるため、あるZ位置での
画像は、レーザー光をX,Y方向に走査することにより
取り込むため、画像の取り込み時にステージ49のぶれ
の影響で、予定した位置を走査せず、異なったX,Y座
標のデータを取り込むおそれがある。In the second embodiment, since the scanning confocal microscope is used, an image at a certain Z position is captured by scanning the laser beam in the X and Y directions. Due to the influence of the shake of the stage 49 at the time of capturing, there is a possibility that data of different X and Y coordinates may be captured without scanning the expected position.
【0057】つまり、図7に示すレーザ光のX,Y方向
の走査において、走査開始位置から出発したレーザー光
は予定では図示実線の走査線に沿って移動し、その反射
光を検出するようになるが、この走査の間にステージぶ
れがあったような場合は、予定の走査線上を通らないこ
とがあり、こうして得られた画像は本来求める画像とは
違ったものになってしまう。That is, in the scanning of the laser beam in the X and Y directions shown in FIG. 7, the laser beam starting from the scanning start position moves along the scanning line shown by the solid line in the drawing, and the reflected light is detected. However, if the stage is shaken during this scanning, the image may not pass on a predetermined scanning line, and the obtained image may be different from the originally desired image.
【0058】そして、このようなぶれの中でも、各ライ
ン走査のぶれが無視できるような周波数帯のもの、つま
り、各1ライン毎は、ほぼぶれなく走査できるが、複数
ライン走査すると、ぶれのため、ライン走査方向(X方
向)に数画素分、走査移動方向(Y方向)に数ライン分
ぶれてしまうようなもの(例えば、走査の開始位置から
200ライン目の走査が、ぶれのため1ライン分ずれて
199ライン目を走査した場合や、200ライン目のス
タート位置が1画素ライン走査方向にずれて走査スター
トした場合)は、以下のようなぶれ補正が可能である。Among such blurs, those in a frequency band where the blur of each line scan can be ignored, that is, each line can be scanned almost without blur, but when a plurality of lines are scanned, the blur occurs. (For example, the scanning of the 200th line from the scanning start position is blurred by one pixel due to the blurring in the line scanning direction (X direction) by several pixels and by several lines in the scanning movement direction (Y direction)). In the case where the 199th line is scanned with a deviation and the start position of the 200th line is shifted in the scanning direction of one pixel line, the following blur correction can be performed.
【0059】このようなぶれ補正を行うには、ぶれ検出
を、テレビの走査でいうブランキング期間に相当する部
分で行うようにすればよい。この場合、ステージがぶれ
によりライン走査方向(X方向)にぶれた場合は画像の
書き込み、読み出しアドレスを制御することで補正可能
である。一方、ライン走査方向(X方向)と垂直方向に
ぶれた場合は、ぶれの方向がわかるため、また、走査の
移動方向と逆方向の場合は、既にその位置の画像は取り
込んであるため、これらの場合は、メモリに対する書き
込みを行わず、さらに、走査の移動方向と同方向の場合
は、途中が抜けてしまうため、そのラインを再度取込み
直すか、画像取込みを中止することで対処するようにな
る。In order to perform such a shake correction, the shake may be detected in a portion corresponding to a blanking period in TV scanning. In this case, when the stage is shaken in the line scanning direction (X direction) due to the shake, it can be corrected by controlling the writing and reading addresses of the image. On the other hand, in the case of blur in the line scanning direction (X direction) and the vertical direction, the direction of the blur is known. In the case of the direction opposite to the scanning movement direction, the image at that position has already been captured. In the case of, the writing to the memory is not performed, and in the case of the same direction as the scanning movement direction, the middle is lost, so that it is necessary to take the line again or stop the image capturing. Become.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
合焦点における画像を加算処理する際、画像データ取り
込み手段により取り込まれる画像データにぶれを生じる
ような場合でも、この時のぶれ量に応じて読み出しアド
レスが制御された記憶手段からの画像データに取り込み
画像データが加算されるようになるので、取り込み画像
のぶれの影響を受けない、正確な画像加算を行うことが
でき、良質な加算画像を得ることができる。また、記憶
手段のアドレスを制御に、ステージのぶれ量に、さらに
対物レンズに関する情報を加味しているので、対物レン
ズ倍率に合わせた精度の高いぶれ量制御が可能になる。
さらに、ぶれ量検出に光学式エンコーダを用いているの
で、さらに精度の高いぶれ量検出を実現できる。As described above, according to the present invention, when the images at a plurality of focal points are added, even if the image data captured by the image data capturing means is blurred, the blur amount at this time can be improved. In this case, the captured image data is added to the image data from the storage unit whose read address is controlled in accordance with the above, so that accurate image addition can be performed without being affected by the blurring of the captured image. An additive image can be obtained. In addition, since information on the objective lens is added to the amount of movement of the stage in controlling the address of the storage means, it is possible to control the amount of movement with high precision in accordance with the magnification of the objective lens.
Further, since the optical encoder is used for detecting the blur amount, it is possible to realize a more accurate blur amount detection.
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施の形態に用いられる光学式エンコー
ダの概略構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical encoder used in the first embodiment.
【図3】第1の実施の形態に用いられる光学式エンコー
ダの出力波形を示す図。FIG. 3 is a diagram showing output waveforms of an optical encoder used in the first embodiment.
【図4】第1の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.
【図5】第1の実施の形態に用いられるメモリコントロ
ーラによる画像加算タイミングを説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining image addition timing by a memory controller used in the first embodiment.
【図6】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す
図。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
【図7】第2の実施の形態を説明するレーザ光の走査方
向を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a scanning direction of laser light for explaining a second embodiment.
【図8】像ぶれの状態を説明するための図。FIG. 8 is a diagram illustrating a state of image blur.
【図9】複数の合焦画像の加算状態を説明するための
図。FIG. 9 is a diagram for explaining an addition state of a plurality of focused images.
【図10】複数の合焦画像の加算状態を説明するための
図。FIG. 10 is a diagram for explaining an addition state of a plurality of focused images.
【図11】パターンマッチングによる像ぶれ検出を説明
するための図。FIG. 11 is a view for explaining image blur detection by pattern matching.
1…光学顕微鏡本体、 2…ステージ、 21…ステージ台、 22…第1のステージ、 23…第2のステージ、 3…対物レンズ、 4…テレビカメラ、 5…A/D変換器、 6…加算器、 7…画像メモリ、 8…除算器、 9…空間フィルタ、 10…画像メモリ、 11…D/A変換器、 12…ぶれ検出部、 121、122…光学式エンコーダ、 13…対物レンズ情報読み取り部、 14…像ぶれ補正量計算部、 15…メモリコントローラ、 16…CPU、 17…ステージ駆動部、 18…操作部、 19…表示部、 20…画像加算装置本体、 31…走査型共焦点顕微鏡本体、 32…レーザー光源、 33…光検出器、 34…レンズ、 35…ピンホール板、 36…ミラー、 37…ハーフミラー、 38…XY方向走査機構、 39…対物レンズ、 40…試料、 41…画像処理部、 42…第1のメモリ、 43…第2のメモリ、 44…演算メモリ、 45…メモリコントローラ、 46…CPU、 47…走査駆動制御回路、 48…Z方向走査機構、 49…ステージ、 50…ぶれ検出部、 51…像ぶれ補正量計算部、 52…対物レンズ情報読み取り部、 53…画像表示部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical microscope main body, 2 ... Stage, 21 ... Stage base, 22 ... 1st stage, 23 ... 2nd stage, 3 ... Objective lens, 4 ... TV camera, 5 ... A / D converter, 6 ... Addition 7: Image memory, 8: Divider, 9: Spatial filter, 10: Image memory, 11: D / A converter, 12: Blur detector, 121, 122: Optical encoder, 13: Object lens information reading Unit 14 image blur correction amount calculation unit 15 memory controller 16 CPU stage driving unit 18 operation unit 19 display unit 20 image adding device body 31 scanning scanning confocal microscope 32, laser light source, 33, photodetector, 34, lens, 35, pinhole plate, 36, mirror, 37, half mirror, 38, XY scanning mechanism, 39, objective lens, 0: sample, 41: image processing unit, 42: first memory, 43: second memory, 44: arithmetic memory, 45: memory controller, 46: CPU, 47: scanning drive control circuit, 48: scanning in Z direction 49, a stage, 50, a blur detection section, 51, an image blur correction amount calculation section, 52, an objective lens information reading section, 53, an image display section.
Claims (3)
る画像加算装置において、 合焦点の画像データを取り込む画像データ取り込み手段
と、 この画像データ取り込み手段より取り込まれた画像デー
タを記憶する記憶手段と、 合焦点への移動による前記画像データ取り込み手段によ
り取り込まれる画像データのぶれ量を検出するぶれ量検
出手段と、 このぶれ量検出手段により検出されたぶれ量により前記
記憶手段の書き込み、読み出しアドレスを制御するアド
レス制御手段と、 このアドレス制御手段のアドレス制御により前記記憶手
段より読み出された画像データに前記画像データ取り込
み手段より取り込まれる画像データを加算するととも
に、該加算された画像データを前記記憶手段に書き込む
制御手段とを具備したことを特徴とする画像加算装置。1. An image adding apparatus for adding images at a plurality of focal points, comprising: image data capturing means for capturing image data of a focused image; and storage means for storing image data captured by the image data capturing means. A blur amount detecting means for detecting a blur amount of the image data captured by the image data capturing means due to the movement to the focal point; and a writing / reading address of the storage means based on the blur amount detected by the blur amount detecting means. Address control means for controlling, and adding the image data fetched by the image data fetch means to the image data read from the storage means by the address control of the address control means, and storing the added image data in the storage section Control means for writing to the means. Summing device.
ンズを介してステージ上の試料の観察画像の画像データ
を取り込み、 前記ぶれ量検出手段は、前記ステージの前記対物レンズ
の光軸方向の移動によるステージのぶれ量を検出し、 前記アドレス制御手段は、前記ぶれ量検出手段により検
出されたぶれ量とさらに前記対物レンズに関する情報に
より前記記憶手段の書き込み、読み出しアドレスを制御
することを特徴とする請求項1記載の画像加算装置。2. The image data capturing means captures image data of an observation image of a sample on a stage via an objective lens, and the blur amount detecting means detects a movement of the objective lens in an optical axis direction of the stage. The blur amount of the stage is detected, and the address control means controls the writing and reading addresses of the storage means based on the blur amount detected by the blur amount detecting means and information on the objective lens. Item 2. The image adding device according to Item 1.
られる光学式エンコーダからなることを特徴とする請求
項2記載の画像加算装置。3. An image adding apparatus according to claim 2, wherein said blur amount detecting means comprises an optical encoder provided on said stage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8186076A JPH1032743A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Image adding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8186076A JPH1032743A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Image adding device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1032743A true JPH1032743A (en) | 1998-02-03 |
Family
ID=16181972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8186076A Withdrawn JPH1032743A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Image adding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1032743A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003021784A (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Olympus Optical Co Ltd | Scanning laser microscope and image acquiring method for the same |
KR100459437B1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-12-03 | 엘지전자 주식회사 | Illusion elimination method for digital camera |
JP2005037902A (en) * | 2003-07-01 | 2005-02-10 | Olympus Corp | Microscope system, microscope image display system, object image display method, and program |
JP2006194981A (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Olympus Corp | Microscopic observation system |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8186076A patent/JPH1032743A/en not_active Withdrawn
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JP4704758B2 (en) * | 2005-01-11 | 2011-06-22 | オリンパス株式会社 | Microscope observation system |
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