JP4315540B2

JP4315540B2 - 顕微鏡撮影装置

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Publication number: JP4315540B2
Application number: JP26042399A
Authority: JP
Inventors: 希良由利
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP2001086384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば顕微鏡により拡大された被写体像を撮影し、その画像データを記録媒体に記録する電子スチルカメラ等を用いた顕微鏡撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡撮影装置としては、これまで銀鉛フィルムを用いた光学式の写真機が広く用いられてきた。近年、固体撮像素子の高画素化とデジタル画像として記録する技術との普及に伴い、電子スチルカメラによる撮影が行われている。
【０００３】
この電子スチルカメラを用いて得られる画像の画質を銀鉛写真の画質と同程度として得るには、約６００万画素が必要であり、現在普及している電子スチルカメラの撮像素子の画素数では不十分である。
【０００４】
顕微鏡撮影装置では、高解像度で被写体像の画像を必要とするためにより多くの画素数の固体撮像素子が求められているが、固体撮像素子の画素数を多くすることはコストが高くなり、かつ生産の歩留まりが悪くなるといった技術的な制約もある。
【０００５】
このような実情から画素数の少ない固体撮像素子を用いて高解像度の画像を取得する方法として例えば特開平６−２２５３１７号公報には、固体撮像素子の位置、又は固体撮像素子上の被写体結像を水平方向、垂直方向、斜め方向に移動させ、合計４ポジションのデータを取り込むことによって１枚の画像を合成し、高解像度化を図る（以下、高解像度撮像と称する）技術が開示されている。
【０００６】
具体的に高解像度撮像の技術は、先ず、固体撮像素子から画像信号を読み出して、この画像信号を前処理回路により所定の処理を施し、この後にＡ／Ｄ変換器によりデジタルの画像信号に変換する。次に、このデジタル画像信号をデジタル信号処理回路により記録フォーマットに変換処理し、１フレーム分の画像データとして記録媒体に保存する。このようにして１フレーム分の画像データが記録媒体に記録されると、次に固体撮像素子又はレンズと固体撮像素子との間の光路を微小移動させて上記同様に１フレーム分の画像データを記録媒体に記録する。このように１フレームの画像データの記録を繰り返し、複数フレーム分の画像データが記録媒体に記録されると、これらフレームの画像データを合成して高光学解像度の１枚の画像を得るものとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
顕微鏡では、一般の電子スチルカメラと異なり観察倍率の変動範囲が非常に広いので、これに伴って観察像の光学的解像度が大きく変化する。従って、単に上述の高解像度撮影の技術を顕微鏡の撮影装置として用いた場合、顕微鏡の光学解像度が固体撮像素子の解像度より小さい状態のときには、画像サイズは大きくなるが、顕微鏡の光学解像度以上の画像は得られないので、大きな画像データを記録するためにメモリ容量を浪費し、かつ複数フレーム分の画像を取得するために余計な時間がかかる。
【０００８】
そこで本発明は、顕微鏡の光学解像度に合った固体撮像素子の解像度で撮像ができて、画像データを記録するためのメモリ容量を浪費せず、余計な時間を費やせずに撮像ができる顕微鏡撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所望の光学解像度に可変自在な光学系を通して固体撮像素子に投影される被写体像の画像データを得る第１の撮影モードと、固体撮像素子を移動又は固体撮像素子に投影される被写体像を移動して取り込んだ複数のフレーム画像を合成して画像データを得る第２の撮影モードとを有する顕微鏡撮影装置において、光学系の設定情報を記憶する光学系情報記憶手段と、光学系情報記憶手段に記憶された光学系の設定情報に基づいて光学系の光学解像度を算出する光学解像度算出手段と、固体撮像素子の解像度と光学解像度算出手段によって算出された光学系の光学解像度とを比較し、この比較結果に応じて第１の撮影モード又は第２の撮影モードに切り替える画像取り込み切り替え手段とを具備した顕微鏡撮影装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は顕微鏡に適用した撮影装置（以下、顕微鏡撮影装置と称する）の概略構成図である。顕微鏡本体１には、被写体となる試料２を載置するステージ３が設けられるとともに、このステージ３の上方には複数の対物レンズ４を取り付けたレボルバ５が回転自在に設けられている。このレボルバ５は、顕微鏡本体１に対して回転することにより複数の対物レンズ４のうち所望の倍率となる対物レンズ４を被写体像（顕微鏡像）Ｑの通る観察光学系の光軸上に切り替えられるようになっている。すなわち、所望の倍率の対物レンズ４に切り替えられることにより顕微鏡本体１の観察光学系（以下、顕微鏡光学系と称する）の光学解像度が可変される。なお、６は接眼レンズである。
【００１３】
又、顕微鏡光学系の光軸上には、中間レンズ７を介してＣＣＤ（固体撮像素子）カメラ８が設けられている。中間レンズ７は、ＣＣＤカメラ８に入射する被写体像を結像及び変倍するものである。
【００１４】
ＣＣＤカメラ８は、顕微鏡光学系により拡大される被写体像Ｑを撮像してその画像信号を出力するもので、次の２つの撮影モードを切り替え可能としている。すなわち、顕微鏡光学系を通して投影される被写体像Ｑの画像データを得る第１の撮影モード（以下、通常撮影モードと称する）と、ＣＣＤカメラ８自体を移動（シフト）又はＣＣＤカメラ８に投影される被写体像Ｑをシフトして取り込んだ複数のフレーム画像を合成して画像データを得る第２の撮影モード（以下、高解像度撮像モードと称する）との切り替えが可能となっている。
【００１５】
レボルバコントロール部９は、レボルバ５を回転制御して所望倍率の対物レンズ４（所望の光学解像度）を顕微鏡光学系の光軸上に切り替える機能を有している。
【００１６】
メインコントローラ部１０は、レボルバコントロール部９に対して対物レンズ４の切り替え指令を発するとともに、ＣＣＤカメラ８に対して対物レンズ４の倍率に応じた通常撮影モード又は高解像度撮像モードへの切り替え指令を発する機能、すなわちＣＣＤカメラ８の解像度と顕微鏡光学系の光学解像度とを比較し、これらＣＣＤカメラ８の解像度と顕微鏡光学系の光学解像度との大きさに応じてＣＣＤカメラ８を通常撮影モード又は高解像度撮像モードに切り替え制御する画像取り込み切り替え手段１１としての機能を有している。
【００１７】
以下、各部の具体的な構成について説明する。
【００１８】
図２はＣＣＤカメラ８の具体的な構成図である。
【００１９】
カラーＣＣＤ２０には、例えば図３に示すようなＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色フィルタ要素がＸＹ方向に配列されている。このカラーＣＣＤ２０は、圧電素子２１に取り付けられている。この圧電素子２１は、駆動回路２２の駆動によってカラーＣＣＤ２０をシフトするものとなっている。このカラーＣＣＤ２０のシフト方向は、図４に示すように位置ａからＸ方向にＰｘだけシフトした位置ｂ１、位置ａから（−１／２Ｐｘ＋１／２Ｐｙ）だけシフトした位置ｂ２、位置ａから（１／２Ｐｘ＋１／２Ｐｙ）だけシフトした位置ｂ３となっている。
【００２０】
このカラーＣＣＤ２０のＰｘ及びＰｙへのシフト機構は、上記の如く圧電素子２１の駆動により行われるものに限らず、例えばカラーＣＣＤ２０の前面に平行平版を設け、この平行平版の角度を変えることにより光路を変え、等価的にシフトさせる方法をとってもよい。このようなシフト機構は、例えば特開昭５８−１３０６７７号公報及び特開昭６０−５４５７６号公報に開示されている。
【００２１】
このカラーＣＣＤ２０の出力端子には、前置処理、ホワイトバランス、ガンマ補正等の所定の処理を行う前処理回路２３、Ａ／Ｄ変換器２４を直列に介してバッファメモリ２５が接続されている。このバッファメモリ２５には、信号処理回路２６を介して半導体メモリ等の記録媒体２７が接続されている。このうち信号処理回路２６は、バッファメモリ２５に記憶されたデイタル画像信号から輝度信号及び色差信号を生成し、データ圧縮を行って記録媒体２７に記録する機能を有している。
【００２２】
駆動回路２２、前処理回路２３及びＡ／Ｄ変換器２４には、同期信号回路（ＳＧ）２８が接続され、バッファメモリ２５にはメモリコントロール回路２９が接続されている。同期信号回路２８は、同期信号パルスを発生し、この同期信号パルスを駆動回路２２、前処理回路２３、Ａ／Ｄ変換器２４及びメモリコントロール回路２９に送出して同期制御するものとなっている。メモリコントロール回路２９は、同期信号回路２８からの同期信号パルスを受けてバッファメモリ２５への記憶動作を制御するものとなっている。
【００２３】
同期信号回路２８には、メインコントローラ部１０の画像取り込み切り替え手段１１から発せられる通常撮影モード又は高解像度撮像モードの指令が入力されるようになっている。
【００２４】
ここで、通常撮影モード及び高解像度撮像モードの動作について説明する。
【００２５】
画像取り込み切り替え手段１１によって通常撮影モードが選択されると、同期信号発生回路２８から出力される同期信号パルスは、１フレーム分の画像信号をカラーＣＣＤ２０から読み出すように駆動回路２２を動作させる。この駆動回路２２は、カラーＣＣＤ２０に読み出し駆動信号を送出するとともに圧電素子２１にカラーＣＣＤ２０をシフトさせる駆動信号を供給する。
【００２６】
カラーＣＣＤ２０から読み出された画像信号は、前処理回路２３に入力され、前置増幅、ホワイトバランス、ガンマ補正等の所定の処理が施され、この後にＡ／Ｄ変換器２４によりデジタル信号に変換されて一旦バッファメモリ２５の記憶される。
【００２７】
１フレーム分の画像データがバッファメモリ２５に記録されると、ノンインターレースで処理される。カラーＣＣＤ２０の読み出しがインターレースであっても画像信号をバッファメモリ２５に一旦画像信号を記憶することで、ノンインターレースで処理することが可能となる。
【００２８】
バッファメモリ２５から読み出された画像信号は、信号処理回路２６に入力される。この信号処理回路２６は、画像信号から輝度信号と色差信号とを生成し、データ圧縮を行ってこの圧縮データを半導体メモリ等の記録媒体２７に記録される。
【００２９】
次に、高解像度撮像モードについて説明する。
【００３０】
カラーＣＣＤ２０の色フィルタ要素は、例えば図３に示すように配置されている。この場合、カラーＣＣＤ２０のシフト方向は、図４に示す通り例えば４つの方向となる。
【００３１】
画像取り込み切り替え手段１１によって高解像度撮影モードが選択されると、同期信号発生回路２８からは、例えば４フレーム分の同期信号パルスが出力される。
【００３２】
最初に通常状態（シフトしない状態：位置ａ）でカラーＣＣＤ２０から画像信号が読み出され、バッファメモリ２５に記憶される。１フレーム分の画像信号の取り込みが終了すると、カラーＣＣＤ２０は、圧電素子２１の駆動によって水平方向にＰｘ（位置ｂ１）だけシフトされる。このようにカラーＣＣＤ２０が位置ａから位置ｂ１にシフトされると、カラーＣＣＤ２０から画像信号が読み出され、バッファメモリ２５に記憶される。これで２フレーム分の画像信号が記憶される。
【００３３】
以下、同様に、カラーＣＣＤ２０が位置ｂ２（−１／２Ｐｘ＋１／２Ｐｙ）にシフトされ、この位置ｂ２でカラーＣＣＤ２０から画像信号が読み出されてバッファメモリ２５に記憶され、次に位置ｂ３（１／２Ｐｘ＋１／２Ｐｙ）にシフトされ、この位置ｂ３でカラーＣＣＤ２０から画像信号が読み出されてバッファメモリ２５に記憶される。
【００３４】
このように４フレーム分の画像信号がバッファメモリ２５に記憶されると、これらカラーＣＣＤ２０の各位置ａ、ｂ１、ｂ２、ｂ３の４フレーム分の画像信号が合成され、この合成された画像信号から信号処理回路２６によって輝度信号と色差信号とが生成され、データ圧縮を行ってこの圧縮データが半導体メモリ等の記録媒体２７に記録される。
【００３５】
図５はレボルバコントロール部９の具体的なブロック構成図である。
【００３６】
このレボルバコントロール部９には、周知のＣＰＵ回路３０、各光学ユニットを駆動するために必要な駆動回路３１及び位置検出回路３２から構成されている。ＣＰＵ回路３０は、周知の通りＣＰＵ３３と、プログラムを記録するＲＯＭ３４と、制御演算用のデータを格納するＲＡＭ３５と、これらＣＰＵ３３、ＲＯＭ３４及びＲＡＭ３５を結合するためのＣＰＵバス３６、並びに図示しない周辺回路から構成されている。又、レボルバコントロール部９には、専用シリアル通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）回路３７が設けられており、専用シリアルバス３８によってメインコントロール部１０に結合されている。
【００３７】
図６はメインコントロール部１０の具体的な構成図である。
【００３８】
このメインコントロール部１０は、ＣＰＵ回路４０と、専用シリアルバス３８をコントロールするための専用シリアルバス駆動回路４１と、顕微鏡本体１の各種設定状態を記憶しておくための不揮発性メモリ４２と、顕微鏡本体１の対物レンズ４などの観察光学軸の設定に応じて顕微鏡光学系の光学解像度を求め、この顕微鏡光学系の光学解像度とＣＣＤカメラ８の解像度との大きさに応じてＣＣＤカメラ８を通常撮影モード又は高解像度撮像モードに切り替え制御する画像取り込み切り替え手段１１と、各種操作スイッチ（ＳＷ）を設けたＳＷ入力部４３と、各種情報を表示するための表示部４４とから構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ回路４０は、ＣＰＵ４５と、プログラムを記録するＲＯＭ４６と、制御演算用のデータを格納するＲＡＭ４７と、これらＣＰＵ４５、ＲＯＭ４６及びＲＡＭ４７を結合するためのＣＰＵバス４８とから構成されている。このＣＰＵ回路４０には、ＣＰＵバス４８を介して不揮発性メモリ４２が接続されている。
【００４０】
この不揮発性メモリ４２は、周知の技術の通り、電源遮断後もその記憶内容を保持するものである。
【００４１】
ＳＷ入力部４３及び表示部４４の構成を図７に示す。表示部４４は、例えばプラズマディスプレイ又はＬＣＤなどの表示部材から構成され、ＣＰＵ４５の指令により送られる表示内容を表示するものとなっている。
【００４２】
ＳＷ入力部４３は、例えば透明シートスイッチ（ＳＷ）で構成され、表示部４４上に貼り合わされて当該ＳＷ入力部４３に対する任意の位置の押下により、その押下位置に対応する位置データがＣＰＵ４５に送られるようになっている。
【００４３】
図８は表示部４４の表示画面の一例を示す。この表示画面には、ＳＷ入力部４３の各ＳＷ表示（Ａ、Ｂ、Ｃ）５０〜５２が表示されている。このうちのＳＷ表示５２上が指等で押下されると、このＳＷ表示５２の位置データがＣＰＵ４５に送られ、このＣＰＵ４５は、ＳＷ入力部４３の押下位置データと表示部４４の表示データとに基づいて何のＳＷが押下されたかを確認し、その押下されたＳＷ表示５２に対応した制御を実行するものとなっている。
【００４４】
メインコントロール部１０は、専用シリアルバス３８を使用してレボルバコントロール部９とＣＣＤカメラ８に制御指令を発し、このうちレボルバコントロール部９は、その制御指令を受けてレボルバ５の位置を制御し、ＣＣＤカメラ８は撮像動作を行うものとなる。
【００４５】
次に、上記の如く構成された装置の作用について図９に示す画像取り込みを行うフローチャートに従って説明する。
【００４６】
メインコントロール部１０は、ステップ＃１において表示部４４に図１０に示すような撮影モード設定のためのカメラ設定画面を表示する。このカメラ設定画面には、６つのＳＷ表示（NORMAL、HDTV、AUTO、MANUAL、CAPTURE、CANCEL）Ｓ１〜Ｓ６が現われている。このうちＳＷ表示Ｓ１、Ｓ２は、現在選択されている撮像モードをそれぞれ通常取り込みと高解像度取り込みとに切り替えるためのスイッチであり、ＳＷ表示Ｓ３、Ｓ４は、画像取り込みをそれそれ自動又は手動で行うかを設定するためのスイッチである。さらに、ＳＷ表示Ｓ４は、撮像を開始するためのスイッチであり、ＳＷ表示Ｓ６は、撮像を止めるためのスイッチである。
【００４７】
このような撮影モード設定のためのカメラ設定画面においてＳＷ表示Ｓ５が押下されると、メインコントロール部１０のＣＰＵ４５は、ステップ＃２において、ＳＷ入力部４３の押下された位置データを受けて画像取り込み開始が選択されたものと判断し、この位置データと表示部４４の表示データとに基づいて画像取り込み処理を実行する。
【００４８】
画像取り込み処理を実行すると、メインコントロール部１０は、ステップ＃３において、レボルバコントロール部９のＲＡＭ３５に記憶されているレボルバ位置データを取得する。
【００４９】
次に、メインコントロール部１０は、ステップ＃４において、ＲＡＭ３５に予め保存されたＣＣＤカメラ８の結像レンズの倍率データと各レボルバ位置にある対物レンズ４のデータを取得する。この対物レンズ４のデータは、例えば図１１に示すようレボルバ位置に対応する各対物レンズ４の名称、各対物レンズ４の倍率、開口数が記憶されている。
【００５０】
次に、メインコントロール部１０の画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃５において、取得した対物レンズ４の倍率Ｍ_ＯＢ及び開口数ＮＡのデータと中間レンズ７の倍率データＭ_ＴＬに基づいて顕微鏡光学系の光学解像度、すなわちＣＣＤカメラ８に入射する試料２の画像の光学解像度Ｒ_ＭＳを演算する。
【００５１】
ここで、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳは、光の波長をλとして次式で表わされる。
【００５２】
Ｒ_ＭＳ＝ＮＡ／（０．６２×Ｍ_ＯＢ×Ｍ_ＴＬ×λ） …（１）
なお、Ｍ _ＯＢ ×Ｍ _ＴＬは、総合倍率Ｍ（＝Ｍ _ＯＢ ×Ｍ _ＴＬ）として定義する。又、中間レンズ７が複数個ある場合には、中間レンズ７の倍率データＭ_ＴＬは、それぞれのレンズの倍率（ｍ１、ｍ２、…）を乗算した値
Ｍ_ＴＬ＝ｍ1×ｍ2×…×ｍｎ（ｎ＝１、２、３、…） …（２）
を用いる。
【００５３】
例えば、図１１に示すレボルバ位置「２」が選択されている場合、画像取り込み切り替え手段１１は、ＲＡＭ４７に格納されているレボルバ位置データテーブルから、倍率Ｍ_ＯＢは１０×、開口数ＮＡは０．２７５が読み出され、結像レンズの倍率データＭ_ＴＬを１×、波長を鋭敏色（０．５５μｍ）として、上記式(1)を演算して、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳ（顕微鏡光学系の光学解像度）を８１［本／ｍｍ］を算出する。
【００５４】
次に、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃６において、ＲＡＭ４７から予め保存されたＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤを読み出し、次のステップ＃７において、先に求めたＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳとＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤとの大きさを比較する。
【００５５】
ここで、ＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤの値は、例えば４０万画素２／３インチのＣＣＤ２０の解像度を約３５［本／ｍｍ］など、ＣＣＤカメラ８のＣＣＤ２０のサイズと画素数に対応した値が予め記憶される。
【００５６】
又、ＣＣＤ２０の解像度Ｒ_ＣＣＤは、かかるＣＣＤ２０のピクセルサイズＰをＲＡＭ４７に予め記憶させておき、画像取り込み切り替え手段１１によって
Ｒ_ＣＣＤ＝ｋ×１／（２Ｐ） …(3)
を演算することによって得られる。ここで、ｋはＣＣＤ２０によって異なる定数である。
【００５７】
次に、画像取り込み切り替え手段１１は、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳとＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤとの大きさの比較の結果、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも大きければ、顕微鏡本体１の性能（光学解像度Ｒ_ＭＳ）がＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも優れており、ＣＣＤカメラ８が高解像度撮影モードに設定されていれば、高い解像度で画像データを取得できると判断する。
【００５８】
この判断の結果、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃８に進み、ＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが通常撮影モードであるか否かを判断し、高解像度撮影モードに設定されていれば、ステップ＃１１に移ってＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を取り込む指令を発する。
【００５９】
又、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃８において、ＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが通常撮影モードに設定されていると判断すれば、ステップ＃１０に移って撮影モードの切り替えを行って高解像度撮影モードに設定し、この後にステップ＃１１に移ってＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を高解像度撮像モードで取り込む指令を発する。
【００６０】
これにより、図４に示すようにカラーＣＣＤ２０が位置ａ、ｂ１、ｂ２、ｂ３にあるときの４フレーム分の画像信号がバッファメモリ２５に記憶され、これら４フレーム分の画像信号が合成され、この合成された画像信号から信号処理回路２６によって輝度信号と色差信号とが生成され、データ圧縮を行ってこの圧縮データが半導体メモリ等の記録媒体２７に記録される。
【００６１】
一方、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃７において、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも小さければ、ＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤが顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳよりも優れており、ＣＣＤカメラ８を高解像度撮影モードで撮像しても解像度が高くならないと判断する。
【００６２】
この判断の結果、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃９に進み、ＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが高解像度撮影モードであるか否かを判断し、通常撮影モードに設定されていれば、ステップ＃１１に移ってＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を取り込む指令を発する。
【００６３】
又、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃９において、ＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが高解像度撮影モードに設定されていると判断すれば、ステップ＃１０に移って撮影モードの切り替えを行って通常撮影モードに設定し、この後にステップ＃１１に移ってＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を通常撮像モードで取り込む指令を発する。
【００６４】
例えば、ＣＣＤ２０が２００万画素１／３インチで、図１１に示すレボルバ位置「２」が選択されているときには、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも小さいので、ＣＣＤカメラ８を高解像度モードで撮像しても解像度は高くならないと判断し、通常撮影モードに切り替えて画像取り込みを行う。
【００６５】
すなわち、カラーＣＣＤ２０から読み出された画像信号は、前処理回路２３に入力され、前置増幅、ホワイトバランス、ガンマ補正等の所定の処理が施され、この後にＡ／Ｄ変換器２４によりデジタル信号に変換されて一旦バッファメモリ２５の記憶される。１フレーム分の画像データがバッファメモリ２５に記録されると、ノンインターレースで処理される。信号処理回路２６は、バッファメモリ２５から読み出された画像信号から輝度信号と色差信号とを生成し、データ圧縮を行ってこの圧縮データを半導体メモリ等の記録媒体２７に記録する。
【００６６】
このように上記第１の実施の形態においては、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度（顕微鏡光学系の光学解像度）Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤとを比較し、この比較結果に応じて通常撮影モード又は高解像度撮影モードの切り替えを行うようにしたので、顕微鏡本体１の対物レンズ４を任意に切り替えてＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳを可変しても、このＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤを顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳに合わせることができ、例えば、顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤ以下のときに、従来のように顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳ以上の画像が得られずに、画像データを記録するためにメモリ容量を浪費し、かつ複数フレーム分の画像を取得するために余計な時間がかかると言うことがなく、画像データを記録するためのメモリ容量を浪費せず、余計な時間を費やせずに撮像ができる。
【００６７】
(2) 次に本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態の顕微鏡撮影装置の上記第１の実施の形態で説明した装置との相違点は、図９に示す画像取り込みを行うフローチャートのステップ＃１０の撮影モード切り替えの処理を改良したところである。
【００６８】
すなわち、画像取り込み切り替え手段１１は、ＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤと顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳとの比較に応じて通常撮影モード又は高解像度撮影モードへの切り替えを行うか否かの問い合わせの表示、例えば図１２に示すような「画像取り込みモードを変更しますか」に対する「はい」「いいえ」をを表示部４４に行う機能を有している。
【００６９】
次に、上記の如く構成された装置の作用について図１３に示す画像取り込みを行うフローチャートに従って説明する。
【００７０】
先ず、上記第１の実施の形態と同様に、メインコントロール部１０は、ステップ＃１において、図１０に示すように表示部４４にカメラ設定画面を表示する。
【００７１】
このカメラ設定画面において、自動（AUTO）又は手動（MANUAL）の各ＳＷ表示Ｓ３、Ｓ４がステップ＃２０において選択されて押下されると、これ以降、メインコントロール部１０は、上記第１の実施の形態と同様に、ステップ＃２〜ステップ＃７を実行する。
【００７２】
次に、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃７において、先に求めたＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳ（顕微鏡光学系の光学解像度）とＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤとの大きさを比較し、この比較の結果、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも大きければ、ステップ＃８に移ってＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが通常撮影モードであるか否かを判断し、高解像度撮影モードに設定されていれば、ステップ＃１１に移って高解像度撮影モードでＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を取り込む指令を発する。
【００７３】
一方、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃７における比較の結果、ＣＣＤカメラ８に入射する画像の光学解像度Ｒ_ＭＳがＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤよりも小さければ、ステップ＃９に移ってＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが高解像度撮影モードであるか否かを判断し、通常撮影モードに設定されていれば、ステップ＃１１に移って通常撮影モードでＣＣＤカメラ８から出力される画像信号を取り込む指令を発する。
【００７４】
ところが、画像取り込み切り替え手段１１がステップ＃８においてＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが通常撮影モードに設定されていると判断した場合、又はステップ＃９においてＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが高解像度撮影モードに設定されていると判断した場合、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃２１に移り、自動撮像モードに設定されているか又は手動撮像モードに設定されているかを判断する。
【００７５】
このうちＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが通常撮影モードに設定されていると判断された場合でかつ自動撮像モードに設定されていれば、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃２１からステップ＃１０に移って自動的に撮影モードを高解像度撮影モードに切替える。
【００７６】
これに対して手動撮像モードに設定されていれば、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃２１からステップ＃２２に移り、図１２に示すような撮像モードの切替えの問い合わせの表示を表示部４４に表示する。
【００７７】
この表示において、画像取り込みモードを変更しますか「はい」が選択されると、画像取り込み切り替え手段１１は、撮影モードの切替え実行を選択したものと判断し、ステップ＃１０において、撮影モードを高解像度撮影モードに切替える。
【００７８】
又、画像取り込みモードを変更しますか「いいえ」が選択されると、画像取り込み切り替え手段１１は、撮影モードの切替えを実行しないを選択したものと判断し、ステップ＃１１に移って通常撮影モードのまま撮像を実行する。
【００７９】
一方、ＣＣＤカメラ８に設定されている撮影モードが高解像度撮影モードに設定されていると判断された場合でかつ自動撮像モードに設定されていれば、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃２１からステップ＃１０に移って自動的に撮影モードを通常撮影モードに切替える。
【００８０】
これに対して手動撮像モードに設定されていれば、画像取り込み切り替え手段１１は、ステップ＃２１からステップ＃２２に移り、上記の如く図１２に示すような撮像モードの切替えの問い合わせの表示を表示部４４に表示する。
【００８１】
この表示において、画像取り込みモードを変更しますか「はい」が選択されると、画像取り込み切り替え手段１１は、撮影モードの切替え実行を選択したものと判断し、ステップ＃１０において、撮影モードを通常撮影モードに切替える。
【００８２】
又、画像取り込みモードを変更しますか「いいえ」が選択されると、画像取り込み切り替え手段１１は、撮影モードの切替えを実行しないを選択したものと判断し、ステップ＃１１に移って高解像度撮影モードのまま撮像を実行する。
【００８３】
このように上記第２の実施の形態においては、ＣＣＤカメラ８の解像度Ｒ_ＣＣＤと顕微鏡光学系の光学解像度Ｒ_ＭＳとの比較に応じて通常撮影モード又は高解像度撮影モードへの切り替えを行うか否かの問い合わせの表示を行うようにしたので、上記第１の実施の形態の効果に加えて、撮像モードを選択できる余地を与えて、所望するデジタル画像のサイズと解像度を選択することができる。
【００８４】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものでなく次の通りに変形してもよい。
【００８５】
例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、顕微鏡撮影装置として説明したが、他の光学系に取り付けて撮影する場合にも適用できる。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、固体撮像素子に入射する画像の光学解像度と固体撮像素子の解像度との比較結果に応じて固体撮像素子に投影される被写体像の画像データを得る第１の撮影モードと、固体撮像素子を移動又は固体撮像素子に投影される被写体像を移動して取り込んだ複数のフレーム画像を合成して画像データを得る第２の撮影モードとの切り替えを行うようにしたので、顕微鏡本体の光学系を任意に切り替えて固体撮像素子に入射する画像の光学解像度を可変しても、顕微鏡の光学解像度に合った固体撮像素子の解像度で撮像ができて、画像データを記録するためのメモリ容量を浪費せず、余計な時間を費やせずに撮像ができる顕微鏡撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態におけるＣＣＤカメラの具体的な構成図。
【図３】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態におけるＣＣＤカメラの色フィルタ要素の配列を示す模式図。
【図４】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態におけるＣＣＤのシフト位置を示す図。
【図５】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態におけるレボルバコントロール部の具体的なブロック構成図。
【図６】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態におけるメインコントロール部の具体的なブロック構成図。
【図７】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態のメインコントロール部におけるＳＷ入力部及び表示部の構成図。
【図８】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態のメインコントロール部における表示部の表示画面の一例を示す図。
【図９】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態の画像取り込みを行うフローチャート。
【図１０】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態における撮影モード設定のためのカメラ設定画面を示す図。
【図１１】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第１の実施の形態における対物レンズのデータを示す図。
【図１２】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第２の実施の形態における画像取り込みモードを変更しますか否かの表示例を示す図。
【図１３】本発明に係わる顕微鏡撮影装置の第２の実施の形態の画像取り込みを行うフローチャート。
【符号の説明】
１：顕微鏡本体、
２：試料、
３：ステージ、
４：対物レンズ、
５：レボルバ、
６：接眼レンズ、
７：中間レンズ、
８：ＣＣＤ（固体撮像素子）カメラ、
９：レボルバコントロール部、
１０：メインコントローラ部、
１１：画像取り込み切り替え手段、
２０：カラーＣＣＤ、
２１：圧電素子、
２２：駆動回路、
２３：前処理回路、
２４：Ａ／Ｄ変換器、
２５：バッファメモリ、
２６：信号処理回路、
２７：記録媒体、
２８：同期信号回路（ＳＧ）、
２９：メモリコントロール回路、
３０，４０：ＣＰＵ回路、
３１：駆動回路、
３２：位置検出回路、
３３，４５：ＣＰＵ、
３４，４６：ＲＯＭ、
３５，４７：ＲＡＭ、
３６，４８：ＣＰＵバス、
３７：専用シリアル通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）回路、
３８：専用シリアルバス、
４１：専用シリアルバス駆動回路、
４２：不揮発性メモリ、
４３：ＳＷ入力部、
４４：表示部、
５０〜５２：ＳＷ表示。

Claims

所望の光学解像度に可変自在な光学系を通して固体撮像素子に投影される被写体像の画像データを得る第１の撮影モードと、前記固体撮像素子を移動又は前記固体撮像素子に投影される前記被写体像を移動して取り込んだ複数のフレーム画像を合成して画像データを得る第２の撮影モードとを有する顕微鏡撮影装置において、
前記光学系の設定情報を記憶する光学系情報記憶手段と、
前記光学系情報記憶手段に記憶された前記光学系の設定情報に基づいて前記光学系の光学解像度を算出する光学解像度算出手段と、
前記固体撮像素子の解像度と前記光学解像度算出手段によって算出された前記光学系の光学解像度とを比較し、この比較結果に応じて前記第１の撮影モード又は前記第２の撮影モードに切り替える画像取り込み切り替え手段と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡撮影装置。
前記光学系の設定情報は、前記光学系の開口数ＮＡ及び倍率Ｍであることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡撮影装置。
前記光学解像度算出手段は、次式によって解像度Ｒ_ＭＳを算出する、
Ｒ _ＭＳ＝ＮＡ／（０．６２×Ｍ×λ）
但し、ＮＡは前記光学系の開口数、λは観察光の中心波長（ｎｍ）、Ｍは総合倍率である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡撮影装置。
前記固体撮像素子の解像度と前記光学系の光学解像度との比較に応じて前記第１の撮影モード又は前記第２の撮影モードへの切り替えを行うか否かの問い合わせを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡撮影装置。