JPH06178306A - カラー撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高解像撮像素子により撮像した画像
を映し出す場合でも、より広い視野の画像を映し出すこ
とによって高解像画像の周辺を観察等できるものとす
る。 【構成】各カラーフィルタ(8R,8G,8B)の被写体からの透
過光を高解像撮像素子(5) により光電変換し、これと共
に被写体光を広視野撮像素子(6) により光電変換し、セ
レクタ(28)によって高解像撮像素子(5) により撮像され
た画像中に、広視野撮像素子(6) により撮像された画像
を子画面として入れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体光を、例えば光
の３原色（ＲＧＢ）の各カラーフィルタを順次切換えて
撮像する高解像撮像素子及び被写体光を広視野で撮像す
る広視野同時式カラー撮像素子を備えてカラー撮像を行
うカラー撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー撮像装置には、面順次式撮
像装置や同時式撮像装置がある。このうち面順次式撮像
装置は、白黒撮像管又は白黒撮像素子の前方にＲＧＢの
各カラーフィルタを備えた回転フィルタを配置し、この
回転フィルタを回転したときの各透過光を白黒撮像素子
により光電変換してこれらをＲＧＢの各映像信号として
各メモリに記憶し、さらにこれらメモリからＲＧＢの各
映像信号を同時に読み出すことによりカラー画像を映し
出すものである。

【０００３】又、同時式撮像装置は、撮像管又は撮像素
子の前面にカラーモザイクフィルタを張り付けてカラー
撮像したり、ダイクロックミラーで色分解して複数の撮
像管又は撮像素子によりカラー撮像するものである。

【０００４】かかるカラー撮像装置において同時式撮像
装置では、撮像管又は撮像素子として高解像撮像素子を
用いた場合、この高解像撮像素子はコスト的に非常に高
く、これらを複数用いることはコスト的に不利である。
又、撮像管又は撮像素子の前面にカラーモザイクフィル
タを張り付ける方法では、解像度の点で不利となる。

【０００５】従って、コスト及び解像度の点で有利な面
順次式撮像装置が多く用いられている。ところが、この
面順次式撮像装置では、回転フィルタを回転させて時分
割にＲＧＢの各映像信号を得るので、被写体と撮像装置
とが相対的に移動すると、いわゆる色ずれ現象を起こ
し、画像が見ずらくなる。

【０００６】このような色ずれ現象の問題を解決するた
めに、特開平３−２１９７８８号公報に記載された技術
がある。図１１はかかる技術の構成図であって、ステー
ジ１上に被写体が載置されている。このステージ１の上
方には、対物レンズ２を介してビームスプリッタ３が配
置されている。

【０００７】このビームスプリッタ３の一方の分岐方向
には、回転フィルタ４を介して高解像撮像素子５が配置
され、他方の分岐方向には低解像同時式カラー撮像素子
（以下、同時式撮像素子と称する）７０が配置されてい
る。

【０００８】なお、回転フィルタ４は、図１２に示すよ
うに円盤７にＲＧＢの各カラーフィルタ８Ｒ、８Ｇ、８
Ｂが設けられ、モータ９の駆動により一定速度で回転す
るものとなっている。

【０００９】上記高解像撮像素子５は、各カラーフィル
タ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの各透過光を順次光電変換し、その
電気信号をＣＣＤ制御回路１０に送り、このＣＣＤ制御
回路１０では電気信号を高解像映像信号に変換してミキ
シング回路１１に送る。

【００１０】一方、同時式撮像素子７０は、ビームスプ
リッタ３からの被写体光を光電変換し、その電気信号を
ＣＣＤ制御回路１２に送り、このＣＣＤ制御回路１０で
は電気信号を同時式映像信号に変換してミキシング回路
１１及び動画検出回路１３に送る。この動画検出回路１
３は、同時式映像信号を入力して被写体の動き量を検出
してその動き量検出信号をミキシング回路１１に送る。

【００１１】このミキシング回路１１は、動き量検出信
号に応じて高解像映像信号と同時式映像信号との混合比
率を変更して出力する。この場合、ミキシング回路１１
は混合比率を、被写体の動きが遅い場合には高解像映像
信号を高めにし、動きが速い場合には同時式映像信号を
高めに設定する。このようにしてミキシング回路１１の
出力は、ビデオ出力回路１４を通してモニタテレビジョ
ン１５に送られ、その画像が映し出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮像装置に
光学レンズを用いたものであれば、図１３に示すように
その視野１６は円形となるが、これに対して高解像撮像
素子５として例えば高解像度テレビジョンカメラを用い
ると、そのＨＤＴＶ規格のアスペクト比は、９対１６の
横長となり、図１３に示すように視野１６の極一部分し
か撮像できない。又、ＮＴＳＣやＰＡＬ等のテレビジョ
ンカメラやその他の高解像テレビジョンカメラでも、そ
の視野は図１４に示すように矩形の視野で撮像を行って
いる。

【００１３】このため、モニタテレビジョン１５に映し
出される画像を観察しているとき、その実際の視野が狭
いために、その周辺に重要な試料があっても気が付かず
に観察又は検査を終了する虞がある。

【００１４】そこで本発明は、高解像撮像素子により撮
像した画像を映し出す場合でも、より広い視野の画像を
映し出すことによって高解像画像の周辺を観察等できる
カラー撮像装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、波長の異なる
少なくとも２つのカラーフィルタを順次切換えて被写体
光からの各透過光を得るフィルタ切換手段と、このフィ
ルタ切換手段からの各透過光を光電変換する高解像撮像
素子と、被写体光を光電変換する広視野同時式カラー撮
像素子と、高解像撮像素子により撮像された画像中に広
視野同時式カラー撮像素子により撮像された画像を挿入
する画像セレクト手段とを備えて上記目的を達成しよう
とするカラー撮像装置である。

【００１６】

【作用】このような手段を備えたことにより、波長の異
なる少なくとも２つのカラーフィルタをフィルタ切換手
段より順次切換えることにより、被写体光からの各カラ
ーフィルタの各透過光を高解像撮像素子により光電変換
し、これと共に被写体光を広視野同時式カラー撮像素子
により光電変換する。そして、画像セレクト手段によっ
て高解像撮像素子により撮像された画像中に、広視野同
時式カラー撮像素子により撮像された画像を挿入する。

【００１７】

【実施例】(1) 以下、本発明の第１実施例について図面
を参照して説明する。なお、図１１と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００１８】図１はカラー撮像装置の構成図である。ビ
ームスプリッタ３の一方の分岐方向には、回転フィルタ
４を介して高解像撮像素子５が配置され、他方の分岐方
向には広視野低解像同時式カラー撮像素子（以下、広視
野撮像素子と称する）６が配置されている。ＣＣＤ制御
回路１０の出力端子には、Ａ／Ｄ変換器２０を介してメ
モリ２１が接続され、ＣＣＤ制御回路１０から出力され
るＲＧＢの映像信号が、ＲＧＢ別にメモリ２１の各所定
アドレスに格納されるようになっている。

【００１９】一方、ＣＣＤ制御回路１２の出力端子に
は、Ａ／Ｄ変換器２２を介して各メモリ２３、２４及び
動画検出回路２５が接続され、かつメモリ２３の出力側
には拡大処理回路２６が接続されている。

【００２０】このうち動画検出回路２５は、広視野撮像
素子６の撮像により得られる映像信号から被写体の動き
量を検出し、その動き検出信号を出力する機能を有して
いる。

【００２１】又、拡大処理回路２６は、高解像撮像素子
５の撮像により得られる映像信号のデータ量と広視野撮
像素子６の撮像により得られる映像信号のデータ量とを
等しくするために、広視野撮像素子６の映像信号を拡大
処理する機能を有している。

【００２２】ミキシング回路２７は、メモリ２１からの
高解像映像信号と拡大処理回路２６からの広視野映像信
号との混合比率を、動画検出回路２５からの動き量検出
信号に応じて変更し、高解像映像信号と広視野映像信号
とを混合して出力する機能を有している。この場合、混
合比率は、上記の如く被写体の動きが遅い場合には高解
像映像信号を高めにし、動きが速い場合には広視野映像
信号を高めに設定している。

【００２３】セレクタ２８は、ミキシング回路２７から
の混合処理された映像信号中に、メモリ２４からの映像
信号を子画面の形でスーパインポーズで出力する機能を
有している。そして、このセレクタ２８の出力端子に
は、Ｄ／Ａ変換器２９を介してモニタテレビジョン１５
が接続されている。次に上記の如く構成された装置の作
用について説明する。

【００２４】ステージ１上に被写体が載置されている状
態に、この被写体光は対物レンズ２を通ってビームスプ
リッタ３に入り、ここで２方向に分岐される。このうち
一方の分岐光は、回転する回転フィルタ４の各カラーフ
ィルタ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを透過して高解像撮像素子５に
入射する。

【００２５】この高解像撮像素子５は、順次入射するＲ
ＧＢの各透過光を時分割に光電変換してその電気信号を
出力する。この電気信号は、ＣＣＤ制御回路１０に入力
し、このＣＣＤ制御回路１０で高解像映像信号に変換さ
れ、次のＡ／Ｄ変換器２０でディジタル化されてメモリ
２１に一旦格納され、そしてミキシング回路２７に送ら
れる。

【００２６】一方、広視野撮像素子６は、ビームスプリ
ッタ３からの他方の分岐光を光電変換してその電気信号
を出力する。この電気信号は、ＣＣＤ制御回路１２によ
り高解像映像信号に変換され、次のＡ／Ｄ変換器２２で
ディジタル化されて各メモリ２３、２４及び動画検出回
路２５に送られる。

【００２７】このうち、一方のメモリ２３に格納された
ディジタル映像信号は、拡大処理回路２６で拡大処理さ
れてミキシング回路２７に送られ、他方のメモリ２４に
格納されたディジタル映像信号は、セレクタ２８に送ら
れる。又、動画検出回路２５は、広視野撮像素子６の撮
像により得られる映像信号から被写体の動き量を検出
し、その動き検出信号をミキシング回路２７に送る。

【００２８】このミキシング回路２７は、混合比率を、
動画検出回路２５からの動き量検出信号に応じて変更設
定、例えば被写体の動きが遅い場合には高解像映像信号
を高めにし、動きが速い場合には広視野映像信号を高め
に設定し、メモリ２１からの高解像映像信号と拡大処理
回路２６からの広視野映像信号とを上記混合比率により
混合して出力する。

【００２９】次のセレクタ２８は、ミキシング回路２７
からの混合処理された映像信号中に、メモリ２４からの
映像信号を子画面の形でスーパインポーズで出力する。
そして、このセレクタ２８の出力は、Ｄ／Ａ変換器２９
によりアナログ化されてモニタテレビジョン１５に送ら
れる。

【００３０】この結果、モニタテレビジョン１５には、
図２に示すように高解像映像信号により画像Ｑ１中に、
広視野映像信号による画像Ｑ２が子画面の形でかつスー
パインポーズにより映し出される。

【００３１】このように上記第１実施例においては、各
カラーフィルタ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの被写体からの透過光
を高解像撮像素子５により光電変換し、又、被写体光を
広視野撮像素子６により光電変換し、セレクタ２８によ
って高解像撮像素子５により撮像された画像中に、広視
野撮像素子６により撮像された画像を子画面として入れ
るようにしたので、高解像度の画像で被写体を観察でき
るとともに、この被写体の周囲の画像を同時に映し出す
ことができる。従って、狭い視野で映し出された高解像
度の被写体の周囲に重要な画像がある場合、この重要画
像を見落としすることなく観察できる。

【００３２】なお、上記第１実施例においてミキシング
回路２７の混合比率の設定は、動画検出回路２５により
広視野映像信号に基いて行っているが、これを高解像映
像信号に基いて行うようにしてもよい。

【００３３】又、動画検出回路２５に限らず、図３に示
すようにステージ１に移動センサ３０を設け、この移動
センサ３０によってステージ１の移動量（被写体の動き
量）を検出してその動き量検出信号をミキシング回路２
７に送るようにしてもよい。

【００３４】又、ミキシング回路２７の混合比率は、多
段階とせずに１対０、０対１の切り換えとすれば、図４
に示すようにミキシング回路２７とセレクタ２８との各
機能を備えたセレクタ３１を備えることによって回路構
成を簡略化できる。この場合、ミキシング回路３１は、
被写体の動き量が大きければ、広視野映像信号をセレク
トし、被写体の動き量が少なければ、高解像映像信号を
セレクトする。 (2) 次に本発明の第２実施例について図５に示す構成図
を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符
号を付してその詳しい説明は省略する。

【００３５】ＣＰＵ４０が備えられ、このＣＰＵ４０に
対して電動ステージ４１及びステージ移動指示手段４２
として例えばキーボードやマウス、ジョイスティックが
接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、ステージ移動
指示手段４２からのステージ移動の指示に従って電動ス
テージ４１を移動制御し、かつその動き量を動画情報と
してミキシング回路２７に送出する機能を有している。
なお、ステージ移動指示手段４２は、広視野撮像素子６
により画像Ｑ３をオン・オフする指示を与える機能を有
している。

【００３６】又、ＣＰＵ４０は、レジスタ４３及びオー
バレイメモリ４４が接続され、これらがセレクタ４５に
接続されている。このうちレジスタ４３は、ステージ移
動指示手段４２からの動画情報を一旦保持してセレクタ
４５に渡すものであり、又、オーバレイメモリ４４に
は、高解像撮像素子５の撮像エリア情報が記憶されると
ともにステージ移動指示手段４２の指示位置を矢印等の
カーソルによってモニタテレビジョン１５の画面上に表
示するプログラムが記憶されている。

【００３７】かかる構成であれば、上記の如くミキシン
グ回路２７は、混合比率を、ＣＰＵ４０からの動画情報
に応じて、例えば電動ステージ４１の動きが遅い場合に
は高解像映像信号を高めにし、動きが速い場合には広視
野映像信号を高めに設定し、メモリ２１からの高解像映
像信号と拡大処理回路２６からの広視野映像信号とを上
記混合比率により混合して出力する。

【００３８】次のセレクタ４５は、ミキシング回路２７
からの混合処理された映像信号中に、メモリ２４からの
映像信号を子画面の形でスーパインポーズで出力する。
これにより、モニタテレビジョン１５には、図６(a) に
示すように高解像映像信号により画像Ｑ３中に、広視野
映像信号による画像Ｑ４が子画面の形でかつスーパイン
ポーズにより映し出される。

【００３９】この場合、広視野撮像素子６の視野を顕微
鏡の視野が内接するように設置しているので、広視野撮
像素子６の映像信号を子画面として映し出すと、図６に
示すように円形の視野として映し出される。

【００４０】この状態に、ＣＰＵ４０からオーバレイメ
モリ４４に指令を発すると、高解像撮像素子５の撮像エ
リア情報をセレクタ４５に送る。これにより、モニタテ
レビジョン１５の画面には、同図(a) に示すように広視
野撮像素子６による画像Ｑ４中に、高解像撮像素子５の
撮像エリアＥが表示される。

【００４１】又、ステージ移動指示手段４２が操作さ
れ、広視野撮像素子６による画像Ｑ４において次に高解
像画像で映し出したい位置が指示されると、ＣＰＵ４０
はこの指示位置を表示するために矢印情報をセレクタ４
５に送る。

【００４２】これにより、モニタテレビジョン１５の画
面には、同図(a) に示すように広視野撮像素子６による
画像Ｑ４中に、高解像撮像素子５の撮像エリアＥが表示
されると共に指示位置の矢印Ｇが表示される。

【００４３】次に映し出す高解像画像の位置が指示され
ると、ＣＰＵ４０は、ステージ移動指示手段４２の指示
位置を算出し、高解像撮像素子５の撮像エリアＥの中心
を指示位置に一致するように電動ステージ４１を移動制
御する。

【００４４】この結果、モニタテレビジョン１５には、
同図(b) に示すように矢印Ｇで指示された被写体部分が
高解像撮像素子５の撮像エリアＥの中心に配置され、こ
れが画像Ｑ３で映し出される。

【００４５】このように上記第２実施例によれば、上記
第１実施例と同様に高解像度の画像で被写体を観察でき
るとともに、この被写体の周囲の画像を同時に映し出す
ことができ、狭い視野で映し出された高解像度の被写体
の周囲に重要な画像がある場合、この重要画像を見落と
しすることなく観察できる。

【００４６】又、ステージ移動指示手段４２により観察
を所望する位置を指示することによって容易にその観察
位置に移動してその高解像画像を映し出すことができ、
非常にその操作が便利となる。

【００４７】さらに、広視野の画像Ｑ４をオン・オフで
きるので、広視野画像Ｑ４が不必要な場合には、この画
像Ｑ４をオフして高解像の画像Ｑ３のみを映し出して観
察できる。 (3) 次に本発明の第３実施例について図７に示す構成図
を参照して説明する。

【００４８】システムを制御するＣＰＵ５０には、メモ
リ・リード・タイミナグ・コントローラ（以下、コント
ローラと省略する）５１が接続されている。このコント
ローラ５１は、高解像画像のメモリ２１及び広視野画像
のメモリ２３に対する読み出しタイミングを変化させる
機能を有するものである。

【００４９】又、動画検出回路２５には、ミキシングコ
ントローラ５２が接続され、このコントローラ５２によ
ってミキシング回路２７での混合比率を設定変更するも
のとなっている。

【００５０】かかる構成であれば、コントローラ５１に
より各メモリ２１、２３の読み出しタイミングが制御さ
れる。これにより、モニタテレビジョン１５の画面上に
映し出される高解像画像の位置は、図８(a) に示す位置
から同図(b) に示すように変化し、このときに高解像撮
像素子５では撮像されない部分Ｋが生じる。

【００５１】この場合、ＣＰＵ５０は、コントローラ５
１に対してこの部分Ｋに広視野撮像素子６により撮像さ
れた画像を入れる指令を発する。この指令により各メモ
リ２１、２３から各ディジタル映像信号が読み出されて
ミキシング回路２７に送られ、さらにＤ／Ａ変換器２９
を通してモニタテレビジョン１５に送られる。この結
果、モニタテレビジョン１５には、同図(b) に示すよう
に高解像画像に対して広視野画像が映し出される。

【００５２】このように上記第３実施例によれば、上記
第１実施例と同様の効果を奏することができ、かつモニ
タテレビジョン１５の画面全体に高解像画像及び広視野
画像を映し出すことができる。

【００５３】なお、図９に示すようにメモリ２１の出力
側に縮小処理回路６０を接続し、かつＣＰＵ５０の指令
によりこの縮小処理回路６０の縮小率及び拡大処理回路
２６の倍率を可変するように構成する。

【００５４】このように構成することにより、広視野撮
像素子６により撮像された画像を図１０(a) に示すよう
にモニタテレビジョン１５の画面全体に広視野画像を表
示し、かつ同図(b) に示すように高解像画像をミキシン
グ回路２７により挿入して表示できる。かかる構成であ
れば、撮像している被写体の周辺でステージ１を移動す
ることなく、被写体周辺の観察ができる。なお、本発明
は上記各実施例に限定されるものでなくその要旨を変更
しない範囲で変形してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、高
解像撮像素子により撮像した画像を映し出す場合でも、
より広い視野の画像を映し出すことによって高解像画像
の周辺を観察等できるカラー撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるカラー撮像装置の第１実施例を
示す構成図。

【図２】同装置のモニタテレビジョンに映し出される画
像の模式図。

【図３】同装置の変形例を示す構成図。

【図４】同装置の変形例を示す構成図。

【図５】本発明に係わるカラー撮像装置の第２実施例を
示す構成図。

【図６】同装置のモニタテレビジョンに映し出される画
像の模式図。

【図７】本発明に係わるカラー撮像装置の第３実施例を
示す構成図。

【図８】同装置のモニタテレビジョンに映し出される画
像の模式図。

【図９】同装置の変形例を示す構成図。

【図１０】同装置のモニタテレビジョンに映し出される
画像の模式図。

【図１１】従来装置の構成図。

【図１２】回転フィルタの構成図。

【図１３】ＨＤＴＶ撮像エリアを示す図。

【図１４】ＮＴＳＣ撮像エリアを示す図。

【符号の説明】

１…ステージ、２…対物レンズ、３…ビームスプリッ
タ、４…回転フィルタ、５…高解像撮像素子、６…広視
野撮像素子、１０，１２…ＣＣＤ制御回路、１５…モニ
タテレビジョン、２１，２３，２４…メモリ、２５…動
画検出回路、２６…拡大処理回路、２７…ミキシング回
路、２８…セレクタ、３０…移動センサ、４１…電動ス
テージ、４２…ステージ移動指示手段、４４…オーバレ
イメモリ、５１…メモリ・リード・タイミング・コント
ローラ、６０…縮小処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長の異なる少なくとも２つのカラーフ
   ィルタを順次切換えて被写体光からの各透過光を得るフ
   ィルタ切換手段と、このフィルタ切換手段からの各透過
   光を光電変換する高解像撮像素子と、前記被写体光を光
   電変換する広視野撮像素子と、前記高解像撮像素子によ
   り撮像された画像中に、前記広視野撮像素子により撮像
   された画像を挿入する画像セレクト手段とを具備したこ
   とを特徴とするカラー撮像装置。