(57)【要約】      （修正有）【課題】標本とセンサーとの間にレンズ系を配置しているため、画像取得装置が大型化し高価になっていたため、レンズ系を使用しないで小型で安価な画像取得装置を提供する。【解決手段】標本１１を載置するステージ１２と、前記標本に対向する位置の近傍に配置され前記標本からの光をレンズを介さずに前記標本の画像を撮像する撮像素子１８と、前記ステージと前記撮像素子の少なくとも一方を移動する移動手段１４と、前記撮像素子の画像信号から前記標本の画像を形成する画像生成手段と、を有する画像取得装置１。【選択図】図１
2010244193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を載置するステージと、
前記標本に対向する位置の近傍に配置され前記標本からの光をレンズを介さずに前記標本の画像を撮像する撮像素子と、
前記ステージと前記撮像素子の少なくとも一方を移動する移動手段と
前記撮像素子の画像信号から前記標本の画像を形成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
取得する画像の倍率を入力する入力手段と、
前記倍率から前記撮像素子の回転角度を演算する回転角度演算手段と、
前記回転角度演算手段の結果に基づき前記撮像素子を回転する回転手段と、
前記倍率から前記移動手段の走査間隔量を演算する移動量演算手段とを有し、
前記移動手段は、前記走査間隔量に基づき前記撮像素子と前記ステージの少なくとも一方を移動し、
前記画像生成手段は、前記倍率に基づき前記撮像素子の画像信号から当該倍率に応じた前記標本の画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記撮像素子は一次元撮像素子であり、前記移動方向は当該撮像素子の受光素子配列方向に直交する方向であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記ステージと前記撮像素子とを同時に移動する際、前記ステージと前記撮像素子の移動方向は逆方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記標本の画像を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記撮像素子の設置側で前記撮像素子近傍に設けられて面光源となる前記標本を照明する照明手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主走査に一次元センサー（例えば、ラインセンサー）、副走査に遥動ミラー、およびレンズ系を用いて標本像を一次元センサーに結像して所定領域の標本画像を取得する画像取得装置（例えば、スキャナー等）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画像取得装置は、画像を取得するために標本とセンサーとの間にレンズ系を配置しているため、レンズ系を配置するスペースが必要になり画像取得装置が大型化すると共に高価になると言う課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、標本を載置するステージと、前記標本に対向する位置の近傍に配置され前記標本からの光をレンズを介さずに前記標本の画像を撮像する撮像素子と、前記ステージと前記撮像素子の少なくとも一方を移動する移動手段と、前記撮像素子の画像信号から前記標本の画像を形成する画像生成手段と、を有することを特徴とする画像取得装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、レンズ系を使用しない小型で安価な画像取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を示す。
【図２】第１実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【図３】第１実施の形態にかかる画像取得装置の動作フローチャートを示す。
【図４】（ａ）は撮像素子の傾斜角度と読取幅および倍率の関係を、（ｂ）は撮像素子の傾斜角度と読取範囲をそれぞれ模式的に示す。
【図５】撮像素子の傾斜角度（倍率）と画像になる有効範囲を示す。
【図６】撮像素子の傾斜角度（倍率）と標本画像範囲を示す。
【図７】撮像素子の傾きが無い（等倍）時の撮像素子読取時の各画素状態を、（ｂ）は撮像素子の傾きが無い時の画像データ生成後の各画素状態をそれぞれ示す。
【図８】（ａ）は撮像素子を３０度傾けたときの撮像素子読取時の各画素状態を、（ｂ）は撮像素子を３０度傾けたときの画像データ生成後の各画素状態をそれぞれ示す。
【図９】（ａ）は撮像素子を４５度傾けたときの撮像素子読取時の各画素状態を、（ｂ）は撮像素子を４５度傾けたときの画像データ生成後の各画素状態をそれぞれ示す。
【図１０】第２実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を示す。
【図１１】第２実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【図１２】第２実施の形態にかかる画像取得装置の動作フローチャートを示す。
【図１３】第３実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を示す。
【図１４】第３実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【図１５】第３実施の形態にかかる画像取得装置の動作フローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態にかかる画像取得装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
【０００９】
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を、図２は、第１実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【００１０】
図１、図２において、第１実施の形態にかかる画像取得装置１は、機構部１０と制御部３０とからなり筐体に収納されている。機構部１０は、標本１１を載置するためのステージ１２と、撮像面を標本１１の近傍に配置した例えばラインセンサーのような一次元撮像素子（以後、ＣＣＤと略記する）１８と、このＣＣＤ１８を保持しＣＣＤ１８を任意の角度に回転する撮像素子回転制御部１６と、撮像素子回転制御部１６を支持し、ＣＣＤ１８を標本１１に対してＣＣＤ１８の撮像面をほぼ平行に保った状態で移動（走査）する（図１紙面左右方向に移動する（図中の矢印））撮像素子走査制御部１４と、撮像素子走査制御部１４に配置され標本１１を照明する光源２０から構成されている。
【００１１】
光源２０を撮像素子走査制御部１４に配置することで標本１１の落射照明を可能にしている。また、ＣＣＤ１８は、標本１１からの光をレンズ系を使用せずに直接受光するように構成されている。なお、ステージ１２に光源２０を内蔵して標本１１を照明するように構成しても良い。これにより標本１１を透過照明することが可能になる。
【００１２】
図４に示したように撮像素子回転制御部１６におけるＣＣＤ１８の回転角度θの基準は、ＣＣＤ１８の長手方向（一次元ＣＣＤの受光素子配列方向）をゼロ度としている。よって、通常の状態では、図１において紙面に垂直方向にＣＣＤ１８の長手方向が配置された状態が角度θ＝０度となる。
【００１３】
また、図２に示すように撮像素子走査制御部１４、撮像素子回転制御部１６、ＣＣＤ１８、および光源２０の各制御は制御部３０の第１制御部３１により制御されている。
【００１４】
また制御部３０は、第２制御部４１を有し、第１制御部３１と第２制御部４１は接続されている。なお、第１制御部３１と第２制御部４１とを一つにまとめて制御部３０としても良い。一つにまとめることで制御部３０を小型化でき、画像取得装置１をより小型化できる。また、第１制御部３１と第２制御部４１とを別の筐体に配置した場合は、それぞれ不図示の通信制御部を配置して両者の情報伝達をするようにしても良い。第１制御部３１と第２制御部４１とを別体にすることで画像取得装置１に必要な制御回路のみを内蔵することができ画像取得装置１をより小型化することができる。
【００１５】
第１制御部３１は、倍率撮像素子回転量演算部３３、倍率標本移動量演算部３４、および画像データ生成部３５を有している。
【００１６】
倍率撮像素子回転量演算部３３は、後述する第２制御部４１の操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の回転角度θの演算を行い撮像素子回転制御部１６に伝達する。撮像素子回転制御部１６はこの演算結果を受けてＣＣＤ１８の回転角度θの設定を行う。なお、回転角度θが所定の角度に設定されたか否かは、撮像素子回転制御部１６に配置された不図示の回転角度検出手段（例えば、ロータリーエンコーダー等）により検出しフィードバック制御する。
【００１７】
倍率標本移動量演算部３４は、操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の走査量（走査間隔量）の演算を行い撮像素子走査制御部１４に伝達する。撮像素子走査制御部１４はこの結果を受けて、演算された走査間隔量でＣＣＤ１８を図１紙面左右方向（矢印で示す）に移動する。なお、ＣＣＤ１８の移動量（走査量）は、撮像素子走査制御部１４に配置された位置検出手段（例えば、リニアエンコーダー、リニアポテンショメータ等）により検出しフィードバック制御する。
【００１８】
画像データ生成部３５は、ＣＣＤ１８で得られた画素データを操作・入力部４４で入力された倍率に対応した画素データに処理し画像データを生成する機能を有している。
【００１９】
第２制御部４１は、画像取得制御部４２と、表示部４３、操作・入力部４４、メモリ４５を有している。
【００２０】
画像取得制御部４２は、画像データ生成部３５で生成された画像データに基づき、表示部４３に表示する画像処理を行う。
【００２１】
表示部４３は、操作・入力部４４で入力された画像取得装置１の動作パラメータや画像取得時の倍率データ等を表示すると共に、取得された標本画像の表示を行いユーザに標本像を観察可能にする。なお、表示部４３は、外部の表示装置とのインタフェースを有し、不図示の表示装置を接続することが可能である。外部表示装置を用いることで、より画面の大きな表示装置で標本画像を観察することができる。
【００２２】
操作・入力部４４は、画像取得装置１の各種条件設定（例えば、画像取得倍率、走査範囲、光源２０の明るさ、フィルタの設定等）を行う操作画面を有している。なお、操作・入力部４４はマウスやキーボード等のインタフェースを有し、ここにマウスやキーボードを接続することで画像取得装置１の、例えば画像取得倍率、光源２０の明るさ等、条件設定を行うことができる。マウスやキーボードを用いることで、各種条件の入力が容易になる。
【００２３】
メモリ４５は、ユーザが設定した画像取得装置１の各種条件や取得した標本画像を記憶することができる。なお、メモリ４５は、外部メモリ（例えば、ＵＳＢメモリ等）を接続するインタフェースを有している。外部メモリを使用することで、大量の画像情報を保存することができる。また、取得した標本画像を他の場所でユーザが観察することができる。
【００２４】
また、制御部３０は、外部接続インタフェース（例えば、ＵＳＢ端子など）を有することが望ましい。これにより、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と接続することができ、より汎用性を向上させることができる。画像取得装置１をＰＣで制御したり取得した標本画像をＰＣに接続したモニターで観察したり、標本画像をＰＣのメモリや記憶装置に記憶保存することが可能になる。
【００２５】
このような構成により、第１実施の形態にかかる画像取得装置１が構成されている。
【００２６】
次に、画像取得装置１の動作について図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２７】
はじめに、ユーザは図１に示すようにステージ１２に標本１１を載置し、操作・入力部４４で倍率等の条件入力を行った後、不図示の画像取得開始ボタンを押す。その後、画像取得装置１は、以下のステップで標本画像の取得動作を行う。
【００２８】
（ステップＳ１）
倍率撮像素子回転量演算部３３は、入力された倍率に基づきＣＣＤ１８の回転角度θを計算して撮像素子回転制御部１６に伝達する。
【００２９】
（ステップＳ２）
撮像素子回転制御部１６は、倍率撮像素子回転量演算部３３の演算結果に基づきＣＣＤ１８を回転角度θに設定する。
【００３０】
（ステップＳ３）
倍率標本移動量演算部３４は、倍率に対応する走査移動量（走査間隔量）を計算して撮像素子走査制御部１４に伝達する。
【００３１】
（ステップＳ４）
撮像素子走査制御部１４は、操作・入力部４４を介してユーザが入力した走査初期値にＣＣＤ１８を移動する。なお、走査初期位置はデフォルトで設定しても良い。
【００３２】
（ステップＳ５）
ＣＣＤ１８が走査初期位置に設定された後、ＣＣＤ１８が１走査間隔量分の画像データを読み取る。
【００３３】
（ステップＳ６）
第１制御部３１は、ＣＣＤ１８が取得した画像データを画像データ生成部３５に記憶する。
【００３４】
（ステップＳ７）
制御部３０は、指定された範囲を走査して読み取ったか否かを判定して読み取りが終わった場合はステップＳ９にジャンプする。
【００３５】
（ステップＳ８）
標本１１の指定された範囲を読み取りが終わっていないので、撮像素子走査制御部１４は、走査間隔量分ＣＣＤ１８を移動する。その後、制御部３０はステップＳ５からステップＳ８を繰り返す。
【００３６】
（ステップＳ９）
ＣＣＤ１８が指定された範囲の画像データの取り込みを終了したので、画像データ生成部３５に記憶されている画像データを用いて、画像データ生成部３５は画像データを生成する。生成した画像データは、第２制御部４１に送られて画像取得制御部４２で所定の処理後、表示部４３に標本画像として表示する。また、標本画像の画像データはメモリ４５に記憶保存される。
【００３７】
（ステップＳ１０）
ＣＣＤ１８による画像取り込みが終わったので、撮像素子回転制御部１６はＣＣＤ１８を回転して初期回転角度（ゼロ度）に戻す。
【００３８】
（ステップＳ１１）
撮像素子走査制御部１４は、ＣＣＤ１８を移動して初期位置に戻す。
【００３９】
以上で、画像データの取り込みが終了する。
【００４０】
次に、ＣＣＤ１８の回転角度θと取得される画像の倍率ｍとの関係について図４〜図９を参照しつつ説明する。
【００４１】
ＣＣＤ１８の回転角度θｍと倍率ｍは、以下の式（１）を用いて計算する。
（１）  θｍ＝ｃｏｓ−１（１／ｍ）  又は  ｍ＝１／ｃｏｓθｍ
【００４２】
図４（ａ）に示すように、倍率がｍ＝１倍（等倍）であれば角度θ＝０（度）、倍率がｍ＝ａ倍であれば角度θ＝θａ、ｍ＝ｂ倍であれば角度θ＝θｂに、倍率撮像素子回転量演算部３３で演算されて撮像素子回転制御部１６でＣＣＤ１８の回転角度が設定される。角度は、θ＜θａ＜θｂの関係にある。
【００４３】
例えば、倍率ｍ＝１（等倍）の時回転角度θ＝０度、倍率ｍ＝１．１５６倍の時回転角度θ＝３０、倍率ｍ＝１．４１倍の時回転角度θ＝４５となる。ここで、倍率ｍは、後述するようにＣＣＤ１８を所定の角度傾けて取得した画像データを基準サイズに表示あるいは印刷したときの倍率に対応している。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、ＣＣＤ１８を傾けて標本１１を走査した時、角度θが大きくなる（θ＜θａ＜θｂ）に従って読取幅Ｗは狭くなる（Ｗ１＜Ｗａ＜Ｗｂ）。また、ＣＣＤ１８が走査する範囲も図４（ｂ）に示すように異なっている。ＣＣＤ１８の走査範囲がＬの時、ＣＣＤ１８が走査する形状は、倍率ｍ＝１の場合には四角形状であるが、倍率ｍ＝１以外では菱形になり倍率ｍが大きくなるに従ってよりつぶれた菱形になる。
【００４５】
標本画像として使用される画像データ領域は、図５に示すように、それぞれの倍率で、倍率ｍ＝１倍のとき四角形ＡＢＣＤ、倍率ｍ＝ａ倍のとき四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、更に倍率ｍ＝ｂ倍のとき四角形Ａ”Ｂ”Ｃ”Ｄ”とＣＣＤ１８を傾けるに従って四角形の面積が小さくなる。
【００４６】
このとき、図６に示すように各四角形が有する画像データ量（総画素数）は変化せず一定に保たれている。例えば走査範囲ＬをＭライン（走査間隔量）であった時、倍率ｍ＝１倍の時の四角形ＡＢＣＤの全画素数はＮ（ＣＣＤ１８の画素数をＮとした時）×Ｍ（ライン）、倍率ｍ＝ａ倍の時も全画素数はＮ×Ｍ（ライン）、倍率ｍ＝ｂ倍の時も全画素数はＮ×Ｍ（ライン）となる。
【００４７】
図７はＣＣＤ１８の回転角度θ＝０度で倍率ｍ＝１（等倍）の場合のＣＣＤ１８の読取時画素状態（ａ）と画像データ生成部３５が生成する画像データ（ｂ）の画素状態を示している。θ＝０度の場合は、図７（ａ）と（ｂ）の画素状態（面積）は同じでありＣＣＤ１８で得られた画像データが画像データ生成部３５で生成された画像データになる。なお図中のＸＹ軸は、それぞれＸ軸は標本１１の長手方向（走査方向）、Ｙ軸は長手方向に直交する方向（ＣＣＤ１８の画素配列方向）を示している。各画像データは、このＹＸ軸に平行な四角形の画像データとして画像データ生成部３５で生成される。これは、図８、図９も同様である。
【００４８】
図８は、ＣＣＤ１８の回転角度θ＝３０度で倍率ｍ＝１．１５６倍時のＣＣＤ１８の読取時画素状態（ａ）と画像データ生成部３５が生成する画像データ（ｂ）の画素状態を示している。ＣＣＤ１８が３０度傾いているため、読取時にはＣＣＤ１８の画素がそれぞれ傾いている。この状態で標本１１上を走査すると斜めに並んだ画素列が画像データとして得られる。図８（ａ）中の幅Ｌａは、倍率に応じた撮像素子走査制御部１６によるＣＣＤ１８の１ライン当たりの走査量を示す。このように、ＣＣＤ１８が傾いているときは、走査量Ｌａは１ライン前のＣＣＤ１８が走査した画素領域と一部が重複するようになる。そして、走査が終わった全画素データから画像データ生成部３５は、図８（ｂ）に示すように各辺がＸＹ軸に一致する矩形の画像データを目標とする画素の周辺の画素データから生成する。このとき生成される各画素の面積は、ＣＣＤ１８の画素面積の約８６．６％に減少する。このため、図８（ｂ）に示すように取得できる標本１１の領域が小さくなり、図６に示すように標本画像となる面積も小さくなる。
【００４９】
図９は、ＣＣＤ１８の回転角度θ＝４５度で倍率ｍ＝１．４１倍時のＣＣＤ１８の読取時画素状態（ａ）と画像データ生成部３５が生成する画像データ（ｂ）の画素状態を示している。ＣＣＤ１８の回転角度θ＝４５度と大きくなったことにより、画像データ生成部３５で生成される１画素の面積は更に小さくなる。その面積は、図９（ｂ）に示すようにＣＣＤ１８の１画素の約７０．７％になる。このため、図６に示すように取得できる標本の領域が更に小さくなる。
【００５０】
このように、倍率ｍ＝１倍（図７（ａ）、（ｂ））から倍率ｍ＝ａ倍（図８（ａ）、（ｂ））、倍率ｍ＝ｂ倍（図９（ａ）、（ｂ））と倍率が高くなるに従って、画像データ生成部３５で生成される１画素の面積は、ＣＣＤ１８の長手方向（図中Ｙ軸方向）およびＣＣＤ１８の走査方向（図中Ｘ軸方向）とも短くなる（Ｌ１＜Ｌａ＜Ｌｂ）ためその面積が小さくなる。この結果、画像データ生成部３５で生成される全画像データの標本１８上の面積が小さくなる。
【００５１】
このように小さくなった標本１１上の面積を基準面積に表示（例えば、１７インチモニター上）あるいは印刷（例えば、Ａ４用紙）することで取得した標本画像の倍率が拡大されたことと等価になる。
【００５２】
以上述べたように、本第１実施の形態にかかる画像取得装置１は、ＣＣＤ１８を受光素子の配列方向を基準として傾けた状態で標本１１を走査することで、等倍から指定の倍率に拡大した標本画像を取得することができる。なお、ＣＣＤ１８の回転角度θは、０度から８０度程度まで連続的に変えることができ、倍率を等倍から５倍程度まで連続的に変更して標本画像を取得することができる。このように、画像取得装置１は、倍率を変えるとき、従来のように変倍光学系やその他のレンズ系を使わないため装置全体をコンパクトに構成することができる。また、無収差の高価なレンズ系を使わないため、従来より安価に画像取得装置１を構成することができる。
【００５３】
なお、画像取得装置１は、ＣＣＤ１８の光入射側にフィルタ等の光学素子を挿入することで、波長の異なる標本画像を取得することもできる。
【００５４】
（第２実施の形態）
次に、第２実施の形態にかかる画像取得装置について図１０〜図１２を参照しつつ説明する。本第２実施の形態では、標本画像取得時の走査をステージ移動によって行うことが第１実施の形態と異なる。第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明する。
【００５５】
図１０は、第２実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を、図１１は、第２実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【００５６】
図１０、図１１において、第２実施の形態にかかる画像取得装置１０１は、機構部１１０と制御部３０とからなり筐体に収納されている。機構部１１０は、標本１１を載置して移動（走査）する（図１０紙面左右方向に移動する（図中の矢印））ステージ制御部１１２と、撮像面を標本１１の近傍に配置した例えばラインセンサーのような一次元撮像素子（以後、ＣＣＤと略記する）１８と、このＣＣＤ１８を保持しＣＣＤ１８を任意の角度に回転する撮像素子回転制御部１６と、撮像素子回転制御部１６を支持する撮像素子支持部１１４と、撮像素子支持部１１４に配置され標本１１を照明する光源２０から構成されている。
【００５７】
光源２０を撮像素子支持部１１４に配置することで標本１１の落射照明を可能にしている。また、ＣＣＤ１８は、標本１１からの光をレンズ系を使用せずに直接受光するように構成されている。なお、ステージ制御部１１２に光源２０を内蔵して標本１１を照明するように構成しても良い。これにより標本１１を透過照明することが可能になる。
【００５８】
撮像素子回転制御部１６におけるＣＣＤ１８の回転角度θの基準は、ＣＣＤ１８の長手方向（一次元ＣＣＤの受光素子配列方向）をゼロ度としている。よって、通常の状態では、図１０において紙面に垂直方向にＣＣＤ１８の長手方向が配置された状態が角度θ＝０度となる。
【００５９】
また、図１１に示すようにステージ制御部１１２、撮像素子回転制御部１６、ＣＣＤ１８、および光源２０の各制御は制御部３０の第１制御部３１により制御されている。
【００６０】
また制御部３０は、第２制御部４１を有し、第１制御部３１と第２制御部４１は接続されている。なお、第１制御部３１と第２制御部４１とを一つにまとめて制御部３０としても良い。一つにまとめることで制御部３０を小型化でき、画像取得装置１０１をより小型化できる。また、第１制御部３１と第２制御部４１とを別の筐体に配置した場合は、それぞれ不図示の通信制御部を配置して両者の情報伝達をするようにしても良い。第１制御部３１と第２制御部４１とを別体にすることで画像取得装置１０１に必要な制御回路のみを内蔵することができ画像取得装置１０１をより小型化することができる。
【００６１】
第１制御部３１は、倍率撮像素子回転量演算部３３、倍率標本移動量演算部３４、および画像データ生成部３５を有している。
【００６２】
倍率撮像素子回転量演算部３３は、後述する第２制御部４１の操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の回転角度θの演算を行い撮像素子回転制御部１６に伝達する。撮像素子回転制御部１６はこの演算結果を受けてＣＣＤ１８の回転角度θの設定を行う。なお、回転角度θが所定の角度に設定されたか否かは、撮像素子回転制御部１６に配置された不図示の回転角度検出手段（例えば、ロータリーエンコーダー等）により検出しフィードバック制御する。
【００６３】
倍率標本移動量演算部３４は、操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の走査量（走査間隔量）の演算を行いステージ制御部１１２に伝達する。ステージ制御部１１２はこの結果を受けて、演算された走査間隔量で標本１１を図１０紙面左右方向（矢印で示す）移動する。なお、標本１１の移動量（走査量）は、ステージ制御部１１２に配置された位置検出手段（例えば、リニアエンコーダー、リニアポテンショメータ等）により検出しフィードバック制御する。
【００６４】
画像データ生成部３５は、ＣＣＤ１８で得られた画素データを操作・入力部４４で入力された倍率に対応した画素データに処理し画像データを生成する機能を有している。
【００６５】
第２制御部４１は、画像取得制御部４２と、表示部４３、操作・入力部４４、メモリ４５を有している。
【００６６】
画像取得制御部４２は、画像データ生成部３５で生成された画像データに基づき、表示部４３に表示する画像処理を行う。
【００６７】
表示部４３は、操作・入力部４４で入力された画像取得装置１０１の動作パラメータや画像取得時の倍率データ等を表示すると共に、取得された標本画像の表示を行いユーザに標本像を観察可能にする。なお、表示部４３は、外部の表示装置とのインタフェースを有し、不図示の表示装置を接続することが可能である。外部表示装置を用いることで、より画面の大きな表示装置で標本画像を観察することができる。
【００６８】
操作・入力部４４は、画像取得装置１０１の各種条件設定（例えば、画像取得倍率、走査範囲、光源２０の明るさ、フィルタの設定等）を行う操作画面を有している。なお、操作・入力部４４はマウスやキーボード等のインタフェースを有し、ここにマウスやキーボードを接続することで画像取得装置１０１の、例えば画像取得倍率、光源２０の明るさ等、条件設定を行うことができる。マウスやキーボードを用いることで、各種条件の入力が容易になる。
【００６９】
メモリ４５は、ユーザが設定した画像取得装置１０１の各種条件や取得した標本画像を記憶することができる。なお、メモリ４５は、外部メモリ（例えば、ＵＳＢメモリ等）を接続するインタフェースを有している。外部メモリを使用することで、大量の画像情報を保存することができる。また、取得した標本画像を他の場所でユーザが観察することができる。
【００７０】
また、制御部３０は、外部接続インタフェース（例えば、ＵＳＢ端子など）を有することが望ましい。これにより、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と接続することができ、より汎用性を向上させることができる。画像取得装置１０１をＰＣで制御したり取得した標本画像をＰＣに接続したモニターで観察したり、標本画像をＰＣのメモリや記憶装置に記憶保存することが可能になる。
【００７１】
このような構成により、第２実施の形態にかかる画像取得装置１０１が構成されている。
【００７２】
次に、画像取得装置１０１の動作について図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００７３】
はじめに、ユーザは図１０に示すようにステージ制御部１１２に標本１１を載置し、操作・入力部４４で倍率等の条件入力を行った後、不図示の画像取得開始ボタンを押す。その後、画像取得装置１０１は、以下のステップで標本画像の取得動作を行う。
【００７４】
（ステップＳ１）
倍率撮像素子回転量演算部３３は、入力された倍率値に基づきＣＣＤ１８の回転角度θを計算して撮像素子回転制御部１６に伝達する。
【００７５】
（ステップＳ２）
撮像素子回転制御部１６は、倍率撮像素子回転量演算部３３の演算結果に基づきＣＣＤ１８を回転角度θに設定する。
【００７６】
（ステップＳ３）
倍率標本移動量演算部３４は、倍率に対応する走査移動量（走査間隔量）を計算してステージ制御部１１２に伝達する。
【００７７】
（ステップＳ１０４）
ステージ制御部１１２は、操作・入力部４４を介してユーザが入力した走査初期値に標本１１を移動する。なお、走査初期位置はデフォルトで設定しても良い。
【００７８】
（ステップＳ５）
標本１１が走査初期位置に設定された後、ＣＣＤ１８が１走査間隔量分の画像データを読み取る。
【００７９】
（ステップＳ６）
第１制御部３１は、ＣＣＤ１８が取得した画像データを画像データ生成部３５に記憶する。
【００８０】
（ステップＳ７）
制御部３０は、指定された範囲を走査して読み取ったか否かを判定して読み取りが終わった場合はステップＳ９にジャンプする。
【００８１】
（ステップＳ１０８）
標本１１の指定された範囲を読み取り終わっていないので、ステージ制御部１１２は、走査間隔量分標本１１を移動する。その後、制御部３０はステップＳ５からステップＳ８を繰り返す。
【００８２】
（ステップＳ９）
ＣＣＤ１８が指定された範囲の画像データの取り込みを終了したので、画像データ生成部３５に記憶されている画像データを用いて、画像データ生成部３５は画像データを生成する。生成した画像データは、第２制御部４１に送られ、画像取得制御部４２で所定の処理後、表示部４３に標本像として表示する。また、標本画像の画像データはメモリ４５に記憶保存される。
【００８３】
（ステップＳ１０）
ＣＣＤ１８による画像取り込みが終わったので、撮像素子回転制御部１６はＣＣＤ１８を回転して初期回転角度（ゼロ度）に戻す。
【００８４】
（ステップＳ１１）
また、ステージ制御部１１２は、標本１１を移動して初期位置に戻す。
【００８５】
以上で、画像データの取り込みが終了する。
【００８６】
なお、一次元撮像素子を傾斜させたときの倍率、撮像領域（面積）、および標本画像の倍率等の内容は、第１実施の形態の図４〜図９を用いて説明した内容と同様であり説明を省略する。
【００８７】
以上述べたように、本第２実施の形態にかかる画像取得装置１０１は、ＣＣＤ１８を受光素子の配列方向を基準として傾けた状態で標本１１を走査することで、等倍から指定の倍率に拡大した標本画像を取得することができる。なお、ＣＣＤ１８の回転角度θは、０度から８０度程度まで連続的に変えることができ、倍率を等倍から５倍程度まで連続的に変更して標本画像を取得することができる。このように、画像取得装置１０１は、倍率を変えるとき従来のように変倍光学系やその他のレンズ系を使わないため、装置全体をコンパクトに構成することができる。また、無収差の高価なレンズ系を使わないため、従来より安価に画像取得装置１０１を構成することができる。
【００８８】
なお、画像取得装置１０１は、ＣＣＤ１８の光入射側にフィルタ等の光学素子を挿入することで、波長の異なる標本画像を取得することもできる。
【００８９】
（第３実施の形態）
次に、第３実施の形態にかかる画像取得装置について図１３〜図１５を参照しつつ説明する。本第３実施の形態では、標本画像取得時の走査をステージ移動と撮像素子の両方の移動によって行うことが特徴である。第１、第２実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明する。
【００９０】
図１３は、第３実施の形態にかかる画像取得装置の概略構成図を、図１４は、第３実施の形態にかかる画像取得装置の機能ブロック図を示す。
【００９１】
図１３、図１４において、第３実施の形態にかかる画像取得装置２０１は、機構部２１０と制御部３０とからなり筐体に収納されている。機構部２１０は、標本１１を載置して移動（走査）する（図１３紙面左右方向に移動する（図中の矢印Ａ））ステージ制御部１１２と、撮像面を標本１１の近傍に配置した例えばラインセンサーのような一次元撮像素子（以後、ＣＣＤと略記する）１８と、このＣＣＤ１８を保持しＣＣＤ１８を任意の角度に回転する撮像素子回転制御部１６と、撮像素子回転制御部１６を支持し、ＣＣＤ１８を標本１１に対してＣＣＤ１８の撮像面をほぼ平行に保った状態で移動（走査）する（図１３紙面左右方向に移動する（図中の矢印Ｂ））撮像素子走査制御部１４と、撮像素子走査制御部１４に配置され標本を照明する光源２０から構成されている。
【００９２】
光源２０を撮像素子走査制御部１４に配置することで標本１１の落射照明を可能にしている。また、ＣＣＤ１８は、標本１１からの光をレンズ系を使用せずに直接受光するように構成されている。なお、ステージ制御部１１２に光源２０を内蔵して標本１１を照明するように構成しても良い。これにより標本１１を透過照明することが可能になる。
【００９３】
撮像素子回転制御部１６におけるＣＣＤ１８の回転角度θの基準は、ＣＣＤ１８の長手方向（一次元ＣＣＤの受光素子配列方向）をゼロ度としている。よって、通常の状態では、図１３において紙面に垂直方向にＣＣＤ１８の長手方向が配置された状態が角度θ＝０度となる。
【００９４】
また、図１２に示すように撮像素子走査制御部１４、ステージ制御部１１２、撮像素子回転制御部１６、ＣＣＤ１８、および光源２０の各制御は制御部３０の第１制御部３１により制御されている。
【００９５】
また制御部３０は、第２制御部４１を有し、第１制御部３１と第２制御部４１は接続されている。なお、第１制御部３１と第２制御部４１とを一つにまとめて制御部３０としても良い。一つにまとめることで制御部３０を小型化でき、画像取得装置２０１をより小型化できる。また、第１制御部３１と第２制御部４１とを、別の筐体に配置した場合は、それぞれ不図示の通信制御部を配置して両者の情報伝達をするようにしても良い。第１制御部３１と第２制御部４１とを別体にすることで画像取得装置１０１に必要な制御回路のみを内蔵することができ画像取得装置２０１をより小型化することができる。
【００９６】
第１制御部３１は、倍率撮像素子回転量演算部３３、倍率標本移動量演算部３４、および画像データ生成部３５を有している。
【００９７】
倍率撮像素子回転量演算部３３は、後述する第２制御部４１の操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の回転角度θの演算を行い撮像素子回転制御部１６に伝達する。撮像素子回転制御部１６はこの演算結果を受けてＣＣＤ１８の回転角度θの設定を行う。なお、回転角度θが所定の角度に設定されたか否かは、撮像素子回転制御部１６に配置された不図示の回転角度検出手段（例えば、ロータリーエンコーダー等）により検出しフィードバック制御する。
【００９８】
倍率標本移動量演算部３４は、操作・入力部４４から入力された倍率に対応するＣＣＤ１８の走査量（走査間隔量）の演算を行い撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２に伝達する。撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２はこの結果を受けて、演算された所定の走査間隔量で標本１１およびＣＣＤ１８を互いに反対方向に移動するように走査速度の設定を行う。なお、標本１１およびＣＣＤ１８の移動量（走査量）は、撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２に配置された位置検出手段（例えば、リニアエンコーダー、リニアポテンショメータ等）により検出しフィードバック制御する。なお、走査は標本１１あるいはＣＣＤ１８のいずれか一方であっても良い。両方を同時に反対方向に移動することで走査速度を上げることができる。
【００９９】
画像データ生成部３５は、ＣＣＤ１８で得られた画素データを操作・入力部４４で入力された倍率に対応した画素データに処理し画像データを生成する機能を有している。
【０１００】
第２制御部４１は、画像取得制御部４２と、表示部４３、操作・入力部４４、メモリ４５を有している。
【０１０１】
画像取得制御部４２は、画像データ生成部３５で生成された画像データに基づき、表示部４３に表示する画像処理を行う。
【０１０２】
表示部４３は、操作・入力部４４で入力された画像取得装置２０１の動作パラメータや画像取得時の倍率データ等を表示すると共に、取得された標本画像の表示を行いユーザに標本像を観察可能にする。なお、表示部４３は、外部の表示装置とのインタフェースを有し、不図示の表示装置を接続することが可能である。外部表示装置を用いることで、より画面の大きな表示装置で標本画像を観察することができる。
【０１０３】
操作・入力部４４は、画像取得装置２０１の各種条件設定（例えば、画像取得倍率、走査範囲、光源２０の明るさ、フィルタの設定等）を行う操作画面を有している。なお、操作・入力部４４はマウスやキーボード等のインタフェースを有し、ここにマウスやキーボードを接続することで画像取得装置２０１の、例えば画像取得倍率、光源２０の明るさ等、条件設定を行うことができる。マウスやキーボードを用いることで、各種条件の入力が容易になる。
【０１０４】
メモリ４５は、ユーザが設定した画像取得装置２０１の各種条件や取得した標本画像を記憶することができる。なお、メモリ４５は、外部メモリ（例えば、ＵＳＢメモリ等）を接続するインタフェースを有している。外部メモリを使用することで、大量の画像情報を保存することができる。また、取得した標本画像を他の場所でユーザが観察することができる。
【０１０５】
また、制御部３０は、外部接続インタフェース（例えば、ＵＳＢ端子など）を有することが望ましい。これにより、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と接続することができ、より汎用性を向上させることができる。画像取得装置２０１をＰＣで制御したり取得した標本画像をＰＣに接続したモニターで観察したり、標本画像をＰＣのメモリや記憶装置に記憶保存することが可能になる。
【０１０６】
このような構成により、第３実施の形態にかかる画像取得装置２０１が構成されている。
【０１０７】
次に、画像取得装置２０１の動作について図１５のフローチャートを参照しつつ説明する。
【０１０８】
はじめに、ユーザは図１３に示すようにステージ制御部１１２に標本１１を載置し、操作・入力部４４で倍率等の条件入力を行った後、不図示の画像取得開始ボタンを押す。その後、画像取得装置２０１は、以下のステップで標本画像の取得動作を行う。
【０１０９】
（ステップＳ１）
倍率撮像素子回転量演算部３３は、入力された倍率値に基づきＣＣＤ１８の回転角度θを計算して撮像素子回転制御部１６に伝達する。
【０１１０】
（ステップＳ２）
撮像素子回転制御部１６は、倍率撮像素子回転量演算部３３の演算結果に基づきＣＣＤ１８を回転角度θに設定する。
【０１１１】
（ステップＳ３）
倍率標本移動量演算部３４は、倍率に対応する撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２それぞれの走査移動量（走査間隔量）を演算して撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２に伝達する。
【０１１２】
（ステップＳ４）
撮像素子走査制御部１４は、操作・入力部４４を介してユーザが入力した走査初期値にＣＣＤ１８を移動する。なお、走査初期位置はデフォルトで設定しても良い。
【０１１３】
（ステップＳ１０４）
ステージ制御部１１２は、操作・入力部４４を介してユーザが入力した走査初期値に標本１１を移動する。なお、走査初期位置はデフォルトで設定しても良い。
【０１１４】
（ステップＳ５）
標本１１が走査初期位置に設定された後、ＣＣＤ１８が１走査間隔量分の画像データを読み取る。
【０１１５】
（ステップＳ６）
第１制御部３１は、ＣＣＤ１８が取得した画像データを画像データ生成部３５に記憶する。
【０１１６】
（ステップＳ７）
制御部３０は、指定された範囲を走査して読み取ったか否かを判定して読み取りが終わった場合はステップＳ９にジャンプする。
【０１１７】
（ステップＳ８）
標本１１の指定された範囲を読み取り終わっていないので、撮像素子走査制御部１４は、走査間隔量分ＣＣＤ１８を移動する。
【０１１８】
（ステップＳ１０８）
標本１１の指定された範囲を読み取り終わっていないので、ステージ制御部１１２は、走査間隔量分標本１１を移動する。その後、制御部３０はステップＳ５からステップＳ８を繰り返す。
【０１１９】
（ステップＳ９）
撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２とを移動してＣＣＤ１８が指定された範囲の画像データの取り込みを終了したので、画像データ生成部３５に記憶されている画像データを用いて、画像データ生成部３５は画像データを生成する。生成した画像データは第２制御部４１に送られて画像取得制御部４２で所定の処理後、表示部４３に標本画像として表示される。また、標本画像の画像データはメモリ４５に記憶保存される。
【０１２０】
（ステップＳ１０）
ＣＣＤ１８による画像取り込みが終わったので、撮像素子回転制御部１６はＣＣＤ１８を回転して初期回転角度（ゼロ度）に戻す。
【０１２１】
（ステップＳ１１）
撮像素子走査制御部１４は、ＣＣＤ１８を移動して初期位置に戻す。
【０１２２】
（ステップＳ１１１）
ステージ制御部１１２は、標本１１を移動して初期位置に戻す。
【０１２３】
以上で、画像データの取り込みが終了する。
【０１２４】
なお、一次元撮像素子を傾斜させたときの倍率、撮像領域（面積）、および標本画像の倍率等の内容は、第１実施の形態の図４〜図９を用いて説明した内容と同様であり説明を省略する。
【０１２５】
以上述べたように、本第３実施の形態にかかる画像取得装置２０１は、ＣＣＤ１８を受光素子の配列方向を基準として傾けた状態で標本１１を走査することで、等倍から指定の倍率に拡大した標本画像を取得することができる。また、第３実施の形態にかかる画像取得装置２０１は、撮像素子走査制御部１４およびステージ制御部１１２の両者を同時に走査することで画像取得時間を短縮することができる。なお、ＣＣＤ１８の回転角度θは、０度から８０度程度まで連続的に変えることができ、倍率を等倍から５倍程度まで連続的に変更して標本画像を取得することができる。このように、画像取得装置２０１は、倍率を変えるとき従来のように変倍光学系やその他のレンズ系を使わないため、装置全体をコンパクトに構成することができる。また、無収差の高価なレンズ系を使わないため、従来より安価に画像取得装置２０１を構成することができる。
【０１２６】
なお、画像取得装置２０１は、ＣＣＤ１８の光入射側にフィルタ等の光学素子を挿入することで、波長の異なる標本画像を取得することもできる。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１０１、２０１  画像取得装置
１０、１１０、２１０  機構部
１１    標本
１２    ステージ
１４    撮像素子走査制御部
１６    撮像素子回転制御部
１８    一次元撮像素子（ＣＣＤ）
２０    照明光源
３０    制御部
３１    第１制御部
３３    倍率撮像素子回転量演算部
３４    倍率標本移動演算部
３５    画像データ生成部
４１    第２制御部
４２    画像取得制御部
４３    表示部
４４    操作・入力部
４５    メモリ
１１２  ステージ制御部
１１４  撮像素子支持部
【図１】
2010244193.tif 000003
【図２】
2010244193.tif 000004
【図３】
2010244193.tif 000005
【図４】
2010244193.tif 000006
【図５】
2010244193.tif 000007
【図６】
2010244193.tif 000008
【図７】
2010244193.tif 000009
【図８】
2010244193.tif 000010
【図９】
2010244193.tif 000011
【図１０】
2010244193.tif 000012
【図１１】
2010244193.tif 000013
【図１２】
2010244193.tif 000014
【図１３】
2010244193.tif 000015
【図１４】
2010244193.tif 000016
【図１５】
2010244193.tif 000017