(57)【要約】【課題】顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供する。【解決手段】被写体１０１からの反射光又は透過光を撮像素子１３１に導く対物レンズ１１２を含むレンズ系を内包する鏡筒１１０と、反射光又は透過光を受光して被写体１０１の撮影画像を取得する撮像素子１３１を搭載する撮影装置１３０と、被写体１０１の撮影画像を８Ｋレベルの解像度で記憶する記憶部１４３と、記憶部１４３に記憶された撮影画像をデジタルズームを用いて拡大縮小する画像処理部１４２と、画像処理部１４２で倍率調整され撮影画像を表示装置１５０にデジタル送信する送信部１３４と、送信部１３４からデジタル送信された撮影画像を８Ｋレベルの解像度で大画面に表示する表示装置１５０とを備え、対物レンズ１１２から撮像素子１３１までに形成される像は実像のみである。【選択図】図１
2018063309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの反射光又は透過光を撮像素子に導く対物レンズを含むレンズ系を内包する鏡筒と；
前記反射光又は透過光を受光して前記被写体の撮影画像を取得する前記撮像素子を搭載する撮影装置と；
前記被写体の撮影画像を８Ｋレベルの解像度で記憶する記憶部と；
前記記憶部に記憶された前記撮影画像をデジタルズームを用いて拡大縮小する画像処理部と；
前記画像処理部で倍率調整された撮影画像を表示部にデジタル送信する送信部と；
前記送信部からデジタル送信された撮影画像を８Ｋレベルの解像度で大画面に表示する表示装置とを備え；
前記対物レンズから前記撮像素子までに形成される像は実像のみである；
顕微鏡装置。
【請求項２】
前記撮像素子の単位領域は３素子で構成された約２７μｍ２の領域又は４素子で構成された約３６μｍ２の領域であり、前記被写体の観察目標の最小エリアが、前記撮像素子の前記単位領域に撮影されるように、前記鏡筒のレンズ系が構成されている；
請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記撮像素子に撮影された前記被写体の撮影画像について面内又は焦点に係る歪を補正して前記記憶部に再記憶させる；
請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記被写体を搭載する試料載置台の傾斜を調整可能である載置台傾斜調整部と；
左眼と右眼で異なる画像を観察する立体視用ゴーグルとを備え；
前記送信部は、前記ステージの傾斜を変えて撮影した左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像を前記表示装置に交互に送信すると共に、前記表示装置に右眼用の撮影画像を送信するときは、前記立体視用ゴーグルの左眼に視野を遮る遮視画像を送信し、前記表示装置に左眼用の撮影画像を送信するときは、前記立体視用ゴーグルの右眼に前記遮視画像を送信する；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記制御装置は、被写体に関連する撮影画像を収録したデータベースから前記関連する撮影画像を取得し；
前記表示装置は、前記制御装置が前記データベースから取得した撮影画像を当該顕微鏡装置で撮影した撮影画像と同画面に表示可能である；
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記対物レンズ系による倍率が０．１ないし１００である；
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は顕微鏡装置に関する。詳しくは、８Ｋの技術を利用した顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の顕微鏡は主として、対物レンズで拡大した虚像をさらに接眼レンズで拡大し、対物レンズの倍率×接眼レンズの倍率＝顕微鏡の倍率としていた。そして、高倍率化による画像歪をなくすために、鏡筒内のレンズ系は複雑な構造になっていた。
他方、顕微鏡の画像を撮像素子で受光する先行技術例としては、スタンドに着脱可能な顕微鏡で、スタンドに装着して使用する時は比較的大きいモニタ画面、スタンドから切り離して移動可能な顕微鏡として使用する時は小さなモニタ画面を用いる例がある（特許文献１参照）。しかしながら、スタンドへの着脱が目的なので、対物レンズ系とズーム光学系で拡大した虚像を結像させる方式を用いており、また、モニタが画面も８Ｋレベルの大画面を用いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５６４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、８Ｋ画像技術において、高分解画像をデジタルズームで拡大縮小できるので、接眼レンズを用いて肉眼で観察する代わりに撮像素子で高分解画像を受光し、デジタルズームで倍率調整すれば、必ずしも両眼の顕微鏡を用いる必要がなくなる。また、顕微鏡の構造すなわち鏡筒内のレンズ系の構造も簡素化可能になる。特に、検眼器のような低倍率顕微鏡では、より簡素化が効果的である。
【０００５】
本発明は、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る顕微鏡装置１は、例えば図１に示すように、被写体１０１からの反射光又は透過光を撮像素子１３１に導く対物レンズ１１２を含むレンズ系を内包する鏡筒１１０と、反射光又は透過光を受光して被写体１０１の撮影画像を取得する撮像素子１３１を搭載する撮影装置１３０と、被写体１０１の撮影画像を８Ｋレベルの解像度で記憶する記憶部１４３と、記憶部１４３に記憶された撮影画像をデジタルズームを用いて拡大縮小する画像処理部１４２と、画像処理部１４２で倍率調整され撮影画像を表示装置１５０にデジタル送信する送信部１３４と、送信部１３４からデジタル送信された撮影画像を８Ｋレベルの解像度で大画面に表示する表示装置１５０とを備え、対物レンズ１１２から撮像素子１３１までに形成される像は実像のみである。
【０００７】
ここにおいて、撮像素子として、ＣＭＯＳ，ＣＣＤを使用可能である。
また「８Ｋレベル」又は「８Ｋ相当」とは８Ｋ（７６８０×４３２０画素）技術で実現できる高精細解像度画像と同等な解像度の程度をいう。しかるに、実社会では、４Ｋ解像度（３８４０×２１６０画素）の解像度を上回る解像度についても使用されることがある。したがって、ここでは６Ｋ解像度（具体的には１フレームの画素数が約２０００万以上）を上回る場合をいうものとする。「８Ｋレベル以上」であるから、８Ｋ解像度（７６８０×４３２０画素）以上の画素数を用いても良い。
【０００８】
また、デジタルズーム（電子ズーム）とは、撮影画像の一部を切り出して拡大縮小するものである。８Ｋでは細部でも高解像度が得られるので、拡大縮小しても鮮明度が劣化しない。なお、縦横の倍率を変えることも可能である。ズームイン・ズームアウトにより、微小領域と広い範囲を切り替えて又は同時に表示することも可能である。
また、「大画面」とは、３０インチ以上のモニタ画面をいうものとする。
【０００９】
このように構成すると、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係る顕微鏡装置１００は、第１の態様に係る顕微鏡装置において、撮像素子１３１の単位領域は３素子で構成された約２７μｍ２の領域又は４素子で構成された約３６μｍ２の領域であり、被写体の観察目標の最小エリアが、撮像素子１３１の単位領域に撮影されるように、鏡筒１１０のレンズ系が構成されている。
【００１１】
ここにおいて、撮像素子１３１の単位領域として、典型的には、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）を受光する３素子で構成された領域、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｇ（緑）Ｂ（青）を受光する４素子で構成された領域が挙げられる。その他、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｗ（白）を受光する４素子で構成された領域等が挙げられる。撮像素子１３１のピッチが約３ミクロンであれば、単位領域は３素子で３×約３ミクロン×３ミクロン＝２７μｍ２、４素子で約６ミクロン×６ミクロン＝３６μｍ２となる。
また、観察目標の最小エリアとは、１ミクロンの分解能を要求するなら、１ミクロン×１ミクロンを最小エリアとして撮像する必要がある。最小エリアからの光が単位領域に受光されることになる。
また、「鏡筒１１０のレンズ系が構成されている」とは、レンズ系の設計時に顕微鏡の倍率を定めるので、そのような倍率になるように、顕微鏡の鏡筒におけるレンズ系を定めることをいう。
このように構成すると、観察目標の最小エリアが確実に撮像素子に撮影されるので、所要の分解能の撮影画像を取得できる。
【００１２】
また、本発明の第３の態様に係る顕微鏡装置１００Ａ（図示しない）は、例えば図７に示すように、第１又は第２の態様に係る顕微鏡装置において、画像処理部１４２は、撮像素子１３１に撮影された被写体１０１の撮影画像について面内又は焦点に係る歪を補正して記憶部１４３に再記憶させる。
【００１３】
ここにおいて、歪補正は面内と焦点に係る歪（面に垂直方向）の２種類あるが、少なくとも面内の補正を行なうことが好ましい。
このように構成すると、撮影画像に歪が生じる場合には、補正を行なうことにより歪のない撮影画像を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の第４の態様に係る顕微鏡装置１００Ｂ（図示しない）は、例えば図８に示すように、第１ないし第４のいずれか１態様に係る顕微鏡装置において、被写体１０１を搭載する試料載置台１６３の傾斜を調整可能である載置台傾斜調整部１６４と、左眼と右眼で異なる画像を観察する立体視用ゴーグル１６１とを備え、送信部１３４は、ステージの傾斜を変えて撮影した左眼用撮影画像と右眼用の撮影画像を表示装置１５０に交互に送信すると共に、表示装置１５０に右眼用の撮影画像を送信するときは、立体視用ゴーグル１６１の左眼に視野を遮る遮視画像を送信し、表示装置１５０に左眼用の撮影画像を送信するときは、立体視用ゴーグル１６１の右眼に遮視画像を送信する。
【００１５】
ここにおいて、試料載置台１６３の傾斜を変えて３以上の撮影画像を撮影し、そのうちから２つの撮影画像を選択する場合も「試料載置台１６３の傾斜を変えて撮影した撮影画像」に含まれるものとする。
このように構成すると、傾斜を変えて撮影した２つの撮影画像を用い、例えば三角法を用いて撮影画像を立体化することができる。
【００１６】
また、本発明の第５の態様に係る顕微鏡装置１００Ｃ（図示しない）は、第１ないし第４のいずれか１態様に係る顕微鏡装置において、制御装置１４０は、被写体１０１に関連する撮影画像を収録したデータベースから関連する撮影画像を取得し、表示装置１５０は、制御装置１４０がデータベースから取得した撮影画像を当該顕微鏡装置１００Ｃで撮影した撮影画像と同画面に表示可能である。
【００１７】
ここにおいて、被写体１０１に関連する撮影画像を収録したデータベースとは、使用分野において異なるが、例えば肌表面の画像データベースや医療用の画像データベースを挙げられる。
このように構成すると、例えば撮影画像に近いデータベース画像を参照・比較しながら、撮影画像の健康状態や病状を検査できる。
【００１８】
また、本発明の第６の態様に係る顕微鏡装置１００Ｄ（図示しない）は、第１ないし第５のいずれか１態様に係る顕微鏡装置１００において、対物レンズ系による倍率が０．１ないし１００である。
【００１９】
ここにおいて、０．１倍は例えば全体像を参照するときに使用される。
このように構成すると、低倍率ほど、鏡筒１１０の構成を簡易にでき、小型化でき、かつ撮影画像の歪も小さいので、低倍率の顕微鏡ほど効果が大きい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る顕微鏡装置の構成例を示す模式図である。
【図２Ａ】実施例１に係る顕微鏡装置の照明装置の構成例を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１に係る顕微鏡装置の撮像装置の構成例を示す図である。
【図２Ｃ】実施例１に係る顕微鏡装置の制御装置の構成例を示す図である。
【図３】実施例１に係る鏡筒について説明するための図である。
【図４】実施例１に係る大画面モニタについて説明するための図である。
【図５】実施例１に係るデジタルズームについて説明するための図である。
【図６】実施例１に係る撮像素子について説明するための図である。
【図７】実施例２に係る顕微鏡装置について説明するための図である。
【図８】実施例３に係る顕微鏡装置について説明するための図である。
【図９】実施例４に係る顕微鏡装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【実施例１】
【００２３】
実施例１では８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置の例について説明する。
図１は実施例１に係る顕微鏡装置１００の主要部の構成例を示す模式図である。
【００２４】
顕微鏡装置１００は、鏡筒１１０、照明装置１２０、撮像装置１３０、制御装置１４０及び表示装置１５０で構成される。
【００２５】
鏡筒１１０は対物レンズ１１２を介して、被写体１０１の実像を撮像装置１５０の撮像素子１３１に結像させる。本実施例に係る顕微鏡装置１００は接眼レンズを介して被写体１０１を肉眼で観察する構成ではないので、被写体１０１の虚像を形成する必要性はなく、いたって簡易な構成になり、撮影画像の歪も小さくなる。レンズ系としては、対物レンズ１１２があれば良く、撮影画像の歪を修正するためのレンズや鏡筒１１０の長さに合わせて撮像素子１３１に結像するためのリレーレンズを  追加しても良い。
【００２６】
図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃは実施例１に係る顕微鏡装置の各部の構成例を示す図である。図２Ａは照明装置の構成例、図２Ｂは撮像装置の構成例、図２Ｃは制御装置の構成例を示す図である。
図２Ａを参照して、照明装置１２０は、光源としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子１２５と、ＬＥＤ素子１２５を駆動するための第１のドライバ回路１２６とを有する。
ＬＥＤ素子１２５は、内部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色を発光する素子を内蔵し、混色による白色光を被写体１０１に照射する。照明装置１２０光源として大きなエネルギーが得られるＬＥＤ素子１２５を使用するので、明るい照明光を得ることができ、ひいては、明るい画像を得ることができる。
第１のドライバ回路１２６は、制御装置１４０の制御に従って、ＬＥＤ素子１２５を駆動する。ＰＷＭ制御等により、ＬＥＤ素子１２５を調光制御する。
【００２７】
図２Ｂを参照して、撮像装置１３０は、鏡筒１１０の基端に着脱可能に装着され、対物レンズ１１２を通過して入射した光により、被写体１０１の画像を撮像し、制御装置１４０に撮像した画像を供給する。撮像装置１３０は、被写体１０１の撮影画像を受光する撮像素子１３１と、撮像素子１３１を駆動する第２のドライバ回路１３２と、撮像素子１３１に受光された光量をアナログ／デジタル変換して画像データにするＡ／Ｄ変換部１３３と、デジタル変換された画像データを表示装置１５０に送信する送信部１３４とを有する。第２のドライバ回路１３２は、撮像素子１３１から各画素の画素電圧を順次読み出し、Ａ／Ｄ変換部１３３に供給する。
【００２８】
撮像素子１３１は、８Ｋ相当以上のピクセルを備えてもよい。また、実社会では、８Ｋ以下の素子数でも、４Ｋに比して鮮明な画像が得られることから、８Ｋと称して販売等される場合がある。このため、画素数６Ｋ以上（約２万画素以上）を８Ｋ相当ということとする。
【００２９】
図２Ｃを参照して、制御装置１４０は制御部１４１、画像処理部１４２、記憶部１４３、入出力ＩＦ（インタフェース）１４４及び入力装置１４５を有する。
制御部１４１は、顕微鏡装置１００全体及び各部を制御して、顕微鏡装置１００としての機能を発揮させる。制御部１４１は、撮像装置１３０から送信された画像データを順次受信し、記憶部１４３に順次格納する。入出力ＩＦ１４４は、制御部１４１と外部装置との間のデータの送受信のインタフェースとして機能する。入力装置１４５は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネルなどから構成され、ユーザの指示を入出力ＩＦ１４４を介して制御部１４１に供給する。
画像処理部１４２は記憶部に格納された画像データを拡大縮小（倍率調整）、ノイズ除去、鮮明化、画像変換等の加工処理を行う。フレームデータの倍率調整にはデジタルズームを使用する。また、画像処理部１４２は画像歪の補正を行なっても良い。実施例２では、撮像素子１３１に撮影された被写体１０１の撮影画像について面内又は焦点に係る歪を補正して記憶部１４３に再記憶させる例について説明する。
【００３０】
記憶部１４３は、制御部１４１の動作プログラム、画像処理部１４２の動作プログラム、送信部１３４から受信した画像データ、画像処理部１４２が再生したフレームデータ、処理したフレームデータ等を記憶する。記憶部１４３は８Ｋレベルの解像度の高い画像、すなわち空間分解能の優れた画像を記憶できるので、表示装置１５０として、例えば３０インチ以上の大画面モニタを使用する。大画面モニタでも、自然に見える。このため、関係者全員で大画面の画像を共有でき、スムーズなコミュニケーションが図れる。
【００３１】
図１に戻り、表示装置１５０は制御装置１４０から送信された画像データを８Ｋレベルの大画面に表示する。８Ｋでは観察すべき最小寸法（最大倍率）の像を撮像素子に鮮明に記憶し、大画面全体に表示するので、それ以上拡大することはあまりなく、縮小しても鮮明度が劣化しない。表示装置１５０は制御装置１４０から送信された画像データを８Ｋレベルの大画面に表示する。８Ｋでは細部でも高解像度が得られるので、拡大しても鮮明度が劣化しない。なお、縦横の倍率を変えることも可能である。ズームイン・ズームアウトにより、微小領域と広い範囲を切り替えて又は同時に表示することも可能である。
【００３２】
図３は鏡筒について説明するための図である。鏡筒１１０の端部に位置する対物レンズ１１２の作用により、被写体１０１の倒立実像１０２が撮像素子１３１の面に形成される。すなわち、かかるレンズ系では、一般的な顕微鏡のように、一旦拡大虚像を作成し、その虚像を再度拡大して肉眼で観察するのではなく、倒立実像を撮像素子を介して大画面モニタの表示画面に写して観察する。したがって、鏡筒１１０内のレンズ系の構成はいたって簡素になる。
【００３３】
図４は大画面モニタについて説明するための図である。８Ｋモニタ３０２の画素数（３，３００万）は２Ｋモニタ３０１の画素数（２００万）の１６倍である。画素数＝視野（モニタ面積）×画素密度  なので、視野が２Ｋの４倍であれば、画素密度は４Ｋの４倍である。すなわち、２Ｋに比して広視野かつ高精細な画像を提供できる。撮像素子に、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｇ（緑）Ｂ（青）の４画素を単位領域とし、そこに１μｍ□の像を撮影するなら、被写体１０１の３．８ｍｍ×２．１５ｍｍの領域を８Ｋの記憶素子に記憶し、８Ｋの画面全体に表示できることになる。これを縮小して表示することも、一部を切り出して表示することも可能である。８Ｋの記憶素子の画面が鮮明であれば、縮小しても鮮明である。なお、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３画素を単位領域としても良い。
例えば、顕微鏡の倍率を０．１〜１００倍とする場合には、１００倍に時の撮影画像として、８Ｋレベルの解像度の高い画像を使用すれば、１０倍、１倍、０．１倍の画像として、８Ｋレベルの解像度の高い画像を１／１０，１／１００，１／１０００に縮小した画像を使用するので、観察時に解像度が劣ったと感じられることはない。
【００３４】
図５はデジタルズームについて説明するための図である。拡大・縮小（倍率調整）にはデジタルズームを使用する。８Ｋでは観察すべき最小寸法（最大倍率）の像を撮像素子に鮮明に記憶し、大画面全体に表示するので、それ以上拡大することはあまりなく、縮小しても鮮明度が劣化しない。つまり、記憶部１４３には鮮明な画像が蓄積されているので、デジタルズームで拡大縮小しても画像がぼやけることはない。記憶部１４３の画像データ４０１をそのまま用いると８Ｋモニタ４０２の大画面表示になる。一部を切り出して表示することも可能である。また、画像を縮小表示して、４Ｋモニタ４０３、２Ｋモニタ４０４対応の画面表示も可能である。８Ｋ対応の画面自体が鮮明なので、縮小しても鮮明である。このように、広視野の範囲の画像を鮮明に表示できる。また、デジタルズームを画像処理（鮮明化処理）と併用すると、例えば特徴部分又は異常部分と他の部分とのコントラストを強調して表現する等により、一層鮮明な画像を得ることができる。
【００３５】
図６は撮像素子１３１について説明するための図である。撮像素子１３１は半導体基板上に、集積回路を形成する微細加工技術を用いて形成される。撮像素子１３１としてＣＣＤ回路素子又はＣＭＯＳ回路素子を使用できる。撮像素子１３１は、いわゆる８Ｋ、即ち、７６８０×４３２０ピクセル（画素）のカラーイメージセンサから構成される。したがって、８Ｋの内視鏡装置１００によれば、高精細な撮像画像を得ることができる。
【００３６】
しかしながら、イメージセンサの画素数を、単純に８Ｋ（７６８０×４３２０ピクセル）にするだけでは、表示装置（ディスプレイ）１５０上で８Ｋの真の解像度（画像の緻密さ）を実現できるとは限らない。
真に８Ｋの解像度を実現するためには、「画素のサイズが大きいこと」が必要である。イメージセンサの画素のサイズが小さすぎると、光の回折限界のために解像できず、ぼやけた画像になってしまう。内視鏡に適用する場合、体腔に挿入できるという制限から、内視鏡の内蔵レンズの径が非常に小さいため、そのままでは、大型のイメージセンサを使用することは困難である。
【００３７】
また、内視鏡内を導かれてきた光の径を、拡大レンズによりイメージセンサいっぱいに広げることが考えられる。しかし、倍率を上げれば上げるほど（焦点距離を遠くとるほど）、画面上のイメージサークルの面積は増えるが、反射光を得る術野範囲が狭くなる。このため、イメージセンサで受ける光（光子）の量が減り、画像が暗くなってしまうという問題があった。この問題は、８Ｋではイメージセンサの感度が４倍になった、液晶モニタが明るくなったことで解決できた。
【００３８】
８Ｋの解像度を実現するために、撮像素子１３１のピクセルのピッチＰは、被写体１０１の照明に使用される主要光の回折限界以上の大きさにする。具体的には、ピッチＰは、拡散層１２２から出射される照明光の波長、即ち、ＬＥＤ素子１２５の発光光の波長に相当する基準波長λより大きい値に設定される。なお、照明光が複数の波長の光を含む場合、基準波長λは、照明光を構成する三原色の光のうちの波長が最も長い光、即ち、赤い光の主成分の波長を意味する。即ち、赤色に対応するスペクトル領域でエネルギーの最も大きい波長を意味する。
【００３９】
また、レンズ系の開口度（ｆ値）を大きくすると、明るくなるが、解像度が落ちる。開口度を小さくすると、解像度が上がるが、暗くなる。このため、８Ｋでは開口度（ｆ値）が１０〜１６で、ピクセルのピッチ（画素ピッチ）Ｐは、２．８〜３．８μｍが適切であることがわかった。ピッチが小さすぎると干渉が生じて画像がぼけてくる。大きすぎると基板が大きくなり、体積・重さ、スピード等で不利になる。３．０〜３．５μｍがさらに適切である。ピクセルのピッチＰを、２．８〜３．８μｍとすると、撮像素子１３１の寸法は、約２０〜３０ｍｍ×１２〜１８ｍｍとなる。
【００４０】
画素数が多いので、１画素には微細領域の色彩を記録できる。例えば８Ｋでは２０μｍの細糸を識別可能である。（２Ｋでは肉眼で画素が見えるが、８Ｋでは見えない。）
８Ｋの画素数（約３，３００万）は２Ｋ（約２００万）の１６倍である。表示装置１５０（図１参照）において、画素数＝視野（モニタ面積）×画素密度  で表される。例えば、視野が２Ｋの４倍になると、画素密度も２Ｋの４倍になる。モニタ画面を見る視野角は、２Ｋで３０度、４Ｋで６０度、８Ｋで１００度とすると、臨場感は１００度でほぼ飽和するので、臨場感を求めるなら、８Ｋで十分である。
【００４１】
以上により、本実施例によれば、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は、実施例１に撮影画像の歪補正を追加する例である。
図７は、実施例２に係る顕微鏡装置１００Ａ（図示しない）について説明するための図である。
ｘｙ平面内（撮像素子面内）の歪については、単位スケール指標（例えば１００μｍ×１００μｍ格子パターン）を撮影しておけば、撮影画像の歪の大きさと方向が解るので、補正に使用できる。実際の格子パターンの撮影画像上での格子予測パターンＬ０が実際の撮影画像上では格子映像パターンＬ１になったとする。格子予測パターンＬ０の頂点Ｐ０（ｘ０，ｙ０），格子映像パターンＬ１の頂点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）とする。頂点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）のずれは、Δｘ１＝ｘ１−ｘ０、Δｙ１＝ｙ１−ｙ０である。このずれを全ての格子点について求め、格子予測パターンＬ０の位置と格子映像パターンＬ１の位置との対応関係を記憶しておけば、映像上の任意の点における座標を補正可能である。
【００４３】
焦点の補正については、焦点距離を変えた複数の画像から補正可能、すなわち、焦点ボケのない画像を合成可能といわれており、補正が可能となる。色収差については、波長ごと（ＲＧＢ）に焦点距離があった画像を求めて、これらを合成して求めれば良い。
【００４４】
その他の構成については、実施例１と同様であり、実施例１と同様に、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【実施例３】
【００４５】
実施例３では、撮影画像の立体表示１について説明する。
図８は、実施例３に係る顕微鏡装置１００Ｂ（図示しない）について説明するための図である。例えば、傾斜を変えて撮影した２以上の撮影画像を用いて、右眼から見た（右眼視野）画像とび左眼から見た（左眼視野）画像を別々に作成する。表示装置１５０には右眼視野画像と左眼視野画像を交互に送信し、表示装置１５０への送信と同期をとって、右眼視野画像を観察者の立体視用ゴーグル１６１の右眼に、左眼視野画像を観察者の立体視用ゴーグル１６１の左眼に送信すれば、立体画像を表示できる。なお、図８では、試料載置台１６３の傾斜を変えて、右眼視野で観察する態様と右眼視野で観察する態様と２つの態様が１つの図中に描かれているが、実際は、１つの試料載置台１６３上の試料に対して載置台傾斜調整部１６４により傾斜を調整して右眼視野と左目視野で観察することを示すものである。なお、１６２は鏡筒である。
その他の構成については、実施例１と同様であり、実施例１と同様に、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【実施例４】
【００４６】
実施例４は、実施例１に画像表示にこれまで蓄積されたＤＢデータの利用を追加する例である。
図９は、実施例４に係る顕微鏡装置１００Ｃ（図示しない）について説明するための図である。
例えば、皮膚のしみ、肌荒れ等の肌表面のデータベースについても、多数の人の画像データを有し、また同一人についても時系列的な画像データを有していれば、被験者について現在撮影された画像と過去のデータを比較したり、他の患者や健常者の画像データを同一画面上で比較できる。これにより、症状を正しく判断するのに役立てられる。
【００４７】
図９の例では、左から検索対象画像データ、第１位の類似度で検索された画像データ、第２位の類似度で検索された画像データ、第３位の類似度で検索された画像データとする。また、上から正常な画像データ、中間の画像データ、異常な画像データ（１）、異常な画像データ（２）を、等しい倍率で配列した。このように検索画像データを利用すると、検索対象画像データの現状を把握しやすくなる。
その他の構成については、実施例１と同様であり、実施例１と同様に、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【実施例５】
【００４８】
実施例５は、実施例１に顕微鏡の倍率が低倍率、又は等倍の例について説明する。以上の実施例では、比較的倍率が高い又は中間領域を想定したが、例えば検眼装置では１〜１００倍程度の低倍率の顕微鏡機能を有する装置が実用されている。
本実施例５における構成の顕微鏡装置１００Ｄ（図示しない）はこれらの低倍率の顕微鏡装置にも適用可能である。低倍率ほど、鏡筒１１０の構成を簡易にでき、小型化でき、かつ撮影画像の歪も小さいので、むしろ低倍率の顕微鏡に適しているといえる。０．１倍は例えば全体像を参照するときに使用される。
その他の構成については、実施例１と同様であり、実施例１と同様に、顕微鏡のレンズ系の構成を簡素化し、８Ｋの大画面モニタとデジタルズームを利用して、高倍率の映像を鮮明に観測可能にする顕微鏡装置を提供できる。
【００４９】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施の形態に種々の変更を加えられることは明白である。
【００５０】
例えば、以上の実施例では、光反射型顕微鏡の例について説明したが、光透過型顕微鏡にも適用可能である。また、以上の実施例では、冷却装置を使用しない例について説明しているが、冷却装置を使用しても良い。また、以上の実施例では、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｇ（緑）Ｂ（青）の４画素を単位領域とする例について説明したが、例えばＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）にＩＲ（近赤外線）をいれて４画素にしても良く、４画素に限られず、例えばＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）３画素を単位領域としてもよく、５画素を単位領域としてもよく、モノクロに限定すれば１画素であっても良い。また、実施例４では皮膚のしみ、肌荒れの画像データベースを用いる例について説明したが、医療用の画像データベースでも良く、微生物の画像データベースを用いても良い。その他、顕微鏡の倍率、寸法、重量、撮像素子のパターン寸法、モニタ画面の性能等は適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、顕微鏡装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００，１００Ａ〜１００Ｄ  顕微鏡装置
１０１  被写体
１１０  鏡筒
１１２  対物レンズ
１２０  照明装置
１２５  ＬＥＤ素子
１２６  第１のドライバ回路
１３０  撮像装置
１３１  撮像素子
１３２  第２のドライバ回路
１３３  Ａ／Ｄ変換部
１３４  送信部
１４０  制御装置
１４１  制御部
１４２  画像処理部
１４３  記憶部
１４４  入出力ＩＦ
１４５  入力装置
１５０  表示装置
１６１  立体視用ゴーグル
１６２  鏡筒
１６３  試料載置台
１６４  載置台傾斜調整部
３０１  ８Ｋモニタ
３０２  ２Ｋモニタ
４０１  記憶部の画像データ
４０２  ８Ｋモニタ
４０３  ４Ｋモニタ
４０４  ２Ｋモニタ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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