(57)【要約】【課題】より確実かつ容易に観察対象物の像を立体視できるようにする。【解決手段】画像生成部３１１は、撮像素子１６１Ｌおよび撮像素子１６１Ｒにより撮影された左眼用および右眼用の観察画像の画像信号に基づいて、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データを生成する。輝度分析部３１２は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布を分析する。光量調整部３１３は、左眼用観察画像データと右眼用観察画像データの輝度分布の差が小さくなるように、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒの光量を個別に調整する。本発明は、例えば、実体顕微鏡に適用できる。【選択図】図４
2011191517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像を形成する光学系と、
前記第１の像と前記第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布を分析する分析手段と、
前記第１の像と前記第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、前記第１の像を形成する第１の光と前記第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする実体顕微鏡。
【請求項２】
前記調整手段は、前記第１の像と前記第２の像の輝度分布の差が小さくなるように、前記観察対象物を異なる方向から照らす複数の照明光の光量を個別に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項３】
前記光学系は、
前記第１の像を形成する第１の光学系において前記第１の光を減光するとともに、減光量が調整可能な第１の減光手段と、
前記第２の像を形成する第２の光学系において前記第２の光を減光するとともに、減光量が調整可能な第２の減光手段と
を備え、
前記調整手段は、前記第１の像と前記第２の像の輝度分布の差が小さくなるように、前記第１の減光手段の減光量および前記第２の減光手段の減光量を個別に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記調整手段は、前記第１の像と前記第２の像の分光分布の差が小さくなるように、前記観察対象物を異なる方向から照らす複数の照明光の分光分布を個別に調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項５】
観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像を形成する光学系を有する実体顕微鏡の制御を行う顕微鏡用制御装置において、
前記第１の像と前記第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布を分析する分析手段と、
前記第１の像と前記第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、前記第１の像を形成する第１の光と前記第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする顕微鏡用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実体顕微鏡および顕微鏡用制御装置に関し、特に、より確実かつ容易に観察対象物の像を立体視できるようにした実体顕微鏡および顕微鏡用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、凹凸のある観察対象物の拡大像を、両眼で直接見る場合と同様な立体感で観察するために、実体顕微鏡が用いられている。実体顕微鏡は、例えば、観察対象物とピンセット等の道具との距離を容易に把握することができるため、精密機械工業、生物の解剖、手術等、道具を用いて緻密な作業を行う分野で特に有用である。
【０００３】
実体顕微鏡は、左右の眼に写る像に視差を与えるために、左眼に入射する光が通過する光学系と右眼に入射する光が通過する光学系を少なくとも部分的に独立させるとともに、左右の光学系の光軸が観察対象物の表面で交わるように設計される。そして、観察対象物を異なる方向から見た左眼用と右眼用の２つの拡大像を生成し、接眼レンズを介して観察することにより、微小な観察対象物の拡大像を立体視することができる。
【０００４】
また、実体顕微鏡の接眼レンズが設けられた双眼鏡筒を覗き込む姿勢は、観察者にとって自由度が少なく、長時間の観察には疲労を伴う。そこで、従来、左眼用および右眼用の光学系にそれぞれ撮像素子を設け、左眼用の画像と右眼用の画像を撮影し、得られた２つの画像を用いて観察対象物の立体画像を立体視ディスプレイ装置に表示するようにして、観察者の負担を軽減することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２０９５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、実体顕微鏡では、照明方法や観察対象物の反射特性によって、左眼用の像を形成する光と右眼用の像を形成する光との間で、強度や分光分布が著しく異なる場合がある。
【０００７】
例えば、図１１を参照して、バンプ７１２が形成されているプリント基板７１１に照明装置７０１Ｌおよび照明装置７０１Ｒを用いて左右から照明光を照射しながら、実体顕微鏡を用いてプリント基板７１１の検査を行う場合について考える。
【０００８】
バンプ７１２の表面は反射率が高い上に不規則な形状をしているため、バンプ７１２に照射された照明光は、鏡面反射や等方散乱とは異なり乱雑に反射される。また、プリント基板７１１の検査工程では、観察者が、実体顕微鏡の対物レンズ７０２に対して様々な方向にプリント基板７１１を傾けながら、プリント基板７１１の検査を行う。従って、バンプ７１２の同じ位置で反射された光のうち、太い矢印で示される左眼用の像を形成する光の強度と、細い矢印で示される右眼用の像を形成する光の強度との間に不均衡が生じ、左眼用の像の輝度と右眼用の像の輝度に大きな差が生じてしまう場合がある。
【０００９】
また、例えば、反射防止膜などのように入射角により反射光の分光特性が異なる表面処理が施された観察対象物を実体顕微鏡で観察する場合、観察対象物の同じ位置で反射された光のうち、左眼用の像を形成する光の分光分布と右眼用の像を形成する光の分光分布の間に不均衡が生じ、左眼用の像の色調と右眼用の像の色調に大きな差が生じてしまう場合がある。
【００１０】
そして、左眼用の像と右眼用の像の間で輝度や色調の差が大きくなると、接眼レンズを用いて観察するか、立体視ディスプレイ装置を用いて観察するかに関わらず、観察者は、２つの像から観察対象物を立体視するのが困難になり、観察対象物の像の立体感を体感しづらくなる。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より確実かつ容易に観察対象物の像を立体視できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面の実体顕微鏡は、観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像を形成する光学系と、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布を分析する分析手段と、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、第１の像を形成する第１の光と第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方を調整する調整手段とを備える。
【００１３】
本発明の第１の側面においては、観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布が分析され、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、第１の像を形成する第１の光と第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方が調整される。
【００１４】
本発明の第２の側面の顕微鏡用制御装置は、観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像を形成する光学系を有する実体顕微鏡の制御を行う顕微鏡用制御装置であって、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布を分析する分析手段と、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、第１の像を形成する第１の光と第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方を調整する調整手段とを備える。
【００１５】
本発明の第２の側面においては、観察対象物を異なる方向から見た左眼用の第１の像および右眼用の第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の分布が分析され、第１の像と第２の像の輝度分布および分光分布のうち少なくとも一方の差が小さくなるように、第１の像を形成する第１の光と第２の像を形成する第２の光の強度および分光分布のうち少なくとも一方が調整される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の側面または第２の側面によれば、より確実かつ容易に観察対象物の像を立体視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した実体顕微鏡の一実施の形態の外観の構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した実体顕微鏡の一実施の形態の光学系の構成例を示す図である。
【図３】実体顕微鏡の照明方法の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の制御部の構成例を示すブロック図である。
【図５】検出対象物の輝度の制御方法について説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の制御部の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の制御部の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態の画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】実体顕微鏡の照明方法の例を示す図である。
【図１１】左眼用の像と右眼用の像の輝度に大きな差が生じる例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．変形例
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
図１乃至図５を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２０】
［実体顕微鏡の構成例］
図１は、本発明を適用した実体顕微鏡の一実施の形態の外観の構成例を示し、図２は、光学系の構成例を示している。なお、本発明の第１乃至第５の実施の形態において、実体顕微鏡の外観および光学系の構成は共通である。
【００２１】
実体顕微鏡１０１は、単対物双眼構成の平行光学系（ガリレオ式）の実体顕微鏡である。実体顕微鏡１０１は、ベース部（照明部）１１１、変倍レンズ鏡筒１１２、および、焦点合わせ装置１１３を備えている。焦点合わせ装置１１３は、ベース部１１１の上面の後端かつ左右方向の中央に立設され、変倍レンズ鏡筒１１２は、焦点合わせ装置１１３の前面の上部に設けられている。
【００２２】
ベース部１１１には、透過照明装置（不図示）が内蔵され、透明部材が埋め込まれた観察対象載置台１１４が上面に設けられている。観察対象載置台１１４には、観察する対象となる観察対象物１０２（図２）が載置される。
【００２３】
変倍レンズ鏡筒１１２の下面には、対物レンズ取付部１１５が設けられている。対物レンズ取付部１１５には、例えば、対物レンズを１つだけ取付けることが可能なタイプや、対物レンズを複数取付けて、使用する対物レンズを切替えることが可能なタイプがあり、いずれのタイプを採用してもよい。そして、観察者は、例えば、予め定められた複数の低倍率の対物レンズおよび複数の高倍率の対物レンズの中から、取付け可能な個数以下の対物レンズを選択し、対物レンズ取付部１１５に取付けた状態で実体顕微鏡１０１を使用する。
【００２４】
変倍レンズ鏡筒１１２には、左眼用の変倍光学系１５２Ｌ乃至偏向素子１５４Ｌ（図２）、並びに、右眼用の変倍光学系１５２Ｒ乃至偏向素子１５４Ｒ（図２）が内蔵されている。また、変倍レンズ鏡筒１１２の左側面および右側面には、変倍ノブ１１６が設けられている。さらに、変倍レンズ鏡筒１１２には、左眼用の撮影ユニット１５６Ｌ（図２）および右眼用の撮影ユニット１５６Ｒ（図２）を取付けることが可能である。
【００２５】
変倍レンズ鏡筒１１２の上部には、双眼鏡筒１１７が設けられている。双眼鏡筒１１７には、左眼用の結像レンズ１５５Ｌ（図２）および接眼レンズ（不図示）、並びに、右眼用の結像レンズ１５５Ｒ（図２）および接眼レンズ（不図示）が内蔵されている。
【００２６】
焦点合わせ装置１１３の左右の側面の上部には、焦点合わせノブ１１８が設けられている。また、焦点合わせ装置１１３には、焦点合わせノブ１１８の回転に伴い、変倍レンズ鏡筒１１２を光軸に沿って上下動させる機構部（不図示）が設けられている。
【００２７】
観察対象物１０２からの光（以下、観察光と称する）は、対物レンズ１５１を透過した後、その光路によって変倍光学系１５２Ｌおよび変倍光学系１５２Ｒに分かれて入射する。変倍光学系１５２Ｌおよび変倍光学系１５２Ｒをそれぞれ構成する各変倍レンズ群には、観察倍率を調整するための可動群が含まれている。そして、変倍ノブ１１６を回転することにより、回転量に応じた距離だけ各可動群が光軸方向に移動し、観察倍率を調整することができる。また、各変倍レンズ群には可変絞り（不図示）が含まれており、変倍レンズ鏡筒１１２に設けられている調節機構（不図示）により、可変絞りの絞り量を調節することができる。
【００２８】
変倍光学系１５２Ｌから射出された観察光は、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌに入射する。可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌは、例えば、円環状で円周方向に透過率が連続して変化する可変式のＮＤフィルタにより構成される。そして、アクチュエータ４０２Ｌ（図６）を用いて可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌを円周方向に回転させ、観察光の入射位置を変えることにより、減光量を調整することができる。可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌにより減光された観察光は、例えばビームスプリッタプリズムにより構成される偏向素子１５４Ｌに入射し、偏向素子１５４Ｌを透過して結像レンズ１５５Ｌに入射する接眼用の光と、偏向素子１５４Ｌにより反射されて撮影ユニット１５６Ｌに入射する撮影用の光に分割される。
【００２９】
同様に、変倍光学系１５２Ｒから射出された観察光は、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌと同様の構成の可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒに入射する。可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒも、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌと同様に、アクチュエータ４０２Ｒ（図６）を用いて円周方向に回転させ、観察光の入射位置を変えることにより、減光量を調整することができる。可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒにより減光された観察光は、偏向素子１５４Ｌと同様の構成の偏向素子１５４Ｒに入射し、偏向素子１５４Ｒを透過して結像レンズ１５５Ｒに入射する接眼用の光と、偏向素子１５４Ｒにより反射されて撮影ユニット１５６Ｒに入射する撮影用の光に分割される。
【００３０】
そして、結像レンズ１５５Ｌおよび結像レンズ１５５Ｒにより、左眼用および右眼用の２つの像（以下、観察像と称する）が形成される。左眼用の観察像と右眼用の観察像の間には視差があり、観察者は、接眼レンズ（不図示）を介して、左眼用の観察像を左眼で見て、右眼用の観察像を右眼で見ることにより、観察対象物１０２の像を立体視することができる。
【００３１】
また、撮影ユニット１５６Ｌの撮像素子１６１Ｌは、偏向素子１５４Ｌにより反射された観察光による像を撮影し、得られた左眼用の画像（以下、観察画像）を示す画像信号を制御部３０１（図４）に供給する。同様に、撮影ユニット１５６Ｒの撮像素子１６１Ｒは、偏向素子１５４Ｒにより反射された観察光による像を撮影し、得られた右眼用の観察画像を示す画像信号を制御部３０１（図４）に供給する。
【００３２】
［照明方法の例］
図３は、実体顕微鏡１０１の照明方法の一例を示している。この照明方法は、例えば、プリント基板など、観察対象物１０２の表面が非鏡面である場合に用いられるものである。
【００３３】
光源装置２０１Ｌから発せられた照明光は、導光用ファイババンドル２０２Ｌによって導かれ、左斜め上方向から観察対象物１０２に照射される。また、光源装置２０１Ｒから発せられた照明光は、導光用ファイババンドル２０２Ｒによって導かれ、右斜め上方向から観察対象物１０２に照射される。このように左右の異なる方向から観察対象物１０２を照らすことにより、色再現性が良く、凹凸部に対して適度な陰影によるコントラストをつけた観察像および観察画像を得ることができる。
【００３４】
また、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒは、それぞれ個別に光量および分光分布を調整することが可能である。
【００３５】
［制御部の構成例］
図４は、実体顕微鏡１０１の制御を行う制御部３０１の構成例を示している。制御部３０１は、例えば、コンピュータ、または、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ等により構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、画像生成部３１１、輝度分析部３１２、光量調整部３１３、および、立体画像生成部３１４を含む機能を実現する。
【００３６】
画像生成部３１１は、撮影ユニット１５６Ｌの撮像素子１６１Ｌから供給される画像信号に基づいて、左眼用の観察画像のデータを生成し、撮影ユニット１５６Ｒの撮像素子１６１Ｒから供給される画像信号に基づいて、右眼用の観察画像のデータを生成する。画像生成部３１１は、生成した左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データを、輝度分析部３１２および立体画像生成部３１４に供給する。
【００３７】
輝度分析部３１２は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布を分析し、分析結果を光量調整部３１３に供給する。
【００３８】
光量調整部３１３は、図５を参照して後述するように、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布の分析結果に基づいて、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒの光量を個別に調整する。
【００３９】
立体画像生成部３１４は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データに基づいて、立体画像データを生成し、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２に供給する。例えば、立体画像生成部３１４は、左眼用観察画像データの縦方向の画素列、および、右眼用観察画像データの縦方向の画素列を一列置きに交互に並べることにより、立体画像データを生成する。また、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２は、例えば、レンチキュラー方式またはパララックスバリア方式の裸眼立体視ディスプレイ装置により構成される。そして、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２は、立体画像データに基づく立体画像を表示したときに、左眼用の画素列から発せられた光が点線の矢印の方向に進んで観察者３０３の左眼に入射し、右眼用の画素列から発せられた光が実線の矢印の方向に進んで観察者３０３の右眼に入射するように、各画素からの光の進路を調整する。
【００４０】
これにより、観察者３０３は、専用の３Ｄ眼鏡等を用いずに、撮影ユニット１５６Ｌにより撮影された左眼用の観察画像を左眼で見て、撮影ユニット１５６Ｒにより撮影された右眼用の観察画像を右眼で見ることができ、観察対象物１０２の像を立体視することができる。
【００４１】
［光量調整部３１３の処理の詳細］
ここで、図５を参照して、制御部３０１の光量調整部３１３の処理の詳細について説明する。
【００４２】
図５の左右のグラフは、輝度分析部３１２により得られる左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布の分析結果の例を示している。両方のグラフとも横軸は輝度を表し、縦軸は画素数を表している。
【００４３】
左側のグラフは、左眼用の像を形成する観察光の強度と右眼用の像を形成する観察光の強度の差が大きい場合の輝度分布の例を示しており、ヒストグラム３５１Ｌは左眼用観察画像データの輝度分布を表し、ヒストグラム３５１Ｒは右眼用観察画像データの輝度分布を表している。また、輝度ＡＬは、左眼用観察画像データの平均輝度を表し、輝度ＡＲは、右眼用観察画像データの平均輝度を表している。
【００４４】
光量調整部３１３は、例えば、輝度分析部３１２による分析結果に基づいて、左眼用観察画像データの平均輝度ＡＬと、右眼用観察画像データの平均輝度ＡＲとの差が小さくなるように、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒの光量のフィードバック制御を行う。これにより、図５の右側のグラフのように、左眼用観察画像データの輝度のヒストグラム３６１Ｌと、右眼用観察画像データの輝度のヒストグラム３６１Ｒとの差が小さくなり、左眼用の像を形成する観察光の強度と右眼用の像を形成する観察光の強度の差が小さくなるように、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒの光量がリアルタイムに制御される。
【００４５】
その結果、撮影ユニット１５６Ｌにより撮影される左眼用の観察画像における観察対象物１０２の像の輝度と、撮影ユニット１５６Ｒにより撮影される右眼用の観察画像における観察対象物１０２の像の輝度の差が小さくなる。同様に、結像レンズ１５５Ｌにより結像される左眼用の観察像における観察対象物１０２の像の輝度と、結像レンズ１５５Ｒにより結像される右眼用の観察像における観察対象物１０２の像の輝度の差が小さくなる。
【００４６】
そして、観察者は、双眼鏡筒１１７を介して観察対象物１０２を観察する場合、および、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を介して観察対象物１０２を観察する場合の両方において、より確実かつ容易に観察対象物１０２の像を立体視することが可能になり、観察対象物１０２の像の立体感を体感しやすくなる。
【００４７】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、図４の制御部３０１の代わりに制御部４０１が設けられている点が異なる。
【００４８】
［制御部の構成例］
図６は、制御部４０１の構成例を示すブロック図である。なお、図中、図４と対応する部分には、同じ符合を付しており、処理が同じ部分については適宜説明を省略する。
【００４９】
制御部４０１は、例えば、コンピュータ、または、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ等により構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、画像生成部３１１、輝度分析部３１２、光量調整部４１１、および、立体画像生成部３１４を含む機能を実現する。従って、制御部４０１は、図４の制御部３０１と比較して、画像生成部３１１、輝度分析部３１２、および、立体画像生成部３１４が設けられている点で一致し、光量調整部３１３の代わりに、光量調整部４１１が設けられている点が異なる。
【００５０】
光量調整部４１１は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布の分析結果を輝度分析部３１２から取得する。そして、光量調整部３１３は、取得した分析結果に基づいて、アクチュエータ４０２Ｌおよびアクチュエータ４０２Ｒを駆動して、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌおよび可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒの減光量を個別に調整することにより、結像レンズ１５５Ｌおよび撮像素子１６１Ｌに入射する観察光の強度、および、結像レンズ１５５Ｒおよび撮像素子１６１Ｒに入射する観察光の強度を調整する。
【００５１】
より具体的には、光量調整部４１１は、例えば、輝度分析部３１２による分析結果に基づいて、左眼用観察画像データの平均輝度ＡＬと、右眼用観察画像データの平均輝度ＡＲとの差が小さくなるように、アクチュエータ４０２Ｌおよびアクチュエータ４０２Ｒを介して、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌおよび可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒの減光量のフィードバック制御を行う。これにより、上述した図５の右側のグラフのように、左眼用観察画像データの輝度のヒストグラム３６１Ｌと、右眼用観察画像データの輝度のヒストグラム３６１Ｒとの差が小さくなり、左眼用の像を形成する観察光の強度と右眼用の像を形成する観察光の強度の差が小さくなるように、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌおよび可変式ＮＤフィルタ１５３Ｒの減光量がリアルタイムに制御される。
【００５２】
その結果、第１の実施の形態の場合と同様に、左眼用の観察画像における観察対象物１０２の像の輝度と右眼用の観察画像における観察対象物１０２の像の輝度の差、および、左眼用の観察像における観察対象物１０２の像の輝度と右眼用の観察像における観察対象物１０２の像の輝度の差が小さくなる。
【００５３】
そして、観察者は、双眼鏡筒１１７を介して観察対象物１０２を観察する場合、および、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を介して観察対象物１０２を観察する場合の両方において、より確実かつ容易に観察対象物１０２の像を立体視することが可能になり、観察対象物１０２の像の立体感を体感しやすくなる。
【００５４】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、制御部３０１の代わりに画像処理部４５１が設けられている点が異なる。
【００５５】
［画像処理部の構成例］
図７は、画像処理部４５１の構成例を示すブロック図である。なお、図中、図４と対応する部分には、同じ符合を付しており、処理が同じ部分については適宜説明を省略する。
【００５６】
画像処理部４５１は、例えば、コンピュータ、または、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ等により構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、画像生成部３１１、輝度分析部３１２、輝度調整部４６１、および、立体画像生成部３１４を含む機能を実現する。従って、画像処理部４５１は、図４の制御部３０１と比較して、画像生成部３１１、輝度分析部３１２、および、立体画像生成部３１４が設けられている点で一致し、光量調整部３１３の代わりに、輝度調整部４６１が設けられている点が異なる。
【００５７】
輝度調整部４６１は、左眼用観察画像データ、右眼用観察画像データ、並びに、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度分布の分析結果を、輝度分析部３１２から取得する。また、輝度調整部４６１は、左眼用観察画像データの平均輝度ＡＬと、右眼用観察画像データの平均輝度ＡＲとの差が所定の閾値以下になるように、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度を調整するためのゲインの値を個別に調整する。そして、輝度調整部４６１は、設定したゲインにより左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの輝度を調整し、立体画像生成部３１４に供給する。
【００５８】
立体画像生成部３１４は、輝度調整部４６１により輝度の差が小さくなるように調整された左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データに基づいて、立体画像データを生成し、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２に供給する。
【００５９】
これにより、観察者は、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を介して観察対象物１０２を観察する場合、より確実かつ容易に観察対象物１０２の像を立体視することが可能になり、観察対象物１０２の像の立体感を体感しやすくなる。
【００６０】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、図４の制御部３０１の代わりに制御部５０１が設けられている点が異なる。
【００６１】
［制御部の構成例］
図８は、制御部５０１の構成例を示すブロック図である。なお、図中、図４と対応する部分には、同じ符合を付しており、処理が同じ部分については適宜説明を省略する。
【００６２】
制御部５０１は、例えば、コンピュータ、または、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ等により構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、画像生成部３１１、分光分析部５１１、分光分布調整部５１２、および、立体画像生成部３１４を含む機能を実現する。従って、制御部５０１は、図４の制御部３０１と比較して、画像生成部３１１および立体画像生成部３１４が設けられている点で一致し、輝度分析部３１２および光量調整部３１３の代わりに、分光分析部５１１および分光分布調整部５１２が設けられている点が異なる。
【００６３】
分光分析部５１１は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データを画像生成部３１１から取得する。分光分析部５１１は、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データの両方から、同一の主要な観察対象物（以下、主要対象物と称する）を検出する。なお、主要対象物を検出する方法は、任意の方法を採用することができる。
【００６４】
例えば、主要対象物は画像の中央に位置することが多いため、画像の中央の所定の範囲を主要対象物が存在する領域として予め設定しておくようにしてもよい。また、例えば、エッジ検出や画像認識等を用いて画像内の物体を検出し、検出した物体のうち最も中央に近い位置に存在する物体、あるいは、最も大きな物体を主要対象物に設定するようにしてもよい。あるいは、例えば、観察者が画像内の主要対象物を手動で指定するようにしてもよい。
【００６５】
そして、分光分析部５１１は、左眼用観察画像データにおける主要対象物の画像の分光分布、および、右眼用観察画像データにおける主要対象物の画像の分光分布を分析し、分析結果を分光分布調整部５１２に供給する。
【００６６】
分光分布調整部５１２は、例えば、分光分析部５１１による分析結果に基づいて、左眼用観察画像データにおける主要対象物の画像の分光分布と、右眼用観察画像データにおける主要対象物の画像の分光分布の差が小さくなるように、光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒから発せられる照明光の分光分布のフィードバック制御を行う。
【００６７】
その結果、撮影ユニット１５６Ｌにより撮影される左眼用の観察画像における主要対象物の色調と、撮影ユニット１５６Ｒにより撮影される右眼用の主要対象物の色調の差が小さくなる。同様に、結像レンズ１５５Ｌにより結像される左眼用の観察像における主要対象物の色調と、結像レンズ１５５Ｒにより結像される右眼用の観察像における主要対象物の色調の差が小さくなる。
【００６８】
そして、観察者は、双眼鏡筒１１７を介して観察対象物１０２を観察する場合、および、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を介して観察対象物１０２を観察する場合の両方において、より確実かつ容易に観察対象物１０２の像を立体視することが可能になり、観察対象物１０２の像の立体感を体感しやすくなる。
【００６９】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態と比較して、制御部５０１の代わりに画像処理部５５１が設けられている点が異なる。
【００７０】
［画像処理部の構成例］
図９は、画像処理部５５１の構成例を示すブロック図である。なお、図中、図８と対応する部分には、同じ符合を付しており、処理が同じ部分については適宜説明を省略する。
【００７１】
画像処理部５５１は、例えば、コンピュータ、または、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ等により構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、画像生成部３１１、分光分析部５１１、ホワイトバランス調整部５６１、および、立体画像生成部３１４を含む機能を実現する。従って、画像処理部５５１は、図８の制御部５０１と比較して、画像生成部３１１、分光分析部５１１、および、立体画像生成部３１４が設けられている点で一致し、分光分布調整部５１２の代わりに、ホワイトバランス調整部５６１が設けられている点が異なる。
【００７２】
ホワイトバランス調整部５６１は、左眼用観察画像データ、右眼用観察画像データ、並びに、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データにおける主要対象物の分光分布の分析結果を、分光分析部５１１から取得する。また、ホワイトバランス調整部５６１は、左眼用観察画像データにおける主要対象物の分光分布と、右眼用観察画像データにおける主要対象物の分光分布との差が所定の閾値以下となるように、左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データのホワイトバランスを個別に調整する。そして、ホワイトバランス調整部５６１は、ホワイトバランスを調整した左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データを立体画像生成部３１４に供給する。
【００７３】
立体画像生成部３１４は、ホワイトバランス調整部５６１により主要対象物の分光分布の差が小さくなるようにホワイトバランスが調整された左眼用観察画像データおよび右眼用観察画像データに基づいて、立体画像データを生成し、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２に供給する。
【００７４】
これにより、観察者は、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を介して観察対象物１０２を観察する場合、より確実かつ容易に観察対象物１０２の像を立体視することが可能になり、観察対象物１０２の像の立体感を体感しやすくなる。
【００７５】
＜６．変形例＞
以上の説明では、第１乃至第３の実施の形態において、左眼用観察画像データと右眼用観察画像データの平均輝度の差を小さくするように制御する例を示したが、平均輝度以外にも、例えば、左眼用観察画像データと右眼用観察画像データの輝度のヒストグラムの中央値あるいは最頻値の差を小さくするように制御したり、２つのヒストグラム間の距離を小さくするように制御したりしてもよい。
【００７６】
また、制御部３０１、制御部４０１、画像処理部４５１、制御部５０１、および、画像処理部５５１は、実体顕微鏡１０１に内蔵するようにしてもよいし、実体顕微鏡１０１とは別に設けるようにしてもよい。あるいは、制御部３０１、制御部４０１、画像処理部４５１、制御部５０１、および、画像処理部５５１の一部を、実体顕微鏡１０１や、撮影ユニット１５６Ｌおよび撮影ユニット１５６Ｒに内蔵するようにしてもよい。
【００７７】
さらに、以上の説明では、裸眼立体視ディスプレイ装置３０２を用いて裸眼で立体画像を観察する例を示したが、本発明は、眼鏡式３Ｄディスプレイ等を用いて立体画像を観察する場合にも適用することが可能である。
【００７８】
また、以上の説明では、制御部３０１においてフィードバック制御により光源装置２０１Ｌおよび光源装置２０１Ｒの光量を制御する例を示したが、フィードバック制御以外の任意の制御方法を採用することが可能である。これは、制御部４０１および制御部５０１についても同様である。
【００７９】
さらに、本発明は、左右の光学系が完全に独立したグリノー式の実体顕微鏡にも適用することが可能である。
【００８０】
また、実体顕微鏡１０１の照明方法は、図３に示される例に限定されるものではなく、任意の方法を採用することができる。例えば、図１０に示されるように、左右にＬＥＤアレイ６１１ＬおよびＬＥＤアレイ６１１Ｒを備えるＬＥＤアレイ光源装置６０１を、対物レンズ取付部１１５の外周に取付けて、左斜め上方向および右斜め上方向から観察対象物１０２に照明光を照射するようにしてもよい。
【００８１】
さらに、照明光を照射する方向は、図３および図１０に示されるように左右の２方向に限定されるものではなく、例えば、３つ以上の異なる方向から観察対象物１０２に照明光を照射するようにして、各照明光の光量または分光分布を制御するようにしてもよい。
【００８２】
また、本発明の第２、第３、第５の実施の形態は、１方向からのみ照明光を照射する場合にも有効である。
【００８３】
さらに、例えば、本発明の第１乃至第３の実施の形態のうちの１つと、第４および第５の実施の形態のうちの１つを組み合わせて、観察対象物１０２の像の輝度と分光分布の両方を調整するようにしてもよい。
【００８４】
また、第２の実施の形態以外の実施の形態では、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌ,１５３Ｒの代わりに、減光量が固定のＮＤフィルタを設けることが可能である。
【００８５】
さらに、本発明の第２の実施の形態において、可変式ＮＤフィルタ１５３Ｌ,１５３Ｒの減光量以外にも、例えば、左右の開口絞りの絞り量を個別に制御して、結像レンズ１５５Ｌおよび撮像素子１６１Ｌに入射する観察光の強度、および、結像レンズ１５５Ｒおよび撮像素子１６１Ｒに入射する観察光の強度を調整するようにしてもよい。ただし、開口絞りの絞り量を制御するようにした場合、観察光の分光分布が変化する場合があるので、注意が必要である。また、他にも左右の各々の光路に２枚の偏光板を設け、各光路の２枚の偏光板の偏光方位の差を変えることで、観察光の強度を調整するようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明の第４および第５の実施の形態において、主要対象物の像の色調を合わせるように制御した場合、主要対象物以外の物体の像の色調が左右で大きく異なる副作用が発生する場合が想定される。従って、制御の実行の有無や制御量を任意に設定できるようにすることが望ましい。
【００８７】
さらに、制御部３０１、制御部４０１、画像処理部４５１、制御部５０１、および、画像処理部５５１の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、例えば、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。また、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００８８】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１０１  実体顕微鏡，  １０２  観察対象物,  １５１  対物レンズ,  １５２Ｌ,１５２Ｒ  変倍光学系,  １５３Ｌ,１５３Ｒ  可変式ＮＤフィルタ,  １５４Ｌ,１５４Ｒ  偏向素子,  １５５Ｌ,１５５Ｒ  結像レンズ,  １５６Ｌ,１５６Ｒ  撮影ユニット,  １６１Ｌ,１６１Ｒ  撮像素子,  ２０１Ｌ,２０１Ｒ  光源装置,  ３０１  制御部,  ３０２  裸眼立体視ディスプレイ装置,  ３１１  画像生成部,  ３１２  輝度分析部,  ３１３  光量調整部,  ３１４  立体画像生成部,  ４０１  制御部,  ４０２Ｌ,４０２Ｒ  アクチュエータ  ４１１  光量調整部,  ４５１  画像処理部,  ４６１  輝度調整部,  ５０１  制御部,  ５１１  分光分析部,  ５１２  分光分布調整部,  ５５１  制御部,  ５６１  ホワイトバランス調整部,  ６０１  ＬＥＤアレイ光源装置,  ６１１Ｌ,６１１Ｒ  ＬＥＤアレイ
【図１】
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【図２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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