(57)【要約】【課題】測定対象上における表面を走査し、励起源の作用によって映像化を行う装置および調節を行う装置に関して、走査・駆動手段および／または信号入力の手段を提供する。【解決手段】これらの駆動のためのデバイスをそれぞれ、外部出力装置、バスライン、またはネットワーク上に存在するデバイスと見なし、デバイス番号またはアドレス番号を付与して制御する。また、パーソナルコンピュータのアナログ入力端子をさらに活用し、低周波域でのわずかな時間変化をする信号に変調をかけて適切な周波数領域に変換する事により計測装置の低コスト化をはかって、従来の課題を解決するものである。【選択図】    図１
2007034242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査および／または駆動の機器をシリアル／またはパラレル制御の外部出力装置、バスライン、またはネットワークによって制御し、走査・駆動の機器１自由度あたりにそれぞれデバイス番号、またはアドレス番号を付与して制御する事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【請求項２】
前項の原理と適切な割り込み処理を組み合わせ、画像に関する情報を取り込んで走査・駆動を行って画像の再構成を可能ならしめる事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【請求項３】
請求項１および２の原理に基づく装置であって、焦点調節に代表される調節機器を自動あるいは手動で行う事および／または走査位置の自動あるいは手動調整を行う事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【請求項４】
請求項１から３までの原理に基づく装置であって、コンピューターのアナログ入力端子あるいはそれらに代替しうる周辺機器を用いる、および／または信号変換処理によるディジタル入力法を用いて、信号を直接に取り込むか、あるいはチョッパに代表される変調手法を用いて取り込む事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【請求項５】
請求項１から４までの原理に基づく装置であって、取り込んだ電気信号を走査の１点１点ごとに対応させて映像化するか、あるいは走査の１ライン分、あるいは１画面分まとめて信号を取り込み、適切な分割法によって画像信号の走査の１点１点の位置との対応を行って画像を再構成する事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【請求項６】
請求項１から５までの原理に基づく装置であって、取り込んだ信号が音声に代表されるアナログ時系列データである場合には前項の手法を用い、またビデオ信号に代表される画像信号である場合には、走査の１ステップ進行と画像の取り込みを同期させるか、あるいは取り込んだ画像を適切な方法によってつないで全体の画像を復元するか、あるいは連続して画像の全部または一部を取り込んで信号・画像処理手法により画像の復元処理を行う事を特徴とする走査・駆動を行う映像装置、及び方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は顕微鏡に代表される、測定対象表面上を走査し、かつ励起源の試料面への調節と照射を行う事によって画像情報の取得を行う映像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、光学顕微鏡その他の顕微鏡装置の走査及び焦点調節に対して、それぞれ独自にプログラミングされた走査・焦点調節手法を、スライドステージ等の高価な専用装置を用いて行ってきた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、例えば初等・中等教育における実験において光学顕微鏡の視野全体にわたる走査を自動制御にしようとすると、極めて高額な駆動装置が必要であり、教育機関での大量導入にはコストがかかり過ぎるという重大な問題があった。同様に工業面でも、非破壊検査等の高精度な計測技術としては確立しているが、それを町工場レベルに普及させるには、価格的に高価すぎる場合が多く見受けられる。
【０００４】  本発明は、上記の映像化装置をパーソナルコンピュータの機能を有効に活用することによって、低価格化を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、顕微鏡装置の走査や焦点調節に代表される走査・駆動に、プリンタなどの駆動機器を水平方向及び垂直方向の走査のための装置として取り付け、それをバスライン上またはネットワーク上のそれぞれ１デバイスと見なしてデバイス番号またはアドレス番号を付与し、プリンタの１ドット分相当の制御命令を出力して１ステップずつ制御して駆動する事を特徴として、従来の課題を解決するものである。
【０００６】
【特許文献１】特願２００５−２０６１７７
【０００７】  また、本発明では、従来音響信号の入力を主として行われていたパーソナルコンピュータのアナログ入力端子をさらに活用し、ステージで駆動される時の光学画像の様に、時間領域では直流に近い低周波域でのわずかな時間変化をする信号を、光源に変調をかける手法によって、上記アナログ入力信号に適切な周波数領域に変換する事により、計測装置の低コスト化をはかって、従来の課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００８】    この発明は、従来の走査機器の制御にプリンタ駆動部に代表される安価で汎用性のある機器を採用する事、および／またはサウンド入力端子として主に使用されてきたアナログ変換器の入力を積極的に活用する事により、初等・中等学校教育における光学顕微鏡の自動画像化装置や工場レベルでの非破壊検査装置に用いられる、安価で簡便な走査に基づく映像装置を実現する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下に、本発明に関わる走査・駆動を行う映像装置を光学顕微鏡の走査、ならびに焦点調節に応用した場合を例にとって、本発明の原理ならびに実施形態を図面に基づいて説明する。【００１０】  まず図１に示す様に、試料１（例えばスライドグラス上にのせた生体組織など）は試料の走査に用いる保持用ステージ２に取り付けられる。測定をするための顕微鏡（この例の場合では光学顕微鏡）３に撮像用のビデオカメラ４、および画像入力機器５を接続する。試料と顕微鏡の距離は焦点調節用駆動機器６を手動または自動で駆動することにより焦点を調整し、またバスラインあるいはネットワークに接続されたプリンタに代表される７，８の走査用駆動機器（１）、（２）により、この場合には水平面上で２次元的に走査される。【００１１】  試料に対して適当な反射または透過のための照射光学系を用意する。（ここでは透過光学系を用いて、光源１１と反射鏡１２を用いている。）試料からの反射光または透過光（図１では透過光）を利用してビデオカメラを用いて画像信号として入力する。画像信号をパーソナルコンピュータ９に取り込む。【００１２】  図１では画像を画像入力機器により取り込んでいるが、より簡単で安価な方法としてはビデオカメラの代りに光センサを用い、照射光学系に適切な周波数で変調をかけて交流的に検出することにより、パーソナルコンピュータのアナログ入力端子から走査する各点における平均光強度を直接信号として取り込み、画像として再構成する事も可能である。（その際にはＲＧＢ３色の発光ダイオードを使用してカラー化することも当然含まれる。）【００１３】  試料の走査には、パーソナルコンピュータからの制御信号をバスラインまたはネットワークを経由してプリンタ駆動部に転送する。プリンタ駆動部の最小間隔の駆動命令および復帰命令を一方向の走査のために用い、もう一方向のプリンタ駆動部の動作にも同様の処理を行う。【００１４】  このような処理によって、本装置は教育の現場等で現有している手動走査式の光学顕微鏡装置を、比較的安価なプリンタ駆動部と制御部分を負荷するのみによって、自動走査型の光学顕微鏡としてレベルアップする事ができる。【００１５】  さらに走査の際に試料が曲面を有していたり、水平面上にない幾何学的な、あるいは立体的な配置をしている場合にでも、焦点調節機構と連動する事によって、その形に適した走査を行う事が出来る。【００１６】  次に、本発明に関わる走査・駆動を行う映像装置を光音響法に基づく非破壊検査装置に応用した場合を例にとって、同様に説明する。【００１７】  図２は光音響法に基づく非破壊検査装置に応用した場合の走査・駆動を行う映像装置である。図２に示す様に、光源となる軽量な半導体レーザー１’は駆動ステージ２’に取り付けられて直接走査される。レーザー光は変調器３’を用いて断続光にされている。変調されたレーザービームは試料４’（セラミックス試料など）に対して走査面上を２次元的に走査される。【００１８】  光音響法を用いる場合には圧電素子を測定対象に貼り付けるか、試料近傍を密閉空間となるように光音響セル５’およびマイクロフォン６’を用いる。図２では試料が光音響セルより大きくても良いように、０−リン���等のシール器具を使用して気密性を保つ準開放型の光音響セルを示す。【００１９】  レーザーの駆動にはＸ−Ｙステージやプリンタの駆動部分等を利用し、コンピューター７’により直接駆動されるか、あるいはこの図で示す様にコンピューターにより制御される８’，９’の走査用駆動機器（１）、（２）により駆動される。これらはその必要性に応じて、バスラインまたはネットワーク１０’に接続されている。【００２０】  なお、試料に対して走査面は平面とは限らず、試料の形状に適合した湾曲面であってもかまわない。レーザービームの形状をさほど小さく収束しなくて良い場合にはこのままで十分であるが、小さく収束する必要がある場合には、レーザーと試料との中間に収束用のレンズと焦点追随機構１１‘を含める必要がある。【００２１】  なお、マイクロフォンから出力される光音響信号は、高感度化のためにロックインアンプ、あるいはそれと同等の機能を有する電子回路１２’により光変調する電気信号と同期検波される場合が多い。検波信号はパソコンにより取り込まれ、記録された後、モニター１３’に画像として再構成・表示される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を光学顕微鏡として実施した場合の映像装置の図
【図２】本発明を光音響法に基づく非破壊検査装置として実施した場合の映像装置の図
【符号の説明】
【００２３】      １      試料
２      試料保持ステージ
３      光学顕微鏡本体
４      ビデオカメラ
５      画像入力機器
６      焦点調節用駆動機器
７      走査用駆動機器（１）
８      走査用駆動機器（２）
９      コンピューター
１０      バスラインまたはネットワーク
１１      照射光源
１２      光導入用反射鏡
【００２４】      １’    半導体レーザー
２’    試料保持ステージ
３’    変調器
４’    試料
５’    準開放型光音響セル
６’    マイクロフォン
７’    コンピューター
８’    走査用駆動機器（１）
９’    走査用駆動機器（２）
１０’    バスラインまたはネットワーク
１１’    焦点調節用駆動機器
１２’    ロックインアンプあるいは電子回路
１３’    モニター
【図１】
2007034242.tif 000003
【図２】
2007034242.tif 000004