(57)【要約】【課題】  撮像装置と被写体像との相対位置のシフト制御において、制御エラーの有無を随時判断しシフト補正する技術を提供することにある。【解決手段】  同一平面内に相互に間隔を空けて複数の撮像素子を配列した撮像部と、同一平面に結像する被写体像と撮像部との相対位置をシフトさせるシフト部とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、各々の撮像素子の撮像範囲が一部重複するようにシフト部に第１のシフト量を指示する制御部と、第１のシフト量に基づくシフト部のシフト動作によって相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像群のデータと第２の画像群のデータとを、撮像装置から取得する画像入力部と、第１の画像群および第２の画像群における画像の重複領域の大きさから相対位置の変化量を求める演算部と、変化量とシフト量とにズレがあるときには、変化量および第１のシフト量に基づいて求めた第１の補正シフト量を制御部に返す補正部とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
2009033318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面内に相互に間隔を空けて複数の撮像素子を配列した撮像部と、前記平面に結像する被写体像と前記撮像部との相対位置をシフトさせるシフト部とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、
前記各々の撮像素子の撮像範囲が一部重複するように前記シフト部に第１のシフト量を指示する制御部と、
前記第１のシフト量に基づく前記シフト部のシフト動作によって前記相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像群のデータと第２の画像群のデータとを、前記撮像装置から取得する画像入力部と、
前記第１の画像群および前記第２の画像群における画像の重複領域の大きさから前記相対位置の変化量を求める演算部と、
前記変化量と前記シフト量とにズレがあるときには、前記変化量および前記第１のシフト量に基づいて求めた第１の補正シフト量を前記制御部に返す補正部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記演算部は、前記重複領域がない場合には、エラー出力を前記制御部に返すエラー出力部を含み、
前記制御部は、前記エラー出力に応じて、前記撮像部の特定の撮像素子によるシフト後の撮像範囲が前記第１の画像群のいずれかの対象画像と一部重複するように前記シフト部に第２のシフト量を指示し、
前記演算部は、前記第２のシフト量をシフトした後に前記特定の撮像素子で撮像した画像と前記対象画像との前記重複領域の大きさから、前記特定の撮像素子のシフト前後における相対移動量を求め、
前記補正部は、前記第２のシフト量および前記相対移動量に基づいて求めた第２の補正シフト量を前記制御部に返すことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、
前記演算部は、前記重複領域がない場合には、エラー出力を前記制御部に返すエラー出力部を含み、
前記制御部は、前記エラー出力に応じて、前記撮像部の特定の撮像素子によるシフト後の撮像範囲が、前記第２の画像群のうちで前記特定の撮像素子以外の撮像素子で撮像された対象画像と一部重複するように前記シフト部に第２のシフト量を指示し、
前記演算部は、前記第２のシフト量をシフトした後に前記特定の撮像素子で撮像した画像と前記対象画像との前記重複領域の大きさから、前記特定の撮像素子のシフト前後における相対移動量を求め、
前記補正部は、前記第２のシフト量および前記相対移動量に基づいて求めた第２の補正シフト量を前記制御部に返すことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の制御装置において、
前記演算部は、前記撮像装置から取得した各々の画像を縮小した縮小画像を用いて、前記相対位置の変化量または前記相対移動量を求めることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の制御装置において、
前記撮像装置から取得される各々の画像は、前記画像の撮像範囲より狭い間隔を空けてそれぞれ撮像されたものであることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
単一の撮像素子と、前記撮像素子に結像する被写体像と前記撮像素子との相対位置をシフトさせるシフト部とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、
前記撮像素子の撮像範囲が一部重複するように前記シフト部にシフト量を指示する制御部と、
前記シフト量に基づく前記シフト部のシフト動作によって前記相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像のデータと第２の画像のデータとを、前記撮像装置から取得する画像入力部と、
前記第１の画像および前記第２の画像における画像の重複領域の大きさから前記相対位置の変化量を求める演算部と、
前記変化量と前記シフト量とにズレがあるときには、前記変化量および前記シフト量に基づいて補正した補正シフト量を前記制御部に返す補正部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
同一平面内に相互に間隔を空けて配列される複数の撮像素子を有し、前記平面に結像する被写体像を前記各々の撮像素子で撮像する撮像部と、
前記被写体像と前記撮像部との相対位置をシフトさせるシフト部と、
前記各々の撮像素子の撮像範囲が一部重複するように前記シフト部にシフト量を指示する制御部と、
前記シフト量に基づく前記シフト部のシフト動作によって前記相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像群および第２の画像群における画像の重複領域の大きさから前記相対位置の変化量を求める演算部と、
前記変化量と前記シフト量とにズレがあるときには、前記変化量と前記シフト量とに基づいて補正した補正シフト量を前記制御部に返す補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の制御装置において、
前記撮像素子の相互の間隔は、前記撮像素子の撮像範囲より狭くなるように決定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の制御装置として、コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像を繋ぎ合わせるために、被写体像と撮像部との相対位置をシフトさせて画像を撮像する撮像部の制御装置、撮像装置およびこれらのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、単一または複数の撮像素子を有する撮像装置を用いて、撮像範囲が一部重複するようにシフトさせながら撮像した複数の画像を繋ぎ合わせることで、撮像装置の視野よりも広い範囲の合成画像を得る手段が公知である。
【０００３】
特許文献１は、相互の撮像範囲があらかじめ重複するように複数の撮像素子を配置することで、必ず重複する部分を含む画像が取得可能となる撮像装置について開示している。また、特許文献２では、スキャナ等の画像読み取り装置において、原稿画像と撮像装置との相対位置を変化させて複数の画像を取得する方法が開示されている。
【特許文献１】特許第２８８８７１３号
【特許文献２】特許第３４３２７３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の撮像装置は、得たい画像領域の大きさに比例して装置の規模が大きくなるという問題がある。また、特許文献１において取得したい画像領域に比べて装置規模を小さくすれば、人間の手によって撮像装置をシフトして画像を取得しなければならない。また、特許文献２の場合には、各々の分割画像を取得する際にシフトエラーが起きると画像を合成できない領域が生じる。それにより、画像の再取得が必要となる。
【０００５】
上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、撮像装置と被写体像との相対位置を変化させて複数の画像を撮像するときに、画像相互が必ず重複するように上記相対位置の変化を制御する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る制御装置は、同一平面内に相互に間隔を空けて複数の撮像素子を配列した撮像部と、同一平面に結像する被写体像と撮像部との相対位置をシフトさせるシフト部とを有する撮像装置を制御する制御装置である。この制御装置は、各々の撮像素子の撮像範囲が一部重複するようにシフト部に第１のシフト量を指示する制御部と、第１のシフト量に基づくシフト部のシフト動作によって相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像群のデータと第２の画像群のデータとを、撮像装置から取得する画像入力部と、第１の画像群および第２の画像群における画像の重複領域の大きさから相対位置の変化量を求める演算部と、変化量とシフト量とにズレがあるときには、変化量および第１のシフト量に基づいて求めた第１の補正シフト量を制御部に返す補正部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明に係る制御装置は、単一の撮像素子と、撮像素子に結像する被写体像と撮像素子との相対位置をシフトさせるシフト部とを有する撮像装置を制御する制御装置である。この制御装置は、撮像素子の撮像範囲が一部重複するようにシフト部にシフト量を指示する制御部と、シフト量に基づくシフト部のシフト動作によって相対位置がそれぞれ異なる状態で撮像された第１の画像のデータと第２の画像のデータとを、撮像装置から取得する画像入力部と、第１の画像および第２の画像における画像の重複領域の大きさから相対位置の変化量を求める演算部と、変化量とシフト量とにズレがあるときには、変化量およびシフト量に基づいて補正した補正シフト量を制御部に返す補正部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記発明に関する構成を、撮像部を有する撮像装置や、撮像部の制御方法、コンピュータプログラムおよびプログラムを記憶した記憶媒体等に変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シフトの前後で撮像した画像の重複領域の大きさに基づいて、撮像装置と被写体像との相対位置のシフト制御に対する補正をリアルタイムに行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本実施形態の撮像制御システムの全体構成を示す概要図である。本実施形態に係る撮像制御システムは、本発明を適用して撮像素子をシフトさせながら、顕微鏡によって結像された試料の像を分割して撮像する。撮像制御システムは、制御ユニット１、顕微鏡ユニット２および撮像ユニット３とから成る。本実施形態では、制御ユニット１は、顕微鏡ユニット２および撮像ユニット３にそれぞれ通信可能に接続される。
【００１１】
制御ユニット１は、本発明に係る撮像制御システムの統括的な制御を行うコンピュータである。制御ユニット１は、ＣＰＵ１０、記憶装置１１および入出力Ｉ／Ｆ１２とから成る。さらに、入出力Ｉ／Ｆ１２には、ユーザからの入力を受け付ける入力装置１５と、制御動作の途中経過や結果を表示する出力装置１６とが接続されている。ＣＰＵ１０は、ユーザからの入力に応じて、入出力Ｉ／Ｆ１２を経由して顕微鏡ユニット２および撮像ユニット３を制御する。なお、ＣＰＵ１０は、一般的な中央演算装置を用いることができる。記憶装置１１は、ハードディスク等を適宜用いることができる。一方、入力装置１５としてはキーボードやマウス等を、出力装置１６としてはモニタやプリンタ等をそれぞれ適宜選択して使用できる。
【００１２】
顕微鏡ユニット２は、顕微光学系（２１〜２５）、顕微鏡制御部２６および顕微鏡Ｉ／Ｆ２７とから成る。顕微鏡制御部２６は、制御ユニット１からの指示を顕微鏡Ｉ／Ｆ２７を通じて受け、それに従って顕微光学系を制御する。一方、顕微光学系は、照明光源２１、コンデンサレンズ２２、試料台２３、対物レンズユニット２４およびズームレンズ群２５とから成る。なお、図１は顕微鏡ユニット２の主要部分のみを示す。例えば、図１において、照明光源２１とコンデンサレンズ２２との間に設置される照度調節部や試料台２３におけるピント調節部等は省略されている。
【００１３】
顕微鏡ユニット２において照明光源２１からの光は、コンデンサレンズ２２によって集光され、試料台２３の試料を照射する。そして、試料を透過した光束は対物レンズユニット２４およびズームレンズ群２５によって集光され、撮像ユニット３の撮像部３１の受光面に試料の像が結像する。
【００１４】
撮像ユニット３は、顕微鏡ユニット２から出力された光束に基づいて、試料の顕微鏡像を撮像する。撮像ユニット３は、撮像部３１、Ａ／Ｄ変換部３２、シフト機構部３３、メモリ３４、撮像制御部３５および通信Ｉ／Ｆ３６とから成る。なお、撮像部３１、Ａ／Ｄ変換部３２、シフト機構部３３、メモリ３４および通信Ｉ／Ｆ３６は、それぞれ撮像制御部３５と接続される。撮像制御部３５は、通信Ｉ／Ｆ３６を通じて受け取った制御ユニット１からの指示に従って、撮像部３１およびシフト機構部３３を制御し、その結果を制御ユニット１に返す。
【００１５】
撮像部３１は、図１のＺ軸方向である顕微鏡ユニット３の光軸に対して垂直なＸＹ平面上に同一性能および同一画素数の４つの撮像素子を有する。なお、撮像素子は、ＣＣＤやＣＭＯＳの半導体のイメージセンサ等を適宜選択して用いることができる。図２は、顕微鏡ユニット２側から見た撮像部３１の配置を示す。各々の撮像素子４０ａ〜４０ｄは、相互に間隔を空けて図２のように配列されている。撮像部３１の各撮像素子４０ａ〜４０ｄは、顕微鏡ユニット２を通過した光束による結像を光電変換によってアナログの画像信号を生成する。
【００１６】
シフト機構部３３は、顕微鏡ユニット３の光軸に対して垂直なＸＹ面で撮像部３１をシフトさせる。シフト機構部３３の動作により、顕微鏡ユニット２による像と撮像部３１の受光面との相対位置は変化する。
【００１７】
メモリ３４は、撮像部３１が取得した試料の像の画像を一時的に格納し保持する。
【００１８】
なお、本実施形態では、各々の撮像素子の間隔は、シフト機構部３３による撮像部３１の２回のシフト動作によって、各々の撮像素子の撮像範囲が重複するように設定されている。各々の撮像範囲の重複する幅は全て等しく、サンプリング定理で保証される領域まで幅を小さくすることができるが、本実施形態では、例として撮像素子の撮像範囲の約１０％としている。
【００１９】
次に、本実施形態に係る撮像制御システムにおける主要な処理の手順について、図３および図４のフローチャートを参照しながら説明する。図３は、試料の像に対する撮像部３１のシフト動作に伴って、撮像素子４０ａ〜４０ｄの撮像位置がどのように変化するかを示している。なお、図３は、４つの撮像素子４０ａ〜４０ｄのうち、撮像素子４０ａの撮像位置の変化のみを示している。撮像素子４０ａ〜４０ｄの相互の位置関係は一定に保たれることから、他の撮像素子４０ｂ〜４０ｄの撮像位置は、撮像素子４０ａと同様の変化を示す。
【００２０】
具体的には、ユーザが、入力装置１５を使って撮像制御の初期設定等とともに、撮像制御プログラムのコマンドを入力し開始命令を出す。制御ユニット１のＣＰＵ１０は、その命令を入出力Ｉ／Ｆ１２を通じて受け、記憶装置１１に格納されている撮像制御プログラムを実行する。その結果、図４のステップＳ１０１からステップＳ１０８の処理が行われる。
【００２１】
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ１０が、顕微鏡ユニット２の顕微鏡制御部２６に対して試料台２３上にある試料の像を撮像部３１に結像させるように指示する。同時に、ＣＰＵ１０は、シフト機構部３３に対して、撮像部３１の位置をシフトする指令を出す。これにより、撮像素子４０ａ〜４０ｄの位置は、図３の斜線で示された初期位置となる。
【００２２】
ステップＳ１０２では、撮像ユニット３の撮像制御部３５が、撮像部３１に対して第１画像の撮像命令を出す。撮像部３１は、図３に示す初期位置で試料の像の一部を撮像する。撮像制御部３５は、Ａ／Ｄ変換部３２によってデジタル信号に変換された４つの第１画像をメモリ３４に一時的に格納する。ＣＰＵ１０は、撮像制御部３５に対し、メモリ３４に格納された４つの第１画像の各画像データを、制御ユニット１へ転送するよう指示する。その後、４つの第１画像は記憶装置１１に保存される。
【００２３】
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１０が、撮像ユニット３の撮像制御部３５に対して、シフト機構部３３に撮像部３１をシフトさせる指示を行う。これにより、撮像素子４０ａは図３の第２画像の撮像位置に移動する。
【００２４】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２と同様に、撮像制御部３５が、撮像部３１に対して第２画像の撮像命令を出す。ＣＰＵ１０は、撮像制御部３５に対して４つの第２画像を制御ユニット１へ転送するよう指示し、４つの第２画像を記憶装置１１に保存する。
【００２５】
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ１０が、撮像素子４０ａ〜４０ｄが撮像した第１画像と第２画像とにおける画像の重複領域の大きさを求めるための相関計算を行う。本実施形態では、ＣＰＵ１０は、相関計算において、重複領域の全範囲を演算対象とする。また、相関計算は画像で行っても良く、あるいは各々の画像から抽出されるエッジ成分等を画像の特徴量として用いても良い。そして、ＣＰＵ１０は、重複領域同士の位置をずらして各々の位置でパターンマッチングを行う。マッチングの度合いを示す相関値が最大となる位置を基に、ＣＰＵ１０は、第１画像に対する第２画像の相対位置を求め、相対位置データとして記憶装置１１に保持する。ＣＰＵ１０は、求めた相対位置から第１画像と第２画像とによる重複領域の大きさを算出して、撮像部３１が実際にシフトした距離（実際のシフト量）を計算する。
【００２６】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０３においてＣＰＵ１０がシフト機構部３３に指示したシフト量とステップＳ１０５にて求めた実際のシフト量との比較を行う。指示したシフト量と実際のシフト量とが、シフト量の許容誤差を考慮してほぼ一致する場合には、ステップＳ１０７（ＹＥＳ側）へ移行する。指示したシフト量と実際のシフト量とが一致しない場合には、後述する図５のシフト補正の工程（ＮＯ側）へ移行する。
【００２７】
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１０が、撮像素子４０ａ〜４０ｄ毎に第１画像から第９画像全ての画像が取得されているか否かを判定する。全ての画像が取得されていれば、一連の撮像を終了しステップＳ１０８（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、全ての画像が取得されていないならば、ステップＳ１０３（ＮＯ側）に戻る。そして、ＣＰＵ１０は、上述したステップＳ１０３からステップＳ１０６までの動作を繰り返して、各撮像素子の第３画像から第９画像のデータなどを取得する。
【００２８】
ステップＳ１０８では、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０５で求めた相対位置データを用いて、撮像部３１の撮像素子４０ａ〜４０ｄで撮像した第１画像から第９画像全てを繋ぎ合わせ、試料像の一枚の合成画像を生成する。ＣＰＵ１０は、生成した合成画像を記憶装置１１に保存するとともに、出力装置１６にその合成画像を出力表示して、画像処理を終了する。以上が、本実施形態の主要な手順の流れである。
【００２９】
しかしながら、撮像ユニット３のシフト機構部３５における機械的なエラー等の誤動作が生じると、実際のシフト量と指示されたシフト量とで相違する。次に、この場合における撮像制御システムのシフト補正について、図５のフローチャートに沿って以下に説明する。なお、以下の説明では、撮像素子４０ａ〜４０ｄで撮像した第１画像と第２画像との間にシフトエラーが生じる場合を例にして説明する。
【００３０】
ステップＳ２０１では、ＣＰＵ１０が、実際のシフト量が指示されたシフト量より少ないか否かを判定する。実際のシフト量が指示されたシフト量より少ないシフト不足の場合には、ステップＳ２０２（ＹＥＳ側）へ移行する。実際のシフト量が指示されたシフト量より大きいシフト過剰の場合には、ステップＳ２０７（ＮＯ側）へ移行する。
【００３１】
ステップＳ２０２では、ＣＰＵ１０が、指示されたシフト量と実際のシフト量との差分を基に、不足分のシフト量を補正シフト量として算出する。
【００３２】
ステップＳ２０３では、ＣＰＵ１０が、ステップＳ２０２で求めた補正シフト量に基づいて、撮像ユニット３のシフト機構部３３に対して、撮像部３１のシフト指令を出す。これにより、撮像素子４０ａは、図３の本来位置すべき第２画像の撮像位置に移る。
【００３３】
ステップＳ２０４では、ステップＳ１０４と同様に、撮像制御部３５が、撮像部３１に対して新たな画像の撮像命令を出す。ＣＰＵ１０は、撮像制御部３５に対して４つの新たな画像を制御ユニット１へ転送するよう指示し、４つの新たな画像を記憶装置１１に保存する。
【００３４】
ステップＳ２０５では、ステップＳ１０５と同様に、ＣＰＵ１０が、撮像素子４０ａ〜４０ｄが撮像した第１画像と新たな画像とにおける画像の重複領域の大きさを基に、撮像部３１がシフトした実際のシフト量を再度算出する。
【００３５】
ステップＳ２０６では、ＣＰＵ１０が、ステップＳ２０５で求めた実際のシフト量が本来の指示したシフト量と一致するか否かを判定する。実際のシフト量と指示したシフト量とが一致する場合には、４つの新たな画像を４つの第２画像として記憶装置１１に保存する。そして、通常の作業工程である図４のステップＳ１０７（ＹＥＳ側）へ移行し、次の４つの第３画像を取得する。一方、指示したシフト量と実際のシフト量とが一致しない場合には、ステップＳ２０１（ＮＯ側）に戻り再度シフト補正を行う。
【００３６】
次に、シフト過剰の場合におけるシフト補正を行うステップＳ２０７からステップＳ２０９について説明する。
【００３７】
シフト過剰の場合、図６が示すように、同じ撮像素子４０ａで撮像した第１画像と第２画像とは重複しないことから、第１画像に対する第２画像の相対位置を求めることができない。そこで、撮像素子４０ａの撮像範囲を、撮像素子４０ａまたは撮像素子４０ｂの第１画像に重複するようにずらす。これにより、新たなシフト先において撮像素子４０ａ〜４０ｄで撮像した４つの画像と４つの第１画像との重複領域の大きさから、本来位置すべき第２画像の撮像位置への補正シフト量を求めることができる。なお、本実施形態では、図６（１）が示すように、図４のステップＳ１０３において指示される同じシフト量で撮像部３１をシフト（通常シフト）させることで、撮像素子４０ａの撮像範囲を撮像素子４０ｂの第１画像に重複させる。
【００３８】
ステップＳ２０７では、ＣＰＵ１０は、撮像ユニット３の撮像制御部３５に対して、シフト機構部３３に撮像部３１を撮像素子４０ｂの第１画像側へ１回の通常シフトさせる指示を行う。
【００３９】
ステップＳ２０８では、撮像制御部３５が、撮像部３１に対して新たなシフト先での４つの画像の撮像命令を出す。ＣＰＵ１０は、撮像制御部３５に対してその４つの画像群を制御ユニット１へ転送するよう指示し、記憶装置１１に保存する。
【００４０】
ステップＳ２０９では、ステップＳ１０５と同様に、ＣＰＵ１０が、ステップＳ２０８で撮像した４つの画像と４つの第１画像とにおける画像の重複領域の大きさを求めるための相関計算を行う。求めた重複領域の大きさを基に、撮像した４つの画像と４つの第１画像との相対位置を算出し、本来の第２画像の撮像位置へシフトすべき補正シフト量を計算する。
【００４１】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０３へ移行し、上記補正シフト量を用いてステップＳ２０３からステップＳ２０６の作業手順を行う。全てが正常になされれば、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０４で取得した４つの新たな画像を４つの第２画像として記憶装置１１に保存する。ＣＰＵ１０は、図４のステップＳ１０７に移行し、４つの第３画像の取得を行う。以上が、第２画像においてシフト過剰のエラーが発生した場合の本発明に係る撮像制御装置おける補正処理についての説明である。他の画像において発生するシフト過剰のエラーについても同様の作業手順によって行われる。例えば、第４画像においてシフト過剰のエラーが起きたときは、撮像素子４０ａの撮像範囲を撮像素子４０ｃの第３画に重複させることで、補正シフト量を求めることができる。
【００４２】
また、上記の本実施形態の説明では、ステップＳ２０７において、撮像部３１を撮像素子４０ｂの第１画像側にシフトさせたが、図６（２）のように撮像部３１を撮像素子４０ａの第１画像側にシフトさせも良い。この場合のシフト量は、通常シフトのシフト量でも良いし、例えば、撮像素子の撮像範囲の大きさの半分をシフト量としても良い。計算時間等を考慮すると、撮像素子の撮像範囲の大きさの半分をシフト量とした方が良い場合が多い。
【００４３】
このように本実施形態は、複数の撮像素子の間隔を機械的に固定された撮像装置によって撮像した画像における重複領域の大きさから、指示したシフト量と実際のシフト量との比較を常時行う。これにより、シフトエラーが発生した場合には、指示したシフト量と実際のシフト量との比較に基づいて、最適なシフト補正の処理が選択される。そして、補正処理の結果を撮像制御システムにフィードバックすることで、広い範囲の合成画像に必要なに互いに重複する複数の画像を確実に取得できる。
≪本実施形態における補足事項≫
本実施形態の例では、４つの撮像素子を有する撮像部３１を用いたが、本発明の構成はこれに限定されない。撮像部３１に設置する撮像素子の数は、被写体像の視野の大きさ、撮像素子の撮像面の大きさ、要求される被写体像の視野をスキャンする時間等の状況に応じて適宜変更することができる。したがって、単一の撮像素子を有する撮像部３１に対しても本発明を適用することができる。なお、単一撮像素子の場合、図６（２）のように、図５のステップＳ２０７において、撮像部３１は撮像素子４０ａの第１画像側にシフトさせなければならない。
【００４４】
なお、本実施形態では、撮像部３１の撮像素子４０ａ〜４０ｄの間隔を、撮像部３１による２回のシフト動作で、撮像素子４０ａの撮像範囲が撮像素子４０ｂまたは撮像素子４０ｃの撮像範囲に重複する間隔で設置したが、本発明はこれに限定されない。撮像部３１に設置する各撮像素子の間隔は適宜変更することができる。例えば、撮像素子の撮像範囲より狭い間隔で撮像素子４０ａ〜４０ｄを配置しても良い。撮像部３１の撮像素子４０ａ〜４０ｄの間隔を変更した場合には、本実施形態で示したシフトパターンを含む様々なシフトパターンのうち最適なものを適宜選択し用いることが好適である。
【００４５】
なお、本実施形態では、シフト過剰のエラーが発生した場合、撮像部３１の通常シフトを一回行い、撮像素子４０ａの撮像範囲を撮像素子４０ｂの第１画像に重複させることで補正シフト量を求める例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７のように撮像素子４０ａの撮像範囲を撮像素子４０ｂの第２画像に重複するように、撮像部３１の通常シフトを２回行っても良い。この場合、撮像素子間の距離とともに、２回のシフト先で新たに撮像する４つの画像と４つの第２画像との重複領域の大きさから、補正シフト量を求めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、撮像素子４０ａ〜４０ｄで取得した画像サイズで相関計算等の処理を行っているが、本発明はこれに限定されない。撮像素子４０ａ〜４０ｄで撮像された各々の画像を多重解像度変換し、縦横の画素サイズを縮小した縮小画像を用いて相関計算や重複領域の大きさ等を求めても良い。これにより、画像処理の演算時間を短縮することができる。なお、多重解像度変換としては、例えば、ウエーブレット変換のＬＬ成分を逐次生成する方法等、従来の様々な方法を用いることができる。
【００４７】
なお、本実施形態は、試料の像と撮像部３１との相対位置を変化させるために、撮像部３１をシフトさせたが、本発明はこれに限定されない。例えば、レンズ等の光学部材や試料台２３をシフトさせて上記相対位置を変化させるようにしても良い。
【００４８】
なお、本実施形態では、顕微鏡ユニット２として、透過照明による位相差顕微鏡を用いて行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、落射照明による顕微鏡に用いることもできる。また、顕微鏡以外の光学装置（望遠鏡等）によって結像される被写体像を分割撮像する場合にも本発明を適用できる。
【００４９】
なお、本発明は、撮像制御システムの制御ユニット１、顕微鏡ユニット２および撮像ユニット３を一体とした撮像装置に対しても適用可能である。
【００５０】
なお、本発明は、撮像制御システムの制御ユニット１としてのプログラムを備えたコンピュータに対しても適用可能である。
【００５１】
なお、本発明は、撮像制御システムの制御ユニット１としてのコンピュータプログラムを記憶する記録媒体に対しても適用可能である。
【００５２】
なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されてはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、以上説明したように、広視野かつ高解像度の合成処理が要求される顕微鏡等の撮像装置等に対する制御に応用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態の撮像制御システムの全体構成を示す概要図
【図２】撮像部３１における４つの撮像素子の配置例を示す図
【図３】本実施形態における１サイクル分の撮像素子４０ａの撮像装置とその変化を示す図
【図４】本発明に係る撮像制御システムにおける主要な手順のフローチャート図
【図５】本発明に係る撮像制御システムにおけるシフト補正の手順のフローチャート図
【図６】撮像素子４０ａと４０ｂとで撮像された第１画像と第２画像とによるシフト補正について説明する図
【図７】撮像素子４０ａと４０ｂとで撮像された第２画像を用いてシフト補正について説明する図
【符号の説明】
【００５５】
１  制御ユニット、２  顕微鏡ユニット、３  撮像ユニット、１０  ＣＰＵ、１２  入出力Ｉ／Ｆ、１５  入力装置、１６  出力装置、３１  撮像部、３４  シフト機構部、３５  撮像制御部、３６  通信Ｉ／Ｆ
【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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