JP2008309926A - Imaging apparatus for microscope and imaging method for microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、観察対象である被検物のタイムラプス撮影を任意の撮影間隔により撮影することができる顕微鏡撮像装置の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a microscope imaging apparatus capable of capturing time-lapse imaging of an object to be observed at an arbitrary imaging interval.
従来、顕微鏡撮像装置において生細胞等の標本の経時変化を観察するタイムラプス撮影と呼ばれる撮影方法がある。タイムラプス撮影により標本の経時変化を観察するためには、操作者が指示した任意の撮影間隔で繰り返し標本の画像を取得する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an imaging method called time-lapse imaging that observes a temporal change of a specimen such as a living cell in a microscope imaging apparatus. In order to observe the temporal change of the specimen by time lapse photography, it is necessary to repeatedly obtain an image of the specimen at an arbitrary photographing interval instructed by the operator.
例えば、CCD(Charge Coupled Devices)等の撮像素子を露光して画像を取得するデジタル撮像装置は、撮像素子から読み出す画素数に依存した撮影間隔で画像を取得することができる。また、撮影間隔が静止画撮影に要する時間に対して十分に長い場合に、外部のソフトウェアまたはハードウェアが生成するタイミング信号によって静止画撮影を繰り返すことで任意の撮影間隔を設定することができる。 For example, a digital imaging device that acquires an image by exposing an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Devices) can acquire an image at an imaging interval depending on the number of pixels read from the imaging device. In addition, when the shooting interval is sufficiently longer than the time required for still image shooting, an arbitrary shooting interval can be set by repeating still image shooting with a timing signal generated by external software or hardware.
特許文献1では、重要な区間のみ短い撮影間隔で撮影する技術が提案されている。これは、外部トリガをきっかけに撮影間隔を短く設定し、取り込んだフレームを内部のメモリに蓄積する。さらに外部へのフレーム出力を遅延させて通常の撮影間隔で出力し、重要な区間における観察対象の経時変化を細かく確認しようとするものである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 proposes a technique for photographing only an important section with a short photographing interval. In this case, the shooting interval is set short in response to an external trigger, and the captured frames are stored in an internal memory. Further, the frame output to the outside is delayed and output at a normal shooting interval, and the change over time of the observation target in the important section is to be confirmed in detail.
また、特許文献2では、任意の撮影間隔を実現する技術が提案されている。撮像素子および周辺の撮像素子駆動回路に供給するクロックの周波数を変化させることで任意の撮影間隔を実現する。
しかしながら、撮像素子から読み出す画素数に依存した撮影間隔で画像を取得する場合、各撮影間隔の中間に位置する撮影間隔で画像を取得することはできない。また、外部のソフトウェアまたはハードウェアが生成するタイミング信号によって静止画撮影を繰り返す場合、静止画撮影に要する時間より短い撮影間隔や、画素数に依存した撮影間隔の中間に位置する撮像間隔を設定することは困難である。さらに、タイミング信号の伝達時間や、撮像素子の読み出し周期に起因する遅延が発生し、撮影間隔にばらつきが発生してしまう。 However, when an image is acquired at an imaging interval that depends on the number of pixels read from the image sensor, the image cannot be acquired at an imaging interval that is located between the imaging intervals. In addition, when repeating still image shooting using a timing signal generated by external software or hardware, set a shooting interval shorter than the time required for still image shooting, or an imaging interval located in the middle of the shooting interval depending on the number of pixels. It is difficult. Further, a delay due to the transmission time of the timing signal and the readout cycle of the image sensor occurs, and the photographing interval varies.
また、特許文献1のように通常より短い撮影間隔で撮影し、外部へのフレーム出力を遅延させて通常の撮影間隔で出力する場合、撮像装置にフレームを蓄積するためのメモリが必要となる。
In addition, as in
特許文献2のように撮像素子および周辺の撮像素子駆動回路に供給するクロックの周波数を任意に変化させるには、任意の周波数を出力できるクロック生成回路と、特別なクロック切り替え処理が必要となる。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、ハードウェアの追加や特別なハードウェア処理を必要とせず、任意の撮影間隔で精度よくタイムラプス撮影できる顕微鏡撮像装置と顕微鏡撮像方法およびそのプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and does not require additional hardware or special hardware processing, and can perform time-lapse imaging accurately at an arbitrary imaging interval. The purpose is to provide the program.
本発明の態様のひとつである所望の撮影間隔によりデジタル画像を繰り返し取得するタイムラプス撮影可能な顕微鏡用撮像装置であって、前記水平同期信号が前記撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求めるとともに、前記撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に前記水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求めるシステム制御部と、前記システム制御部から出力された前記VD時間設定値と前記水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成する同期信号生成部と、電荷抜き取りパルスとして前記水平同期信号を前記電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して前記撮像素子の電荷を抜きとり、露光開始後に前記撮像素子の電荷蓄積を停止するために、前記垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成するタイミング生成部と、を具備する構成である。 An imaging apparatus for a microscope capable of time-lapse photography that repeatedly obtains a digital image at a desired photographing interval, which is one aspect of the present invention, and calculates how many cycles the horizontal synchronization signal is within the photographing interval. System control for obtaining a time set value and calculating the number of charge extraction pulses by calculating the number of cycles of the horizontal synchronization signal in the time from the start of shooting to the exposure start timing in order to set the exposure time within the shooting interval A synchronization signal generation unit that generates a vertical synchronization signal based on the VD time setting value output from the system control unit and the horizontal synchronization signal, and the horizontal synchronization signal as the charge extraction pulse number In order to stop the charge accumulation of the image sensor after starting exposure, A timing generator for generating a read pulse to synchronize the serial vertical synchronizing signal, a configuration having a.
好ましくは、前記システム制御部は、前記撮像間隔における撮像開始から露光時間までに前記垂直同期信号の周期が何周期あるかを算出して撮像間隔分割値を求め、撮像開始をしたのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になるまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、撮像開始したのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になってからは露光開始タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定する構成としてもよい。 Preferably, the system control unit calculates the number of periods of the vertical synchronization signal from the start of imaging in the imaging interval to the exposure time, obtains an imaging interval division value, starts imaging, and then performs the vertical synchronization The VD time setting value is set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor until the number of signal cycles is detected and becomes the same value as the imaging interval division value. After setting the number of charge extraction pulses and starting imaging, the number of periods of the vertical synchronization signal is detected and becomes the same value as the imaging interval division value until the exposure start timing, the synchronization signal generation unit and the timing The VD time setting value and the number of charge extraction pulses may be set so that the generation unit supplies the charge extraction pulse to the imaging device.
好ましくは、前記システム制御部は、前記垂直同期信号の周期を前記撮像素子からの読み出し画素数により決まる周期に設定し、前記撮影間隔に同期して静止画撮影指示部から静止画撮影指示信号を検出すると撮影をする静止画撮影モードと、前記垂直同期信号の周期を前記撮影間隔に設定し、前記垂直同期信号の周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを備え、前記撮影間隔に応じて静止画撮影モードと自走モードを切り替える構成としてもよい。 Preferably, the system control unit sets the cycle of the vertical synchronization signal to a cycle determined by the number of pixels read from the image sensor, and outputs a still image shooting instruction signal from the still image shooting instruction unit in synchronization with the shooting interval. A still image shooting mode for shooting when detected, and a self-running mode in which the cycle of the vertical synchronization signal is set to the shooting interval and shooting is repeated according to the cycle of the vertical synchronization signal, and a still image is taken according to the shooting interval. It is good also as a structure which switches imaging | photography mode and self-propelled mode.
好ましくは、前記静止画撮影モードでは、前記静止画撮影指示信号を検出すると、露光開始タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、前記撮像間隔における露光完了から撮影完了タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定する構成としてもよい。 Preferably, in the still image shooting mode, when the still image shooting instruction signal is detected, the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor until an exposure start timing. A VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor from the completion of exposure to the imaging completion timing in the imaging interval. The VD time setting value and the charge extraction pulse number may be set.
本発明は所望の撮影間隔によりデジタル画像を繰り返し取得するタイムラプス撮影可能な顕微鏡用撮像方法であって、前記水平同期信号が前記撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求めるVD時間算出ステップと、前記撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に前記水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求める露光時間算出ステップと、前記VD時間設定値と前記水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成し、電荷抜き取りパルスとして前記水平同期信号を前記電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して前記撮像素子の電荷を抜きとり、露光開始後に前記撮像素子の電荷蓄積を停止するために、前記垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成するタイミング制御ステップと、を有することを特徴とする。 The present invention is a microscope imaging method capable of time-lapse photography that repeatedly obtains a digital image at a desired photography interval, and calculates how many periods the horizontal synchronization signal is within the photography interval to obtain a VD time setting value. VD time calculation step, and exposure time calculation for calculating the number of charge extraction pulses by calculating the number of cycles of the horizontal synchronization signal in the time from the start of shooting to the exposure start timing in order to set the exposure time within the shooting interval Generating a vertical synchronization signal based on the step, the VD time setting value and the horizontal synchronization signal, and supplying the horizontal synchronization signal as the charge extraction pulse to the image sensor by the number of charge extraction pulses to charge the image sensor. Extracting and generating a readout pulse synchronized with the vertical synchronization signal to stop the charge accumulation of the image sensor after the exposure is started And having a timing control step.
好ましくは、前記タイミング制御ステップは、前記撮像間隔における撮像開始から露光時間までに前記垂直同期信号の周期が何周期あるかを算出して撮像間隔分割値を求め、撮像開始をしたのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になるまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、撮像開始したのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になってからは露光開始タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定してもよい。 Preferably, the timing control step calculates the number of periods of the vertical synchronization signal from the start of imaging to the exposure time in the imaging interval, obtains an imaging interval division value, starts imaging, and then performs the vertical synchronization The VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the charge extraction pulse is supplied to the image sensor until the number of signal cycles is detected and the value is equal to the imaging interval division value, and imaging starts After that, the VD time setting value is set so that the charge extraction pulse is supplied to the image sensor until the exposure start timing after the number of periods of the vertical synchronization signal is detected and becomes the same value as the imaging interval division value. The number of charge extraction pulses may be set.
好ましくは、前記タイミング制御ステップは、前記垂直同期信号の周期を前記撮像素子からの読み出し画素数により決まる周期に設定し、前記撮影間隔に同期して静止画撮影指示部から静止画撮影指示信号を検出すると撮影をする静止画撮影モードと、前記垂直同期信号の周期を前記撮影間隔に設定し、前記垂直同期信号の周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを有し、前記撮影間隔に応じて静止画撮影モードと自走モードを切り替え手もよい。 Preferably, in the timing control step, the period of the vertical synchronization signal is set to a period determined by the number of pixels read from the image sensor, and a still image shooting instruction signal is sent from the still image shooting instruction unit in synchronization with the shooting interval. It has a still image shooting mode for shooting when detected, and a self-running mode in which the period of the vertical synchronization signal is set to the shooting interval, and shooting is repeated according to the period of the vertical synchronization signal, and the still image is stopped according to the shooting interval. It is also good to switch between the image shooting mode and the self-running mode.
好ましくは、前記静止画撮影モードでは、前記静止画撮影指示信号を検出すると、露光開始タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、前記撮像間隔における露光完了から撮影完了タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定してもよい。 Preferably, in the still image capturing mode, when the still image capturing instruction signal is detected, the VD time setting value and the number of charge extracting pulses are set so that the charge extracting pulse is supplied to the image sensor until an exposure start timing. The VD time setting value and the number of charge extraction pulses may be set so that the charge extraction pulse is supplied to the imaging device from the completion of exposure in the imaging interval to the completion of imaging.
本発明によれば、ハードウェアの追加や特別なハードウェア処理を必要とせず、任意の撮影間隔で精度よくタイムラプス撮影することができる。 According to the present invention, it is possible to perform time-lapse shooting with high accuracy at an arbitrary shooting interval without adding hardware or special hardware processing.
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
(実施例1)
所望の撮影間隔によりデジタル画像を繰り返し取得するタイムラプス撮影可能な顕微鏡用撮像装置について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Example 1
A microscope imaging apparatus capable of time-lapse imaging that repeatedly acquires digital images at a desired imaging interval will be described.
図1は、実施例1の形態を示すブロック図である。
図1に示す顕微鏡1と本発明である顕微鏡用撮像装置2は、例えば、顕微鏡1は、視野範囲選択手段およびピント調節手段として3次元方向に移動可能な電動ステージと対物レンズとが対峙して配置されている。電動ステージ上には、被検物が保持され、この被検物の観察像を、対物レンズを介して接眼レンズで肉眼観察可能にするとともに、撮像素子(CCD)を備えた顕微鏡用撮像装置2により撮像可能になる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a form of the first embodiment.
The
顕微鏡用撮像装置2は、撮像素子3、前置処理部4、A/D変換器5、タイミング生成部6(TG以下TG)、メモリ7、同期信号生成部8、メモリコントロール部9、画像処理部10、システム制御部11などから構成され、データ転送部12、計算機13(プログラム14に従い動作)を備えるPCなどとバスを介して接続される。
The
撮像素子3は、顕微鏡1の不図示の標本(被検物)の観察像は、光路(図1の破線矢印)を経由して撮像素子3に投影され、撮像素子3から電気信号として出力される。例えば、撮像素子3は縦型オーバフロードレイン構造の固体撮像素子などである。
The image pickup device 3 projects an observation image of a specimen (test object) (not shown) of the
前置処理部4は、撮像素子3からの出力信号をアナログ画像信号に変換する。
A/D変換器5は、前置処理部4から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。
The preprocessing
The A /
タイミング生成部6は、撮像素子3、前置処理部4、A/D変換器5を駆動するパルス生成器である。また、TG6は同期信号生成部8が生成する水平同期信号HDに同期して撮像素子3を露光する。
The
また、TG6は、電荷抜き取りパルスとして水平同期信号を電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して撮像素子の電荷を抜きとり、露光開始後に撮像素子の電荷蓄積を停止するために、垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成する。
Also, the
具体的には、TG6は垂直同期信号VDの周期における露光開始タイミングまで、撮像素子に供給する電荷抜き取りパルス(以下SUBパルス)を出力して露光時間を制御する。
Specifically, the
また、TG6は撮像素子3から読み出す画素数(全画素モード、2画素加算モード、4画素加算モード、特定の領域のみを読み出す部分読み出し)に応じて撮像素子3に出力する駆動パルスを切り替える。さらに、TG6はA/D変換器5に変換クロックを供給する。
Further, the
同期信号生成部8は、水平同期信号HDと垂直同期信号VDをTG6、メモリコントロール部9、システム制御部11に出力する。同期信号生成部8は、システム制御部11から出力されたVD時間設定値と水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成する。
The synchronization signal generation unit 8 outputs the horizontal synchronization signal HD and the vertical synchronization signal VD to the
垂直同期信号VDの周期は、撮像素子3から読み出す画素数に応じて異なる。例えば、全画素モードが67(msec)、2画素加算モードが34(msec)、4画素加算モードが19(msec)、部分読み出しでは読み出し領域により決まる。 The period of the vertical synchronization signal VD varies depending on the number of pixels read from the image sensor 3. For example, the all-pixel mode is 67 (msec), the two-pixel addition mode is 34 (msec), the four-pixel addition mode is 19 (msec), and partial reading is determined by the reading area.
メモリコントロール部9は、同期信号生成部8からの水平同期信号HD、垂直同期信号VDに同期してA/D変換器5からのデジタル画像信号をメモリ7に書込む。
画像信号の読み出しが完了すると、計算機13上で動作するプログラム14に従い、データ転送部12を経由して画像信号を読み出す。
The
When the reading of the image signal is completed, the image signal is read via the data transfer unit 12 according to the program 14 operating on the
このとき、画像処理部10は、ノイズリダクション、階調補正といった画像処理を施した画像信号を生成し、データ転送部12を経由して計算機13に転送する。
システム制御部11はCPUやメモリを備えた構成であり、A/D変換器5、TG6、メモリコントロール部9を垂直同期信号VDに同期して制御する。
At this time, the
The
また、システム制御部11は、水平同期信号が撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求める。また、撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求める。つまり、垂直同期信号VDの周期から露光時間を引いた時間に相当する水平同期信号HDの周期数(SUBパルス本数)をTG6に設定して撮像素子3の露光時間を設定する。また、システム制御部11は、垂直同期信号VDの周期に相当する水平同期信号HDの周期数を同期信号生成部8に設定することにより垂直同期信号VDの周期を設定する。システム制御部11が設定したモードは次の垂直同期信号VD周期に反映される。
In addition, the
実施例1の動作を、図2と図3を用いて説明する。
図2は、本発明の実施例1におけるシステム制御部11で実行されるVD延長処理のフローチャートである。また、図2に示すVD延長処理は図3に示すタイムチャートの期間(a)で実行される処理である。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart of the VD extension process executed by the
図3に示すタイムチャートは、縦軸に(1)〜(6)の信号波形を示し、横軸に時間軸を示している。(1)垂直同期信号VDの波形を示している。(2)SUBパルスを示している(撮像素子の電荷抜き取り用のパルス)。(3)撮像素子3から画像信号を読み出すための読み出しパルスを示している。(4)撮像素子3の画素蓄積量を示している。(5)メモリ7に保存される画像信号(データ)を示している。(6)画像信号(データ)を画像処理して生成した画像データを計算機13へ転送することを示している。横軸は時間軸である。
In the time chart shown in FIG. 3, the vertical axis indicates signal waveforms (1) to (6), and the horizontal axis indicates the time axis. (1) The waveform of the vertical synchronizing signal VD is shown. (2) shows a SUB pulse (pulse for extracting charge from the image sensor). (3) A read pulse for reading an image signal from the image sensor 3 is shown. (4) A pixel accumulation amount of the image sensor 3 is shown. (5) An image signal (data) stored in the memory 7 is shown. (6) The image data generated by image processing of the image signal (data) is transferred to the
以下に、図2に示す各ステップの処理を説明する。
ステップS10では垂直同期信号VDの立ち上りまたは立ち下がりをトリガとして検出する。図2と図3では垂直同期信号VDの立ち上りをトリガとしている。
Hereinafter, the process of each step shown in FIG. 2 will be described.
In step S10, the rising or falling edge of the vertical synchronizing signal VD is detected as a trigger. 2 and 3, the rising edge of the vertical synchronizing signal VD is used as a trigger.
ステップS11(露光時間算出ステップ)では、システム制御部11は以下の式1に従ってSUBパルスの数(電荷抜き取り用パルスの数)を計算して、TG6に算出したSUBパルス数を設定する(撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求める)。
In step S11 (exposure time calculation step), the
SUB=(i−texp)/thd (式1)
ここで、i(sec)は撮影間隔、texf(sec)は露光時間、thdは水平同期信号HDの周期である。撮影間隔iの設定は、操作者が繰り返し撮影を開始するために必要な計算機13に設けられている入力部(不図示)から設定する。
SUB = (i-tex) / thd (Formula 1)
Here, i (sec) is the shooting interval, texf (sec) is the exposure time, and thd is the period of the horizontal synchronization signal HD. The shooting interval i is set from an input unit (not shown) provided in the
ステップS12(VD時間算出ステップ)では、システム制御部11は以下の式2にしたがって垂直同期信号VDの周期にある水平同期信号HDのパルス数VD(VD時間設定値)を計算し、同期信号生成部8に設定する(水平同期信号が撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求める)。
In step S12 (VD time calculation step), the
VD=i/thd (式2)
ここで、図3に示した期間(a)trefと撮影間隔iとの間には、i>trefの関係がある。
VD = i / thd (Formula 2)
Here, there is a relationship of i> tref between the period (a) tref and the imaging interval i shown in FIG.
また、標準VD時間tref(sec)は、撮像素子3から読み出す画素数により決まる周期で、全画素モード、2画素加算モード、4画素加算モード、部分読み出しの読み出し領域により決まる周期のいずれかを選択する。上記説明した周期として全画素モードをtref1=67(msec)、2画素加算モードをtref2=34(msec)、4画素加算モードをtref4=19(msec)などを選択する。 The standard VD time tref (sec) is a cycle determined by the number of pixels read from the image sensor 3 and selects any one of the cycle determined by the reading area of the all pixel mode, the two-pixel addition mode, the four-pixel addition mode, and the partial reading. To do. As the above-described cycle, tref1 = 67 (msec) is selected for the all-pixel mode, tref2 = 34 (msec) for the two-pixel addition mode, and tref4 = 19 (msec) for the four-pixel addition mode.
期間(a)において設定した内容は、期間(b)以降の処理に反映される。
次に、VD時間設定値と水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成し、電荷抜き取りパルスとして水平同期信号を電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して前記撮像素子の電荷を抜きとる。そして、露光開始後に撮像素子の電荷蓄積を停止するために、垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成する(タイミング制御ステップ)。
The content set in the period (a) is reflected in the processing after the period (b).
Next, a vertical synchronizing signal is generated based on the VD time setting value and the horizontal synchronizing signal, and the horizontal synchronizing signal is supplied to the image sensor as the charge extracting pulse by the number of charge extracting pulses to extract the charge of the imaging element. Then, in order to stop the charge accumulation of the image sensor after the exposure is started, a readout pulse synchronized with the vertical synchronization signal is generated (timing control step).
以下に各VDの動作を図3のタイミングチャートを用いて説明する。
図3の期間(b)では、同期信号生成部8は撮影間隔i(sec)に変更する。TG6は、撮影間隔i(VD周期)から露出時間を引いた時間だけSUBパルスを出力する。したがって、撮像素子3はtexp(sec)の期間露光される。図3においては縦軸(4)に示されている画像データ「A」が期間(b)で撮影されている。期間(c)では画像データ「B」が撮影され、その後も期間(c)以降も連続して画像データ「C」などが撮影される。
The operation of each VD will be described below with reference to the timing chart of FIG.
In the period (b) of FIG. 3, the synchronization signal generator 8 changes to the imaging interval i (sec). The
期間(c)では、撮像素子3は、TG6から読み出しパルスをうけて画像信号の出力を開始する。メモリコントロール部9は、前置処理部4、A/D変換器5を経由してデジタル画像信号に変換された画像信号を読み出し、メモリ7に保存する。このとき、撮影間隔i>標準VD時間trefの関係があるので、垂直同期信号VD周期内に所望の画素数の読み出しが完了することが保証されている。図3において縦軸(5)に示される期間(c)の画像データ「A」が読み出される。続いて期間(c)以降に示される画像データ「B」が読み出され、以降も連続して画像データ「C」などが読み出される。
In the period (c), the image sensor 3 receives a read pulse from the
画像信号の読み出しが完了すると、計算機13上で動作するプログラム14は、データ転送部12を経由して画像信号を読み出す。このとき、画像処理部10は、メモリ7に保存されたデジタル画像信号にノイズリダクション、階調補正といった画像処理を施し、データ転送部12を経由して計算機13に転送する。また、期間(c)では期間(b)で実行した処理も並行して実行される。図3において縦軸(6)に示される期間(c)の画像データ「A」である。期間(c)以降では画像データ「B」が読み出され、その後も期間(c)以降連続して画像データ「C」以降の画像データが読み出される。
When the reading of the image signal is completed, the program 14 operating on the
このように期間(b)(c)に示した動作を期間(c)以降も続けることにより、顕微鏡撮影装置において、ハードウェアの追加や特別なハードウェア処理を必要とせず、任意の撮影間隔で精度よく標本画像を取得することができる。 As described above, by continuing the operations shown in the periods (b) and (c) after the period (c), the microscope imaging apparatus does not require additional hardware or special hardware processing, and can be performed at an arbitrary imaging interval. A specimen image can be acquired with high accuracy.
(実施例2)
実施例1では、垂直同期信号VD周期を撮影間隔iに設定する構成を示したが、実施例2では撮影間隔iの期間に、異なる時間の垂直同期信号VD周期を1つ以上挿入する場合について説明する。
(Example 2)
In the first embodiment, the configuration in which the vertical synchronization signal VD cycle is set to the shooting interval i is shown. However, in the second embodiment, one or more vertical synchronization signal VD cycles having different times are inserted in the shooting interval i. explain.
撮像間隔における撮像開始から露光時間までに垂直同期信号の周期が何周期あるかを算出して撮像間隔分割値を求める。撮像開始をしたのち垂直同期信号の周期数を検出して撮影間隔分割値と同じ値になるまで、同期信号生成部8とTG6が撮像素子に電荷抜き取りパルスを供給するようにVD時間設定値と電荷抜き取りパルス数を設定する。
An imaging interval division value is obtained by calculating the number of cycles of the vertical synchronization signal from the imaging start to the exposure time in the imaging interval. The VD time setting value is set so that the synchronization signal generator 8 and the
撮像開始をしたのち垂直同期信号の周期数を検出して撮影間隔分割値と同じ値になってからは露光開始タイミングまで、同期信号生成部8とTG6が撮像素子に電荷抜き取りパルスを供給するようにVD時間設定値と電荷抜き取りパルス数を設定する。
After the start of imaging, the number of periods of the vertical synchronization signal is detected and the synchronization signal generation unit 8 and the
以下に実施例2の動作を、図4を用いて説明する。
図4は、実施例2におけるシステム制御部11のフローチャートである。以下に各ステップの処理を説明する。
The operation of the second embodiment will be described below with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart of the
ステップS201では操作者は、プログラム14に従って計算機13により撮影間隔iを設定し、繰り返し撮影を開始する。
システム制御部11は、撮影間隔i(sec)をn個の標準VD時間trefと長さeの1個の延長VD時間に分割する。以下に示す式3のn(撮像間隔分割値)は、0以上の整数であり、eはtref≦e≦tref×2であり、式4に示すfloor(X)はX以下の最も大きい整数を求める関数である。
In step S201, the operator sets the shooting interval i by the
The
n=floor(i/tref)−1 (式3)
e=i−tref×n(sec) (式4)
ステップS202ではシステム制御部11は、垂直同期信号VDの立ち上りまたは立ち下りをトリガとしてカウントするVDカウンタのカウント値kを0に初期化する。
n = floor (i / tref) -1 (Formula 3)
e = i-tref × n (sec) (Formula 4)
In step S202, the
ステップS203では予め設定した判定値nとVDカウンタのカウント値kを比較してk<nであればステップS204に移行する。それ以外の場合ステップS206に移行する。 In step S203, the determination value n set in advance and the count value k of the VD counter are compared. If k <n, the process proceeds to step S204. Otherwise, the process proceeds to step S206.
ステップS204では後述するVD挿入処理の設定のために必要なパラメータを演算処理により算出する。
ステップS205ではシステム制御部11が、k<nのときVD挿入処理を実行して、カウンタ値kをインクリメント(k←k+1)してステップS203に移行する。
In step S204, parameters necessary for setting a VD insertion process to be described later are calculated by an arithmetic process.
In step S205, the
ステップS206ではシステム制御部11が、k≧nのとき後述するVD露光処理を実行する。
ステップS207では撮影が終了したかを判定する。システム制御部11は、繰り返し撮影を所定回数終了したか監視し、所定の回数撮影が完了するまでS201からS206の処理を繰り返し行う。
In step S206, the
In step S207, it is determined whether shooting has been completed. The
以下にVD挿入処理とVD露光処理(S204)について図4と図5を用いて説明する。
図4に示すステップS208〜S210は、ステップS204に示したVD挿入処理について示している。図5に示すタイミングチャートはn=2のときの例である。
The VD insertion process and the VD exposure process (S204) will be described below with reference to FIGS.
Steps S208 to S210 shown in FIG. 4 show the VD insertion process shown in step S204. The timing chart shown in FIG. 5 is an example when n = 2.
図5に示すタイムチャートは、縦軸に(1)〜(6)の信号波形を示し、横軸に時間軸を示している。(1)垂直同期信号VD波形を示している。(2)SUBパルスの波形を示している(撮像素子の電荷抜き取り用のパルス)。(3)撮像素子3から画像信号を読み出すための読み出しパルスを示している。(4)撮像素子3の画素蓄積量を示している。(5)メモリ7に保存される画像信号(データ)を示している。(6)画像信号を画像処理して生成した画像信号(データ)を計算機13へ転送することを示している。
In the time chart shown in FIG. 5, the vertical axis indicates the signal waveforms (1) to (6), and the horizontal axis indicates the time axis. (1) A vertical synchronizing signal VD waveform is shown. (2) shows the waveform of the SUB pulse (pulse for extracting charge from the image sensor). (3) A read pulse for reading an image signal from the image sensor 3 is shown. (4) A pixel accumulation amount of the image sensor 3 is shown. (5) An image signal (data) stored in the memory 7 is shown. (6) The image signal (data) generated by image processing of the image signal is transferred to the
図4のステップS208では垂直同期信号VDの立ち上りをトリガとして検出する。垂直同期信号VDのトリガは立ち上がりでも立ち下がりでもよい。
本例ではシステム制御部11において、図5に示す期間(d)(e)の縦軸(1)に示す垂直同期信号VDの立ち上がりに同期してVD挿入処理を実行する。
In step S208 in FIG. 4, the rising edge of the vertical synchronizing signal VD is detected as a trigger. The trigger of the vertical synchronizing signal VD may be rising or falling.
In this example, the
ステップS209では、システム制御部11が以下の式5に従って標準VD時間trefに水平同期信号HD時間がいくつはいるかを算出してSUBパルスの数(電荷抜き取り用パルスの数)を計算し、TG6に算出したSUBパルスの数を設定する。
In step S209, the
SUB=tref/thd (式5)
ステップS210では、システム制御部11は以下の式6にしたがって、縦軸(1)標準VD時間trefに水平同期信号HD周期がいくつはいるかを示すVD(VD時間設定値)を計算し、同期信号生成部8に設定する。
SUB = tref / thd (Formula 5)
In step S210, the
VD=tref/thd (式6)
ここで、thd(sec)は水平同期信号HD時間、標準VD時間tref(sec)は、撮像素子から読み出す画素数により決まる周期である。例えば、全画素モードはtrefl=67(msec)、2画素加算モードはtref2=34(msec)、4画素加算モードはtref4=19(msec)、部分読み出しの読み出し領域により決まる周期のいずれかである。
VD = tref / thd (Formula 6)
Here, thd (sec) is the horizontal synchronization signal HD time, and standard VD time tref (sec) is a cycle determined by the number of pixels read from the image sensor. For example, the total pixel mode is trefl = 67 (msec), the two-pixel addition mode is tref2 = 34 (msec), and the four-pixel addition mode is tref4 = 19 (msec), which is one of the periods determined by the readout area for partial readout. .
次に、VD露光処理(S206)について動作説明をする。
ステップS211ではシステム制御部11がVD周期(f)で垂直同期信号VDの立ち上がりまたは立ち下がりに同期してVD露光処理を実行する。
Next, the operation of the VD exposure process (S206) will be described.
In step S211, the
以下にVD露光処理における計算方法を示す。
ステップS212ではシステム制御部11が、以下の式7に従って水平同期信号HDに同期して出力されるSUBパルスの数(SUB:電荷抜き取り用パルスの数)を計算して、TG6に算出したSUBパルスの数を設定する。
The calculation method in the VD exposure process is shown below.
In step S212, the
SUB=(e−texp)/thd (式7)
ステップS213では、システム制御部11が以下の式8にしたがってVD延長時間に水平同期信号HD周期がいくつはいるかを示すVDを計算し、同期信号生成部8に設定する。
SUB = (e-text) / thd (Formula 7)
In step S <b> 213, the
VD=e/thd (式8)
ここで、e(sec)はS201で計算したVD延長時間、texp(sec)は露光時間、thd(sec)は水平同期信号HD時間である。
VD = e / thd (Formula 8)
Here, e (sec) is the VD extension time calculated in S201, tex (sec) is the exposure time, and thd (sec) is the horizontal synchronization signal HD time.
図5の(1)の垂直同期信号VDの期間(d)、(e)では、同期信号生成部8は、VD周期をtref(sec)(標準VD周期)に変更する。TG6は、図5の(2)の垂直同期信号VDの期間、水平同期信号HDの時間ごとに式7において算出したSUBの数だけSUBパルスを撮像素子3に供給するため露光されない。
In the periods (d) and (e) of the vertical synchronizing signal VD in (1) of FIG. 5, the synchronizing signal generator 8 changes the VD cycle to tref (sec) (standard VD cycle). The
図5の(1)垂直同期信号VDの周期(f)では、同期信号生成部8は、垂直同期信号VD周期をe(sec)に変更する。TG6は、式8により算出した垂直同期信号VD周期から露出時間を引いた時間e−texp(sec)だけSUBパルスを出力する。したがって、図5の(4)に示すように撮像素子3は、texp(sec)の期間露光され、画像データ「A」「B」を撮影する。
In (1) the period (f) of the vertical synchronization signal VD in FIG. 5, the synchronization signal generator 8 changes the period of the vertical synchronization signal VD to e (sec). The
(1)垂直同期信号VD周期の(g)では、撮像素子3は、図5の(3)に示す読み出しパルスをうけて画像信号の出力を開始する。図5の(5)に示すようにメモリコントロール部9は、前置処理部4、A/D変換器5を経由してデジタル画像信号に変換された画像信号(画像データ「A」「B」)を読み出し、メモリ7に保存する。画像信号の読み出しが完了する。そして、図5の(6)に示すように計算機13上で動作するプログラム14は、データ転送部12を経由して画像信号を読み出す(画像データ「A」「B」)。このとき、画像処理部10は、メモリ7に保存されたデジタル画像信号にノイズリダクション、階調補正といった画像処理を施し、データ転送部12を経由して計算機13に転送する。
(1) In (g) of the vertical synchronization signal VD cycle, the image sensor 3 receives the readout pulse shown in (3) of FIG. 5 and starts outputting the image signal. As shown in (5) of FIG. 5, the
実施例1に記載の撮像装置では、同期信号生成部に長時間のハードウェアカウンタが必要であり、撮像素子3、TG6は長時間の垂直同期信号VD周期に対応していなければならない。しかし上記のようにすることにより、長時間の垂直同期信号VDの周期に対応するために長時間のハードウェアカウンタを設けたり、撮像素子3、TG6を長時間のVD周期に対応させたりすることなく所望の撮影間隔で精度よく標本画像を得ることができる。
In the image pickup apparatus described in the first embodiment, a long-time hardware counter is necessary for the synchronization signal generation unit, and the image pickup devices 3 and TG6 must correspond to a long-time vertical synchronization signal VD cycle. However, by doing as described above, a long-time hardware counter is not provided in order to cope with the period of the long-time vertical synchronization signal VD, and the image sensor 3 and
(実施例3)
以下に本発明の実施例3の構成を、図1を用いて説明する。
垂直同期信号の周期を前記撮像素子からの読み出し画素数により決まる周期に設定する。
(Example 3)
The configuration of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The period of the vertical synchronization signal is set to a period determined by the number of pixels read from the image sensor.
撮影間隔に同期して静止画撮影指示部から、静止画撮影指示信号を検出して撮影をする静止画撮影モードと、垂直同期信号の周期を撮影間隔に設定し、垂直同期信号の周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを切り替える。 In sync with the shooting interval, set the shooting interval to the still image shooting mode that detects the still image shooting instruction signal from the still image shooting instruction section and shoots the vertical sync signal. Switch the self-running mode to repeat shooting.
静止画撮影モードでは、静止画撮影指示信号を検出すると、露光開始タイミングまで、同期信号生成部とタイミング生成部が撮像素子に電荷抜き取りパルスを供給するようにVD時間設定値と電荷抜き取りパルス数を設定する。 In the still image shooting mode, when the still image shooting instruction signal is detected, the VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor until the exposure start timing. Set.
撮像間隔における露光完了から撮影完了タイミングまで、同期信号生成部とタイミング生成部が撮像素子に電荷抜き取りパルスを供給するようにVD時間設定値と電荷抜き取りパルス数を設定する。 The VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor from the completion of exposure to the imaging completion timing in the imaging interval.
静止画撮影指示部(計算機13などを有するPCなどで、インストールされたプログラム14に従い静止画撮影指示信号を生成する)は、周期的にイベントを発生するソフトウェア周期タイマを備え、システム制御部11に周期的に静止画撮影を指示する。
The still image shooting instruction unit (which generates a still image shooting instruction signal according to the installed program 14 on a PC having a
システム制御部11は、同期信号生成部8が生成する垂直同期信号VD周期を撮像素子3から読み出す画素数により決まる周期に設定し、静止画撮影指示をきっかけとして撮影する静止画撮影モードと、同期信号生成部8が生成する垂直同期信号VD周期を撮影間隔iに設定し、垂直同期信号VD周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを有する。
The
以下に本発明である実施例3の動作を、図6を用いて説明する。図6は、静止画撮影モードにおけるプログラム14の動作フローチャートである。以下に各ステップの動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an operation flowchart of the program 14 in the still image shooting mode. The operation of each step will be described below.
操作者は、プログラム14において撮影間隔i(sec)を設定することにより、繰り返し撮影をする。
ステップS31では、操作者が任意の撮影間隔i(sec)を設定し、静止画撮影最小間隔はT(sec)とし、i>Tの条件であるとき、静止画撮影モードを選択する。
The operator repeats shooting by setting the shooting interval i (sec) in the program 14.
In step S31, the operator sets an arbitrary shooting interval i (sec), the still image shooting minimum interval is T (sec), and when i> T, the still image shooting mode is selected.
ステップS32では、計算機13上で動作するプログラム14の有する、周期的にイベントを発生するソフトウェア周期タイマの周期をi(sec)に設定する。
ステップS33では、計算機13(プログラム14)が上記ソフトウェア周期タイマのイベントを待つ。
In step S32, the period of the software cycle timer that periodically generates an event that the program 14 operating on the
In step S33, the computer 13 (program 14) waits for the software cycle timer event.
ステップS34では、上記イベントが発生すると計算機13(プログラム14)からシステム制御部11に静止画撮影を指示する。このように、システム制御部11は、静止画撮影指示を受けて静止画撮影を繰り返す。
In step S34, when the event occurs, the computer 13 (program 14) instructs the
ステップS35ではi≦Tのとき、プログラム14は、自走モードを選択する。計算機13(プログラム14)は、予め設定された撮影回数ステップS32〜S34の処理を繰り返し行い、上記撮影回数になると撮影を完了する。 In step S35, when i ≦ T, the program 14 selects the free-running mode. The computer 13 (program 14) repeats the processing of the preset number of photographing steps S32 to S34 and completes photographing when the number of photographing is reached.
次に、ステップS36では繰り返し撮影が終了するまで自走モードを継続する。自走モードでは、システム制御部11は、実施例1に示すようにVD周期を撮影周期i(sec)に設定することにより、繰り返し撮影を行う。
Next, in step S36, the self-running mode is continued until the repeated shooting is completed. In the self-running mode, the
計算機13(プログラム14)からシステム制御部11に自走モードの設定をする。例えば、周期として全画素モードをtref1=67(msec)、2画素加算モードをtref2=34(msec)、4画素加算モードをtref4=19(msec)などを設定する。その後、自走モードにより撮影を行う。
The self-running mode is set in the
ステップS37ではS35同様、計算機13(プログラム14)が予め設定された撮影回数ステップS32〜S34の処理を繰り返し行い、上記撮影回数になると撮影を完了する。 In step S37, similarly to S35, the computer 13 (program 14) repeats the processing of the preset number of photographing steps S32 to S34, and the photographing is completed when the number of photographing is reached.
図7は、静止画撮影モードにおけるシステム制御部11のフローチャートである(静止画像処理)。以下に各ステップの動作を説明する。
ステップS40では、計算機13からバスを介して静止画撮影指示があるかを判定する。静止画撮影指示がない場合はS40をループして静止画撮影指示信号が検出されるまで待ち、指示を検出した場合にはステップS41に移行する。
FIG. 7 is a flowchart of the
In step S40, it is determined whether there is a still image shooting instruction from the
ステップS41では、後述するVD露光処理を行う。
ステップS42では、後述するVD露光停止処理を行う。
上記のようにシステム制御部11は、計算機13(プログラム14)から静止画開始指示を受けると、VD露光処理、VD露光停止処理を実行する。
In step S41, a VD exposure process described later is performed.
In step S42, a VD exposure stop process described later is performed.
As described above, when receiving a still image start instruction from the computer 13 (program 14), the
以下にVD露光処理(S41)における計算方法を示す。
ステップS43では図8に示す(1)垂直同期信号VD周期に示す期間(h)では、システム制御部11はVDの立ち上がりに同期してVD露光処理を実行する。
The calculation method in the VD exposure process (S41) is shown below.
In step S43, in the period (h) shown in (1) vertical synchronization signal VD cycle shown in FIG. 8, the
ステップS44ではシステム制御部11が、以下の式9に従ってSUBパルスの数(電荷抜き取り用パルスの数)を計算して、TG6に算出したSUBパルスの数を設定する。
SUB=(tref−texp)/thd (式9)
ステップS45ではシステム制御部11が、以下の式10に従って標準VD時間に水平同期信号HD周期がいくつはいるかを示すVD(VD時間設定値)を計算し、同期信号生成部8に設定する。
In step S44, the
SUB = (tref−texp) / thd (Formula 9)
In step S <b> 45, the
VD=tref/thd (式10)
ここで、tref(sec)はVD時間であり、texp(sec)は露光時間を示し、thd(sec)は水平同期信号HD時間である。
VD = tref / thd (Formula 10)
Here, tref (sec) is the VD time, texp (sec) indicates the exposure time, and thd (sec) is the horizontal synchronization signal HD time.
以下にVD露光停止処理(S42)における計算方法を示す。
ステップS46では図8に示す(1)垂直同期信号VD周期(i)では、システム制御部11はVDの立ち上がりに同期してVD露光停止処理を実行する。
The calculation method in the VD exposure stop process (S42) is shown below.
In step S46, in (1) vertical synchronization signal VD cycle (i) shown in FIG. 8, the
ステップS47ではシステム制御部11が、以下露光時間SUBを以下の式にしたがって計算し、TG6に設定する。
SUB=tref/thd (式11)
ステップS48ではシステム制御部11が、以下の式12に従って標準VD時間VDを以下の式にしたがって計算、同期信号生成部8に設定する。
In step S47, the
SUB = tref / thd (Formula 11)
In step S <b> 48, the
VD=tref/thd(本) (式12)
ここで、tref(sec)はVD時間を示し、texp(sec)は露光時間を示し、HD時間thd(sec)を示している。また、標準VD時間tref(sec)は、撮像素子から読み出す画素数により決まる周期で、例えば、全画素モードはtref1=67(msec)、2画素加算モードはtref2=34(msec)、4画素加算モードはtref4=19(msec)、部分読み出しの読み出し領域により決まる周期のいずれかをとる。
VD = tref / thd (book) (Formula 12)
Here, tref (sec) represents the VD time, texp (sec) represents the exposure time, and HD time thd (sec). The standard VD time tref (sec) is a period determined by the number of pixels read from the image sensor. For example, the total pixel mode is tref1 = 67 (msec), the two-pixel addition mode is tref2 = 34 (msec), and the four-pixel addition is performed. The mode is tref4 = 19 (msec) and takes one of the periods determined by the read area for partial reading.
以下に実施例3の動作を図8のタイミングチャートを使って説明する。
図8に示すタイムチャートは、縦軸に(1)〜(6)の信号波形を示し、横軸に時間軸を示している。(1)垂直同期信号VD波形を示している。(2)SUBパルスの波形を示している(撮像素子の電荷抜き取り用のパルス)。(3)撮像素子3から画像信号を読み出すための読み出しパルスを示している。(4)撮像素子3の画素蓄積量を示している。(5)メモリ7に保存される画像信号(データ)を示している。(6)画像信号を画像処理して生成した画像信号(データ)を計算機13へ転送することを示している。
The operation of the third embodiment will be described below using the timing chart of FIG.
In the time chart shown in FIG. 8, the vertical axis indicates the signal waveforms (1) to (6), and the horizontal axis indicates the time axis. (1) A vertical synchronizing signal VD waveform is shown. (2) shows the waveform of the SUB pulse (pulse for extracting charge from the image sensor). (3) A read pulse for reading an image signal from the image sensor 3 is shown. (4) A pixel accumulation amount of the image sensor 3 is shown. (5) An image signal (data) stored in the memory 7 is shown. (6) The image signal (data) generated by image processing of the image signal is transferred to the
図8に示す(1)垂直同期信号VD周期に示す期間(h)では、上記説明したようにシステム制御部11はVDの立ち上がりに同期してVD露光処理を実行する。
図8の垂直同期信号VD周期の期間(i)では、同期信号生成部8が生成する垂直同期信号VD周期は標準VD時間である。TG6は、垂直同期信号VD周期から露出時間を引いた時間だけSUBパルスを出力する。したがって、撮像素子3は、texp(sec)露光される。
In the period (h) shown in (1) vertical synchronization signal VD cycle shown in FIG. 8, as described above, the
In the period (i) of the vertical synchronizing signal VD cycle in FIG. 8, the vertical synchronizing signal VD cycle generated by the synchronizing signal generator 8 is the standard VD time. The
図8の垂直同期信号VD周期の期間(j)では、撮像素子3は、(3)読み出しパルスをうけて画像信号の出力を開始する。(4)メモリコントロール部9は、前置処理部4、A/D変換器5を経由してデジタル画像信号に変換された画像信号を読み出し、メモリ7に保存する。画像信号の読み出しが完了すると、(5)計算機13上で動作するプログラム14は、データ転送部12を経由して画像信号を読み出す。このとき、画像処理部10は、メモリ7に保存されたデジタル画像信号にノイズリダクション、階調補正といった画像処理を施し、(6)データ転送部12を経由して計算機13に転送する。
In the period (j) of the vertical synchronization signal VD cycle in FIG. 8, the image sensor 3 receives the readout pulse (3) and starts outputting the image signal. (4) The
また、同期信号生成部8が生成する垂直同期信号VD周期は標準VD時間である。TG6は、VD周期の間SUBパルスを生成し続けるため、撮像素子3は露光されない。
以上により、撮影間隔i>静止画撮影最小間隔Tのとき静止画撮影モードを選択することで、長時間のVD周期に対応するために長時間のハードウェアカウンタを設けたり、撮像素子3、TG6を長時間のVD周期に対応させたりすることなく所望の撮影間隔で標本画像を得ることができる。静止画撮影最小間隔Tを、静止画撮影指示の伝達や、VD周期に対して十分長く設定することで、撮影間隔iに対してある程度の精度で標本画像を得ることができる。また、撮影間隔i≦静止画撮影最小間隔Tのときは自走モードを選択することで、所望の撮影間隔で精度よく標本画像を得ることができる。
Further, the vertical synchronization signal VD cycle generated by the synchronization signal generator 8 is a standard VD time. Since the
As described above, by selecting the still image shooting mode when the shooting interval i> the still image shooting minimum interval T, a long-time hardware counter is provided to cope with the long-time VD cycle, or the image sensor 3 and the
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 顕微鏡、
2 顕微鏡用撮像装置、
3 撮像素子、
4 前置処理部、
5 A/D変換器、
6 タイミング生成部、
7 メモリ、
8 同期信号生成部、
9 メモリコントロール部、
10 画像処理部、
11 システム制御部、
12 データ転送部、
13 計算機、
14 プログラム、
1 microscope,
2 Microscope imaging device,
3 image sensor,
4 Pre-processing section,
5 A / D converter,
6 Timing generator,
7 memory,
8 synchronization signal generator,
9 Memory control part,
10 Image processing unit,
11 System control unit,
12 Data transfer unit,
13 Calculator,
14 programs,
Claims (8)
前記水平同期信号が前記撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求めるとともに、前記撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に前記水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求めるシステム制御部と、
前記システム制御部から出力された前記VD時間設定値と前記水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成する同期信号生成部と、
電荷抜き取りパルスとして前記水平同期信号を前記電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して前記撮像素子の電荷を抜きとり、露光開始後に前記撮像素子の電荷蓄積を停止するために、前記垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成するタイミング生成部と、
を具備することを特徴とする顕微鏡用撮像装置。 A microscope imaging apparatus capable of time-lapse photography that repeatedly obtains a digital image at a desired photography interval,
The VD time setting value is calculated by calculating how many periods the horizontal synchronization signal is within the imaging interval, and the horizontal time is determined from the start of imaging to the exposure start timing in order to set the exposure time within the imaging interval. A system control unit for calculating how many periods of the synchronization signal and calculating the number of charge extraction pulses;
A synchronization signal generation unit that generates a vertical synchronization signal based on the VD time setting value output from the system control unit and the horizontal synchronization signal;
The horizontal synchronization signal is supplied to the image sensor as the charge extraction pulse for the number of charge extraction pulses to extract the charge of the image sensor, and the charge synchronization of the image sensor is stopped after the exposure is started. A timing generator for generating a synchronous readout pulse;
An imaging apparatus for a microscope, comprising:
前記撮像間隔における撮像開始から露光時間までに前記垂直同期信号の周期が何周期あるかを算出して撮像間隔分割値を求め、撮像開始をしたのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になるまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、
撮像開始したのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になってからは露光開始タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用撮像装置。 The system controller is
The number of periods of the vertical synchronization signal from the start of imaging in the imaging interval to the exposure time is calculated to obtain an imaging interval division value, and after the start of imaging, the number of periods of the vertical synchronization signal is detected. Set the VD time setting value and the number of charge extraction pulses so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor until the same value as the imaging interval division value,
After the start of imaging, the number of periods of the vertical synchronization signal is detected, and the synchronization signal generation unit and the timing generation unit apply the charge to the image sensor until the exposure start timing after the same value as the imaging interval division value. Setting the VD time set value and the number of charge extraction pulses to supply extraction pulses;
The imaging apparatus for a microscope according to claim 1.
前記垂直同期信号の周期を前記撮像素子からの読み出し画素数により決まる周期に設定し、前記撮影間隔に同期して静止画撮影指示部から静止画撮影指示信号を検出すると撮影をする静止画撮影モードと、
前記垂直同期信号の周期を前記撮影間隔に設定し、前記垂直同期信号の周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを備え、
前記撮影間隔に応じて静止画撮影モードと自走モードを切り替えることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用撮像装置。 The system controller is
A still image shooting mode in which the period of the vertical synchronization signal is set to a cycle determined by the number of pixels read from the image sensor, and shooting is performed when a still image shooting instruction signal is detected from the still image shooting instruction unit in synchronization with the shooting interval. When,
A self-running mode in which the period of the vertical synchronization signal is set to the imaging interval, and imaging is repeated according to the period of the vertical synchronization signal;
The imaging apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the still image shooting mode and the self-running mode are switched according to the shooting interval.
前記静止画撮影指示信号を検出すると、露光開始タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、
前記撮像間隔における露光完了から撮影完了タイミングまで、前記同期信号生成部と前記タイミング生成部が前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定することを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡用撮像装置。 In the still image shooting mode,
When the still image shooting instruction signal is detected, the VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the image sensor until exposure start timing. Set
The VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the synchronization signal generation unit and the timing generation unit supply the charge extraction pulse to the imaging element from the exposure completion to the imaging completion timing in the imaging interval. The imaging apparatus for a microscope according to claim 3.
前記水平同期信号が前記撮影間隔内に何周期あるかを算出してVD時間設定値を求めるVD時間算出ステップと、
前記撮影間隔内に露光時間を設定するために撮影開始から露光開始タイミングまでの時間に前記水平同期信号が何周期あるかを算出して電荷抜き取りパルス数を求める露光時間算出ステップと、
前記VD時間設定値と前記水平同期信号に基づいて垂直同期信号を生成し、電荷抜き取りパルスとして前記水平同期信号を前記電荷抜き取りパルス数分撮像素子に供給して前記撮像素子の電荷を抜きとり、露光開始後に前記撮像素子の電荷蓄積を停止するために、前記垂直同期信号に同期する読み出しパルスを生成するタイミング制御ステップと、
を有することを特徴とする顕微鏡用撮像方法。 An imaging method for a microscope capable of time-lapse photography that repeatedly obtains a digital image at a desired photography interval,
A VD time calculating step for calculating a VD time setting value by calculating how many periods the horizontal synchronization signal is within the imaging interval;
An exposure time calculating step for calculating the number of charge extraction pulses by calculating how many periods of the horizontal synchronization signal in the time from the start of shooting to the exposure start timing in order to set the exposure time within the shooting interval;
A vertical synchronization signal is generated based on the VD time setting value and the horizontal synchronization signal, and the horizontal synchronization signal is supplied to the image sensor as the charge extraction pulse by the number of charge extraction pulses to extract the charge of the image sensor. A timing control step of generating a readout pulse synchronized with the vertical synchronization signal in order to stop the charge accumulation of the image sensor after the start of exposure;
The imaging method for microscopes characterized by having.
前記撮像間隔における撮像開始から露光時間までに前記垂直同期信号の周期が何周期あるかを算出して撮像間隔分割値を求め、撮像開始をしたのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になるまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、
撮像開始したのち前記垂直同期信号の周期数を検出して前記撮影間隔分割値と同じ値になってからは露光開始タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の顕微鏡用撮像方法。 The timing control step includes:
The number of periods of the vertical synchronization signal from the start of imaging in the imaging interval to the exposure time is calculated to obtain an imaging interval division value, and after the start of imaging, the number of periods of the vertical synchronization signal is detected. Set the VD time setting value and the number of charge extraction pulses so as to supply the charge extraction pulse to the image sensor until the same value as the imaging interval division value,
The VD time setting is set so that the charge extraction pulse is supplied to the image sensor until the exposure start timing after the number of periods of the vertical synchronization signal is detected after the start of imaging and becomes the same value as the imaging interval division value. Set the value and the number of charge extraction pulses,
The imaging method for a microscope according to claim 5.
前記垂直同期信号の周期を前記撮像素子からの読み出し画素数により決まる周期に設定し、前記撮影間隔に同期して静止画撮影指示部から静止画撮影指示信号を検出すると撮影をする静止画撮影モードと、
前記垂直同期信号の周期を前記撮影間隔に設定し、前記垂直同期信号の周期にしたがって撮影を繰り返す自走モードを有し、
前記撮影間隔に応じて静止画撮影モードと自走モードを切り替えることを特徴とする請求項5または6に記載の顕微鏡用撮像方法。 The timing control step includes:
A still image shooting mode in which the period of the vertical synchronization signal is set to a cycle determined by the number of pixels read from the image sensor, and shooting is performed when a still image shooting instruction signal is detected from the still image shooting instruction unit in synchronization with the shooting interval. When,
A self-running mode in which the period of the vertical synchronization signal is set to the imaging interval, and imaging is repeated according to the period of the vertical synchronization signal;
The imaging method for a microscope according to claim 5 or 6, wherein the still image shooting mode and the self-running mode are switched according to the shooting interval.
前記静止画撮影指示信号を検出すると、露光開始タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定し、
前記撮像間隔における露光完了から撮影完了タイミングまで、前記撮像素子に前記電荷抜き取りパルスを供給するように前記VD時間設定値と前記電荷抜き取りパルス数を設定することを特徴とする請求項7に記載の顕微鏡用撮像方法。
In the still image shooting mode,
When the still image shooting instruction signal is detected, the VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the charge extraction pulse is supplied to the image sensor until the exposure start timing.
8. The VD time setting value and the number of charge extraction pulses are set so that the charge extraction pulse is supplied to the image sensor from the completion of exposure to the imaging completion timing in the imaging interval. 9. Imaging method for microscope.
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