JP4217493B2 - 画素シフトデジタルカメラの調整方法、画素シフトデジタルカメラシステム及び顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光像と撮像手段の相対位置を変化させて各位置で静止画を撮像し、それらの画像を合成することにより高解像化を行う画素シフトデジタルカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体の光像をＣＣＤ等の撮像素子により撮像するデジタルカメラシステムにおいて、撮像素子自体の画素数を上げることなく高解像度化を図る方法としていわゆる画素シフト法が開発されている。
【０００３】
図３２は、画素シフト法を用いたデジタルカメラを顕微鏡の標本像の撮像に適用したデジタルカメラシステムの構成を示す図である。
【０００４】
本デジタルカメラシステムは、デジタルカメラヘッド部７１、顕微鏡７２、デジタルカメラヘッド部７１の操作及び制御を行うパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７３で構成されている。顕微鏡７２のステージ上に置かれた標本の光像は顕微鏡の出力ポートを介してデジタルカメラヘッド部７１へ射出される。デジタルカメラヘッド部７１は顕微鏡７２からの入射光像を撮像するＣＣＤ７４、ＣＣＤ７４と入射された光像の撮像面内の相対位置を２次元的に変化させる画素シフト機構７５、撮像素子７４や画素シフト機構７５の駆動を行う制御処理部７６からなる。
【０００５】
つぎにこのデジタルカメラシステムの動作について説明する。
【０００６】
画素シフト機構７５はＣＣＤ７４の撮像素子間の間隔（画素ピッチ）に対して、ｎ／ｍピッチ（ｎ，ｍは整数）ごとの変位を水平方向及び垂直方向に与え、それぞれの位置で入射光像を撮像する。そして、これらの各位置で撮影した画像を合成することにより画像の解像度を上げることができる。
【０００７】
例えばｎ＝１、ｍ＝２とし、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ初期位置、（１／２画素ピッチ、０画素ピッチ）、（０画素ピッチ、１／２画素ピッチ）、（１／２画素ピッチ、１／２画素ピッチ）の変位を与え、計４ヶ所で入射光像の撮像を行なう。そして、それらの画像を合成処理することにより、４倍の画素数の画像を得ることができる。尚、以下の説明では、（ｎ／ｍ画素ピッチ、ｎ／ｍ画素ピッチ）を（ｎ／ｍ画素、ｎ／ｍ画素）と記載する。
【０００８】
ところで、画素シフト法による高解像化では、この変位量の誤差が数％あると画質の劣化を招く。画素シフト機構７５により与えられる変位量は、この例では、ＣＣＤ７４の画素ピッチが４μｍであった場合、その１／２の２μｍである。即ち、変位量の許容誤差５％とすると０．１μｍ以下の精度で画素シフト機構７５による入射光像とＣＣＤ７４の相対変位を制御しなければならない。
【０００９】
この制御精度を実現するため、初期状態において高精度の変位測定器などを使用してＣＣＤ７４の変位を測定しながら、画素シフト機構７５の駆動電圧等の調整が行われる。そして調整後は、その調整電圧によって画素シフト機構７５が駆動動作を行う。しかしながら上述のように調整しなければならない変位量が０．１μｍ程度と小さいため高精度の変位測定器等を用いた調整では、測定器の組み付けによる誤差も無視することができない。このため精度良い調整は熟練を要するものであった。
【００１０】
そこでこのような測定器を用いない調整が求められている。このような画素シフトデジタルカメラの調整方法として、画素シフト機構の初期位置で撮像した画像から、目標移動量だけ変位したときの画像を計算により求め、画素シフト機構を移動させたとき撮影した画像と計算により求めた画像の差が最小となるように移動量を調節する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−１３５３８１号公報。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
通常、画素シフト機構は撮像面内で、ＣＣＤ７４を水平方向及び垂直方向へ格子状へ移動させる。したがって画素シフト機構は水平方向の駆動機構と垂直方向の駆動機構の２つを備えている。
【００１３】
ところで特許文献１で開示された方法では、目標画像と移動したときに得られた画像の差を最小にするため、水平方向と垂直方向のそれぞれの駆動機構毎に画素シフト動作を行って画像の差を求める演算処理を繰り返し、目標精度へ収束させる必要がある。したがって画像処理に関する計算量が極めて大きなものとなり目標精度へ収束させるために要する計算時間も長くなるという問題がある。またこの計算をハードウェアなどにより構成し、時間の短縮化を図ろうとするとコストが増大するという問題が生ずる。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、安価かつ短時間で、画素シフトデジタルカメラのシフト変位量を精度良く調整できる画素シフトデジタルカメラの調整方法、画素シフトデジタルカメラシステム、顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するため、本発明の第１の局面に係る画素シフトデジタルカメラの調整方法は、少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、画素シフト手段に駆動電圧を設定して、調整用標本の光像と撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、撮像手段により調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、撮像された図形の第１の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の水平方向成分値を求める第４の工程と、撮像された図形の第２の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の垂直方向成分値を求める第５の工程と、第２から第５の工程を、調整用標本の光像と撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を画素シフト手段に設定して繰り返す第６の工程と、画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた複数の変位量の水平及び垂直方向成分値とから、調整用標本の光像と撮像手段との相対位置が所定値となるように画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第７の工程とを備えている。
【００１６】
また本発明の他の局面に係る画素シフトデジタルカメラシステムは、入射光像を撮像する撮像手段と、入射光像と撮像手段との相対位置を変化させる画素シフト手段と、画素シフト手段を駆動するための複数の駆動電圧を記憶する駆動電圧記憶手段と、駆動電圧記憶手段に記憶された駆動電圧に基づいて画素シフト手段を駆動する画素シフト駆動手段と、少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本と、記憶された駆動電圧に対応して画素シフト手段が駆動される位置毎に調整用標本の光像を撮像手段により撮像させる撮像制御手段と、撮影された相対位置の異なる２つの画像に基づいて、図形の第１の端辺上にある点について、変位量の水平方向成分値を求める水平相対変位量算出手段と、撮影された相対位置の異なる２つの画像に基づいて、図形の第２の端辺上にある点について、変位量の垂直方向成分値を求める垂直相対変位量算出手段と、画像シフト手段に与えた駆動電圧と求めた変位量の水平及び垂直方向成分値とから、調整用標本と撮像手段との相対位置が所定値となる駆動電圧を求める駆動電圧算出手段と算出した駆動電圧を駆動電圧記憶手段に記憶させる記憶更新手段とを備えている。
【００１８】
また本発明の他の局面に係る顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムは、標本を積載するステージとこの標本に対向して配置される対物レンズとを有する顕微鏡と、対物レンズによる標本の光像を撮像する撮像手段と、標本の光像と撮像手段との相対位置を変化させる画素シフト手段と、画素シフト手段を駆動するための駆動電圧を記憶する駆動電圧記憶手段と、駆動電圧記憶手段に記憶された駆動電圧に基づいて画素シフト手段を駆動する画素シフト駆動手段と、少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本と、記憶された駆動電圧に対応して画素シフト手段が駆動される位置毎に調整用標本の光像を撮像手段により撮像させる撮像制御手段と、撮影された相対位置の異なる２つの画像に基づいて、図形の第１の端辺上にある点について、変位量の水平方向成分値を求める水平相対変位量算出手段と、撮影された相対位置の異なる２つの画像に基づいて、図形の第２の端辺上にある点について、変位量の垂直方向成分値を求める垂直相対変位量算出手段と、画像シフト手段に与えた駆動電圧と求めた変位量の水平及び垂直方向成分値とから、調整用標本と撮像手段との相対位置が所定値となる駆動電圧を求める駆動電圧算出手段と、算出した駆動電圧を駆動電圧記憶手段に記憶させる記憶更新手段とを備えている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態の画素シフトデジタルカメラの調整方法について説明する。
【００２１】
図１は、画素シフトの原理を示す図である。図１の（１）に示すベイヤ配列のＣＣＤを２／３画素ピッチで９回画素シフトを行うことにより、図１の（２）に示すように高解像化された合成画像を得ることができる。図２は、画素のシフト位置を示す図である。画素シフト機構は図２中のＰｏｓ０からＰｏｓ８の○に示す位置に画像と撮像素子の相対位置を正確に変化させることが求められる。
【００２２】
次に、画素シフト機構が画素を図２中の○位置へ正確に変位させるための設定電圧の調整方法について説明する。
【００２３】
図３は本実施の形態の調整方法を示すフローチャートである。このフローチャートと図２を参照しつつ、図２のＰｏｓ４の位置に駆動電圧を調整する方法を説明する。
【００２４】
ステップＳ１０１では、図４に示すように調整用標本を撮像素子の水平及び垂直それぞれの方向に対して約５度傾けて設置する。そしてこの状態において画素シフト機構をＰｏｓ１、Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂ、Ｐｏｓ４ｃ、Ｐｏｓ４ｄに変位させた各位置で撮影する。ここで、Ｐｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂ、Ｐｏｓ４ｃ、Ｐｏｓ４ｄは、Ｐｏｓ４の近傍の周囲の水平及び垂直方向の位置を示す点であり、図２では×印で表わしている。
【００２５】
ステップＳ１０２では、Ｐｏｓ３及び水平方向のＰｏｓ４の近傍の位置であるＰｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂで撮影した画像からＰｏｓ３のエッジ部ａの位置とＰｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂのそれぞれのエッジ部ａの位置の水平方向の位置差を求める。ここで、エッジ部ａは、図５に示すように傾いた調整用標本の１つの端辺（エッジ）を表わしている。
【００２６】
図６はエッジ部ａに注目した図である。ｘ軸に平行な直線ｃに沿った画像の輝度信号レベルをグラフにすると図７のようになる。図７中の３つの曲線はそれぞれＰｏｓ３、Ｐｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂの輝度信号曲線を示す。図７の点線で示す各曲線の半値位置を求め、Ｐｏｓ３の半値位置とＰｏｓ４ａ、Ｐｏｓ４ｂの半値位置との変位量を求める。
【００２７】
ところで輝度信号をＹ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂとし、Ｐｏｓ３に対するＰｏｓ４ａの相対変位を図６中のｙ方向位置を変えて表わすと図８のようになる。ここで、図８のｙ軸はＰｏｓ３に対するＰｏｓ４ａへの変位量（画素ピッチ数）を表わし、ｘ軸は垂直方向の画素数を表わしている。図８に示すように、求めた変位量は目標となる変位量２／３画素ピッチ（≒０．６７）を中心として周期的に変化している。
【００２８】
同様に、輝度信号としてＧ信号を使った場合もレベルは小さいが図９のように周期的に変化する。周期的に変化するのは、Ｙ信号の場合は、ベイヤ配列の場合にＲとＢの画素の解像度がＧに比べて低いために、モアレが発生しその結果垂直方向の位置によって変位量が変動するためである。またＧ信号の場合もＹ信号に比べると大きさは小さいがＹ信号の１／２周期の周期的変化が見られる。Ｇ信号の変化周期がＹ信号の１／２の周期となるのは、ベイヤ配列ではＧの画素がＲ、Ｂの画素よりも多く使用され出現頻度が高いことによる。
【００２９】
従って、エッジのどの位置を測定するかによって変位量にふくまれる誤差が変化するため、正確な変位量が測定できないことがわかる。したがって、測定するエッジの位置が水平方向及び垂直方向に一定の値に固定化されないように、エッジ部分は水平方向及び垂直方向に対して傾きを持たせるとともに、エッジの異なる位置において変位量を複数測定し、その複数の測定値を平均化することにより誤差を小さくすることができる。
【００３０】
図１０は変化の周期とエッジの傾きとの関係を示す図である。
【００３１】
図８，９の横軸に示す画素数を単位として、変化が繰り返す画素数（以下、便宜的に「周期」という）をＴ画素、エッジの水平方向及び垂直方向に対する傾きをθ度とすると、その１周期の間にＹ信号では水平方向に２画素分変化し、Ｇ信号では１画素分の変化が生じている。
【００３２】
従って、Ｙ信号では式（１）の関係が成立し、Ｇ信号では式（２）の関係が成立する。
【００３３】
Ｙ信号の場合：Ｔ＝２／ｔａｎθ …（１）
Ｇ信号の場合：Ｔ＝１／ｔａｎθ …（２）
図１１は、Ｙ信号について平均化する周期数と平均化結果の関係を示す図であり、図１２は、Ｇ信号について平均化する周期数と平均化結果の関係を示す図である。
【００３４】
図１１、図１２より１周期以上の画素数について平均化することで、実用上問題のない誤差レベルで測定が可能となることがわかる。垂直方向に平均化する画素数をＨとすると、Ｈ＞Ｔの関係が成立する必要がある。従って、この式を変形してエッジ部分の傾きθを求めると、Ｙ信号では式（３）が成立し、Ｇ信号では式（４）が成立する
Ｙ信号の場合：θ＞ｔａｎ^−１（２／Ｈ） …（３）
Ｇ信号の場合：θ＞ｔａｎ^−１（１／Ｈ） …（４）
以上のように各ｙ位置のＰｏｓ３に対するＰｏｓ４ａ及びＰｏｓ４ｂの相対変位量を平均化して、Ｐｏｓ３に対するＰｏｓ４ａとＰｏｓ４ｂの水平位置を求める。
【００３５】
ステップＳ１０３では、画素シフト機構がＰｏｓ３，Ｐｏｓ４ａ，Ｐｏｓ４ｂの位置に変位させたときの水平方向駆動電圧とステップＳ１０２で求めた水平方向のエッジ位置の関係から、画素シフト機構を目標位置に変位させるときの設定電圧を算出する。
【００３６】
Ｐｏｓ３，Ｐｏｓ４ａ，Ｐｏｓ４ｂの位置に変位させたときの水平方向駆動電圧をＶｘ３，Ｖｘ４ａ、Ｖｘ４ｂとし、ステップＳ１０２で求めたＰｏｓ４ａ，Ｐｏｓ４ｂの相対変位をＳ４ａ，Ｓ４ｂとする。Ｐｏｓ４の目標変位をＳ４ｘ、そのときの駆動電圧をＶｘ４とすると、駆動電圧を式（５）で求めることができる。
【００３７】
Ｖｘ４＝（Ｖｘ４ｂ−Ｖｘ４ａ）／（Ｓ４ｂ−Ｓ４ａ）×（Ｓ４ｘ−Ｓ４ａ）
＋Ｖｘ４ａ …（５）
画素シフト機構として、ピエゾ圧電素子を使用している場合、駆動電圧と変位量との関係は線形ではないが、Ｓ４ａとＳ４ｂの差が小さいため線形と仮定しても問題ない。
【００３８】
ステップＳ１０４では、Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ４ｃ、Ｐｏｓ４ｄで撮影した画像からＰｏｓ１のエッジ部ｂの位置を基準としたＰｏｓ４ｃ、Ｐｏｓ４ｄのエッジ部ｂの垂直位置を求める。そして、ステップＳ１０２と同様の方法により相対変位量を算出する。
【００３９】
ステップＳ１０５では、画素シフト機構がＰｏｓ１，Ｐｏｓ４ｃ，Ｐｏｓ４ｄの位置に変位させたときの垂直方向駆動電圧とステップＳ１０４で求めた垂直方向のエッジ位置の関係から、画素シフト機構を目標位置に変位させるときの設定電圧を算出する。
【００４０】
Ｐｏｓ１，Ｐｏｓ４ｃ，Ｐｏｓ４ｄの位置に変位させたときの垂直方向駆動電圧をＶｙ１，Ｖｙ４ｃ、Ｖｙ４ｄとし、ステップＳ１０４で求めたＰｏｓ４ｃ，Ｐｏｓ４ｄの相対変位をＳ４ｃ，Ｓ４ｄする。Ｐｏｓ４の目標変位をＳ４ｙ、そのときの駆動電圧をＶｙ４とすると、駆動電圧を式（６）で求めることができる。
【００４１】
Ｖｙ４＝（Ｖｙ４ｄ−Ｖｙ４ｃ）／（Ｓ４ｄ−Ｓ４ｃ）×（Ｓ４ｙ−Ｓ４ｃ）
＋Ｖｙ４ｃ …（６）
以上のステップをＰｏｓ１からＰｏｓ８について行うことで、各画素シフト位置の駆動電圧を算出することができる。ただし、Ｐｏｓ１及びＰｏｓ２の垂直方向駆動電圧はＰｏｓ０と同じとし、Ｐｏｓ３及びＰｏｓ７の水平方向駆動電圧はＰｏｓ０のそれと等しいとして設定する。通常、画素シフト機構の水平垂直方向変位の直交性は良いため、このようにしても問題ない。
【００４２】
以上のように画素シフトデジタルカメラの調整を行うことでコストと調整時間を増大することなく、画素シフトデジタルカメラのシフト変位量を精度良く調整できるようになる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態の調整方法の第１の変形例について説明する。
【００４４】
前述のエッジ位置算出では、エッジの各点の位置の変位量の平均から、画素シフト機構の変位量を求めたが以下のようにして求めることもできる。
【００４５】
図６のエッジ部ａの水平方向変位量の測定について説明する。
【００４６】
前述の実施の形態と同様にＰｏｓ３，Ｐｏｓ４ａ，Ｐｏｓ４ｂそれぞれについて、エッジの半値位置のｘ、ｙ座標を求める。そして、このｘ、ｙ座標を平面座標に表わすと、図１３に示す３本の直線が得られる。
【００４７】
次に、それぞれの直線の方程式を最小２乗法により求めて、式（７）、式（８）、式（９）を得る。
【００４８】
Ｐｏｓ３について：ｘ＝ｐ３＊ｙ＋ｑ３ …（７）
Ｐｏｓ４ａについて：ｘ＝ｐ４ａ＊ｙ＋ｑ４ａ …（８）
Ｐｏｓ４ｂについて：ｘ＝ｐ４ｂ＊ｙ＋ｑ４ｂ …（９）
ここで、ｐ３、ｐ４ａ、ｐ４ｂ、ｑ３、ｑ４ａ、ｑ４ｂは定数である。
【００４９】
上式でｙ方向位置が中央値をとるときのＰｏｓ３，Ｐｏｓ４ａ，Ｐｏｓ４ｂのｘ位置を各画素シフト位置における直線の位置として相対変位を算出する。図１３の例ではｙ＝４０のときのｘの値を用いる。
【００５０】
このようにして相対変位を求めた場合、上述の周期的変化の影響は最小２乗法により除去されるので前述の実施の形態と同様に精度良く変位量を測定できる。そして、その変位量によって上述と同様に駆動電圧を算出する。
【００５１】
次に、第１の実施の形態の調整方法の第２の変形例について説明する。
【００５２】
図１４は、標本の撮影位置を示す図である。図１４に示すようにＰｏｓ０からＰｏｓ８までの各画素シフト位置についてそれぞれ上下左右方向の４箇所（×の位置）変位させた位置の標本像を撮影する。以下には、Ｐｏｓ５の駆動電圧を算出する方法について説明する。
【００５３】
まずＰｏｓ５ａ，Ｐｏｓ５ｂ，Ｐｏｓ５ｃ，Ｐｏｓ５ｄの位置で調整用標本を撮影する。それぞれの位置で撮影した画像のエッジ部ａ，ｂについて第１の変形例で述べたようにエッジの直線の方程式を求め、この２本の直線の方程式の交点を求める。これによりＰｏｓ５ａ，Ｐｏｓ５ｂ，Ｐｏｓ５ｃ，Ｐｏｓ５ｄそれぞれの交点として（ｘ５ａ，ｙ５ａ）、（ｘ５ｂ，ｙ５ｂ）、（ｘ５ｃ，ｙ５ｃ）、（ｘ５ｄ，ｙ５ｄ）を得る。
【００５４】
Ｐｏｓ５ａ，Ｐｏｓ５ｂ，Ｐｏｓ５ｃ，Ｐｏｓ５ｄへ画素シフト機構を変位させたときの駆動電圧を（Ｖ５ｘａ，Ｖ５ｙａ）、（Ｖ５ｘｂ，Ｖ５ｙｂ）、（Ｖ５ｘｃ，Ｖ５ｙｃ）、（Ｖ５ｘｄ，Ｖ５ｙｄ）とすると、Ｐｏｓ５を目標位置（ｘ５，ｙ５）へ変位させるための駆動電圧（Ｖ５ｘ，Ｖ５ｙ）は式（１０）、式（１１）で表わされる。
【００５５】
Ｖ５ｘ＝（Ｖ５ｘｂ−Ｖ５ｘａ）／（ｘ５ｂ−ｘ５ａ）×（ｘ５−ｘ５ａ）
＋Ｖ５ｘｂ …（１０）
Ｖ５ｙ＝（Ｖ５ｙｄ−Ｖ５ｙｃ）／（ｙ５ｄ−ｙ５ｃ）×（ｙ５−ｙ５ｃ）
＋Ｖ５ｙｃ …（１１）
この処理をＰｏｓ０からＰｏｓ８の全てについて行い、それぞれの目標位置に対する駆動電圧を算出する。
【００５６】
この第２の変形例によれば、第１の実施の形態及び第１の変形例ではＰｏｓ１，Ｐｏｓ２の垂直位置、Ｐｏｓ３，Ｐｏｓ６の水平位置が画素シフト機構の直交性に依存していたのに対し、画素シフト機構の直交性が悪い場合でも、精度良く駆動電圧を調整することができる。
【００５７】
次に、第１の実施の形態の調整方法の第３の変形例について説明する。
【００５８】
本第３の変形例では、上記の第１の実施の形態及び第１、第２の変形例に示される調整方法を繰返し行うことでさらに高精度に調整する。
【００５９】
図２、図１４の×で示される位置での処理に基づいて目標の駆動電圧を調整した後、その駆動電圧に基づいて、図１５の△で示されるようなより狭い範囲に再設定した上で、目標位置の駆動電圧を算出する。
【００６０】
目標位置のより近傍の位置のデータに基づいて処理を行うことにより、変位量の測定誤差を小さくすることができる。
【００６１】
この再設定処理は、所定回数繰り返すことで調整精度を高めても良く、また、前回求めた目標位置の駆動電圧との差が小さくなったことで、収束したと判断しても良い。
【００６２】
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。本第２の実施の形態は、本発明の画素シフトデジタルカメラシステムを顕微鏡の標本像の撮影に適用するものであるが、顕微鏡をカメラレンズとし、標本の大きさを適宜変更することで、一般の被写体を撮影する画素シフトデジタルカメラシステムへの応用も可能である。
【００６３】
図１６は、本発明に係る顕微鏡デジタルカメラシステムの構成を示す図であり、図１７は、本発明に係る顕微鏡デジタルカメラシステムに用いられる信号処理部の構成を示す図である。
【００６４】
図１６において、顕微鏡本体２の光源４から発せられた照明光は、レンズ５、ミラー６、レンズ７、視野絞り８、開口絞り９、コンデンサレンズ１０を介して、ステージ１１上の試料Ｓを照明する。ここでステージ１１は、光軸方向及び光軸に垂直な平面内で水平方向及び垂直方向への移動調整が可能である。
【００６５】
照明光による試料Ｓの像は、対物レンズ１２および結像レンズ１３によって結像され、プリズム１４に入射する。プリズム１４では、試料Ｓの像を分岐し、一方を接眼レンズ１５を介して射出し、もう一方はカメラアダプタ３０を介して顕微鏡デジタルカメラのカメラヘッド部１へ入射させる。
【００６６】
カメラヘッド部１では、入射された像はＣＣＤなどの撮像素子１６上に結像され、制御処理部１８で画像処理等が行われる。カメラヘッド部１は、ケーブル１９を介してＰＣ３に接続される。
【００６７】
次に図１７を参照してカメラヘッド部について説明する。
【００６８】
カメラヘッド部１は、ピエゾ圧電素子によりｘｙ方向へ移動可能なｘｙステージからなる画素シフト機構１７にＣＣＤなどの撮像素子１６が取り付けられている。ＣＣＤは例えばベイヤー配列の単板カラーＣＣＤとし、その画素ピッチは６μｍとする。
【００６９】
撮像素子１６には制御処理部１８が接続されている。撮像素子１６は撮像素子駆動部２０からの駆動信号により撮像素子１６上に結像された標本の光像を光電変換し、それに応じた信号を前置処理部１９へ出力する。
【００７０】
前置処理部１９には撮像素子駆動部２０と増幅部２１が接続される。前置処理部１９は、撮像素子駆動部２０からの同期信号により撮像素子１６と同期を取って、入力された信号を映像信号として増幅部２１へ出力する。
【００７１】
増幅部２１には前置処理部１９、Ａ／Ｄ変換部２２、制御部２８が接続される。増幅部２１は制御部２８によるゲイン設定にしたがって前置処理部１９からの映像信号を増幅してＡ／Ｄ変換部２２へ出力する。
【００７２】
Ａ／Ｄ変換部２２は撮像素子駆動部２０、増幅部２１、メモリコントローラ２３に接続される。Ａ／Ｄ変換部２２では撮像素子駆動部２０からの同期信号により撮像素子１６と同期をとって増幅部２１からの映像信号をデジタル化し、メモリコントローラ２３へ出力する。
【００７３】
メモリコントローラ２３には、Ａ／Ｄ変換部２２、メモリ２４、信号処理部２５とバス２６が接続される。メモリコントローラ２３では、バス２６を介して制御部２８からの制御に応じてＡ／Ｄ変換部２２からのデジタル信号をメモリ２４へ出力し、またそのデジタル信号を信号処理部２５へ出力する。
【００７４】
信号処理部２５はバス２６に接続され、バス２６を介した制御部２８からの制御により、ベイヤ配列からの画素補間や色補正などの所定の信号処理を行ない、処理結果のデジタル信号をバス２６を介して制御部へ出力する。
【００７５】
制御部２８にはＩ／Ｆ２９が接続され、さらにＩ／Ｆ２９を介してＰＣ３が接続されている。制御部２８は入力された画像データをＩ／Ｆ２９を介してＰＣ３へ出力する。
【００７６】
画素シフト機構１７には画素シフト機構駆動部３１が接続され、さらに制御部２８が接続される。制御部２８は後述する静止画撮影の際に、バス２６に接続される画素シフト機構駆動電圧記憶部２７に記憶されている画素シフト機構１７を所定の位置に移動させるための電圧値を読み出し、画素シフト機構駆動部３１へ設定して、画素シフト機構１７を変位させる。
【００７７】
ＰＣ３のモニタには図１８に示すような操作画面が表示され、図示しない画面上のマウスなどのポインティングデバイスによる操作指示に基づいて、Ｉ／Ｆ２９を介して制御部２８へ、標本の光像の静止画取得、撮像素子駆動部２０の電子シャッタ設定、増幅部２１のゲイン設定などを指示する。
【００７８】
通常カメラヘッドは動画モードで動作しており、前述の処理を毎秒１０数フレームで行ない、操作画面上に顕微鏡で観察している標本の画像をライブ像として表示する。
【００７９】
次に、画素シフト動作と静止画撮影動作について説明する。
【００８０】
操作画面上において、静止画撮影ボタンが押され、それに応じてＰＣ３から制御部２８へ撮影指示があると、以下の順で静止画撮影が行われる。なお本実施の形態では２／３画素ピッチ、９回シフトによる画素シフト法を例に説明する。この場合、画素シフト機構１７は撮像素子１６を（０，０）、（２／３画素，０）、（４／３画素，０）、（０，２／３画素）、（２／３画素，２／３画素）、（４／３画素、２／３画素）、（０，４／３画素）、（２／３画素，４／３画素）、（４／３画素、４／３画素）の９個所の位置に移動させる。
【００８１】
手順１：制御部２８は画素シフト機構駆動電圧記憶部２７から初期位置の駆動電圧を読み込み画素シフト機構駆動部３１に設定する。
【００８２】
手順２：画素シフト機構駆動部３１は設定された電圧に応じて画素シフト機構１７を変位させる。
【００８３】
手順３：制御部２８は撮像素子駆動部２０へ撮像素子１６からの電荷読み出し等を指示すると共にメモリコントローラ２３へ、撮影した画像データのメモリ２４への記憶を指示する。
【００８４】
手順４：制御部２８は画素シフト機構駆動電圧記憶部２７から第２の位置の駆動電圧を読み込み画素シフト駆動部３１に設定する。
【００８５】
手順５：画素シフト機構駆動部３１は設定された電圧に応じて画素シフト機構１７を変位させる。
【００８６】
手順６：制御部２８は撮像素子駆動部２０へ撮像素子１６からの電荷読み出し等を指示すると共にメモリコントローラ２３へ、撮影した画像データのメモリ２４への記憶を指示する。
【００８７】
手順７： 手順４〜 手順６を第３〜第９の位置について繰り返す。
【００８８】
手順８：画素シフト撮影終了後、制御部２８はメモリコントローラへメモリ２３からの読み出しを指示する。
【００８９】
手順９：メモリコントローラ２３は前述の画素シフト撮影によってメモリ２４へ記憶された複数枚分の画像データを、図１９のように画素シフトを考慮して相対的位置関係が整うように読み出し、信号処理部２５へ出力する。
【００９０】
手順１０：信号処理部２５は制御部２８の指示に応じて入力された信号を処理し、制御部２８へ出力する。
【００９１】
手順１１：制御部２８は処理結果の画像データをＰＣ３へ転送する。
【００９２】
手順１２：ＰＣ３は転送された画像データをＰＣ３内のメモリへ記憶し、モニタへ表示して撮影を完了する。
【００９３】
手順１３：ＰＣ３のメモリを記憶された画像データを適宜ハードディスクへ保存する。
【００９４】
本第２の実施の形態の顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムは、上述の顕微鏡デジタルカメラの構成に加えて、以下の構成及び機能を有する。
【００９５】
▲１▼調整用標本
図２０に示す調整用標本で、スライドガラス４０上にクロム蒸着などにより図形が形成されている。図形は、撮像素子の水平垂直方向と平行な外枠４１と、撮像素子の水平垂直方向に対して５度傾いた四角４２で構成されている。
【００９６】
▲２▼ＰＣ３上のプログラムによる図２１の○△▽によって示す画素シフト機構１７の変位を与える画素シフト機構駆動電圧データを記憶する機能。
【００９７】
このデータは、画素シフト機構駆動電圧記憶部２７に記憶させるものであっても良い。
【００９８】
図２１は画素シフト機構が静止画撮影時に変位させるべき位置を○で示しており、その間隔は撮像素子の画素ピッチの２／３である。Ｐｏｓ０が初期位置で、以下Ｐｏｓ８までの９箇所の位置で撮像を行ない、その画像を合成して高精細静止画を得ている。初期状態の○△▽の位置は正確な位置である必要はなく、未調整の画素シフト機構において○△▽の位置関係になると予想される位置であればよい。
【００９９】
▲３▼ＰＣ上のプログラムによる機能として、画素シフト機構駆動電圧データをカメラヘッド１の制御部２８を介して画素シフト機構駆動部３１へ設定し、その状態で標本像の撮像を行ない、所定の信号処理を施してＰＣへ取り込む機能。
【０１００】
▲４▼ＰＣ上のプログラムによる機能として、図５の標本のエッジ部ａの水平方向の位置を計算する機能。
【０１０１】
▲５▼ＰＣ上のプログラムによる機能として、図５の標本のエッジ部ｂの垂直方向の位置を計算する機能。
【０１０２】
▲６▼ＰＣ上のプログラムによる機能として、複数組の画素シフト機構駆動電圧データとエッジ部の位置との関係から、画素シフト機構への入力電圧と変位量の関係を求め、目標移動量に対する入力電圧を算出する機能。
【０１０３】
続いて、本実施の形態に係る顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムにおいて、画素シフト機構１７を目標通りの位置に変位させるための調整作用について図２２のフローチャートにしたがって説明する。
【０１０４】
ステップＳ２０１では、ステージ１１上に図２０に示す調整用標本を置く。
【０１０５】
ステップＳ２０２では、標本のピント調整及び標本Ｓと撮像素子１６の方向を調整する。ピント調整は顕微鏡のステージの上下動により行う。回転方向の調整は標本Ｓの載置方向を直接回転させたり、カメラヘッド１の取り付けられたアダプタ３０の回転や、またステージ１１に回転機構がついている場合はそれを利用し、図２３のように操作画面の水平方向及び垂直方向と標本の外枠の水平方向及び垂直方向とが一致するように調整する。
【０１０６】
ステップＳ２０３では、図２３のように操作画面上において撮影モードを「調整」に変更し、静止画撮影ボタンを押す。
【０１０７】
ステップＳ２０４では、ＰＣ３は制御部２８を介して画素シフト機構が図２１のＰｏｓ０位置のときの標本像の撮影を行い、エッジ部ａの水平位置及びエッジ部ｂの垂直位置を算出する
ステップＳ２０５では、ＰＣ３は制御部２８を介して画素シフト機構が図２１の△位置のときの標本像の撮影を行い、各位置のエッジ部ａの水平位置を算出する
ステップＳ２０６では、ＰＣ３は制御部２８を介して画素シフト機構１７が図２１の▽位置のときの標本像の撮影を行い、各位置のエッジ部ｂの垂直位置を算出する。
【０１０８】
ステップＳ２０７では、第１実施の形態で説明した計算方法により、図２１に示す正確な目標位置○の画素シフト機構駆動電圧を算出する。
【０１０９】
ステップＳ２０８では、算出した駆動電圧値を制御部２８を介して画素シフト機構駆動電圧記憶部２７へ記憶させる。
【０１１０】
以上説明した構成及び作用によればコストと調整時間を増大することなく、画素シフトデジタルカメラの画素シフト変位量を精度良く調整できる画素シフトデジタルカメラシステムを提供することができる。
【０１１１】
尚、標本の変形例として、調整用標本は水平方向及び垂直方向それぞれに対し傾きを持ったエッジ部を有する標本であれば、その形状は図２０に限定されるものではなく、その他さまざまなバリエーションが考えられる。たとえば図２４に示すようなものでもよい。
【０１１２】
また顕微鏡用の通常使うスライドガラスの一部にエッジ部を形成するようにすれば、日常使う標本に常に調整用標本が付属するようになり、いつでも調整ができるようになる。さらには、図２５に示すように標本の番号整理のためにバーコード付きのスライドガラスにエッジを形成することも可能である。
【０１１３】
更に、図２６、図２７に示すように調整用標本を、エッジ部とともにテストチャートや文字、数字、幾何学的模様と共に形成し、調整前後でエッジ部と共に形成した図柄を表示できるようにしても良い。比較画像の形状が滑らかに表示されることを確認することにより、操作者が調整の効果を確認することができる。
【０１１４】
また、製造時の調整専用の場合の操作画面の変形例として、図２８に示すように静止画撮影ボタン等は設けず、調整を開始するボタンだけを設けても良く、標本に枠を設けるのではなく、操作画面上に合わせるべきエッジの傾きを表す直線を表示するようにしても良い。
【０１１５】
また、市販用アプリケーションの操作画面の変形例として、図２９に示すように、画素シフト機構の調整開始はメニューのオプションの下に入れて、プルダウンメニューで表示しても良い。前述の実施の形態では操作画面上で直接調整モードに変更していたのに対し、オプションの下に入れてプルダウンメニューに表示することにより調整開始操作に２アクションが必要になるため誤操作を防止できる。
【０１１６】
また、顕微鏡構成の変形例として、図１６の視野絞り８の位置に調整用標本を挿抜可能に顕微鏡に配置するようにしても良い。視野絞り８の位置は、標本面と光学的に共役な位置になっており、この位置の光像も撮像素子面上に結像されるからである。
【０１１７】
このように顕微鏡に調整用標本を組み込むことで、調整用標本の紛失防止等の効果がある。
【０１１８】
また視野絞り８を絞ると図３０のようになるため、視野絞り８自体を調整用標本としてもよい。これにより調整用標本を付属させる必要がなくなりコストダウンさせることができる。
【０１１９】
また、図３１に示すアダプタ３０ａのように中間に結像位置があるリレーレンズ光学系を有するものがある。このような場合、中間結像位置３２に調整用標本を置くようにしても良い。このように顕微鏡に調整用標本を組み込むことで、調整用標本の紛失防止等の効果がある。
【０１２０】
尚、本発明は、上記記載の各実施の形態に基づいて、以下のように構成することができる。
【０１２１】
（１） 少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、
画素シフト手段に駆動電圧を設定して、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、
前記撮像手段により前記調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、
前記撮像された図形の第１の端辺上にある複数の点それぞれについて、初期位置からの変位量の水平方向成分値を求めて、この複数の水平方向成分値を平均した平均水平方向成分値を算出する第４の工程と、
前記撮像された図形の第２の端辺上にある複数の点それぞれについて、初期位置からの変位量の垂直方向成分値を求めて、この複数の垂直方向成分値を平均した平均垂直方向成分値を算出する第５の工程と、
第２から第５の工程を、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を前記画素シフト手段に設定して繰り返す第６の工程と、
前記画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた平均水平方向成分値及び平均垂直方向成分値とから、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置が所定値となるように前記画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第７の工程と
を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２２】
（２） 少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、
画素シフト手段に駆動電圧を設定して、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、
前記撮像手段により前記調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、
前記撮像された画像中に設定された座標系において、前記撮像された図形の第１の端辺を表わす直線の式を最小２乗法で求め、この直線の式に基づいて初期位置からの変位量の水平方向成分値を求める第４の工程と、
前記撮像された画像中に設定された座標系において、前記撮像された図形の第２の端辺を表わす直線の式を最小２乗法で求め、この直線の式に基づいて初期位置からの変位量の垂直方向成分値を求める第５の工程と、
第２から第５の工程を、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を前記画素シフト手段に設定して繰り返す第６の工程と、
前記画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた複数の変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置が所定値となるように前記画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第７の工程と
を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２３】
（３） 少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、
画素シフト手段に駆動電圧を設定して、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、
前記撮像手段により前記調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、
前記撮像された画像中に設定された座標系において、前記撮像された図形の第１の端辺を表わす直線の式を最小２乗法で求める第４の工程と、
前記撮像された画像中に設定された座標系において、前記撮像された図形の第２の端辺を表わす直線の式を最小２乗法で求める第５の工程と、
前記求めた２つの直線の式に基づいてその交点の座標を求める第６の工程と、
第２から第６の工程を、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を前記画素シフト手段に設定して繰り返す第７の工程と、
前記画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた複数の交点の座標値とから、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置が所定値となるように前記画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第８の工程と
を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２４】
（４） 上記（１）〜（３）に記載の画素シフトデジタルカメラの調整方法において、
前記撮像手段が単板カラー撮像素子であり、
前記撮像された図形は、この単板カラー撮像素子からの映像信号であるＲＧＢ信号から求めた輝度信号によって表わされていることを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２５】
（５） 上記（１）〜（３）に記載の画素シフトデジタルカメラの調整方法において、
前記撮像手段が単板カラー撮像素子であり、
前記撮像された図形は、この単板カラー撮像素子からの映像信号であるＲＧＢ信号の内Ｇ信号によって表わされていることを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２６】
（６）少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、
画素シフト手段に駆動電圧を設定して、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、
前記撮像手段により前記調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、
前記撮像された図形の第１の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の水平方向成分値を求める第４の工程と、
前記撮像された図形の第２の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の垂直方向成分値を求める第５の工程と、
第２から第５の工程を、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を前記画素シフト手段に設定して繰り返す第６の工程と、
前記画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた複数の変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置が所定値となるように前記画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第７の工程と、
前記第２工程の駆動電圧を前記第７の工程で求めた駆動電圧との差がより少ない駆動電圧に更新して、前記第２から第７の工程を繰り返す第８の工程と
を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
【０１２７】
（７） 標本を積載するステージとこの標本に対向して配置される対物レンズとを有する顕微鏡と、
対物レンズによる標本の光像を撮像する撮像手段と、
前記標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる画素シフト手段と、
前記画素シフト手段を駆動するための駆動電圧を記憶する駆動電圧記憶手段と、
前記駆動電圧記憶手段に記憶された駆動電圧に基づいて前記画素シフト手段を駆動する画素シフト駆動手段と、
少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本と、
前記記憶された駆動電圧に対応して前記画素シフト手段が駆動される位置毎に前記調整用標本の光像を撮像手段により撮像させる撮像制御手段と、
撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第１の端辺上にある点について、変位量の水平方向成分値を求める水平相対変位量算出手段と、
撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第２の端辺上にある点について、変位量の垂直方向成分値を求める垂直相対変位量算出手段と、
前記画像シフト手段に与えた駆動電圧と求めた変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本と前記撮像手段との相対位置が所定値となる前記駆動電圧を求める駆動電圧算出手段と
算出した駆動電圧を駆動電圧記憶手段に記憶させる記憶更新手段と
を備えたことを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。
【０１２８】
（８） 上記（７）に記載の顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムにおいて、
前記調整用標本を前記ステージ上の載置すべき標本位置とは異なる、撮像手段と光学的に共役な位置に配置することを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。
【０１２９】
（９） 上記（８）に記載の顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムにおいて、
前記顕微鏡は、照明光源、視野絞り、コンデンサレンズからなる照明光学系を有し、前記調整用標本は、前記視野絞りであり、前記少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形は、前記視野絞りの縁であることを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。
【０１３０】
（１０） 上記（９）に記載の顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムにおいて、
前記顕微鏡の対物レンズと撮像手段との間にリレーレンズ光学系を有し、
前記リレーレンズ光学系の中間結像位置に前記調整用標本を挿抜自在に配置することを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。
【０１３１】
（１１） 上記（７）に記載の顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムにおいて、
前記駆動電圧記憶手段に算出した駆動電圧を記憶させる前後の前記調整用標本の画素シフト静止画撮影結果を比較表示することを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。
【０１３２】
（１２） 画素シフトデジタルカメラシステムまたは顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムに用いられる少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本あって、
スライドガラスを用いて構成することを特徴とする調整用標本。
【０１３３】
（１３） 画素シフトデジタルカメラシステムまたは顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムに用いられる少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本あって、
撮像手段の水平方向及び垂直方向を示す基準線を有することを特徴とする調整用標本。
【０１３４】
（１４） 画素シフトデジタルカメラシステムまたは顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムに用いられる少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本あって、
バーコードを備えたことを特徴とする調整用標本。
【０１３５】
（１５） 画素シフトデジタルカメラシステムまたは顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステムに用いられる少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本あって、
文字、数字、幾何学模様の内少なくとも１つを有することを特徴とする調整用標本。
【０１３６】
上述の本発明に係る各実施の形態は以下のような効果を有する。
【０１３７】
上記（１）、（２）、（４）、（５）、（６）によればコストと調整時間を増大することなく、画素シフトデジタルカメラのシフト変位量を精度良く調整できるようになる。
【０１３８】
上記（３）によれば、上述の効果に加えて、画素シフト機構の直交性が悪い場合でも精度良く調整できるようになる。
【０１３９】
上記（６）によれば、上述の効果に加えさらに精度良く調整できるようになる。
【０１４０】
上記（７）によればコストと調整時間を増大することなく画素シフトデジタルカメラのシフト変位量を精度良く調整でき、撮影画像の画質向上させることができる。
【０１４１】
上記（１２）によれば顕微鏡のステージ上に調整用標本を置けるようになり、調整が簡便になる。
【０１４２】
上記（１３）によれば、調整用標本の撮像手段の水平垂直方向を示す基準線を、撮像手段の水平垂直方向と合わせることで調整を簡便になる。
【０１４３】
上記（８）、（１０）によれば、顕微鏡に組み込むことができ、利便性が向上する。
【０１４４】
上記（１１）によれば従来からある顕微鏡構成の一部を標本として利用でき、コストダウンを図ることができる。
【０１４５】
上記（１１）、（１４）、（１５）によれば、調整精度を容易に確認できるようになり、調整の信頼性を向上することができる。
【０１４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安価かつ短時間で、画素シフトデジタルカメラのシフト変位量を精度良く調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画素シフトの原理を示す図。
【図２】 画素のシフト位置を示す図。
【図３】 調整方法を示すフロー図。
【図４】 調整用標本の設置例を示す図。
【図５】 エッジ部を示す図。
【図６】 エッジ部に注目して示す図。
【図７】 輝度信号レベルを示す図。
【図８】 垂直方向の相対変位を示す図。
【図９】 垂直方向の相対変位を示す図。
【図１０】 変化の周期とエッジの傾きとの関係を示す図。
【図１１】 Ｙ信号について平均化する周期数と平均化結果の関係を示す図。
【図１２】 Ｇ信号について平均化する周期数と平均化結果の関係を示す図。
【図１３】 ３本の直線を示す図。
【図１４】 標本の撮影位置を示す図。
【図１５】 標本の撮影位置を示す図。
【図１６】 顕微鏡デジタルカメラシステムの構成を示す図。
【図１７】 顕微鏡デジタルカメラシステムに用いられる信号処理部の構成を示す図。
【図１８】 操作画面を示す図。
【図１９】 画像の合成を示す図。
【図２０】 調整用標本を示す図。
【図２１】 標本の撮影位置を示す図。
【図２２】 画素シフト機構を目標通りの位置に変位させるための調整動作を示すフロー図。
【図２３】 操作画面を示す図。
【図２４】 調整用標本を示す図。
【図２５】 調整用標本を示す図。
【図２６】 調整用標本を示す図。
【図２７】 調整用標本を示す図。
【図２８】 操作画面を示す図。
【図２９】 操作画面を示す図。
【図３０】 視野絞りを示す図。
【図３１】 調整用標本の設置位置を示す図。
【図３２】 画素シフト法を用いたデジタルカメラを顕微鏡の標本像の撮像に適用したデジタルカメラシステムの構成を示す図。
【符号の説明】
１…カメラヘッド部、 ２…顕微鏡本体、 ３…ＰＣ、 ８…視野絞り、
１１…ステージ、 １２…対物レンズ、 １６…撮像素子、
１７…画素シフト機構、 ２５…信号処理部、 ２７…画素シフト機構駆動電圧記憶部、 ３０…アダプタ、 ３１…画素シフト機構駆動部、
３２…中間結像位置、 ４０…スライドガラス

Claims (3)

1. 少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本の光像を、撮像手段に対して所定の初期位置に配置する第１の工程と、
   画素シフト手段に駆動電圧を設定して、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる第２の工程と、
   前記撮像手段により前記調整用標本の光像を撮像する第３の工程と、
   前記撮像された図形の第１の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の水平方向成分値を求める第４の工程と、
   前記撮像された図形の第２の端辺上にある点について、初期位置からの変位量の垂直方向成分値を求める第５の工程と、
   第２から第５の工程を、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置をそれぞれ異ならせる駆動電圧を前記画素シフト手段に設定して繰り返す第６の工程と、
   前記画像シフト手段に設定した複数の駆動電圧と求めた複数の変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本の光像と前記撮像手段との相対位置が所定値となるように前記画像シフト手段に設定する駆動電圧を求める第７の工程と
   を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラの調整方法。
2. 入射光像を撮像する撮像手段と、
   前記入射光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる画素シフト手段と、
   前記画素シフト手段を駆動するための複数の駆動電圧を記憶する駆動電圧記憶手段と、
   前記駆動電圧記憶手段に記憶された駆動電圧に基づいて前記画素シフト手段を駆動する画素シフト駆動手段と、
   少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本と、
   前記記憶された駆動電圧に対応して前記画素シフト手段が駆動される位置毎に前記調整用標本の光像を撮像手段により撮像させる撮像制御手段と、
   撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第１の端辺上にある点について、変位量の水平方向成分値を求める水平相対変位量算出手段と、
   撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第２の端辺上にある点について、変位量の垂直方向成分値を求める垂直相対変位量算出手段と、
   前記画像シフト手段に与えた駆動電圧と求めた変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本と前記撮像手段との相対位置が所定値となる前記駆動電圧を求める駆動電圧算出手段と
   算出した駆動電圧を駆動電圧記憶手段に記憶させる記憶更新手段と
   を備えたことを特徴とする画素シフトデジタルカメラシステム。
3. 標本を積載するステージとこの標本に対向して配置される対物レンズとを有する顕微鏡と、
   対物レンズによる標本の光像を撮像する撮像手段と、
   前記標本の光像と前記撮像手段との相対位置を変化させる画素シフト手段と、
   前記画素シフト手段を駆動するための駆動電圧を記憶する駆動電圧記憶手段と、
   前記駆動電圧記憶手段に記憶された駆動電圧に基づいて前記画素シフト手段を駆動する画素シフト駆動手段と、
   少なくとも２つの直線状の端辺をもつ図形を有する調整用標本と、
   前記記憶された駆動電圧に対応して前記画素シフト手段が駆動される位置毎に前記調整用標本の光像を撮像手段により撮像させる撮像制御手段と、
   撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第１の端辺上にある点について、変位量の水平方向成分値を求める水平相対変位量算出手段と、
   撮影された前記相対位置の異なる２つの画像に基づいて、前記図形の第２の端辺上にある点について、変位量の垂直方向成分値を求める垂直相対変位量算出手段と、
   前記画像シフト手段に与えた駆動電圧と求めた変位量の水平及び垂直方向成分値とから、前記調整用標本と前記撮像手段との相対位置が所定値となる前記駆動電圧を求める駆動電圧算出手段と
   算出した駆動電圧を駆動電圧記憶手段に記憶させる記憶更新手段と
   を備えたことを特徴とする顕微鏡画素シフトデジタルカメラシステム。

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