JP5881777B2 - 顕微鏡 - Google Patents
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Description
本実施形態の撮像装置(プレノプティックカメラ)のシステム構成例を図1に示す。本実施形態の撮像装置100は、撮像レンズ110と、撮像素子120と、視差画像生成用のレンズアレイ130と、処理部140と、を含む。撮像装置100の一例としては、例えば顕微鏡などがある。なお、撮像装置100は、図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。また、本実施形態の撮像装置100の一部又全部の機能は、例えばPC(Personal Computer)や携帯電子機器により実現してもよい。さらに、本実施形態の撮像装置100の一部又は全部の機能は、有線及び無線の少なくとも一方を含むネットワークを介した通信により、撮像装置100と接続されたサーバーにより実現されてもよい。
第1の実施形態では、前述したように、撮像レンズ110に対して、撮像素子120及びレンズアレイ130により構成されるユニット、又はレンズアレイ130を相対的に回転させることにより、被写体の像と撮像素子120とを相対的に回転させる。つまり、被写体の像側は回転させずに、撮像素子120側を回転させる。
次に、第1の実施形態の撮像装置の詳細なシステム構成例を図7に示す。なお、以下では、図1を用いて説明した内容と重複する部分については、適宜省略して説明を行う。
本実施形態では、処理部140が、撮像素子120及びレンズアレイ130により構成されるユニット、又はレンズアレイ130を、撮像レンズ110の光軸を回転軸として、撮像レンズ110に対して相対的に回転させた時の回転角度を、回転情報として取得し、取得した回転角度と画像情報とに基づいて、視差画像を生成する。
次に、第1の実施形態の第1の変形例について説明する。
次に、第1の実施形態の第2の変形例について説明する。第2の変形例では、レンズアレイ130が有する各レンズとして、マイクロレンズに代えて、シリンドリカルレンズを使用する。
次に、第1の実施形態の第3の変形例について説明する。第3の変形例では、処理部140は、生成した視差画像の周縁領域を切り取るトリミング処理を行う。また、処理部140は、視差画像だけでなく、表示画像の周縁領域を切り取るトリミング処理を行っても良い。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、図24のシステム構成例に示すように、撮像レンズ110とレンズアレイ130の間に、像回転素子190を設け、像回転素子190を回転させることにより、撮像素子120に対して被写体の像を相対的に回転させる。つまり、第1の実施形態とは逆に、撮像素子120側は回転させずに、被写体の像側を回転させる。
次に、第3の実施形態のシステム構成例を図26に示す。第3の実施形態では、前述した図7又は図24に示す構成に加えて、処理部140が判別部147を有する。
また、図27に示すように、本実施形態は、有線及び無線の少なくとも一方を含むネットワーク300を介した通信により、撮像部100(撮像装置)と接続された画像処理装置200(サーバー)により実現されてもよい。
本実施形態の撮像装置は、顕微鏡であってもよい。
本実施形態の撮像装置、画像処理装置及び顕微鏡等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、CPU等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の撮像装置、画像処理装置及び顕微鏡等が実現される。具体的には、非一時的な情報記憶装置に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをCPU等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶装置(コンピュータにより読み取り可能な装置)は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク(DVD、CD等)、HDD(ハードディスクドライブ)、或いはメモリ(カード型メモリ、ROM等)などにより実現できる。そして、CPU等のプロセッサーは、情報記憶装置に格納されるプログラム(データ)に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶装置には、本実施形態の各部としてコンピュータ(操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置)を機能させるためのプログラム(各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム)が記憶される。
130 レンズアレイ、140 処理部、141 角度取得部、143 画像取得部、
145 画像合成部、147 判別部、150 記憶部、160 調整部、
170 操作部、180 表示部、190 像回転素子、200 画像処理装置、
210 画像情報取得部、230 処理部、300 ネットワーク
Claims (15)
- 撮像レンズと、
複数の受光セルがアレイ状に配置された受光セルアレイを有する撮像素子と、
前記撮像レンズと前記撮像素子の間に設けられ、各レンズがアレイ状に配置された視差画像生成用のレンズアレイと、
前記撮像レンズにより結像された被写体の像と前記撮像素子との相対的な向きを表す回転情報を取得し、取得した前記回転情報と、前記撮像素子から得られる画像情報とに基づいて、視差画像を生成する処理部と、
を含む顕微鏡。 - 請求項1において、
前記処理部は、
前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させる前に前記撮像素子から得られる第1画像情報に基づいて、第1視差画像を生成し、
前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させた後に前記撮像素子から得られる第2画像情報と、前記回転情報とに基づいて、第2視差画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1又は2において、
前記レンズアレイの前記各レンズは、
前記撮像素子のM個の受光セルのうちのN個の受光セルに対応して設けられ(Nは2以上の整数であり、MはN以上の整数)、
前記撮像レンズを介して前記各レンズに入射する入射光を、前記各レンズへの入射角度に応じて屈折させて、前記N個の受光セルのうちのいずれかの受光セルに入射させることを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記撮像素子及び前記レンズアレイにより構成されるユニット、又は前記レンズアレイを、前記撮像レンズの光軸を回転軸として、前記撮像レンズに対して相対的に回転させた時の回転角度を、前記回転情報として取得し、取得した前記回転角度と前記画像情報とに基づいて、前記視差画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記撮像レンズと前記レンズアレイの間に、回転可能な像回転素子を有し、
前記処理部は、
前記回転情報として、前記撮像レンズに対する前記像回転素子の回転角度を取得し、取得した前記回転角度と前記画像情報とに基づいて、前記視差画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させた後に、第1画素座標系での画像情報を取得し、前記回転情報に基づいて、前記第1画素座標系から第2画素座標系への前記画像情報の座標変換処理を行うことを特徴とする顕微鏡。 - 請求項6において、
前記処理部は、
前記座標変換処理後の画像情報に基づいて、補間処理を行って、補間済み画像情報を生成し、前記補間済み画像情報に基づいて前記視差画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させた後に、第1画素座標系での画像情報を取得し、
前記回転情報に基づいて、前記第1画素座標系から第2画素座標系への前記画像情報の座標変換処理を行い、
前記座標変換処理後の前記画像情報に基づいて、補間処理を行って、補間済み画像情報を生成し、
前記補間済み画像情報に基づいて前記視差画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させる前に前記撮像素子から得られる第1画像情報と、前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させた後に前記撮像素子から得られる第2画像情報とに基づいて、補間処理を行って、表示画像を生成することを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記回転情報と前記画像情報とを関連付けて記憶する記憶部を含むことを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記撮像素子と前記被写体の像とを相対的に回転させる調整部を含むことを特徴とする顕微鏡。 - 請求項11において、
前記調整部は、
前記被写体の撮像回数i(iは2以上の整数)及び、第j回目の撮像を行ってから第(j+1)回目の撮像を行うまでの間の(jは1以上の整数)、前記被写体の像と前記撮像素子との相対的な回転角度であるステップ角度、i回撮像を行う間の前記被写体の像と前記撮像素子との相対的な回転角度範囲のうちの、少なくとも2つの情報に基づいて、前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させることを特徴とする顕微鏡。 - 請求項11又は12において、
前記撮像レンズと前記レンズアレイの間に、回転可能な像回転素子を有し、
前記調整部は、
前記撮像レンズの光軸を回転軸として、前記撮像レンズに対して前記像回転素子を相対的に回転させることを特徴とする顕微鏡。 - 請求項11乃至13のいずれかにおいて、
前記調整部は、
前記被写体の像のエッジ方向に基づいて、前記被写体の像と前記撮像素子とを相対的に回転させることを特徴とする顕微鏡。 - 請求項1乃至14のいずれかにおいて、
前記処理部は、
生成した前記視差画像の周縁領域を切り取るトリミング処理を行うことを特徴とする顕微鏡。
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