JP3205530B2 - Color microscope imaging device - Google Patents
Color microscope imaging deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡によって観
察される試料の像を撮像して表示するようにした顕微鏡
撮像装置、特に試料の像を高解像度でしかも良好な色再
現性を以て表示することができるカラー顕微鏡装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope image pick-up device for picking up and displaying an image of a sample observed by a microscope, and more particularly to displaying a sample image with high resolution and good color reproducibility. The present invention relates to a color microscope apparatus capable of performing the above-mentioned.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、試料の顕微鏡によって観察される
像を撮像装置によって光電変換してカラー画像信号を取
り出し、この画像信号をモニタ上で表示して試料のカラ
ー画像を得るようにした顕微鏡撮像装置は種々の形式の
ものが提案されている。その最も一般的な装置において
は、白色光源から放射される白色ビームを対物レンズを
介して試料上にスポットとして投射し、試料からの反射
光を対物レンズで集光し、ダイクロイックミラーによっ
て赤、青、緑の3原色の光に分離し、それぞれの光を受
光素子によって受光して赤、青および緑の色信号を取り
出し、カラーモニタ上に試料のカラー画像を表示するよ
うにしている。このような、カラー顕微鏡撮像装置によ
れば、カラーモニタ上に映出される試料のカラー画像の
色再現性は優れているが、非コンフォーカル光学系を採
用しているので解像度が低いという欠点がある。2. Description of the Related Art Conventionally, an image of a sample observed by a microscope is photoelectrically converted by an image pickup device to extract a color image signal, and this image signal is displayed on a monitor to obtain a color image of the sample. Various types of devices have been proposed. In the most common apparatus, a white beam emitted from a white light source is projected as a spot on a sample via an objective lens, reflected light from the sample is condensed by the objective lens, and red and blue light is reflected by a dichroic mirror. , Green, and three primary colors, and each light is received by a light receiving element to extract red, blue, and green color signals, and a color image of the sample is displayed on a color monitor. According to such a color microscope imaging apparatus, the color reproducibility of the color image of the sample projected on the color monitor is excellent, but the disadvantage that the resolution is low because the non-confocal optical system is employed. is there.
【0003】本願人は上述した非コンフォーカル光学系
を具えるカラー顕微鏡撮像装置の欠点を解消するため
に、コンフォーカル光学系を採用したカラー顕微鏡撮像
装置を既に開発している。図1はこのようなカラー顕微
鏡撮像装置の構成を線図的に示すものである。それぞれ
赤、緑および青色のレーザ光を放射するレーザ光源1,
2および3から光をビームエキスパンダ4、5および6
によって平行光束とし、ミラー7およびダイクロイック
ミラー8、9によって反射させて共通の光路を経てビー
ムスプリッタ10に入射させ、このビームスプリッタを透
過する光を互いに直交するxおよびy方向に偏向するx
−yスキャナ11で偏向してラスタを形成し、このラスタ
像を対物レンズ12によって試料13上に投射するようにし
ている。The present applicant has already developed a color microscope image pickup apparatus using a confocal optical system in order to solve the above-mentioned drawbacks of a color microscope image pickup apparatus having a non-confocal optical system. FIG. 1 diagrammatically shows the configuration of such a color microscope imaging apparatus. Laser light sources 1, which emit red, green and blue laser light, respectively.
Beam expanders 4, 5 and 6 for emitting light from 2 and 3
To form a parallel light beam, reflected by the mirror 7 and the dichroic mirrors 8 and 9 and incident on the beam splitter 10 through a common optical path, and deflects light transmitted through the beam splitter in x and y directions orthogonal to each other.
A raster is formed by being deflected by the -y scanner 11, and the raster image is projected onto the sample 13 by the objective lens 12.
【0004】試料13で反射される光を対物レンズ12で集
光し、再びx−yスキャナ11に通してデスキャンを行っ
た後、ビームスプリッタ10に入射させ、ここで反射され
る光をダイクロイックミラー14、15およびミラー16で反
射させて3原色光に分離し、それぞれの光をリレーレン
ズ17、18、19およびピンホール20、21、22を経て受光素
子24、25、26で受光するようにしている。それぞれ青、
緑および赤色の光を受光する受光素子23、24および25か
ら出力される信号をそれぞれ増幅器26、27および28で増
幅して青色信号B、緑色信号Gおよび赤色信号Rを生成
し、これらの色信号をカラーモニタ29に供給して試料13
のカラー画像を表示するようにしている。ここで、レー
ザ光源1〜3の出射点と試料13とは対物レンズ12に関し
て共役になっているとともに試料13とピンホール20〜22
は対物レンズ12に関して共役となっており、コンフォー
カル光学系を構成しているので、カラー画像の解像度は
非常に高いものとなっている。The light reflected by the sample 13 is condensed by the objective lens 12, passed through the xy scanner 11 again to perform descanning, and then enters the beam splitter 10, where the light reflected by the light is reflected by the dichroic mirror. The light is reflected by 14, 15 and a mirror 16 to be separated into three primary color lights, and the respective lights are received by light receiving elements 24, 25, 26 via relay lenses 17, 18, 19 and pinholes 20, 21, 22. ing. Blue,
The signals output from the light receiving elements 23, 24 and 25 that receive green and red light are amplified by amplifiers 26, 27 and 28, respectively, to generate a blue signal B, a green signal G and a red signal R, and The signal is supplied to the color monitor 29 and the sample 13
Is displayed. Here, the emission points of the laser light sources 1 to 3 and the sample 13 are conjugate with respect to the objective lens 12 and the sample 13 and the pinholes 20 to 22 are conjugated.
Is conjugate with respect to the objective lens 12 and constitutes a confocal optical system, so that the resolution of a color image is very high.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したコンフォーカ
ル光学系を採用したカラー顕微鏡撮像装置は、きわめて
解像度の高い画像を映出することができるが、試料によ
っては色再現性が低いとともに色収差が大きいという欠
点がある。以下これについて詳細に説明する。図2はコ
ンフォーカル光学系における青色光束の光路を示すもの
である。青色レーザ3の出射点Oは点光源と見做すこと
ができ、この点Oの像を対物レンズ12によって試料13の
表面上の点Pに形成する。この点Pの像を対物レンズ13
によってピンホール20の開口内の点Qに形成し、この像
を受光素子23によって撮像するようにしている。このよ
うなコンフォーカル光学系によれば試料の高解像度の像
を表示することができる。A color microscope image pickup apparatus employing the above-described confocal optical system can display an image with extremely high resolution, but depending on the sample, the color reproducibility is low and the chromatic aberration is large. There is a disadvantage that. Hereinafter, this will be described in detail. FIG. 2 shows an optical path of a blue light beam in the confocal optical system. The emission point O of the blue laser 3 can be regarded as a point light source, and an image of this point O is formed at a point P on the surface of the sample 13 by the objective lens 12. The image of this point P is
Is formed at a point Q in the opening of the pinhole 20, and this image is picked up by the light receiving element 23. According to such a confocal optical system, a high-resolution image of a sample can be displayed.
【0006】ここで色の再現性について考えると、試料
13が金属のように表面反射率の高いものであれば、試料
表面からの反射光を受光することによって色を再現する
ことはできる。また、試料13が薄膜の場合には、干渉像
を良好な色再現性を以て表示することができる。しか
し、試料13が印刷物や着色した樹脂や半導体デバイスチ
ップのような場合には、試料の表面からの反射光を受光
するだけでは殆ど色を再現することができなかったり、
正確な色相を再現することができない。例えば、印刷物
である試料13の色を再現するためには、図2に示すよう
に試料を透過してその内部や底面で反射される光を受光
する必要があるが、コンフォーカル光学系ではこのよう
な光はピンホール20によって遮られ、受光素子23には入
射しない。このような光を受光するようにピンホールを
取り除くと最早やコンフォーカル光学系とはならず、解
像度が低下してしまうことになる。Considering the color reproducibility, the sample
If 13 has a high surface reflectivity such as a metal, the color can be reproduced by receiving the reflected light from the sample surface. When the sample 13 is a thin film, an interference image can be displayed with good color reproducibility. However, in the case where the sample 13 is a printed matter, a colored resin, or a semiconductor device chip, almost no color can be reproduced only by receiving the reflected light from the surface of the sample,
Unable to reproduce accurate hue. For example, in order to reproduce the color of the sample 13, which is a printed matter, it is necessary to receive light that passes through the sample and is reflected by the inside and the bottom as shown in FIG. Such light is blocked by the pinhole 20 and does not enter the light receiving element 23. If the pinhole is removed so as to receive such light, the confocal optical system will no longer be formed, and the resolution will be reduced.
【0007】また、図1に示すように赤、緑および青の
3原色の光を用いる場合には、対物レンズ12の色収差を
これらすべての色の光に対して補正することは難しく、
したがって色収差の影響が大きくなり、コンフォーカル
光学系が本来的に持っているきわめて高い解像度を有す
る画像を表示することが非常に難しい。例えば、倍率の
色収差が大きい場合には、3原色光の像の大きさは相違
したものとなり、画像の輪郭が鮮鋭に表示されなくな
る。このような問題はコンフォーカル光学系に限られた
ものではなく、非コンフォーカル光学系を用いた従来の
カラー顕微鏡撮像装置においても生じるものである。[0007] When light of three primary colors of red, green and blue is used as shown in FIG. 1, it is difficult to correct the chromatic aberration of the objective lens 12 for light of all these colors.
Therefore, the influence of chromatic aberration becomes large, and it is very difficult to display an image having an extremely high resolution which the confocal optical system originally has. For example, when the chromatic aberration of magnification is large, the sizes of the images of the three primary colors are different, and the outline of the image is not displayed sharply. Such a problem is not limited to the confocal optical system, but also occurs in a conventional color microscope imaging apparatus using a non-confocal optical system.
【0008】したがって、本発明の目的は上述した従来
の欠点を除去し、任意の試料のカラー画像を、コンフォ
ーカル光学系の特徴であるきわめて高い解像度でしかも
良好な色再現性を伴って表示することができるカラー顕
微鏡撮像装置を提供しようとするものである。Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional disadvantages and to display a color image of an arbitrary sample with an extremely high resolution characteristic of a confocal optical system and with good color reproducibility. It is an object of the present invention to provide a color microscope imaging apparatus capable of performing the above-described operations.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によるカラー顕微
鏡撮像装置は、コンフォーカル光学系による試料の高解
像度の輝度情報を取り出す際1の撮像手段と、非コンフ
ォーカル光学系による試料の低解像度の色情報を取り出
す第2の撮像手段と、前記輝度情報と色情報とから試料
のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信
号を受けて試料のカラー画像を表示する手段とを具える
ことを特徴とするものである。A color microscope image pickup apparatus according to the present invention comprises: an image pickup means for extracting high-resolution luminance information of a sample by a confocal optical system; and a low-resolution sample image by a non-confocal optical system. Second imaging means for extracting color information; means for generating a color image signal of the sample from the luminance information and color information; and means for receiving the color image signal and displaying a color image of the sample. It is characterized by the following.
【0010】このような本発明によるカラー顕微鏡撮像
装置を実現する際には、コンフォーカル光学系による輝
度情報を取り込む動作と、非コンフォーカル光学系によ
る色情報を取り込む動作とを同時に行なう方式(Y−C
同時方式)と順次に行なう方式(Y−C順次方式)とが
考えられる。装置の構成を簡単とするには順次方式が有
利であるが、リアルタイムでの画像表示が必要な場合に
は同時方式を採用する必要がある。In realizing such a color microscope image pickup apparatus according to the present invention, a method of simultaneously performing an operation of capturing luminance information by a confocal optical system and an operation of capturing color information by a non-confocal optical system (Y). -C
(Simultaneous method) and a method of performing sequentially (YC sequential method). A sequential system is advantageous for simplifying the configuration of the apparatus, but a simultaneous system must be employed when real-time image display is required.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図3は本発明によるカラー顕微鏡
撮像装置の原理的な構成を示す線図である。本例では順
次方式を採用するものであるが、説明の便宜上コンフォ
ーカル光学系と非コンフォーカル光学系とを別個の光学
系として示してあるが、実際には共通の光学素子を以て
構成できるものである。したがって、共通に構成できる
素子には同じ符号を付けて示した。先ず、試料の高解像
度の輝度情報を取り出すためのコンフォーカル光学系に
ついて説明する。レーザ光源31から放射されるレーザビ
ームをビームエキスパンダ32、ビームスプリッタ33、x
−yスキャナ34および対物レンズ35を経て試料36上に投
射する。本発明においては、コンフォーカル光学系は試
料の輝度情報を取り出すために使用するので、レーザ光
源31から放射されるレーザビームの波長には特別な制限
はないが、対物レンズ35における収差補正が良好になさ
れる波長とするのが良い。FIG. 3 is a diagram showing the principle configuration of a color microscope image pickup apparatus according to the present invention. In this example, the sequential system is adopted, but for convenience of explanation, the confocal optical system and the non-confocal optical system are shown as separate optical systems, but they can be actually configured with a common optical element. is there. Therefore, elements which can be configured in common are denoted by the same reference numerals. First, a confocal optical system for extracting high-resolution luminance information of a sample will be described. The laser beam emitted from the laser light source 31 is converted into a beam expander 32, a beam splitter 33, x
Projecting onto a sample 36 via a y-scanner 34 and an objective lens 35; In the present invention, since the confocal optical system is used to extract luminance information of the sample, the wavelength of the laser beam emitted from the laser light source 31 is not particularly limited, but the aberration correction in the objective lens 35 is good. Wavelength.
【0012】試料36で反射されるレーザビームを対物レ
ンズ35で集光し、ビームスプリッタ33、ミラー37および
結像レンズ38を経てピンホール39の開口位置に収束さ
せ、このピンホールを透過する光を受光素子40によって
受光する。この受光素子40の出力信号を増幅器41によっ
て増幅し、輝度情報を表す明度信号L* を生成する。こ
の明度信号L* は、CIELAB( L * a * b * ) 表色系にお
いてメトリック明度と呼ばれているものであり、輝度情
報を表すものである。また、後述するように色情報を表
す量a * およびb * は色相と彩度に関係するものであ
り、本明細書においては色度信号と称することにする。The laser beam reflected by the sample 36 is condensed by the objective lens 35, and converges at the opening position of the pinhole 39 via the beam splitter 33, the mirror 37 and the imaging lens 38, and the light transmitted through this pinhole Is received by the light receiving element 40. The output signal of the light receiving element 40 is amplified by the amplifier 41 to generate a lightness signal L * representing luminance information. This lightness signal L * is called metric lightness in the CIELAB (L * a * b * ) color system and represents luminance information. Further, as will be described later, the quantities a * and b * representing color information relate to hue and saturation, and are referred to as chromaticity signals in this specification.
【0013】図3に示すように、上述した光学系はコン
フォーカル光学系を構成しており、したがって増幅器41
から得られる明度信号L* は試料36の高解像度の輝度情
報を表すものである。本発明においては、さらに非コン
フォーカル光学系によって試料の色情報を取り出すため
に、白色光源42を設け、この光源から放射される白色光
をビームスプリッタ33、x−yスキャナ34および対物レ
ンズ35を経て試料36上に投射する。図3では、非コンフ
ォーカル光学系のビームスプリッタ33、x−yスキャナ
34および対物レンズ35をコンフォーカル光学系のものと
別個に示してあるが、これらは同一のものである。As shown in FIG. 3, the above-mentioned optical system constitutes a confocal optical system, and
The lightness signal L * obtained from the above represents high-resolution luminance information of the sample 36. In the present invention, a white light source 42 is provided to further extract color information of the sample by the non-confocal optical system, and the white light emitted from the light source is transmitted to the beam splitter 33, the xy scanner 34, and the objective lens 35. After that, it is projected on the sample 36. In FIG. 3, the beam splitter 33 of the non-confocal optical system, the xy scanner
Although 34 and the objective lens 35 are shown separately from those of the confocal optical system, they are the same.
【0014】試料36で反射される白色光を対物レンズ35
およびx−yスキャナ34を経てビームスプリッタ33に入
射させ、ここで反射される光をダイクロイックミラー4
3、44およびミラー45によって青色光、緑色光および赤
色光に分離し、それぞれ結像レンズ46、47および48を経
て受光素子49、50および51に入射させる。色情報を取り
出す光学系は非コンフォーカル光学系であるので、これ
らの受光素子49、50および51の前面にはピンホールは配
置しない。ここで、ミラー37とダイクロイックミラー4
3, 44およびミラー45とは同一の光路上に配置する必要
があるので、ミラー37を光路に対して挿脱自在とする。
上述した受光素子49、50および51からの出力信号をそれ
ぞれ増幅器52、53および54で増幅して青、緑および赤の
3原色信号B,G,Rを生成する。これらの3原色信号
を第1の変換回路55へ供給し、所定の式にしたがって上
述したCIELAB(L* a * b * ) 表色系の色度信号a* お
よびb* を生成する。この際、明度信号L* も生成され
るが、この信号は出力端子56から外部へ出力できるよう
にしているが、本発明によるカラー画像を表示する上で
はこの明度信号は必要でない。The white light reflected by the sample 36 is passed through the objective lens 35
Then, the light is made incident on the beam splitter 33 via the xy scanner 34, and the light reflected there is reflected by the dichroic mirror 4
The light is separated into blue light, green light and red light by 3, 44 and a mirror 45, and is incident on light receiving elements 49, 50 and 51 via imaging lenses 46, 47 and 48, respectively. Since the optical system for extracting color information is a non-confocal optical system, no pinholes are arranged on the front surfaces of these light receiving elements 49, 50 and 51. Here, mirror 37 and dichroic mirror 4
Since it is necessary to arrange the mirrors 3 and 44 and the mirror 45 on the same optical path, the mirror 37 can be inserted into and removed from the optical path.
Output signals from the light receiving elements 49, 50 and 51 are amplified by amplifiers 52, 53 and 54, respectively, to generate three primary color signals B, G and R of blue, green and red. These three primary color signals are supplied to the first conversion circuit 55, and the chromaticity signals a * and b * of the CIELAB (L * a * b * ) color system described above are generated according to a predetermined formula. At this time, a brightness signal L * is also generated. This signal can be output from the output terminal 56 to the outside. However, this brightness signal is not necessary for displaying a color image according to the present invention.
【0015】上述した第1の変換回路54から出力される
色度信号a* およびb* をメモリ57に供給してここに一
時的に格納する。上述したコンフォーカル光学系によっ
て試料の高解像度の明度信号L* を取り出すのに同期し
てメモリ57から読み出した色度信号色度a* およびb*
を明度信号L* とともに第2の変換回路58へ供給し、こ
こで所定の式にしたがってCIELAB( L* a * b * ) 表色
系の信号を3原色信号R,G,Bへ変換する。本発明で
は、色情報は非コンフォーカル光学系によって取り出
し、輝度情報はコンフォーカル光学系によって取り出し
ているので、第2の変換回路57で生成される3原色信号
R,G,Bは高解像度であるとともに色再現性も高いも
のとなる。したがって、このようにして得られる3原色
信号をカラーモニタ59へ供給することにより高解像度で
あるとともに色再現性の良いカラー画像を表示すること
ができる。The chromaticity signals a * and b * output from the above-mentioned first conversion circuit 54 are supplied to a memory 57 and temporarily stored therein. The chromaticity signals chromaticity a * and b * read out from the memory 57 in synchronization with the extraction of the high-resolution lightness signal L * of the sample by the confocal optical system described above .
Is supplied to the second conversion circuit 58 together with the lightness signal L * , where the signal of the CIELAB (L * a * b * ) color system is converted into three primary color signals R, G, B according to a predetermined formula. In the present invention, since the color information is extracted by the non-confocal optical system and the luminance information is extracted by the confocal optical system, the three primary color signals R, G, and B generated by the second conversion circuit 57 have high resolution. As well as having high color reproducibility. Therefore, by supplying the three primary color signals thus obtained to the color monitor 59, a color image having high resolution and good color reproducibility can be displayed.
【0016】図4は図3に示した原理的な構成に基づく
本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第1の実施例の光
学系の部分の構成を示すものである。コンフォーカル光
学系は、光源61、それから放射される光ビームをガイド
する光ファイバ62、多数の光ファイバの一端を集めて光
ファイバ62の出射端と対向させ、他端を一方向に配列し
た点−直線変換用ファイバ束63、このファイバ束の直線
状の出射端と対向するように配置されたスリット64、リ
レーレンズ65、ビームスプリッタ66、ドライバ67によっ
て光を副走査方向に偏向するように駆動される走査ミラ
ー68、リレーレンズ69、ハーフミラー70および対物レン
ズ71を具えており、スリット64の像を対物レンズ71によ
って試料72上に形成するようにしている。光源61は反射
鏡付きの水銀ランプやキセノンランプなどの高輝度ラン
プとすることができる。ハーフミラー70は選択的に光路
に挿入できるようになっており、コンフォーカル光学系
による輝度情報を取り込む際には光路から外しておく。
走査ミラー68は、スリット64を透過する光束の長手方向
と直交する方向に偏向するものであるので、スリットと
走査ミラーとによって光ビームのラスタが形成され、そ
れが試料72上に投射されるものとなる。FIG. 4 shows the configuration of the optical system of the first embodiment of the color microscope image pickup apparatus according to the present invention based on the basic configuration shown in FIG. The confocal optical system includes a light source 61, an optical fiber 62 for guiding a light beam emitted from the light source 61, a point where one end of a number of optical fibers is collected, opposed to the output end of the optical fiber 62, and the other end is arranged in one direction. Driven by a linear conversion fiber bundle 63, a slit 64, a relay lens 65, a beam splitter 66, and a driver 67 arranged so as to face the linear output end of the fiber bundle so as to deflect light in the sub-scanning direction. A scanning mirror 68, a relay lens 69, a half mirror 70, and an objective lens 71 are provided, and an image of the slit 64 is formed on the sample 72 by the objective lens 71. The light source 61 can be a high-intensity lamp such as a mercury lamp with a reflecting mirror or a xenon lamp. The half mirror 70 can be selectively inserted into the optical path, and is removed from the optical path when taking in luminance information by the confocal optical system.
Since the scanning mirror 68 deflects light in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the light beam transmitted through the slit 64, a raster of the light beam is formed by the slit and the scanning mirror, and the raster is projected onto the sample 72. Becomes
【0017】コンフォーカル光学系においては、試料72
で反射された光は対物レンズ71で集光され、リレーレン
ズ69を介して走査ミラー68に再び入射されてデスキャン
作用を受け、直線状の光束に変換される。この直線状の
光束は、さらにビームスプリッタ66を透過し、結像レン
ズ73によって回転フィルタ74を経て1次元CCDより成
る受光素子75上に結像される。回転フィルタ74には、
赤、緑、青色のフィルタ部分74R, 74G, 74B と、単なる
開口74T とを設け、コンフォーカル光学系によって試料
72の高解像度の輝度情報を取り出す際には、開口74T を
光路中に位置させる。In the confocal optical system, the sample 72
Is reflected by the objective lens 71, re-enters the scanning mirror 68 via the relay lens 69, undergoes a descanning action, and is converted into a linear light beam. The linear light beam further passes through the beam splitter 66, and is imaged on the light receiving element 75 formed of a one-dimensional CCD by the imaging lens 73 through the rotation filter 74. The rotation filter 74 has
A filter 74R, 74G, 74B for red, green, and blue, and a mere opening 74T are provided, and the sample is confocal optical system.
When extracting high-resolution luminance information of 72, the opening 74T is positioned in the optical path.
【0018】さらに、非コンフォーカル光学系によって
試料72の色情報を取り出すために、全可視域の光を放射
する白色光源76を設け、それから放射される白色光を光
ファイバ77によって点−円変換用のファイバ束78に導
き、このファイバ束から出射される直径の大きな光ビー
ムをリレーレンズ78, 79、開口絞り81、リレーレンズ8
2、視野絞り83およびリレーレンズ84を経てハーフミラ
ー70に入射させる。すなわち、この場合には、ハーフミ
ラー70は光路内に挿入しておく。ハーフミラー70で反射
された白色光は対物レンズ71によって試料72上に大きな
スポットとして投射される。Further, in order to extract the color information of the sample 72 by the non-confocal optical system, a white light source 76 for emitting light in the entire visible range is provided. And a large diameter light beam emitted from this fiber bundle is relayed by a relay lens 78, 79, an aperture stop 81, and a relay lens 8.
2. The light enters the half mirror 70 via the field stop 83 and the relay lens 84. That is, in this case, the half mirror 70 is inserted in the optical path. The white light reflected by the half mirror 70 is projected as a large spot on the sample 72 by the objective lens 71.
【0019】試料72で反射された白色光は対物レンズ71
で集光され、ハーフミラー70およびリレーレンズ69を経
て走査ミラー68に入射され、ここで副走査方向に偏向さ
れる。走査ミラー68で偏向された白色光はビームスプリ
ッタ66を透過し、結像レンズ73によって受光素子75上に
結像される。非コンフォーカル光学系を用いて試料72の
色情報を取り出す際には、回転フィルタ74の赤色、緑色
および青色フィルタ74R, 74G, 74B を順次に光路内に挿
入してそれぞれ赤色、緑色および青色信号R、G、Bを
取り出すようにする。このようにして1次元CCD75か
ら順次に出力される信号を、図3に示した処理回路によ
って処理して試料の高解像度の輝度情報と色情報とを取
り出すことができるが、本例では3原色信号も順次に取
り出されるのでメモリ57は第1の変換回路55の入力側に
配置する必要がある。本例では、高解像度の輝度情報を
取り出すコンフォーカル光学系の一部と、色再現性の良
い色情報を取り出す非コンフォーカル光学系の一部とを
共用したので、全体の構成を簡単とすることができる
が、リアルタイムで試料のカラー画像を表示することは
できない。また、このようにメモリを使用する場合に
は、リサイジングなどの画像処理を施すことができる。The white light reflected by the sample 72 is
And is incident on the scanning mirror 68 via the half mirror 70 and the relay lens 69, where it is deflected in the sub-scanning direction. The white light deflected by the scanning mirror 68 passes through the beam splitter 66 and is imaged on the light receiving element 75 by the imaging lens 73. When extracting the color information of the sample 72 using the non-confocal optical system, the red, green and blue filters 74R, 74G, and 74B of the rotating filter 74 are sequentially inserted into the optical path, and the red, green, and blue signals, respectively. R, G, and B are taken out. In this manner, signals sequentially output from the one-dimensional CCD 75 can be processed by the processing circuit shown in FIG. 3 to extract high-resolution luminance information and color information of the sample. Since the signals are also sequentially taken out, the memory 57 needs to be arranged on the input side of the first conversion circuit 55. In this example, a part of the confocal optical system for extracting high-resolution luminance information and a part of the non-confocal optical system for extracting color information with good color reproducibility are shared, thereby simplifying the overall configuration. But cannot display a color image of the sample in real time. When the memory is used as described above, image processing such as resizing can be performed.
【0020】図5は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置
の第2の実施例の構成を示すものであり、本例ではY−
C同時方式のものである。コンフォーカル光学系による
試料の高解像度の輝度情報を取り出すために、レーザ光
源91を設け、これから放射されるレーザ光をビームエキ
スパンダ92によって所定の径のレーザビームとし、ミラ
ー93、ダイクロイックミラー94、ビームスプリッタ95、
x−yスキャナ96および対物レンズ97を介して試料98上
に投射する。FIG. 5 shows the structure of a second embodiment of the color microscope image pickup apparatus according to the present invention.
It is of the C simultaneous type. In order to extract high-resolution luminance information of the sample by the confocal optical system, a laser light source 91 is provided, and a laser beam emitted from the laser light source is converted into a laser beam having a predetermined diameter by a beam expander 92, and a mirror 93, a dichroic mirror 94, Beam splitter 95,
The light is projected onto a sample 98 via an xy scanner 96 and an objective lens 97.
【0021】試料98で反射されるレーザビームを、対物
レンズ97, x−yスキャナ96を経てビームスプリッタ95
に入射させ、このビームスプリッタで反射されるレーザ
ビームをダイクロイックミラー99で反射させた後、結像
レンズ100 によってピンホール101 の開口位置に試料の
像を形成する。このピンホール101 を透過した光を受光
素子102 によって受光し、その出力信号を増幅器103 に
よって増幅することにより試料の高解像度の輝度情報を
表す明度信号L* を生成する。The laser beam reflected by the sample 98 is passed through an objective lens 97 and an xy scanner 96 to a beam splitter 95.
After the laser beam reflected by the beam splitter is reflected by the dichroic mirror 99, an image of the sample is formed at the opening position of the pinhole 101 by the imaging lens 100. The light transmitted through the pinhole 101 is received by the light receiving element 102, and the output signal is amplified by the amplifier 103 to generate a brightness signal L * representing high-resolution brightness information of the sample.
【0022】一方、色情報を取り出すための非コンフォ
ーカル光学系には、白色光源104 を設け、それから放射
される白色光ビームをダイクロイックミラー94で反射さ
せ、ビームスプリッタ95、x−yスキャナ96および対物
レンズ97を経て試料98上に投射する。試料98から反射さ
れる白色光ビームを、対物レンズ97、x−yスキャナ9
6、ビームスプリッタ95およびダイクロイックミラー99
を介してダイクロイックミラー105 、106 および107 に
順次に入射させ、青色光、緑色光および赤色光に分割
し、それぞれの色の光を結像レンズ108, 109および110
を経て受光素子111,112および113 へ入射させる。これ
らの受光素子111, 112および113 からの出力信号をそれ
ぞれ増幅器114, 115および116 で増幅して3原色信号
B,G,Rを生成する。このようにして非コンフォーカ
ル光学系による色再現性の良い色情報を取り出すことが
できる。On the other hand, a non-confocal optical system for extracting color information is provided with a white light source 104, a white light beam emitted from the white light source 104 is reflected by a dichroic mirror 94, and a beam splitter 95, an xy scanner 96 and The light is projected onto the sample 98 via the objective lens 97. The white light beam reflected from the sample 98 is passed through the objective lens 97 and the xy scanner 9.
6, beam splitter 95 and dichroic mirror 99
Through the dichroic mirrors 105, 106 and 107 in order to split the light into blue light, green light and red light, and separate the light of each color into imaging lenses 108, 109 and 110
, And then enter the light receiving elements 111, 112 and 113. Output signals from these light receiving elements 111, 112 and 113 are amplified by amplifiers 114, 115 and 116, respectively, to generate three primary color signals B, G and R. In this manner, color information with good color reproducibility by the non-confocal optical system can be extracted.
【0023】上述したように増幅器114, 115および116
から出力される3原色信号B,G,Rを第1の変換回路
117 へ供給し、3原色信号から所定の式にしたがって上
述したCIELAB( L* a * b * ) 表色系の色度信号a * お
よびb * を生成する。この際、明度信号L* も生成され
るが、上述したようにこの信号は使用しない。このよう
にして得られる色度信号a * およびb * を第2の変換回
路118 へ供給する。この第2の変換回路118 へは、増幅
器103 から出力される明度信号L* をも供給し、これら
色度信号a * およびb * と明度信号L* を3原色信号
R,G,Bへ変換し、これらの3原色信号をカラーモニ
タ119 へ供給して試料98のカラー画像を表示する。この
ようにしてきわめて解像度が高いとともに色再現性の良
好なカラー画像を得ることができる。本例ではY−C同
時方式を採用しているので、輝度情報を取り出すための
レーザビームは色情報を取り出すための白色光の波長帯
域外のものとする必要があるので、レーザ光源91として
は紫外線レーザを放射するものとする。また、それに応
じてダイクロイックミラー94は紫外線は透過するが、可
視光は反射するようなものであり、ダイクロイックミラ
ー99は紫外線は反射するが可視光は透過するようなもの
である。As described above, amplifiers 114, 115 and 116
Converts the three primary color signals B, G, and R output from the first conversion circuit
, And generates chromaticity signals a * and b * of the above-described CIELAB (L * a * b * ) color system from the three primary color signals according to a predetermined formula. At this time, a brightness signal L * is also generated, but this signal is not used as described above. The chromaticity signals a * and b * thus obtained are supplied to the second conversion circuit 118. The brightness signal L * output from the amplifier 103 is also supplied to the second conversion circuit 118, and the chromaticity signals a * and b * and the brightness signal L * are converted into three primary color signals R, G and B. Then, these three primary color signals are supplied to the color monitor 119 to display a color image of the sample 98. In this way, a color image with extremely high resolution and good color reproducibility can be obtained. In this example, since the YC simultaneous method is employed, the laser beam for extracting luminance information needs to be outside the wavelength band of white light for extracting color information. It shall emit an ultraviolet laser. The dichroic mirror 94 transmits ultraviolet light but reflects visible light, and the dichroic mirror 99 reflects ultraviolet light but transmits visible light.
【0024】図6は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置
の第3の実施例の構成を示すものである。本例の装置は
図5に示した第2の実施例において、非コンフォーカル
光学系を透過照明としたものであり、図5に示した素子
を同じ素子には同じ符号を付けて示した。本例では、非
コンフォーカル光学系の白色光源104 から放射される白
色光をミラー94a によって反射させ、コリメータレンズ
120 を介して試料98にその裏面から投射する。試料98を
透過した白色光は、図5に示した第2の実施例と同様に
して青色光、緑色光および赤色光に分離されてそれぞれ
受光素子111, 112および113 で受光される。したがっ
て、これらの受光素子111, 112および113から色再現性
の良い3原色信号が得られることになる。本例のコンフ
ォーカル光学系は図5に示した第2の実施例のものと本
質的に同じであるが、ミラー93とビームスプリッタ95と
の間にダイクロイックミラーは配置されていない。FIG. 6 shows the configuration of a third embodiment of the color microscope image pickup apparatus according to the present invention. The device of this embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5 except that the non-confocal optical system is of a transmissive illumination type. The same elements as those shown in FIG. In this example, the white light emitted from the white light source 104 of the non-confocal optical system is reflected by the mirror 94a, and the collimator lens
The light is projected onto the sample 98 from the back side through 120. The white light transmitted through the sample 98 is separated into blue light, green light and red light and received by the light receiving elements 111, 112 and 113, respectively, as in the second embodiment shown in FIG. Therefore, three primary color signals having good color reproducibility can be obtained from these light receiving elements 111, 112 and 113. The confocal optical system of this embodiment is essentially the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5, except that no dichroic mirror is arranged between the mirror 93 and the beam splitter 95.
【0025】図7は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置
の第4の実施例の構成を示すものである。本例では、赤
色レーザ光源121 、緑色レーザ光源122 および青色レー
ザ光源123 を設け、これらのレーザ光源から放射される
レーザビームをそれぞれビームエキスパンダ124, 125お
よび126 で成形した後、ミラー127 およびダイクロイッ
クミラー128, 129によって共通の光路に導く。これらの
レーザビームをビームスプリッタ130 、x−yスキャナ
131 および対物レンズ132 を経て試料133 上に投射す
る。試料133 で反射されるレーザビームを対物レンズ13
2 、x−yスキャナ131 およびビームスプリッタ130 を
介してダイクロイックミラー134, 135および136 に導
き、それぞれ青色レーザビーム、緑色レーザビームおよ
び赤色レーザビームに分離し、これらのレーザビームを
それぞれ結像レンズ137, 138および139 を介して受光素
子140, 141および142 へ入射させる。FIG. 7 shows the configuration of a fourth embodiment of the color microscope image pickup apparatus according to the present invention. In this example, a red laser light source 121, a green laser light source 122, and a blue laser light source 123 are provided, and laser beams emitted from these laser light sources are shaped by beam expanders 124, 125, and 126, respectively, and then a mirror 127 and a dichroic The light is guided to a common optical path by mirrors 128 and 129. These laser beams are converted into a beam splitter 130, an xy scanner.
The light is projected onto a sample 133 via an objective lens 132 and an objective lens 132. The laser beam reflected by the sample 133 is applied to the objective lens 13
2, guided to dichroic mirrors 134, 135 and 136 via an xy scanner 131 and a beam splitter 130, separated into a blue laser beam, a green laser beam and a red laser beam, respectively. , 138 and 139 to the light receiving elements 140, 141 and 142.
【0026】ここで、それぞれ青色レーザビーム、緑色
レーザビームおよび赤色レーザビームを受光素子140, 1
41および142 は、中心の狭い面積を有する中心受光領域
140a, 141aおよび142aと、周辺の広い面積の周辺受光領
域140b, 140bおよび140bとを有し、中心受光領域でコン
フォーカル光学系による光を受光し、周辺受光領域で非
コンフォーカル光学系による光を受光するように構成す
る。したがって、中心受光領域140a, 141aおよび142aの
出力信号を増幅器143a, 144aおよび145aで増幅すること
によりコンフォーカル光学系による高解像度の3原色信
号BH ,GH およびRH が得られ、周辺受光領域140b, 14
1bおよび142bの出力信号をそれぞれ増幅器143b, 144bお
よび145bで増幅することにより非コンフォーカル光学系
による低解像度であるが色再現性の良い3原色信号
BL ,GL およびRL が得られる。Here, the blue laser beam, the green laser beam and the red laser beam are respectively applied to the light receiving elements 140 and 1.
41 and 142 are central light receiving areas having a small area at the center
140a, 141a and 142a, and peripheral light receiving regions 140b, 140b and 140b having a large area around the light receiving light by the confocal optical system in the central light receiving region and light by the non-confocal optical system in the peripheral light receiving region Is received. Therefore, by amplifying the output signals of the center light receiving areas 140a, 141a and 142a by the amplifiers 143a, 144a and 145a, high-resolution three primary color signals B H , G H and R H by the confocal optical system are obtained, Region 140b, 14
By amplifying the output signals of 1b and 142b with amplifiers 143b, 144b and 145b, respectively, three primary color signals B L , G L and R L having low resolution but excellent color reproducibility by a non-confocal optical system can be obtained.
【0027】上述したようにして得られる非コンフォー
カル光学系による3原色信号BL ,G L およびRL を第1
の変換回路146 に供給し、3原色信号からCIELAB( L*
a *b * ) 表色系の明度信号L* および色度信号a * ,b
* を生成する。このようにして得られる色度信号a
* ,b * を第2の変換回路147 へ供給する。この第2
の変換回路147 には、高解像度の3原色信号BH GH お
よびRH の内のいずれかをスイッチ148 で選択して供給
する。周知のように、3原色信号のなかでは緑色信号が
最も輝度情報を多く含んでいるので、通常は緑色信号G
H を選択すれば良い。第2の変換回路147 においては、
この緑色信号GH を明度信号L* として見做して上述し
た色度信号a * ,b * とともに処理し、3原色信号R,
G,Bを生成する。このようにして得られる3原色信号
R,G,Bをカラーモニタ149 へ供給することにより高
解像度であるとともに色再現性の良いカラー画像を表示
することができる。なお、本例においては、コンフォー
カル光学系による高解像度の3原色信号BH ,GH および
RH および非コンフォーカル光学系による低解像度では
あるが色再現性の良い3原色信号BL ,GL およびRL を
それぞれカラーモニタ15および151 へ供給して画像を表
示するようにしている。The non-comfortable obtained as described above
Three primary color signal B by cull optical systemL, G LAnd RLThe first
To the conversion circuit 146 of CIELAB (L)*
a*b*) Color system lightness signal L*And chromaticity signal a*, B
*Generate The chromaticity signal a thus obtained
*, B*Is supplied to the second conversion circuit 147. This second
The conversion circuit 147 has a high resolution three primary color signal BHGHYou
And RHSelect one of them with switch 148 and supply
I do. As is well known, among the three primary color signals, the green signal is
Normally, the green signal G
HYou just have to select In the second conversion circuit 147,
This green signal GHIs the brightness signal L*As described above
Color signal a*, B*And the three primary color signals R,
G and B are generated. The three primary color signals thus obtained
By supplying R, G, B to the color monitor 149,
Displays color images with high resolution and color reproducibility
can do. In this example, the comfort
High resolution three primary color signals B by cull optical systemH, GHand
RHAnd low resolution with non-confocal optics
There are three primary color signals B with good color reproducibilityL, GLAnd RLTo
These are supplied to color monitors 15 and 151, respectively, and displayed.
As shown.
【0028】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、Y−C同時方式に基づく第2〜第4の実施例におい
ては、コンフォーカル光学系の光源を紫外線を放射する
ものとしたが、可視域の中の特定の波長の光を放射する
ものとすることもできる。この場合には、可視域の中の
特定の波長の光を選択的に透過または反射する狭帯域の
フィルタをダイクロイックミラーの代わりに用いれば良
い。さらに、図7に示した第4の実施例においては、コ
ンフォーカル光学系によって取り出した何れか一つの色
信号をスイッチ148 によって選択して第2の変換回路14
7 へ供給するようにしたが、3原色信号BH , GH およ
びRH を0.11BH +0.59 GH +0.30 RH の割合で混合し
て得られる輝度信号Yを第2の変換回路へ供給するよう
にしても良い。また、図7に示す第4の実施例において
は、3原色の光をそれぞれ放射するレーザ光源を使用し
ているので、倍率の色収差の影響が出る可能性がある
が、そのような影響を軽減するためにリサイジング処理
を施すこともできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified and modified. For example, in the second to fourth embodiments based on the simultaneous YC system, the light source of the confocal optical system emits ultraviolet light, but emits light of a specific wavelength in the visible region. It can also be. In this case, a narrow band filter that selectively transmits or reflects light of a specific wavelength in the visible region may be used instead of the dichroic mirror. Further, in the fourth embodiment shown in FIG. 7, one of the color signals extracted by the confocal optical system is selected by the switch 148 and the second conversion circuit 14 is selected.
7, the luminance signal Y obtained by mixing the three primary color signals B H , G H and R H at a rate of 0.11 B H +0.59 G H +0.30 R H is supplied to the second conversion circuit. You may make it supply. Further, in the fourth embodiment shown in FIG. 7, since the laser light sources respectively emitting the three primary colors are used, there is a possibility that chromatic aberration of magnification may occur, but such an effect is reduced. For this purpose, a resizing process can be performed.
【0029】[0029]
【発明の効果】上述したように、本発明によるカラー顕
微鏡撮像装置においては、コンフォーカル光学系によっ
て取り出した高解像度の輝度情報と、非コンフォーカル
光学系によって取り出した色再現性の良好な色情報とを
合成してカラー画像信号を作成するようにしたので、高
解像度であるとともに色再現性の良いカラー画像を表示
することができる。この場合、色情報には色収差による
誤差が入っているが、輝度情報には色収差による誤差が
ないので、画像として見た場合には色収差による影響は
眼には目立たない。As described above, in the color microscope imaging apparatus according to the present invention, the high-resolution luminance information extracted by the confocal optical system and the color information with good color reproducibility extracted by the non-confocal optical system. Are combined to generate a color image signal, so that a color image with high resolution and good color reproducibility can be displayed. In this case, the color information includes an error due to chromatic aberration, but the luminance information does not include an error due to chromatic aberration. Therefore, when viewed as an image, the effect due to chromatic aberration is not noticeable to the eyes.
【図1】図1は、従来のコンフォーカル光学系によるカ
ラー顕微鏡撮像装置の構成を示す線図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional color microscope imaging apparatus using a confocal optical system.
【図2】図2は、同じくその動作を説明するための線図
である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation thereof.
【図3】図3は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の
基本的な構成を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a color microscope imaging apparatus according to the present invention.
【図4】図4は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の
第1の実施例の構成を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of a color microscope imaging apparatus according to the present invention.
【図5】図5は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の
第2の実施例の構成を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the color microscope imaging apparatus according to the present invention.
【図6】図6は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の
第3の実施例の構成を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the color microscope imaging apparatus according to the present invention.
【図7】図7は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の
第4の実施例の構成を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a color microscope imaging apparatus according to the present invention.
31 レーザ光源、 32 ビームエキスパンダ、 33 ビ
ームスプリッタ、 34x−yスキャナ、 35 対物レン
ズ、 36 試料、 37 ミラー、 38 結像レンズ、
39 ピンホール、 40 受光素子、 41 増幅器、 42
白色光源、43, 44 ダイクロイックミラー、 45
ミラー、 46, 46, 48 結像レンズ、49, 50, 51 受光
素子、 52, 53, 54 増幅器、 55 第1変換回路、
57 メモリ、 58 第2変換回路、 59 カラーモニ
タ、 61 コンフォーカル光学系用光源、 62 光ファ
イバ、 63 点−直線変換用ファイバ束、 64 スリッ
ト、 65 リレーレンズ、 66 ビームスプリッタ、
67 ドライバ、 68 走査ミラー、 69 リレーレン
ズ、 70 ハーフミラー、 71 対物レンズ、 72試
料、 73 結像レンズ、 74 回転フィルタ、 75 1
次元CCD、 76 非コンフォーカル光学系用光源、
77 光ファイバ、 78 点−円変換用ファイバ束、 7
9, 80, 82, 84 リレーレンズ、 81 開口絞り、 82
視野絞り、 91紫外線レーザ、 92 ビームエキスパン
ダ、 93 ミラー、 94 ダイクロイックミラー、 94
a ミラー、 95 ビームスプリッタ、 96 x−yス
キャナ、 97 対物レンズ、 98 試料、 99, 105, 1
06 ダイクロイックミラー、100, 108, 109, 110 結像
レンズ、 101 ピンホール、 102, 111, 112, 113受
光素子、 103, 114, 115, 116 増幅器、 117 第1
変換回路、 118第2変換回路、 119 カラーモニ
タ、 120 コリメータレンズ、 121, 122, 123 レ
ーザ光源、 124, 125, 126 ビームエキスパンダ、
127 ミラー、 128, 129 ダイクロイックミラー、
130 ビームスプリッタ、 131 x−yエキスパンダ、
132 対物レンズ、 133 試料、 134, 135 ダイ
クロイックミラー、 136 ミラー、 137, 138, 139
結像レンズ、 140, 141, 142 受光素子、 143a,
143b, 144a, 144b, 145a, 145b 増幅器、 146 第1
変換回路、 147 第2変換回路、 148 スイッチ、
149, 150, 151 カラーモニタ31 laser light source, 32 beam expander, 33 beam splitter, 34x-y scanner, 35 objective lens, 36 samples, 37 mirror, 38 imaging lens,
39 pinhole, 40 light receiving element, 41 amplifier, 42
White light source, 43, 44 Dichroic mirror, 45
Mirror, 46, 46, 48 imaging lens, 49, 50, 51 light receiving element, 52, 53, 54 amplifier, 55 first conversion circuit,
57 memory, 58 second conversion circuit, 59 color monitor, 61 light source for confocal optics, 62 optical fiber, 63 point-linear conversion fiber bundle, 64 slit, 65 relay lens, 66 beam splitter,
67 driver, 68 scanning mirror, 69 relay lens, 70 half mirror, 71 objective lens, 72 samples, 73 imaging lens, 74 rotating filter, 75 1
Dimensional CCD, 76 non-confocal optical system light source,
77 optical fiber, 78 points-circle conversion fiber bundle, 7
9, 80, 82, 84 relay lens, 81 aperture stop, 82
Field stop, 91 UV laser, 92 beam expander, 93 mirror, 94 dichroic mirror, 94
a mirror, 95 beam splitter, 96 xy scanner, 97 objective lens, 98 samples, 99, 105, 1
06 dichroic mirror, 100, 108, 109, 110 imaging lens, 101 pinhole, 102, 111, 112, 113 light receiving element, 103, 114, 115, 116 amplifier, 117 1st
Conversion circuit, 118 second conversion circuit, 119 color monitor, 120 collimator lens, 121, 122, 123 laser light source, 124, 125, 126 beam expander,
127 mirror, 128, 129 dichroic mirror,
130 beam splitter, 131 xy expander,
132 Objective lens, 133 samples, 134, 135 Dichroic mirror, 136 mirror, 137, 138, 139
Imaging lens, 140, 141, 142 light receiving element, 143a,
143b, 144a, 144b, 145a, 145b amplifier, 146 first
Conversion circuit, 147 second conversion circuit, 148 switch,
149, 150, 151 color monitor
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Claims (15)
の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレ
ーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報
を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第1の撮像手
段と、 白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射さ
れる白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して
試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフ
ォーカル光学系とを含む第2の撮像手段と、 これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料の
カラー画像信号を生成する手段と、 このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアル
タイムで表示する手段と、 を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。1. A laser light source that emits a laser beam having a wavelength other than the visible light region for extracting color information, and a confocal optical system that irradiates the laser beam to a sample to extract high-resolution luminance information of the sample. A white light source that emits white light, and a white light emitted from the white light source is irradiated on the sample simultaneously with the laser beam to extract color information of the sample simultaneously with the luminance information. Second imaging means including a confocal optical system; means for generating a color image signal of the sample from the simultaneously generated luminance information and color information; and receiving the color image signal to generate a color image of the sample in real time. A color microscope imaging apparatus, comprising: means for displaying a color microscope;
像手段が、光ビームを2次元的に偏向する手段と、試料
に光ビームを照射する対物レンズと、レーザビームと白
色光とを分離するダイクロイックミラーとを共通に具え
ることを特徴とする請求項1に記載のカラー顕微鏡撮像
装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said first imaging means and said second imaging means are means for deflecting the light beam two-dimensionally, an objective lens for irradiating the sample with the light beam, and a laser beam and white light. The color microscope imaging apparatus according to claim 1, further comprising a common dichroic mirror for separation.
たことを特徴とする請求項1または2に記載のカラー顕
微鏡撮像装置。3. The color microscope imaging apparatus according to claim 1, wherein the laser light source is an ultraviolet laser light source.
単色光を試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取
り出すコンフォーカル光学系とを含む第1の撮像手段
と、 白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射さ
れる白色光を試料に照射して試料の色情報を取り出す非
コンフォーカル光学系とを含む第2の撮像手段と、 これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を
生成する手段と、 このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示す
る手段と、 を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。4. A first imaging means including a high-intensity lamp that emits monochromatic light, a confocal optical system that irradiates the monochromatic light to a sample to extract high-resolution luminance information of the sample, A second imaging unit including a white light source that emits light, a non-confocal optical system that irradiates the sample with white light emitted from the white light source, and extracts color information of the sample, A color microscope imaging apparatus comprising: means for generating a color image signal of a sample; and means for receiving the color image signal and displaying a color image of the sample.
像手段を時間的に異なるタイミングで動作させるととも
に少なくとも先に動作させた撮像手段から出力される輝
度情報または色情報を格納する記憶手段を設け、この記
憶手段から読み出した輝度情報または色情報に基づいて
試料のカラー画像を表示するように構成したことを特徴
とする請求項4に記載のカラー顕微鏡撮像装置。5. A storage unit for operating the first imaging unit and the second imaging unit at different timings in time and storing at least luminance information or color information output from the imaging unit that has been operated first. The color microscope imaging apparatus according to claim 4, wherein a color image of the sample is displayed based on the luminance information or the color information read from the storage means.
像手段が、試料に光ビームを照射する対物レンズを共通
に具えることを特徴とする請求項4または5に記載のカ
ラー顕微鏡撮像装置。6. An image pickup apparatus according to claim 4, wherein said first image pickup means and said second image pickup means commonly have an objective lens for irradiating a sample with a light beam. apparatus.
プから放射される単色光を主走査方向に延在するスリッ
ト状の光ビームに変換する光ビーム変換手段を設けると
共に前記主走査方向と直交する副走査方向に光ビームを
偏向する1次元偏向手段を設け、前記第2の撮像手段の
非コンフォーカル光学系に、前記光ビーム変換手段およ
び1次元偏向手段によって走査される試料面上の領域全
体を同時に照射するように構成したことを特徴とする請
求項5または6に記載のカラー顕微鏡撮像装置。7. A light beam converting means for converting monochromatic light emitted from the high-intensity lamp into a slit-shaped light beam extending in the main scanning direction in the first imaging means, and the first imaging means is provided with a light beam converting means. A one-dimensional deflecting means for deflecting the light beam in a sub-scanning direction orthogonal to the optical axis, and a non-confocal optical system of the second imaging means on a sample surface scanned by the light beam converting means and the one-dimensional deflecting means 7. The color microscope imaging apparatus according to claim 5, wherein the whole area is simultaneously irradiated.
に、高輝度ランプと対向する端部を点状に集合し、他端
を直線状に配列した点−直線変換用ファイバ束と、この
ファイバ束の直線端と対向して配置されたスリットとを
設けたことを特徴とする請求項7に記載のカラー顕微鏡
撮像装置。8. A point-to-linear conversion fiber bundle in which an end facing a high-intensity lamp is gathered in a point shape and the other end is arranged in a straight line in the light beam converting means of the first imaging means; 8. The color microscope imaging apparatus according to claim 7, wherein a slit disposed opposite to a straight end of the fiber bundle is provided.
輝点を試料表面に結像し、試料から反射される光ビーム
をピンホールの開口位置に結像し、この開口を透過した
光ビームを受光素子で受光するように構成し、前記第2
の撮像手段を、その白色光源から放射される光ビームを
試料に投射し、試料を透過してその裏面で反射される光
ビームを3原色色分解光学系を介して3原色の光ビーム
に分解し、それぞれの色の光を受光素子で順次または同
時に受光するように構成したことを特徴とする請求項4
に記載のカラー顕微鏡撮像装置。9. The first imaging means forms an image of a luminescent spot of the monochromatic light source on a sample surface, forms an image of a light beam reflected from the sample at an opening position of a pinhole, and transmits the light beam through the opening. The light beam is received by a light receiving element, and the second
Projecting a light beam radiated from the white light source onto the sample, and decomposing the light beam transmitted through the sample and reflected on the back surface into a light beam of three primary colors via a three-primary-color separation optical system. 5. A light receiving element for receiving light of each color sequentially or simultaneously.
2. The color microscope imaging device according to 1.
を試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出す
コンフォーカル光学系とを含む第1の撮像手段と、 白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射さ
れる白色光を試料に照射して試料の色情報を取り出す非
コンフォーカル光学系とを含む第2の撮像手段と、 これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を
生成する手段と、 このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示す
る手段と、 を具え、 前記第1および第2の撮像手段に、前記単色光および白
色光を受光する受光素子と、この受光素子の前面に配置
され、前記単色光をそのまま通過させる開口、赤色フィ
ルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタを設けた回転フ
ィルタとを共通に設けたことを特徴とするカラー顕微鏡
撮像装置。10. A first imaging means including a light source for emitting monochromatic light, a confocal optical system for irradiating the monochromatic light to a sample to extract high-resolution luminance information of the sample, and emits white light. A second imaging unit including a white light source and a non-confocal optical system that irradiates the sample with white light emitted from the white light source and extracts color information of the sample; Means for generating a color image signal; and means for receiving the color image signal and displaying a color image of the sample. The first and second imaging means receive light for receiving the monochromatic light and white light. An element and a rotary filter provided with a red filter, a green filter, and a blue filter, which are arranged on the front surface of the light receiving element and pass the monochromatic light as it is, are provided in common. Ra microscope imaging apparatus.
射するレーザ光源を設け、これらのレーザビームを試料
上に投射し、試料から反射される各色のレーザビームの
中心部分のみをコンフォーカル光学系を介して受光する
中心受光領域と、各色のレーザビームの周辺部分のみを
非コンフォーカル光学系を介して受光する周辺受光領域
を有する受光素子を設け、中心部分を受光する中心受光
領域の出力信号から輝度情報を、周辺部分を受光する周
辺受光領域の出力信号から色情報を生成する手段と、こ
れら輝度情報および色情報から試料のカラー画像信号を
生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカ
ラー画像を表示する手段とを設けたことを特徴とするカ
ラー顕微鏡撮像装置。11. A laser light source that emits red, green and blue laser beams, projects these laser beams onto a sample, and uses only a central part of each color laser beam reflected from the sample as a confocal optical system. A light receiving element having a central light receiving area for receiving light via the light receiving element and a peripheral light receiving area for receiving only the peripheral part of each color laser beam through the non-confocal optical system is provided, and an output signal of the central light receiving area for receiving the central part Means for generating color information from an output signal of a peripheral light receiving region for receiving a peripheral portion from the light source, means for generating a color image signal of the sample from the luminance information and the color information, Means for displaying a color image of the sample.
を試料上に同時に投射し、試料から反射されるレーザビ
ームを各色のレーザビームに分解し、各色のレーザビー
ムの中心部分のみをコンフォーカル光学系を介して受光
する受光領域と、ビームの周辺部分のみを非コンフォー
カル光学系を介して受光する受光領域を有する受光素子
を各色のレーザビーム毎に設け、これらの受光素子の、
レーザビームの中心部分を受光する受光領域の出力信号
から輝度情報を生成すると同時に、レーザビームの周辺
部分を受光する受光領域の出力信号から色情報を生成
し、カラー画像をリアルタイムで表示するように構成し
たことを特徴とする請求項11に記載のカラー顕微鏡撮
像装置。12. The laser beam of red, green and blue is simultaneously projected on a sample, a laser beam reflected from the sample is decomposed into laser beams of respective colors, and only a central portion of the laser beam of each color is subjected to confocal optics. A light receiving element having a light receiving area for receiving light via the system and a light receiving area for receiving only a peripheral portion of the beam through the non-confocal optical system is provided for each laser beam of each color.
At the same time as generating luminance information from the output signal of the light receiving area that receives the central part of the laser beam, and simultaneously generating color information from the output signal of the light receiving area that receives the peripheral part of the laser beam, a color image is displayed in real time. The color microscope imaging apparatus according to claim 11, wherein the imaging apparatus is configured.
コンフォーカル光学系を含む第1の撮像手段と、試料の
色情報を取り出す非コンフォーカル光学系を含む第2の
撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラ
ー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受
けて試料のカラー画像を表示する手段とを具えるカラー
顕微鏡撮像装置において、前記第1および第2の撮像手
段に共通の光源手段を設けたことを特徴とするカラー顕
微鏡撮像装置。13. A first imaging unit including a confocal optical system for extracting high-resolution luminance information of a sample, a second imaging unit including a non-confocal optical system for extracting color information of the sample, and the luminance information. Means for generating a color image signal of the sample from the image data and the color information; and means for receiving the color image signal and displaying a color image of the sample. A color microscope imaging apparatus, wherein a common light source means is provided.
色、緑色および青色のレーザビームを放射する3つのレ
ーザ光源を具えることを特徴とする請求項13に記載の
カラー顕微鏡撮像装置。14. The color microscope imaging apparatus according to claim 13, wherein said common light source means comprises three laser light sources for emitting red, green and blue laser beams, respectively.
コンフォーカル光学系を含む第1の撮像手段と、試料の
色情報を取り出す非コンフォーカル光学系を含む第2の
撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラ
ー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受
けて試料のカラー画像を表示する手段とを具えるカラー
顕微鏡撮像装置において、前記第1および第2の撮像手
段に、前記コンフォーカル光学系を介して光ビームの中
心部のみを受光して輝度情報を出力する中心受光領域
と、前記非コンフォーカル光学系を介して光ビームの周
辺部のみを受光して色情報を出力する周辺受光領域とを
有する受光素子を共通に設けたことを特徴とするカラー
顕微鏡撮像装置。15. A first imaging unit including a confocal optical system for extracting high-resolution luminance information of a sample, a second imaging unit including a non-confocal optical system for extracting color information of the sample, and the luminance information. Means for generating a color image signal of the sample from the image data and the color information; and means for receiving the color image signal and displaying a color image of the sample. A central light receiving area for receiving only the central portion of the light beam via the confocal optical system and outputting luminance information, and receiving a color for only the peripheral portion of the light beam via the non-confocal optical system. A color microscope imaging apparatus, wherein a light receiving element having a peripheral light receiving area for outputting information is provided in common.
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