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製品化の背景 - フォトロン

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News Release
2003 年 10 月 31 日
世界初
リアルタイム・フルカラー全焦点顕微鏡システム
(フォーカスコープ)発売
リアルタイムに奥行きすべてにピントのあった顕微鏡観察を実現
独立行政法人産業技術総合研究所との産学協同研究から実用化に成功
株式会社フォトロン(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:長瀬朋彦)は、光学顕微鏡に取り付けるだけ
で、視野の奥行きすべてにピントの合ったカラー映像が得られる、世界初のリアルタイム・フルカラー全焦点顕
微鏡システム「Focuscope(フォーカスコープ)」を発売します。
製品名
型名
発売日
標準価格(税別)
FV-100C
2003 年 11 月 1 日
¥7,800,000
リアルタイム・フルカラー全焦点顕微鏡システム
『Focuscope(フォーカスコープ)』
(製品写真)
※顕微鏡は別売です。
製品化の背景
近年の工学分野、医療分野、生物分野の進展とともに、顕微鏡観察においては、静止したサンプルを観察する
だけではなく、視野内で縦横無尽に動き回るサンプルの観察や、微小物に対し観察者が操作・加工・組立といっ
た微細作業を必要とするケースが増加しています。
しかし、これまでの光学顕微鏡では、一般に高倍率になるほど、被写界深度(ピントの合う奥行き範囲)は浅
くなるために、被写界深度の範囲を超えて移動するサンプルの観察、上下方向の操作を伴う微小物の微細作業は
困難を極めていました。
このような光学顕微鏡の持つ限界を、当社は独自の高速画像撮像・処理技術を応用することで克服し、観察対
象をリアルタイムにフルカラーの全焦点映像として表示・観察できる製品を世界に先駆けて実用化しました。当
社は、この新製品の投入により、各種先端分野における数マイクロメートルオーダーの動態観察・微細作業にま
ったく新しい手法を提供し、新たな市場ニーズの高まりに応えていきます。
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News Release
『Focuscope(フォーカスコープ)』の主な特徴
1.ピント操作不要、光学顕微鏡の原理的限界を超える最大 100µ メートルの被写界深度を実現
観察中は、最大 100µ メートルの深度範囲に対し常にピントの合った映像となりますので、被写界深度が数 µ メー
トル∼十数 µ メートルと極めて浅い従来の顕微鏡では困難であった微小な立体物をピント操作なしに、クリアな
フォーカスで観察することが可能となりました。
2.リアルタイム・フルカラーの全焦点映像による観察
全焦点画像は 1/30 秒(ビデオレート)以内に画像処理され、映像信号として出力されるために、XY ステージを移動
しながらの観察や観察試料が活発に動く生物の場合においても、常に視野すべてにフォーカスの合った鮮明なフ
ルカラー画像による観察を実現します。
3.全焦点映像と、画像の高低情報を同時に取得
全焦点画像の撮影と同時に、グレースケールによる画像の高低情報(※)をリアルタイムに出力することが可能で
す。画像の高低情報を知ることで、全焦点画像からはわからない試料の形状を直感的に把握することができます。
さらにデジタルデータを画像処理することで、PC 上での試料の 3 次元立体表示への展開も可能です。
※ 256 階調のグレースケールで、対象物の高低差を表現し、ビデオ映像信号もしくはデジタル画像データとして出力します。
4.既存の光学顕微鏡に簡単に取り付けが可能
TV カメラ接続用の C マウントアダプタおよび、下記ネジサイズの対物レンズを使用する光学顕微鏡に取り付けが
可能であり、すでにお持ちの顕微鏡を活かしたシステムアップを容易に行うことができます。
z
W0.8x1/36(φ20.32mm) ―― オリンパス他(ISO)
z
M25x0.75 (φ25mm)
―― ニコン CFI60 系
5.独立行政法人産業技術総合研究所・株式会社フォトロンの共同開発による実用化
リアルタイム・フルカラーによる顕微鏡全焦点映像の表示技術は(旧)通商産業省工業技術院機械技術研究所と、
デルフトハイテック株式会社、川鉄テクノリサーチ株式会社、株式会社デンソーの共同研究により行なわれたも
のを元に、独立行政法人産業技術総合研究所 主任研究員 大場光太郎氏と株式会社フォトロンの共同研究を行っ
た結果として、世界で初めて実用化に成功したものです。
(発明の名称:実時間全焦点顕微鏡カメラ
出願番号:特願 2001-100594)
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News Release
『Focuscope(フォーカスコープ)』の原理
深度別画像のスキャニング
顕微鏡の対物レンズに装着されたピエゾ
アクチュエータ(※)が、1/30 秒の速度で対
物レンズの位置を物理的に上下させます。
撮像ユニットは、対物レンズの上下駆動と
同時に撮像を行い、1/30 秒間あたり 30 枚、
異なるフォーカスの画像を取得します。
※ セラミック素子に電圧を印加することで素子が伸びる現象(ピエゾ(逆)圧電効果)を応用した微小位置決め素子
ピントの検出・全焦点画像の生成
プロセッサ部では、スキャンされた 30 枚
のデジタル画像をリアルタイムに演算し、
全画素についてフォーカスの度合いを評
価します。その演算結果をもとに、30 枚
の画像から最もピントが合っている画素
を抽出し、一枚の全焦点画像として合成し
ます。
リアルタイム映像の表示
上記のプロセスはすべてリアルタイムに処理さ
れます。この超高速処理の結果、顕微鏡上の対象
をリアルタイムにピントが合った映像として観
察することができます。
Z軸深度情報の取得
Focuscope の採用する原理では、図のようにガウ
スのレンズ法則によって、物体までの距離を算出
することが可能です。これにより、対象物の全焦
点画像と深度情報の同時取得を実現しています。
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主な仕様
Focuscope FV-100C
撮像ユニット部仕様
撮像素子
CMOSイメージセンサー
カラーフィルタ
Bayer配列RGBフィルタ
画素サイズ
12μm x 12μm
撮像解像度
512X512画素
濃度階調
RGB各8bit
レンズマウント
Cマウント
撮像フレームレート
1,000FPS
寸法
85.4 x 87.1 x 65.5 mm、0.7kg
(W×H×D)、重量
プロセッサ部仕様
全焦点画像合成処理
専用ハードウエアによる実時間処理
合成枚数及び出力レート(NTSC時)
30枚→全焦点画像1枚@30FPS
63枚→全焦点画像1枚@15FPS
130枚→全焦点画像1枚@7.5FPS
197枚→全焦点画像1枚@5FPS
全焦点画像出力
BNC端子 1系統
深度画像出力
BNC端子 1系統
デジタル出力
CameraLink™準拠MDR26pinコネクタ1系統
寸法
(W×H×D)、重量
222 x 355 x 348 mm、12kg
電源電圧
100V
消費電力
100W(最大)
アクチュエータ部仕様
マウントサイズ
下記マウントサイズの対物レンズに対応:
W0.8x1/36
(φ20.32mm) ※オリンパス他(ISO)
M25x0.75 (φ25mm)※ニコンCFI60系
※対物レンズ本体の大きさはφ22∼29mmまで
顕微鏡種
正立型用または倒立型用から選択
作動範囲
最大100µm±20%
リモートコントローラ部仕様
表示部
バックライト内蔵LCD 20文字X2行
寸法
222 x 25.8 x 102 mm、0.6kg
(W×H×D)、重量
デジタルI/F部仕様
方式
CameraLink™ Base Configuration
PCボード部
PCI Rev.2.1準拠
画像記録
PCメインメモリへの転送
記録画像フォーマット
静止画(BMP)または動画(AVI)
対応OS
Windows2000Professional、WindowsXP
開発環境
VisualC++対応キャプチャ制御関数(SDK)添付
対応ソフトウェア
ImageProPlus用ドライバソフト添付
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画像サンプル
サンプルご提供:
独立行政法人産業技術総合研究所
研究グループ長
サンプル:
MEMS デバイス
顕微鏡:
正立型顕微鏡
対物レンズ:
20×
TV アダプタ:
0.35×
深度スキャン:
100µ メートル
機械システム研究部門
集積機械研究グループ
前田龍太郎 様
Focuscope による全焦点画像例
通常光学顕微鏡による画像例
Focuscope による深度グレースケール画像例
(左:上面にフォーカス
右:下面にフォーカス)
Photron、Photron ロゴ 、すべての Photron 製品名および Photron 製品ロゴは 株式会社フォトロンの商標または登録商標です。
その他の会社名または製品名は、各社の商標または登録商標です。
【本ニュースリリースに関するお問い合わせ】
株式会社フォトロン プロダクツ本部 製品企画室
電話:03-3238-2107
〒102-0071
FAX:03-3238-2109
担当:永井弘史
電子メール:[email protected]
東京都千代田区富士見 1-1-8 千代田富士見ビル
5
URL: http://www.photron.co.jp
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