画像取得装置および画像取得システム
【課題】 撮像素子と光学素子が近接した構成において、撮像素子と光学素子との間の輻射及びその他の伝熱による影響を抑制し、高解像度の画像が取得できる画像取得装置を提供すること。
【解決手段】 被検物を結像する結像光学系と、結像光学系により結像された被検物を撮像する撮像素子５０１を含む撮像部と、を備える画像取得装置において、結像光学系と撮像部との間に配置される反射膜５２２、を有する真空断熱材５２０を備えており、反射膜５２２は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される。
【解決手段】 被検物を結像する結像光学系と、結像光学系により結像された被検物を撮像する撮像素子５０１を含む撮像部と、を備える画像取得装置において、結像光学系と撮像部との間に配置される反射膜５２２、を有する真空断熱材５２０を備えており、反射膜５２２は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得装置および画像取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病理学の分野等で、被検物を撮像することによりデジタル画像を画像取得装置で取得し、そのデジタル画像を高解像度で表示装置に表示する画像取得システムが注目されている。
【０００３】
画像取得装置では被検物を高解像度で高速に撮像することが求められており、そのためには、被検物のなるべく広い領域を高解像度で一度に撮像する必要がある。そこで、広視野かつ高解像度の対物レンズを用い、その視野内に撮像素子群を配置した画像取得装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
撮像素子は温度が高くなると暗電流によるノイズの影響を受け画像が劣化する傾向がある。したがって、高画質な画像を取得するには、撮像素子を冷却して使用することが重要となる。撮像素子の冷却手段としては、素子の裏面に熱電素子を配置する方法が知られており、例えばペルチェ素子を用いると０℃以下まで冷却することができる。一方、対物レンズなどの光学素子は、画像取得を行う環境の温度に合わせて（たとえば、室温に合わせて２０℃程度で）設計される。温度の異なる２つの部材が近接すると伝熱により影響し合うので、撮像素子と光学素子が近接する場合、光学素子の温度が設計値よりも大きく低下し、その結果、熱歪により光学性能が劣化し高解像度の画像が取得出来なくなる。
【０００５】
特許文献２には、発熱プレート上の検体を高温状態で観察する場合に、発熱プレートの熱が対物レンズに伝熱しないように、空気流を形成するプロテクターを対物レンズと発熱プレート間に配置する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−００３０１６号公報
【特許文献２】特登録０３０９６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載されているプロテクターには透明なガラスが用いられているため、輻射による伝熱を抑制できない。また、断熱効果を得るために多くの空気を流す必要があるので流路径が大きくなってしまい、対物レンズと検体を近接させることができないといった課題がある。よって、撮像素子と対物レンズとが近接した構成の画像取得装置において、特許文献２に記載のプロテクターを配置することは困難となる。
【０００８】
そこで、本発明の例示的な目的は、撮像素子と光学素子とが近接した構成において、撮像素子と光学素子との間の輻射及びその他の伝熱による影響を抑制し、高解像度の画像が取得できる画像取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての画像取得装置は、被検物を結像する結像光学系と、該結像光学系により結像された前記被検物を撮像する撮像素子を含む撮像部と、を備え、前記結像光学系と前記撮像部との間に配置される不透明部、を有する伝熱抑制手段を備えており、前記不透明部は、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に配置されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。
【発明の効果】
【００１１】
近接する撮像素子と光学素子との間の輻射及びその他の伝熱を抑制し、高解像度の画像が取得できる画像取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像取得システム１００の図である。
【図２】プレパラート３０の図である。
【図３】対物レンズ４０の図である。
【図４】撮像ユニット５０の図である。
【図５】実施例１を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【図６】実施例２を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【図７】実施例３を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、画像取得システム１００の図である。図１に基づいて、本実施例の画像取得システム１００について説明する。画像取得システム１００は、被検物（プレパラート）の画像を取得し、その画像を表示するためのシステムである。
【００１５】
画像取得システム１００は、プレパラート３０を撮像する画像取得装置としての顕微鏡１と、顕微鏡１で取得したデジタル画像を表示する表示装置３を備える。
【００１６】
まず、顕微鏡１について説明する。
【００１７】
顕微鏡１は、プレパラート３０を照明する照明ユニット１０と、プレパラート３０を結像する対物レンズ４０と、プレパラート３０を撮像する撮像ユニット５０を有する。ステージ２０は、プレパラート３０を保持し移動させる部材である。
【００１８】
照明ユニット１０は、光源部（不図示）と、光源部からの光をプレパラート３０へ導く照明光学系（不図示）とを含む。光源部の光源としては、白色光源またはＬＥＤ光源などを用いることができる。本実施例における光源は、ＲＧＢの各波長を持つＬＥＤを備え、各波長の光が切り替え可能な構成としている。ここで、白色光源を用いる場合は、カラーフィルタとの組み合わせによりＲＧＢの各波長の光を生成する構成としてもよい。
【００１９】
ステージ２０は、プレパラート３０を保持する保持部（不図示）と、保持部をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ２２と、保持部をＺ方向に移動させるＺステージ２４とを含む。ここで、Ｚ方向は、対物レンズ４０の光軸方向に相当し、ＸＹ方向は、その光軸に垂直な方向に相当する。ＸＹステージ２２およびＺステージ２４には、照明ユニット１０からの光を通過させるための開口が設けられている。
【００２０】
図２（ａ）は、プレパラート３０の上面図、（ｂ）は断面図である。被検物の一例であるプレパラート３０は、図２に示したように、カバーガラス３０１と試料３０２とスライドガラス３０３で構成される。スライドガラス３０３上に配置された試料３０２（組織切片等の生体サンプルなど）は、カバーガラス３０１および接着剤３０４で密封されている。スライドガラス３０３上には、例えばスライドガラスの識別番号およびカバーガラスの厚さなどプレパラート３０（試料３０２）を管理するのに必要な情報が記録されたラベル（バーコード）３３３が貼付されていてもよい。なお、本実施例では、画像取得の対象となる被検物としてプレパラート３０を例示したが、例えば、外観検査（異物の付着、キズの検査等）を行う目的で、基板などを被検物としても良い。
【００２１】
図３は、対物レンズ４０の図である。対物レンズ４０は、プレパラート３０を所定の倍率で拡大して撮像ユニット５０の撮像面上に結像するための結像光学系である。具体的には、図３に示したように、対物レンズ４０は、レンズおよびミラーを含み、物体面Ａを撮像面Ｂ上に結像する。本実施例において、対物レンズ４０はプレパラート３０と撮像ユニット５０の撮像面とが光学的に共役となるように配置されており、物体面Ａ上の物体がプレパラート３０に相当し、撮像面Ｂは撮像ユニット５０の撮像部５５５（詳細は後述）の表面に相当する。対物レンズ４０の物体面側の開口数ＮＡは０．７以上が好ましい。また、対物レンズ４０は、物体面上の少なくとも１０ｍｍ×１０ｍｍの領域を一度に良好に結像することができるように構成されていることが好ましい。対物レンズ４０の光学設計は、画像取得が行われる環境の温度を参考にして行われる。たとえば、平均的な環境温度が２０℃のとき、２０℃を基準として設計される。この場合、光学性能が保障される対物レンズ４０の温度は１０℃〜３０℃程度であり、この温度範囲で画像取得を行うことが必要となる。
【００２２】
図４は、撮像ユニット５０の上面図である。撮像ユニット５０は、図４に示したように、２次元配列された複数の撮像素子５０１からなる撮像部５５５を含み、対物レンズ４０の像面のうちの領域Ｆを一度に撮像できる構成となっている。この撮像部５５５により、図３で示した撮像面Ｂを形成している。撮像素子５０１としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。撮像ユニット５０に搭載される撮像素子の数は、対物レンズ４０の像面の面積に応じて適宜決定される。撮像素子の配置も、対物レンズ４０の像面の形状や撮像素子の形状・構成などによって適宜決定される。本実施例では、説明を分かり易くするために、撮像部５５５としてＸ−Ｙ方向に５×４個のＣＭＯＳが並んでいるものを用いる。一般的な撮像ユニット５０では、複数の撮像素子５０１の各々において、撮像領域５４１の周囲に基盤面５４２が存在するため、撮像領域５４１どうしを隙間なく隣接して配置することは不可能である。そのため、撮像ユニット５０での１回の撮影で得られる画像は、撮像領域５４１どうしの隙間に対応する部分が抜け落ちたものとなってしまう。そこで本実施例の画像取得装置では、この撮像領域５４１どうしの隙間を埋めるため、ステージ２０を移動してプレパラート３０と撮像部５５５との相対位置を変更しながら撮像を複数回行うことで、抜けのない試料３０２の画像を取得する構成としている。この動作を高速に行うことにより、撮像に要する時間を短縮しつつ、広い領域の撮像を行うことができる。なお、撮像ユニット５０は、不図示の本体フレーム、あるいは、不図示の対物レンズ４０の鏡筒によって保持されている。
【００２３】
図１の説明に戻る。制御装置２は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクなどを含むコンピュータによって構成される。制御装置２は、撮像における制御を行うとともに、撮像したプレパラート３０の像のデータを処理することで、デジタル画像を作成する。具体的には、制御装置２は、ステージ２０をＸＹ方向に移動しながら複数回撮像した画像どうしの位置合わせを行い、それらの画像を接続し、隙間の無い試料３０２の画像を作成する。また、本実施例の画像取得装置では光源部からのＲＧＢの夫々の色ごとに試料３０２の像の撮像を行っているため、制御装置２でそれらの像のデータを合成することで試料３０２のカラー画像を作成する。
【００２４】
次に、撮像素子５０１の冷却手段について説明する。本発明に係る画像取得装置においては、熱電素子により撮像素子５０１を冷却することで、暗電流によるノイズを低減した高画質な画像を取得することができる。以下、図５を用いて具体的に説明する。
【００２５】
図５（ａ）は、図４のＢＢ断面図である。撮像素子５０１は、基板５０２を介して熱電素子であるペルチェ素子５１０と熱的に接続しており、ペルチェ素子５１０により冷却される。ペルチェ素子５１０は、基板５０２と熱伝導性の高い金属ブロック５１１（たとえば、銅、アルミやヒートパイプ）で挟まれた構成となっており、固定部材５０３（ネジなど）により強固に固定される。ペルチェ素子５１０は、低温側を基板５０２、高温側を金属ブロック５１１に取り付けられ、ペルチェ素子５１０と基板５０２及び、ペルチェ素子５１０と金属ブロック５１１の各接触面には、熱伝導性シートあるいは熱伝導性グリスが塗布される。保持部５０４は、金属ブロック５１１と定盤５６０を連結し撮像素子５０１を保持する。ヒートパイプ５１２は、金属ブロック５１１と放熱フィン５１３の間に設けられており、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０で発熱した熱を放熱フィン５１３に輸送し放熱する。放熱フィン５１３の冷却は、放熱する熱量、温度、設計スペースなどの条件に合わせて、自然対流方式、ファンを用いた強制対流方式、あるいは、水冷方式を適宜に選択すればよい。
【００２６】
また、ペルチェ素子５１０に印加する電流値は、撮像素子５０１が所望の管理温度Ｔ１になるように、温度センサ５１４に基づいて制御部５０５により制御される。管理温度Ｔ１は、撮像素子５０１の仕様によって適宜決められる値であり、本実施例では５℃程度である。なお、定盤５６０は、不図示の本体フレーム、あるいは、不図示の対物レンズ４０の鏡筒によって保持されている。なお、本実施例では、撮像素子５０１の冷却手段としてペルチェ素子５１０を用いているが、ヒートシンクやフィンを基板５０２に配置して水冷や空冷を用いて冷却してもよい。一方、対物レンズ４０は画像取得が行われる環境の温度Ｔ２（本実施例では２０℃程度）で光学設計される。したがって、撮像素子５０１と対物レンズ４０が近接している場合、対物レンズ４０の温度が下がり、熱歪や屈折率変化により光学性能が劣化する。そこで、本実施例では、撮像素子５０１への入射光５７０を遮らないように、撮像素子５０１と対物レンズ４０との間に伝熱抑制手段を配置する。その結果、撮像素子５０１と対物レンズ４０との間の伝熱を抑制し、各々を所望の温度であるＴ１及びＴ２に管理することができ、高画質な画像を取得できる。
【００２７】
以下、図５を用いて、本実施例の伝熱抑制手段について具体的に説明する。本実施例では、伝熱抑制手段として、不透明部である反射膜５２２を有する真空断熱材５２０を用いており、これにより輻射及びその他の伝熱を抑制することができる。真空断熱材５２０は、撮像素子５０１とレンズ４０１との間に配置されている。なお、レンズ４０１は、対物レンズ４０を構成するレンズのうち撮像素子５０１に最も近接するレンズである。真空断熱材５２０は、容器内に略真空の閉空間５２３を有する構成となっており、容器に透明な平板ガラス５２１ａ、５２１ｂ（厚さ数ｍｍ以下）を用いることで、撮像素子５０１への入射光を透過できるようにしている。真空の場合、熱伝導及び対流は生じないため、それらによる伝熱を防止することができる。また、閉空間５２３の厚み方向のサイズに下限はないので、真空断熱材５２０の厚みは、平板ガラス５２１ａ、５２１ｂの加工や強度などの制約から決まる。したがって、本実施例の真空断熱材５２０は、平板ガラス５２１ａ、５２１ｂの間に流体（空気、水など）を流す構成の断熱材よりも厚みを小さくできる利点がある。
【００２８】
なお、真空においても輻射による伝熱が発生する。よって、真空断熱材５２０を配置しても、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間で伝熱が生じてしまう。そこで本実施例では、真空断熱材５２０に不透明部として反射膜５２２を形成することで、輻射による伝熱を抑制している。反射膜５２２は、閉空間５２３の表面において、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域５２４以外に蒸着されている。反射膜５２２には輻射率の低い（０．５以下の）、不透明な材料が用いられているため、反射膜５２２が蒸着されている領域は、蒸着されていない有効領域５２４よりも輻射による伝熱量が小さい。よって、平板ガラス５２１ａから平板ガラス５２１ｂに流入する熱量を低減することができる。
【００２９】
また、平板ガラス５２１ａの下面において、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域５２４以外には、輻射率の高い（０．５以上の）光吸収膜５２５が形成されている。したがって、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１が反射膜５２２で反射して、撮像素子５０１に入射するのを抑制できる。なお、光吸収膜５２５は平板ガラス５２１ａの下面に限定されず、平板ガラス５２１ｂの上面や側面にも塗布されてもよい。
【００３０】
以上、本実施例の画像取得装置は、伝熱抑制手段として真空断熱材５２０を備えることで、近接した撮像素子５０１とレンズ４０１との間の伝熱を抑制することができ、各々を所望の温度に管理することができる。特に本実施例の伝熱抑制手段は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に不透明部である反射膜５２２を形成することで、輻射による伝熱を抑制できるので、高画質な画像を取得できる。
【実施例２】
【００３１】
以下、図６を参照して、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、上述した実施例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。図６（ａ）は図４のＢＢ断面図である。本実施例における伝熱抑制手段は、不透明部である発熱ヒータ６０２と、温度センサ６０１とヒータ制御部６０３で構成される。発熱ヒータ６０２には導電板、導電性膜や導線などの薄型ヒータを用いることができる。発熱ヒータ６０２は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に形成され、透明な平板ガラス６０４（厚み数ｍｍ）の下面に配置される。ここで、発熱ヒータ６０２は導電板等の不透明な部材で形成されているので、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間の輻射による伝熱を抑制することができる。
【００３２】
また、ヒータ制御部６０３によって発熱ヒータ６０２へ印加する電力を制御することにより、発熱ヒータ６０２の温度を制御することができる。このことにより、温度センサ６０１に基づいてレンズ４０１の温度を光学性能の保障される温度Ｔ２に保つことができるため、熱伝導及び対流によるレンズ４０１の温度低下を抑制することができる。なお、撮像素子５０１は、実施例１と同様にペルチェ素子５１０を用いて所望の温度Ｔ１に制御される。
【００３３】
ところで、撮像素子５０１の管理温度Ｔ１がレンズ４０１の管理温度Ｔ２より低い場合は、撮像素子５０１において結露が発生する恐れがある。しかし、本実施例においては、平板ガラス６０４と壁面６０５で形成されるケース６０６が、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０を取り囲み、その内部に乾燥空気６０８（露点が温度Ｔ１未満の空気）が封入されている。したがって、撮像素子５０１の管理温度Ｔ１が周辺空気の露点以下であったとしても結露が発生することはない。なお、ケース６０６は、撮像素子５０１に結露する恐れのない場合、すなわち撮像素子５０１の周辺空気の露点がＴ１未満の場合は取り外すことが可能である。また、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１の反射を抑制するために、発熱ヒータ６０２の表面には光吸収膜を形成してもよい。
【００３４】
以上、本実施例の画像取得装置は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される発熱ヒータ６０２、を含む伝熱抑制手段により、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１との間の伝熱による影響を抑制することができる。したがって、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１を各々所望の温度に管理することができるので、高画質な画像を取得できる。
【実施例３】
【００３５】
以下、図７を参照して、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、上述した実施例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。図７（ａ）は図４のＢＢ断面図である。本実施例における伝熱抑制手段は、不透明部である銅板７０５を含み、ペルチェ素子５１０、金属ブロック５１１、ヒートパイプ５１２、放熱フィン５１３、温度センサ７０１、７０２、制御部７０３、放熱ファン７０４から構成される。銅板７０５は、撮像素子５０１とレンズ４０１との間で、熱伝導手段であるヒートパイプ５１２により保持されており、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域には開口７０６が形成されている。銅板７０５の下面には、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１の反射を抑制するために光吸収膜が施されている。なお、銅板７０５は、銅に限らずアルミ板やヒートパイプなどの不透明で熱伝導性の良い部材であればよく、これにより、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間の輻射による伝熱を抑制することができる。
【００３６】
放熱ファン７０４は、強制対流により放熱フィン５１３を介してヒートパイプ５１２の放熱を促進する冷却機構である。放熱ファン７０４の回転数は、制御部７０３により、レンズ４０１と基板５０２に取り付けられた温度センサ７０１および７０２に基づいて制御される。なお、本実施例では、冷却機構として放熱ファン７０４による空冷を用いているが、制御部７０３により循環ポンプ内の冷媒の流量を制御する液冷を用いてもよい。さらに、温調機を併用することも可能であり、その場合、ファンあるいは循環ポンプは、温調された冷媒（空気、液体）を供給することにより放熱フィン５１３を冷却する。ヒートパイプ５１２は、ペルチェ素子５１０の高温側と接触している金属ブロック５１１と連結しており、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０で発生する熱を放熱フィン５１３に輸送し放熱する。本実施例では、ヒートパイプ５１２は、基板５０２を貫通して銅板７０５と熱的に接続しているので、基板５０２とは熱的に分離している。このとき、銅板７０５の温度はペルチェ素子５１０の高温側の温度Ｔ３と略同一になる。よって、銅板７０５の温度Ｔ３は放熱ファン７０４の回転数で制御することが可能であり、回転数を上げると温度Ｔ３は下がることになる。したがって、制御部７０３が温度センサ７０１に基づいて放熱ファン７０４の回転数を制御することにより、レンズ４０１が管理温度Ｔ２となるように銅板７０５の温度Ｔ３を制御できるため、熱伝導及び対流によるレンズ４０１の温度低下を抑制することができる。
【００３７】
また、撮像素子５０１の温度は、実施例１、２と同様にペルチェ素子５１０に印加する電流値により制御できる。すなわち、温度センサ７０２に基づいて撮像素子５０１が管理温度Ｔ１になるように、制御部７０３が電流値を制御する。
【００３８】
なお、管理温度Ｔ１、Ｔ２などの条件に応じては、撮像素子５０１に結露が生じる恐れがある。その場合は図６と同様に乾燥空気を封入したケースで撮像素子５０１を囲むことで、結露の発生を抑止できる。このとき、ケースの底部は、撮像素子５０１と銅板７０５との間に挿入され、撮像素子５０１への入射光５７０が通過する領域には透明ガラスを有するものを用いることができる。また、ケースの底部にはヒートパイプ５１２が貫通できるように開口が形成され、ケースとヒートパイプ５１２の隙間は弾性体で封止される。
【００３９】
以上、本実施例の画像取得装置は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される銅板７０５、を含む伝熱抑制手段により、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１との間の伝熱による影響を抑制することができる。したがって、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１を各々所望の温度に管理できるので、高画質な画像を取得できる。また、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０の排熱を利用してレンズ４０１を加熱しているので、ヒータなどに較べて温調に使用する電力を削減できる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
４０ 対物レンズ
４０１ レンズ
５０１ 撮像素子
５０５ 制御部
５１０ ペルチェ素子
５１１ 金属ブロック
５１２ ヒートパイプ
５１３ 放熱フィン
５２０ 真空断熱材
６０２ 発熱ヒータ
６０３ ヒータ制御部
７０５ 銅板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得装置および画像取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病理学の分野等で、被検物を撮像することによりデジタル画像を画像取得装置で取得し、そのデジタル画像を高解像度で表示装置に表示する画像取得システムが注目されている。
【０００３】
画像取得装置では被検物を高解像度で高速に撮像することが求められており、そのためには、被検物のなるべく広い領域を高解像度で一度に撮像する必要がある。そこで、広視野かつ高解像度の対物レンズを用い、その視野内に撮像素子群を配置した画像取得装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
撮像素子は温度が高くなると暗電流によるノイズの影響を受け画像が劣化する傾向がある。したがって、高画質な画像を取得するには、撮像素子を冷却して使用することが重要となる。撮像素子の冷却手段としては、素子の裏面に熱電素子を配置する方法が知られており、例えばペルチェ素子を用いると０℃以下まで冷却することができる。一方、対物レンズなどの光学素子は、画像取得を行う環境の温度に合わせて（たとえば、室温に合わせて２０℃程度で）設計される。温度の異なる２つの部材が近接すると伝熱により影響し合うので、撮像素子と光学素子が近接する場合、光学素子の温度が設計値よりも大きく低下し、その結果、熱歪により光学性能が劣化し高解像度の画像が取得出来なくなる。
【０００５】
特許文献２には、発熱プレート上の検体を高温状態で観察する場合に、発熱プレートの熱が対物レンズに伝熱しないように、空気流を形成するプロテクターを対物レンズと発熱プレート間に配置する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−００３０１６号公報
【特許文献２】特登録０３０９６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載されているプロテクターには透明なガラスが用いられているため、輻射による伝熱を抑制できない。また、断熱効果を得るために多くの空気を流す必要があるので流路径が大きくなってしまい、対物レンズと検体を近接させることができないといった課題がある。よって、撮像素子と対物レンズとが近接した構成の画像取得装置において、特許文献２に記載のプロテクターを配置することは困難となる。
【０００８】
そこで、本発明の例示的な目的は、撮像素子と光学素子とが近接した構成において、撮像素子と光学素子との間の輻射及びその他の伝熱による影響を抑制し、高解像度の画像が取得できる画像取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての画像取得装置は、被検物を結像する結像光学系と、該結像光学系により結像された前記被検物を撮像する撮像素子を含む撮像部と、を備え、前記結像光学系と前記撮像部との間に配置される不透明部、を有する伝熱抑制手段を備えており、前記不透明部は、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に配置されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。
【発明の効果】
【００１１】
近接する撮像素子と光学素子との間の輻射及びその他の伝熱を抑制し、高解像度の画像が取得できる画像取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像取得システム１００の図である。
【図２】プレパラート３０の図である。
【図３】対物レンズ４０の図である。
【図４】撮像ユニット５０の図である。
【図５】実施例１を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【図６】実施例２を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【図７】実施例３を説明するための撮像ユニット周辺の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、画像取得システム１００の図である。図１に基づいて、本実施例の画像取得システム１００について説明する。画像取得システム１００は、被検物（プレパラート）の画像を取得し、その画像を表示するためのシステムである。
【００１５】
画像取得システム１００は、プレパラート３０を撮像する画像取得装置としての顕微鏡１と、顕微鏡１で取得したデジタル画像を表示する表示装置３を備える。
【００１６】
まず、顕微鏡１について説明する。
【００１７】
顕微鏡１は、プレパラート３０を照明する照明ユニット１０と、プレパラート３０を結像する対物レンズ４０と、プレパラート３０を撮像する撮像ユニット５０を有する。ステージ２０は、プレパラート３０を保持し移動させる部材である。
【００１８】
照明ユニット１０は、光源部（不図示）と、光源部からの光をプレパラート３０へ導く照明光学系（不図示）とを含む。光源部の光源としては、白色光源またはＬＥＤ光源などを用いることができる。本実施例における光源は、ＲＧＢの各波長を持つＬＥＤを備え、各波長の光が切り替え可能な構成としている。ここで、白色光源を用いる場合は、カラーフィルタとの組み合わせによりＲＧＢの各波長の光を生成する構成としてもよい。
【００１９】
ステージ２０は、プレパラート３０を保持する保持部（不図示）と、保持部をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ２２と、保持部をＺ方向に移動させるＺステージ２４とを含む。ここで、Ｚ方向は、対物レンズ４０の光軸方向に相当し、ＸＹ方向は、その光軸に垂直な方向に相当する。ＸＹステージ２２およびＺステージ２４には、照明ユニット１０からの光を通過させるための開口が設けられている。
【００２０】
図２（ａ）は、プレパラート３０の上面図、（ｂ）は断面図である。被検物の一例であるプレパラート３０は、図２に示したように、カバーガラス３０１と試料３０２とスライドガラス３０３で構成される。スライドガラス３０３上に配置された試料３０２（組織切片等の生体サンプルなど）は、カバーガラス３０１および接着剤３０４で密封されている。スライドガラス３０３上には、例えばスライドガラスの識別番号およびカバーガラスの厚さなどプレパラート３０（試料３０２）を管理するのに必要な情報が記録されたラベル（バーコード）３３３が貼付されていてもよい。なお、本実施例では、画像取得の対象となる被検物としてプレパラート３０を例示したが、例えば、外観検査（異物の付着、キズの検査等）を行う目的で、基板などを被検物としても良い。
【００２１】
図３は、対物レンズ４０の図である。対物レンズ４０は、プレパラート３０を所定の倍率で拡大して撮像ユニット５０の撮像面上に結像するための結像光学系である。具体的には、図３に示したように、対物レンズ４０は、レンズおよびミラーを含み、物体面Ａを撮像面Ｂ上に結像する。本実施例において、対物レンズ４０はプレパラート３０と撮像ユニット５０の撮像面とが光学的に共役となるように配置されており、物体面Ａ上の物体がプレパラート３０に相当し、撮像面Ｂは撮像ユニット５０の撮像部５５５（詳細は後述）の表面に相当する。対物レンズ４０の物体面側の開口数ＮＡは０．７以上が好ましい。また、対物レンズ４０は、物体面上の少なくとも１０ｍｍ×１０ｍｍの領域を一度に良好に結像することができるように構成されていることが好ましい。対物レンズ４０の光学設計は、画像取得が行われる環境の温度を参考にして行われる。たとえば、平均的な環境温度が２０℃のとき、２０℃を基準として設計される。この場合、光学性能が保障される対物レンズ４０の温度は１０℃〜３０℃程度であり、この温度範囲で画像取得を行うことが必要となる。
【００２２】
図４は、撮像ユニット５０の上面図である。撮像ユニット５０は、図４に示したように、２次元配列された複数の撮像素子５０１からなる撮像部５５５を含み、対物レンズ４０の像面のうちの領域Ｆを一度に撮像できる構成となっている。この撮像部５５５により、図３で示した撮像面Ｂを形成している。撮像素子５０１としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。撮像ユニット５０に搭載される撮像素子の数は、対物レンズ４０の像面の面積に応じて適宜決定される。撮像素子の配置も、対物レンズ４０の像面の形状や撮像素子の形状・構成などによって適宜決定される。本実施例では、説明を分かり易くするために、撮像部５５５としてＸ−Ｙ方向に５×４個のＣＭＯＳが並んでいるものを用いる。一般的な撮像ユニット５０では、複数の撮像素子５０１の各々において、撮像領域５４１の周囲に基盤面５４２が存在するため、撮像領域５４１どうしを隙間なく隣接して配置することは不可能である。そのため、撮像ユニット５０での１回の撮影で得られる画像は、撮像領域５４１どうしの隙間に対応する部分が抜け落ちたものとなってしまう。そこで本実施例の画像取得装置では、この撮像領域５４１どうしの隙間を埋めるため、ステージ２０を移動してプレパラート３０と撮像部５５５との相対位置を変更しながら撮像を複数回行うことで、抜けのない試料３０２の画像を取得する構成としている。この動作を高速に行うことにより、撮像に要する時間を短縮しつつ、広い領域の撮像を行うことができる。なお、撮像ユニット５０は、不図示の本体フレーム、あるいは、不図示の対物レンズ４０の鏡筒によって保持されている。
【００２３】
図１の説明に戻る。制御装置２は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクなどを含むコンピュータによって構成される。制御装置２は、撮像における制御を行うとともに、撮像したプレパラート３０の像のデータを処理することで、デジタル画像を作成する。具体的には、制御装置２は、ステージ２０をＸＹ方向に移動しながら複数回撮像した画像どうしの位置合わせを行い、それらの画像を接続し、隙間の無い試料３０２の画像を作成する。また、本実施例の画像取得装置では光源部からのＲＧＢの夫々の色ごとに試料３０２の像の撮像を行っているため、制御装置２でそれらの像のデータを合成することで試料３０２のカラー画像を作成する。
【００２４】
次に、撮像素子５０１の冷却手段について説明する。本発明に係る画像取得装置においては、熱電素子により撮像素子５０１を冷却することで、暗電流によるノイズを低減した高画質な画像を取得することができる。以下、図５を用いて具体的に説明する。
【００２５】
図５（ａ）は、図４のＢＢ断面図である。撮像素子５０１は、基板５０２を介して熱電素子であるペルチェ素子５１０と熱的に接続しており、ペルチェ素子５１０により冷却される。ペルチェ素子５１０は、基板５０２と熱伝導性の高い金属ブロック５１１（たとえば、銅、アルミやヒートパイプ）で挟まれた構成となっており、固定部材５０３（ネジなど）により強固に固定される。ペルチェ素子５１０は、低温側を基板５０２、高温側を金属ブロック５１１に取り付けられ、ペルチェ素子５１０と基板５０２及び、ペルチェ素子５１０と金属ブロック５１１の各接触面には、熱伝導性シートあるいは熱伝導性グリスが塗布される。保持部５０４は、金属ブロック５１１と定盤５６０を連結し撮像素子５０１を保持する。ヒートパイプ５１２は、金属ブロック５１１と放熱フィン５１３の間に設けられており、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０で発熱した熱を放熱フィン５１３に輸送し放熱する。放熱フィン５１３の冷却は、放熱する熱量、温度、設計スペースなどの条件に合わせて、自然対流方式、ファンを用いた強制対流方式、あるいは、水冷方式を適宜に選択すればよい。
【００２６】
また、ペルチェ素子５１０に印加する電流値は、撮像素子５０１が所望の管理温度Ｔ１になるように、温度センサ５１４に基づいて制御部５０５により制御される。管理温度Ｔ１は、撮像素子５０１の仕様によって適宜決められる値であり、本実施例では５℃程度である。なお、定盤５６０は、不図示の本体フレーム、あるいは、不図示の対物レンズ４０の鏡筒によって保持されている。なお、本実施例では、撮像素子５０１の冷却手段としてペルチェ素子５１０を用いているが、ヒートシンクやフィンを基板５０２に配置して水冷や空冷を用いて冷却してもよい。一方、対物レンズ４０は画像取得が行われる環境の温度Ｔ２（本実施例では２０℃程度）で光学設計される。したがって、撮像素子５０１と対物レンズ４０が近接している場合、対物レンズ４０の温度が下がり、熱歪や屈折率変化により光学性能が劣化する。そこで、本実施例では、撮像素子５０１への入射光５７０を遮らないように、撮像素子５０１と対物レンズ４０との間に伝熱抑制手段を配置する。その結果、撮像素子５０１と対物レンズ４０との間の伝熱を抑制し、各々を所望の温度であるＴ１及びＴ２に管理することができ、高画質な画像を取得できる。
【００２７】
以下、図５を用いて、本実施例の伝熱抑制手段について具体的に説明する。本実施例では、伝熱抑制手段として、不透明部である反射膜５２２を有する真空断熱材５２０を用いており、これにより輻射及びその他の伝熱を抑制することができる。真空断熱材５２０は、撮像素子５０１とレンズ４０１との間に配置されている。なお、レンズ４０１は、対物レンズ４０を構成するレンズのうち撮像素子５０１に最も近接するレンズである。真空断熱材５２０は、容器内に略真空の閉空間５２３を有する構成となっており、容器に透明な平板ガラス５２１ａ、５２１ｂ（厚さ数ｍｍ以下）を用いることで、撮像素子５０１への入射光を透過できるようにしている。真空の場合、熱伝導及び対流は生じないため、それらによる伝熱を防止することができる。また、閉空間５２３の厚み方向のサイズに下限はないので、真空断熱材５２０の厚みは、平板ガラス５２１ａ、５２１ｂの加工や強度などの制約から決まる。したがって、本実施例の真空断熱材５２０は、平板ガラス５２１ａ、５２１ｂの間に流体（空気、水など）を流す構成の断熱材よりも厚みを小さくできる利点がある。
【００２８】
なお、真空においても輻射による伝熱が発生する。よって、真空断熱材５２０を配置しても、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間で伝熱が生じてしまう。そこで本実施例では、真空断熱材５２０に不透明部として反射膜５２２を形成することで、輻射による伝熱を抑制している。反射膜５２２は、閉空間５２３の表面において、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域５２４以外に蒸着されている。反射膜５２２には輻射率の低い（０．５以下の）、不透明な材料が用いられているため、反射膜５２２が蒸着されている領域は、蒸着されていない有効領域５２４よりも輻射による伝熱量が小さい。よって、平板ガラス５２１ａから平板ガラス５２１ｂに流入する熱量を低減することができる。
【００２９】
また、平板ガラス５２１ａの下面において、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域５２４以外には、輻射率の高い（０．５以上の）光吸収膜５２５が形成されている。したがって、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１が反射膜５２２で反射して、撮像素子５０１に入射するのを抑制できる。なお、光吸収膜５２５は平板ガラス５２１ａの下面に限定されず、平板ガラス５２１ｂの上面や側面にも塗布されてもよい。
【００３０】
以上、本実施例の画像取得装置は、伝熱抑制手段として真空断熱材５２０を備えることで、近接した撮像素子５０１とレンズ４０１との間の伝熱を抑制することができ、各々を所望の温度に管理することができる。特に本実施例の伝熱抑制手段は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に不透明部である反射膜５２２を形成することで、輻射による伝熱を抑制できるので、高画質な画像を取得できる。
【実施例２】
【００３１】
以下、図６を参照して、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、上述した実施例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。図６（ａ）は図４のＢＢ断面図である。本実施例における伝熱抑制手段は、不透明部である発熱ヒータ６０２と、温度センサ６０１とヒータ制御部６０３で構成される。発熱ヒータ６０２には導電板、導電性膜や導線などの薄型ヒータを用いることができる。発熱ヒータ６０２は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に形成され、透明な平板ガラス６０４（厚み数ｍｍ）の下面に配置される。ここで、発熱ヒータ６０２は導電板等の不透明な部材で形成されているので、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間の輻射による伝熱を抑制することができる。
【００３２】
また、ヒータ制御部６０３によって発熱ヒータ６０２へ印加する電力を制御することにより、発熱ヒータ６０２の温度を制御することができる。このことにより、温度センサ６０１に基づいてレンズ４０１の温度を光学性能の保障される温度Ｔ２に保つことができるため、熱伝導及び対流によるレンズ４０１の温度低下を抑制することができる。なお、撮像素子５０１は、実施例１と同様にペルチェ素子５１０を用いて所望の温度Ｔ１に制御される。
【００３３】
ところで、撮像素子５０１の管理温度Ｔ１がレンズ４０１の管理温度Ｔ２より低い場合は、撮像素子５０１において結露が発生する恐れがある。しかし、本実施例においては、平板ガラス６０４と壁面６０５で形成されるケース６０６が、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０を取り囲み、その内部に乾燥空気６０８（露点が温度Ｔ１未満の空気）が封入されている。したがって、撮像素子５０１の管理温度Ｔ１が周辺空気の露点以下であったとしても結露が発生することはない。なお、ケース６０６は、撮像素子５０１に結露する恐れのない場合、すなわち撮像素子５０１の周辺空気の露点がＴ１未満の場合は取り外すことが可能である。また、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１の反射を抑制するために、発熱ヒータ６０２の表面には光吸収膜を形成してもよい。
【００３４】
以上、本実施例の画像取得装置は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される発熱ヒータ６０２、を含む伝熱抑制手段により、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１との間の伝熱による影響を抑制することができる。したがって、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１を各々所望の温度に管理することができるので、高画質な画像を取得できる。
【実施例３】
【００３５】
以下、図７を参照して、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、上述した実施例と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。図７（ａ）は図４のＢＢ断面図である。本実施例における伝熱抑制手段は、不透明部である銅板７０５を含み、ペルチェ素子５１０、金属ブロック５１１、ヒートパイプ５１２、放熱フィン５１３、温度センサ７０１、７０２、制御部７０３、放熱ファン７０４から構成される。銅板７０５は、撮像素子５０１とレンズ４０１との間で、熱伝導手段であるヒートパイプ５１２により保持されており、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域には開口７０６が形成されている。銅板７０５の下面には、撮像素子５０１に結像しない入射光５７１の反射を抑制するために光吸収膜が施されている。なお、銅板７０５は、銅に限らずアルミ板やヒートパイプなどの不透明で熱伝導性の良い部材であればよく、これにより、撮像素子５０１とそれに近接するレンズ４０１との間の輻射による伝熱を抑制することができる。
【００３６】
放熱ファン７０４は、強制対流により放熱フィン５１３を介してヒートパイプ５１２の放熱を促進する冷却機構である。放熱ファン７０４の回転数は、制御部７０３により、レンズ４０１と基板５０２に取り付けられた温度センサ７０１および７０２に基づいて制御される。なお、本実施例では、冷却機構として放熱ファン７０４による空冷を用いているが、制御部７０３により循環ポンプ内の冷媒の流量を制御する液冷を用いてもよい。さらに、温調機を併用することも可能であり、その場合、ファンあるいは循環ポンプは、温調された冷媒（空気、液体）を供給することにより放熱フィン５１３を冷却する。ヒートパイプ５１２は、ペルチェ素子５１０の高温側と接触している金属ブロック５１１と連結しており、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０で発生する熱を放熱フィン５１３に輸送し放熱する。本実施例では、ヒートパイプ５１２は、基板５０２を貫通して銅板７０５と熱的に接続しているので、基板５０２とは熱的に分離している。このとき、銅板７０５の温度はペルチェ素子５１０の高温側の温度Ｔ３と略同一になる。よって、銅板７０５の温度Ｔ３は放熱ファン７０４の回転数で制御することが可能であり、回転数を上げると温度Ｔ３は下がることになる。したがって、制御部７０３が温度センサ７０１に基づいて放熱ファン７０４の回転数を制御することにより、レンズ４０１が管理温度Ｔ２となるように銅板７０５の温度Ｔ３を制御できるため、熱伝導及び対流によるレンズ４０１の温度低下を抑制することができる。
【００３７】
また、撮像素子５０１の温度は、実施例１、２と同様にペルチェ素子５１０に印加する電流値により制御できる。すなわち、温度センサ７０２に基づいて撮像素子５０１が管理温度Ｔ１になるように、制御部７０３が電流値を制御する。
【００３８】
なお、管理温度Ｔ１、Ｔ２などの条件に応じては、撮像素子５０１に結露が生じる恐れがある。その場合は図６と同様に乾燥空気を封入したケースで撮像素子５０１を囲むことで、結露の発生を抑止できる。このとき、ケースの底部は、撮像素子５０１と銅板７０５との間に挿入され、撮像素子５０１への入射光５７０が通過する領域には透明ガラスを有するものを用いることができる。また、ケースの底部にはヒートパイプ５１２が貫通できるように開口が形成され、ケースとヒートパイプ５１２の隙間は弾性体で封止される。
【００３９】
以上、本実施例の画像取得装置は、撮像素子５０１への入射光が通過する有効領域以外に配置される銅板７０５、を含む伝熱抑制手段により、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１との間の伝熱による影響を抑制することができる。したがって、撮像素子５０１と近接するレンズ４０１を各々所望の温度に管理できるので、高画質な画像を取得できる。また、撮像素子５０１とペルチェ素子５１０の排熱を利用してレンズ４０１を加熱しているので、ヒータなどに較べて温調に使用する電力を削減できる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
４０ 対物レンズ
４０１ レンズ
５０１ 撮像素子
５０５ 制御部
５１０ ペルチェ素子
５１１ 金属ブロック
５１２ ヒートパイプ
５１３ 放熱フィン
５２０ 真空断熱材
６０２ 発熱ヒータ
６０３ ヒータ制御部
７０５ 銅板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を結像する結像光学系と、
該結像光学系により結像された前記被検物を撮像する撮像素子を含む撮像部と、
を備える画像取得装置において、
前記結像光学系と前記撮像部との間に配置される不透明部、を有する伝熱抑制手段を備えており、
前記不透明部は、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に配置される
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記撮像素子を冷却するための冷却手段と、該冷却手段に印加する電流を制御することにより前記撮像素子の温度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、前記撮像素子と熱的に接続された熱電素子からなることを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記撮像素子の温度を前記結像光学系の温度よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記伝熱抑制手段は、真空の閉空間を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記不透明部は、輻射率が０．５以下の反射膜であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項７】
前記伝熱抑制手段の表面において、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に、輻射率が０．５以上の光吸収膜を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項８】
前記不透明部はヒータであり、該ヒータに印加する電力を制御することにより該ヒータの温度を制御するヒータ制御部を有しており、該ヒータ制御部は前記ヒータの温度を制御することにより前記結像光学系の温度を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項９】
前記ヒータの表面に、輻射率が０．５以上の光吸収膜を有することを特徴とする請求項８に記載の画像取得装置。
【請求項１０】
前記熱電素子の熱を前記不透明部に伝導させる熱伝導手段と、
冷媒を供給することによって該熱伝導手段を冷却する冷却機構と、を備え、
前記制御部は、前記冷却機構が供給する冷媒の流量および温度の少なくともいずれか一方を制御して前記熱伝導手段の温度を制御することにより前記不透明部の温度を制御し、かつ前記不透明部の温度を制御することにより前記結像光学系の温度を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項１１】
前記撮像部は、複数の撮像素子を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項１２】
前記不透明部は、前記複数の撮像素子の夫々への入射光が通過する各有効領域同士の間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の画像取得装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像取得装置と、
該画像取得装置で取得された前記被検物の画像を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする画像取得システム。
【請求項１】
被検物を結像する結像光学系と、
該結像光学系により結像された前記被検物を撮像する撮像素子を含む撮像部と、
を備える画像取得装置において、
前記結像光学系と前記撮像部との間に配置される不透明部、を有する伝熱抑制手段を備えており、
前記不透明部は、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に配置される
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記撮像素子を冷却するための冷却手段と、該冷却手段に印加する電流を制御することにより前記撮像素子の温度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、前記撮像素子と熱的に接続された熱電素子からなることを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記撮像素子の温度を前記結像光学系の温度よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記伝熱抑制手段は、真空の閉空間を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記不透明部は、輻射率が０．５以下の反射膜であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項７】
前記伝熱抑制手段の表面において、前記撮像素子への入射光が通過する有効領域以外に、輻射率が０．５以上の光吸収膜を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項８】
前記不透明部はヒータであり、該ヒータに印加する電力を制御することにより該ヒータの温度を制御するヒータ制御部を有しており、該ヒータ制御部は前記ヒータの温度を制御することにより前記結像光学系の温度を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項９】
前記ヒータの表面に、輻射率が０．５以上の光吸収膜を有することを特徴とする請求項８に記載の画像取得装置。
【請求項１０】
前記熱電素子の熱を前記不透明部に伝導させる熱伝導手段と、
冷媒を供給することによって該熱伝導手段を冷却する冷却機構と、を備え、
前記制御部は、前記冷却機構が供給する冷媒の流量および温度の少なくともいずれか一方を制御して前記熱伝導手段の温度を制御することにより前記不透明部の温度を制御し、かつ前記不透明部の温度を制御することにより前記結像光学系の温度を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項１１】
前記撮像部は、複数の撮像素子を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像取得装置。
【請求項１２】
前記不透明部は、前記複数の撮像素子の夫々への入射光が通過する各有効領域同士の間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の画像取得装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像取得装置と、
該画像取得装置で取得された前記被検物の画像を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする画像取得システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３７０３３（Ｐ２０１３−３７０３３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０２８９（Ｐ２０１１−１７０２８９）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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