モバイル顕微鏡システム

概要

従来の台に置かれた光学顕微鏡には、 ステージに載せられないような大きなものや分解できないものを観察できないという欠点がある。 そこで、それを解決する「モバイル顕微鏡」のコンセプトを提案する。 これは、手で顕微鏡本体を持ち、対象へ向けるという観察スタイルを採用する。 これにより、手の届く範囲ならどこでも観察できるという大きなメリットが生まれる。

モバイル顕微鏡の実現のためには手ブレの影響の除去が不可欠である。 そのために、ビジュアルフィードバックを用い画像安定化手法を提案した。 撮像面を光学軸に対して傾けた高速ビジョンにより、顕微鏡と対象の3次元相対位置を計測する。 そして、その相対位置を一定に保つように、顕微鏡システムをフィードバック制御する、という手法である。

我々は、この手法を実装したシステムを試作した。 相対位置を保つためのアクチュエータは、顕微鏡内部にではなく対象の置かれたステージに装備した。 顕微鏡観察実験を行った結果、このシステムによって顕微鏡画像を安定化できた。

キーワード: 顕微鏡, 画像安定化, ビジュアルフィードバック

図1：モバイル顕微鏡コンセプト

図2：試作システムのダイアグラム

図3：観察実験結果

動画

試作システムにおいて観察実験を行った際のビデオである。 画像安定化の制御によって手ブレがキャンセルされ、安定な画像が得られた。

参考文献

1. 石川貴彦, 奥寛雅, 石川正俊：モバイル顕微鏡の実現に向けた単眼高速ビジョンによる画像安定化手法， 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2007(ROBOMEC 2007) (秋田，2007.5.12)／講演論文集， 1A2-N01[PDF(904KB)]
2. 石川貴彦, 奥寛雅, 石川正俊:単眼高速ビジョンを用いた画像安定化機能を備えるモバイル顕微鏡の基礎検討，第13回 画像センシングシンポジウム (SSII 2007) (パシフィコ横浜，2007.6.8) / 講演論文集，IN4-21．[PDF]
3. Takahiko Ishikawa, Hiromasa Oku, Masatoshi Ishikawa : Mobile microscope: A new concept for hand-held microscopes with image stabilization, 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2008) (Pasadena, 2008.5.23) / Conference Proceedings, pp.3130-3134 [PDF]^*IEEE