特許 6248491 撮像装置の制御装置、撮像装置、撮像方法、撮像プログラム、記憶媒体、及び顕微鏡装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248491

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】撮像装置の制御装置、撮像装置、撮像方法、撮像プログラム、記憶媒体、及び顕微鏡装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/238 20060101AFI20171211BHJP

   H04N 5/235 20060101ALI20171211BHJP

   H04N 5/353 20110101ALI20171211BHJP

   G03B 7/093 20060101ALI20171211BHJP

   G03B 15/05 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/238

   H04N5/235 400

   H04N5/235 300

   H04N5/353 200

   G03B7/093

   G03B15/05

【請求項の数】16

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-191443(P2013-191443)

(22)【出願日】2013年9月17日

(65)【公開番号】特開2015-61090(P2015-61090A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100134692

【弁理士】

【氏名又は名称】川村 武

(72)【発明者】

【氏名】高橋 秀夫

【審査官】 高野 美帆子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６２２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０８１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５０１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９４８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４６６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

Ｇ０３Ｂ ７／０９３

Ｇ０３Ｂ １５／０５

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとに電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部と、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第１照明制御部と、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第２照明制御部と、
前記第１照明制御部による制御から前記第２照明制御部による制御に切り替わった際、前記第１照明制御部による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記第２照明制御部による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正部と、
を備える撮像装置の制御装置。

【請求項2】

前記第１照明制御部は、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差ａに対して前記期間ｔがｔ≦ｎａ（ｎ≧１）の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ
前記第２照明制御部は、前記期間ｔがｔ＞ｎａ（ｎ≧１）の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項１記載の撮像装置の制御装置。

【請求項3】

前記明るさ補正部は、前記ローリングシャッタ制御部による前記期間ｔを延長するとともに、前記照明光の照射時間を延長する照射時間調整部を含む請求項１または請求項２記載の撮像装置の制御装置。

【請求項4】

前記明るさ補正部は、前記イメージセンサの出力信号を増幅するゲイン調整部を含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置の制御装置。

【請求項5】

前記明るさ補正部は、前記照明光の光量を調整する光量調整部を含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置の制御装置。

【請求項6】

前記明るさ補正部は、異なる補正処理を備えるとともに、前記イメージセンサによる撮像の用途に応じて前記補正処理を切り替える切替部を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置の制御装置。

【請求項7】

前記撮像の用途は、画像を保存する用途と、被写体を観察する用途と、を含む請求項６記載の撮像装置の制御装置。

【請求項8】

前記第１照明制御部は、前記期間ｔがｔ≦ａの場合に前記全期間にわたって前記照明光を照射させ、
前記第２照明制御部は、前記期間ｔがｔ＞ａの場合に前記重複期間だけ前記照明光を照射させる請求項２記載の撮像装置の制御装置。

【請求項9】

前記第１照明制御部は、前記期間ｔがｔ≦２ａの場合に前記全期間にわたって前記照明光を照射させ、
前記第２照明制御部は、前記期間ｔがｔ＞２ａの場合に前記重複期間だけ前記照明光を照射させる請求項２記載の撮像装置の制御装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項の制御装置を備える撮像装置。

【請求項11】

複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の撮像方法であって、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させることと、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させることと、
前記全期間にわたる照明光の照射から前記重複期間だけの照明光の照射に切り替わった際、前記全期間にわたる照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記重複期間だけの照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正することと、を含む撮像方法。

【請求項12】

前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差ａに対して前記期間ｔがｔ≦ｎａ（ｎ≧１）の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ
前記期間ｔがｔ＞ｎａ（ｎ≧１）の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項１１記載の撮像方法。

【請求項13】

複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の制御装置に、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第１照明処理と、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第２照明処理と、
前記第１照明処理から前記第２照明処理に切り替わった際、前記第１照明処理に照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記第２照明処理による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラム。

【請求項14】

前記第１照明処理は、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差ａに対して前記期間ｔがｔ≦ｎａ（ｎ≧１）の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ
前記第２照明処理は、前記期間ｔがｔ＞ｎａ（ｎ≧１）の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項１３記載の撮像プログラム。

【請求項15】

請求項１３または請求項１４に記載の撮像プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体。

【請求項16】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置の制御装置を搭載した顕微鏡装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置の制御装置、撮像装置、撮像方法、撮像プログラム、記憶媒体、及び顕微鏡装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の撮像装置では、消費電力が少なく、ローリングシャッタ方式で高速駆動が可能なＣＭＯＳ型のイメージセンサが多く用いられている。このイメージセンサは、二次元に配列された多数の画素（光電変換素子）を有し、ＭＯＳトランジスタ回路を信号読出回路として用いている。また、ローリングシャッタ方式は、イメージセンサの水平方向に並ぶ画素行ごとに順次時間をずらして露光して信号読み出しを行う駆動方式である（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第７６６７７４０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ローリングシャッタ方式を用いる場合、先頭画素行から最終画素行にかけて露光する（電荷蓄積）のタイミングが画素行ごとに異なる。そのため、移動する被写体や変化する被写体を撮像する場合、像のゆがみが生じてしまう。従って、被写体に照明しながら撮像する場合、先頭画素行と最終画素行との重複する期間にのみ照明光を照射させ、像のゆがみを解消することが提案されている。

【0005】

しかしながら、各画素行の露光時間が短いと重複する期間がないため、先頭画素行から最終画素行にわたる全期間で照明光を照射させて対応せざるを得ない。例えば、顕微鏡にローリングシャッタ方式のカメラを接続して使用する場合、観察する対象を光学系に対して水平方向および垂直方向に移動させて位置を調整する。このとき、カメラを通して撮影したライブ画像を見ながら観察位置の調整を行うので、低フレームレートだと微調整が困難であり、高フレームレートで撮像する必要がある。フレームレートは露光時間の長さによって変化し、高フレームレートを得るためには露光時間を短くしなければならない。そのため、利用者は、重複期間の有り無しによって、２つの異なる照明方法を切り替えて使用することが行われている。また、生物標本を観察する場合、詳細な観察を行う本観察の前に、観察位置を検索するための予備観察を行うとき、露光時間が長いと生物標本が劣化することが予想される。そのため、予備観察時には露光時間が短い方が好ましい。このように、露光時間が短く、重複期間がない場合と、露光時間が比較的長く、重複期間がある場合とで照明方法が異なっている。従って、使用者が、撮像に際して画像の明るさを調整する場合、短い露光時間から徐々に長く調整したとき、照明光の照射期間が全期間から重複期間に切り替わる時に一旦暗くなるため、明るさの変化が不連続となり、調整しづらいといった問題がある。

【0006】

本発明の第１の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとに電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部と、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第１照明制御部と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第２照明制御部と、第１照明制御部による制御から第２照明制御部による制御に切り替わった際、第１照明制御部による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと第２照明制御部による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正部と、を備える撮像装置の制御装置が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第２の態様によれば、上記した第１の態様の制御装置を備える撮像装置が提供される。

【0008】

本発明の第３の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の撮像方法であって、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させることと、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させることと、全期間にわたる照明光の照射から重複期間だけの照明光の照射に切り替わった際、全期間にわたる照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと重複期間だけの照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正することと、を含む。

【0009】

本発明の第４の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の制御装置に、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第１照明処理と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第２照明処理と、第１照明処理から第２照明処理に切り替わった際、第１照明処理に照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと、第２照明処理による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラムが提供される。

【0010】

本発明の第４の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間ｔを制御するローリングシャッタ駆動部を備える撮像装置の制御装置に、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第１照明処理と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第２照明処理と、第１照明処理から第２照明処理に切り替わった際、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラムが提供される。

【0011】

本発明の第５の態様によれば、上記した第４の態様の撮像プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体が提供される。

【0012】

本発明の第６の態様によれば、上記した第１の態様の撮像装置の制御装置を搭載した顕微鏡装置が提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明の態様によれば、イメージセンサの露光時間を変化させた場合でも、明るさの変化に違和感のない画像の取得が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】制御装置を含む撮像装置の実施形態の一例を示す機能ブロック構成図である。

【図2】明るさ補正部を説明する機能ブロック図である。

【図3】イメージセンサのローリングシャッタ方式を説明する図である。

【図4】同時露光モードを説明する図である。

【図5】（ａ）は期間ｔと時間差ａとが等しいときの全ライン露光モードを説明する図、（ｂ）は期間ｔ＜時間差ａのときの全ライン露光モードを説明する図である。

【図6】明るさ補正部による補正処理の概要を説明する図である。

【図7】明るさ補正部による補正処理Ａを説明する図である。

【図8】明るさ補正部による補正処理Ｂを説明する図である。

【図9】明るさ補正部による補正処理Ｃを説明する図である。

【図10】補正処理Ａ〜Ｃの特徴を表した図である。

【図11】実施形態に係る撮像方法の一例を行う手順を示すフローチャートである。

【図12】図１１に示す全ライン露光モードに対応する処理手順を示すフローチャートである。

【図13】図１１に示す同時露光モードに対応する処理手順を示すフローチャートである。

【図14】全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングの他の例を示す図である。

【図15】実施形態に係る顕微鏡装置の一例を示す機能ブロック構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、実施形態について図面を参照しながら説明するが、この実施形態に限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図１５では、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。

【0016】

＜撮像装置＞
図１は、実施形態に係る制御装置を含む撮像装置の一例を示す機能ブロック構成図である。撮像装置１は、図１に示すように、撮像部１０と、制御装置３０とを有している。撮像部１０は、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ１２と、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）回路１３と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１７と、撮影レンズ１９と、レンズ駆動部２１と、を備えている。イメージセンサ１２は、例えば、信号読出回路としてＣＭＯＳトランジスタを用いたＣＭＯＳ型のイメージセンサが用いられる。ＣＭＯＳトランジスタとしては、ｎＭＯＳトランジスタやｐＭＯＳトランジスタが用いられる。イメージセンサ１２は、半導体基板に多数の画素（光電変換素子）が二次元格子状に配列されて形成される。

【0017】

イメージセンサ１２の水平方向（横方向）または垂直方向（縦方向）に並んだ各画素は、画素行単位または画素列単位で、後述するＴＧ１７からのタイミングパルス信号により駆動される。すなわち、各画素行における電荷蓄積開始時（以下では適宜、露光開始、電子シャッタ開という用語を用いている。）から電荷蓄積終了時（以下では適宜、露光終了、電子シャッタ閉という用語を用いている。）までの電子シャッタの開／閉のタイミング等が制御される。なお、画素行は、ラインとして表現する。

【0018】

ＡＦＥ回路１３は、イメージセンサ１２からの出力に対してアナログ信号処理を行う回路である。このＡＦＥ１３は、相関二重サンプリング処理や、画像信号のゲインの調整処理などが行われ、処理したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行う。ＡＦＥ回路１３から出力したデジタルの撮像画像信号は、後述する制御装置３０の画像入力部３９に入力される。

【0019】

ＴＧ１７は、後述する制御装置３０のＣＰＵ３１からの指示によりイメージセンサ１２を駆動するためのパルス信号を生成する。このＣＰＵ３１とＴＧ１７とにより、イメージセンサ１２をローリングシャッタ方式で駆動させるローリングシャッタ駆動部１５が形成される。

【0020】

撮像レンズ１９は、被写体である観察標本Ｐの像を取り込んでイメージセンサ１２の撮像面に結像させるものであり、鏡筒内に複数のレンズを有している。撮像レンズ１９の鏡筒内には、観察標本Ｐの撮像倍率を調整するズームレンズと、観察標本Ｐに対して焦点を合わせるフォーカスレンズとを含む複数のレンズ群が配置される。なお、図１では、レンズ群を収容した鏡筒を表している。観察標本Ｐは、静物を図示しているが、静物以外に動きのある動物や魚などであってもよい。例えば、スタジオ内での撮影時には、これらの観察標本Ｐ（人物、動物、魚など任意物）を、照明部２３で照明し、撮影レンズ１９を介してその反射光等をイメージセンサ１２が取り込む。

【0021】

レンズ駆動部２１は、撮像レンズ１９の鏡筒内でズームレンズやフォーカスレンズのレンズ位置を移動させる不図示のモータ等を有している。レンズ駆動部２１は、後述する制御装置３０のＡＦ調整部３５からの指示に応じて光軸方向にフォーカスレンズの１つまたは複数を移動させる。

【0022】

制御装置３０は、図１に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理部）３１と、メインメモリ（ワークメモリ）３３と、ＡＦ（自動焦点）調整部３５と、記憶装置制御部３７と、画像入力部３９と、補正部４１と、表示制御部５０と、を備えている。これらＣＰＵ３１等は、バス４７により相互に接続されている。

【0023】

ＣＰＵ３１は、メインメモリ３３または不図示のハードディスク等に格納された撮像プログラムを読み出し、メインメモリ３３を用いて各種処理を行う。ＣＰＵ３１は、各種処理を行った後に適宜ＡＦ調整部３５等の各部に制御指示を出力する。なお、撮像プログラムが光ディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等の記憶媒体に格納されている場合は、不図示の入出力（ＩО）デバイスを介して読み込み、その撮像プログラムを実行する。

【0024】

メインメモリ３３は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどが用いられる。メインメモリ３３は、イメージセンサ１２によって撮像された画像データ等を記憶する。また、メインメモリ３３は、例えば、ＣＰＵ３１によって実行される画像処理の前工程や後工程での画像データなどを一時的に記憶する。

【0025】

ＡＦ調整部３５は、ＣＰＵ３１からの指示に基づいて、レンズ駆動部２１に焦点合わせ指示を出力する。焦点合わせ指示を受けたレンズ駆動部２１は、撮影レンズ１９のフォーカスレンズを移動させてその位置を調整し、撮影レンズ１９の焦点位置に観察標本Ｐを合わせ込む。なお、焦点合わせをＡＦ調整部３５によって自動で行うことに限定されず、使用者が撮影レンズ１９のフォーカスレンズを手動で操作してもよい。また、撮影レンズ１９による観察標本Ｐの撮像倍率は、不図示のズームボタン等により操作するか、手動により撮影レンズ１９のズームレンズを操作して調整する。

【0026】

記憶装置制御部３７は、ハードディスク等の外部記憶装置４９が接続される。記憶装置制御部３７は、使用者から保存指示が入力されると、ＣＰＵ３１からの保存指示に基づいて、観察標本Ｐの撮像画像を外部記憶装置４９に保存する。

【0027】

画像入力部３９は、ＡＦＥ回路１３から出力される画像信号を取り込む。取り込んだ画像信号は、所定の処理プログラムに基づいてＣＰＵ３１によって処理される。ＣＰＵ３１は、１フレーム分のデジタル画像信号に対して、例えば、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整などを施す。なお、ＣＰＵ３１は、処理された画像データに基づいて、この画像に含まれる高周波成分やコントラスト等を判断し、ＡＦ調整部３５に制御指示を出力する。ＡＦ調整部３５は、上述したように、この制御指示に基づいて撮影レンズ１９の焦点位置に観察標本Ｐを合わせる。

【0028】

補正部４１は、第１照明制御部４２と、第２照明制御部４３と、明るさ補正制御部４４とを備える。補正部４１は、ＣＰＵ３１が撮像プログラムを実行することにより実現する。ただし、補正部４１は、ソフトウェアの実行により実現することに代えて、電子回路等のハードウェアとして実現させてもよい。第１照明制御部４２は、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部２３から照明光を観察標本Ｐに照射させる制御（以下、全ライン露光モードという。）を行う。第２照明制御部４３は、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部２３から照明光を観察標本Ｐに照射させる制御（以下、同時露光モードという。）を行う。

【0029】

図２は、明るさ補正部４４を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、明るさ補正部４４は、照射時間調整部４４ａと、ゲイン調整部４４ｂと、光量調節部４４ｃとを有する。本実施形態では、この明るさ補正部４４は、同時露光モードの際に実行させるように制御される。すなわち、ＣＰＵ３１は、第２照明制御部４３が制御を行っている場合に、補正部４１に対して明るさ補正部４４の照射時間調整部４４ａ等のいずれかを実行させる。

【0030】

照射時間調整部４４ａは、照明部２３による照明光の照射時間を調整するとともに、この照射時間と同期させて、同時露光モードでの重複期間を調整するようにＴＧ１７への出力調整を行う。ゲイン調整部４４ｂは、イメージセンサ１２から出力される画像信号に対して、ＡＦＥ回路１３のゲイン制御を行う。光量調節部４４ｃは、照明部２３による照明光の光量（強度）を調節する。

【0031】

補正部４１は、明るさ補正部４４の照射時間調整部４４ａ、ゲイン調整部４４ｂ、及び光量調節部４４ｃを切り替えるための不図示の切替部を備えている。ＣＰＵ３１は、補正部４１の切替部に対して、明るさ補正部４４の照射時間調整部４４ａ等のいずれかを切り替える指示を行う。切替部は、この指示に基づいて照射時間調整部４４ａ等のいずれかを切り替えて実行させる。なお、切替部への指示は、撮影するモード（例えば、保存用の撮影や、ライブ観察用の撮影など）に合わせて自動で行う場合の他に、使用者が手動で切替指示を行うものでもよい。

【0032】

図１に戻り、表示制御部５０は、液晶表示装置等のモニタ５１が接続される。表示制御部５０は、ＣＰＵ３１からの表示指示に応じて、イメージセンサ１２から取り込まれた観察標本Ｐの画像（静止画または動画）をモニタ５１に表示する。使用者は、この画像を見ながら、各種操作を行うことができる。なお、表示制御部５０は、例えば、画像処理を専用に行うＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）をＣＰＵ３１とは別に備えてもよい。このＤＳＰは、バス４７に接続される。ＤＳＰが用いられることにより、ＣＰＵ３１の負担軽減を図ることができる。

【0033】

入力装置４５は、制御装置３０のバス４７に接続されており、使用者からの各種入力指示を取り込む。入力装置４５としては、例えば、キーボードや、マウス等のポインティングデバイス、タッチパネル、ジョイスティックなどがある。なお、タッチパネルは、モニタ５１上に形成され、表示された画面上をタッチ操作して入力を行う。また、入力装置４５としては、マイクによって使用者の指示が入力され、この音声データを音声認識させることで各種指示が入力されるものでもよい。

【0034】

使用者からの指示としては、ｔ入力指示や、用途入力指示、画像保存指示などがある。ｔ入力指示は、露光開始（電子シャッタ開）から露光終了（電子シャッタ閉）までの期間ｔを設定する。用途入力指示は、例えば、静止画撮影、動画撮影、撮像倍率やフォーカス調整のためのライブ観察など、各種撮影モードを設定する。画像保存指示は、撮像部１０で撮像した観察標本Ｐの画像を外部記憶装置４９に保存させる。

【0035】

照明部２３は、不図示の電源に接続され、補正部４１からの照明指示により観察標本Ｐに向けて照明光を照射する。照明部２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源やレーザ光源を用いた照明の他に、各種光源が用いられてもよい。ＬＥＤ光源やレーザ光源によれば、照明光の照射時間や照明光の強度を細かく制御可能である。なお、その他の光源が用いられる場合は、液晶装置等のライトバルブを用いて照射時間や強度を制御してもよい。

【0036】

図１では、撮像部１０と制御装置３０とを別の装置として表しているが、これらが一体となったデジタルカメラの構成が採用されてもよい。この場合、モニタ５１は、カメラ本体の背面やバリアングル構成の液晶表示部が該当する。また、照明部２３は、図１では撮像部１０等と別体として表しているが、カメラ本体に付属または内蔵したものでもよい。また、モニタ５１は、表示制御部５０に有線で接続されることに限定されず、無線により接続されてもよい。

【0037】

図３は、イメージセンサ１２のローリングシャッタ方式を説明する図である。図３に示すように、イメージセンサ１２は、画素が二次元格子状に配置されており、水平方向（横方向）の画素行ごとに順に駆動制御される。なお、各画素行は、電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの露光時間（電荷蓄積時間）を期間ｔに設定されている。まず、第１画素行（先頭画素行）の各画素について同時に露光開始する。次に、第１画素行の露光開始から若干時間をずらして第２画素行の各画素について同時に露光を開始する。以下、順に画素行ごとに時間をずらしながら露光を開始する。

【0038】

画素行における各画素は、それぞれ期間ｔのうち所要時間だけ露光され、露光が終了した画素行から順に、信号読出回路により、検出信号がイメージセンサ１２の外部に読み出される。図３は、各画素行の、露光開始（電子シャッタ開、電荷蓄積開始）から露光終了（電子シャッタ閉、電荷蓄積終了）までの時間のずれを示している。

【0039】

各画素行間の露光開始タイミングのずれを、例えば１０μｓｅｃとし、画素行数を１０００とすると、先頭画素行と最終画素行との間には１０ｍｓｅｃの時間差ａが生じてしまう。この結果、高速に移動する物体をローリングシャッタで撮像すると、先頭画素行の撮像画像と最終画素行の撮像画像とで同時性が確保できず、画像が斜め方向に歪んでしまうことになる。従って、図３に示すように、全画素行が同時に電子シャッタ開となっている重複期間だけ観察標本Ｐに照明光を照射することにより、全画素行に対して撮像画像の同時性を確保することが可能となる。なお、全画素行が同時に電子シャッタ開となる重複期間は、期間ｔ−時間差ａとなる。

【0040】

本明細書において、先頭画素行及び最終画素行は、イメージセンサ１２の受光面（有効画素領域）の全面を撮像領域として使用する場合、受光面全面における先頭画素行及び最終画素行を指すものである。ただし、イメージセンサ１２の受光面全面ではなく、受光面の一部（例えば中央領域）だけを撮像領域として使用する場合には、その受光面の一部における先頭画素行及び最終画素行を指すものである。同様に、上記した時間差ａについても、イメージセンサ１２の受光面全面を使う撮像時と、一部だけ使う撮像時とで異なる値となる。

【0041】

尚、この時間差aは、イメージセンサ１２の種類によって決定されるものである。例えば時間差aは、イメージセンサの画素行の行数と、第１の画素行と第１の画素行の次の行である第２の画素行との露光開始時間の差で決定されるものである。したがって、２つのイメージセンサを比較した場合、両者の露光開始時間の差が同じである場合、画素行の少ないイメージセンサの方が時間差aは短くなる。本実施例において、時間差aは予め記憶部に記憶するか、または使用者が使用するイメージセンサで定められている時間差aを入力するなどの手段をとる。

【0042】

図４は、上記した重複期間において照明光を照射させることにより、全画素行に対して撮像画像の同時性を確保した状態を示している。すなわち、重複期間において照明光を照射する同時露光モードにより観察標本Ｐを撮像した状態を示している。なお、同時露光モード（第２照明処理）は、補正部４１の第２照明制御部４３によって制御される。この同時露光モードにより、先頭画素行から最終画素行まで、同時に観察標本Ｐを撮像することになり、撮像画像の同時性が確保される。

【0043】

ただし、同時露光モードで撮像できるのは、図４に示すように、各画素行における電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの期間ｔが、先頭画素行と最終画素行との時間差ａよりも長い場合に限られる。つまり、期間ｔ≦時間差ａの場合には、全画素行で同時刻に露光時間が重複している期間はない。

【0044】

図５（ａ）は、期間ｔと時間差ａとがｔ＝ａの場合を示している。図５（ａ）に示すように、画素行の重複期間がないので、先頭画素行の電子シャッタ開のタイミングから最終画素行の電子シャッタ閉のタイミングまで、照明光を照射して観察標本Ｐを撮像している。すなわち、補正部４１の第１照明制御部４２によって制御された全ライン露光モードで観察標本Ｐを撮像する（第１照明処理）。これにより、先頭画素行から最終画素行まで、各画素行は、期間ｔにわたって照明光が照射され、各画素行における電荷蓄積時間に差が生じないようにしている。

【0045】

また、図５（ｂ）は、期間ｔ＜時間差ａの場合を示している。図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）と同様、画素行の重複期間がないので、第１照明制御部４２によって制御された全ライン露光モードにより観察標本Ｐを撮像する。

【0046】

観察標本Ｐを撮像する場合、使用者は露光時間を変えながら最適な露光時間を設定するといった手順を行う。この場合、例えば、図５（ｂ）に示すような露光時間が短い設定であれば、全ライン露光モードにより観察標本Ｐが照明されているので、露光時間を順に長くした場合、当初は次第に明るい画像が取得される。ただし、さらに露光時間を長くしていくと、期間ｔが時間差ａより長くなった時点、すなわち図５（ａ）に示す状態を超えた時点で同時露光モードに移行し、全画素行の重複期間だけに照明光を照射するモードに切り替わる。

【0047】

図６では、電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの期間ｔ、すなわち露光時間を変化した場合の画像の明るさの変化を示している。図６では、横軸が期間ｔであり、縦軸が画像の明るさを示している。図６に示すように、期間ｔが０の状態から順次期間ｔを長くすると、全ライン露光モード中においては順次画像の明るさが増加する。ただし、期間ｔが時間差ａを超えた段階で全ライン露光モードから同時露光モードに切り替わるため、一旦画像の明るさが０となり、さらに露光時間を長くすると、再度０から画像の明るさが増加する。

【0048】

全ライン露光モードでは、全ての画素行が期間ｔにおいて照明光を受けているのに対し、同時露光モードでは、期間ｔの一部（ｔ−ａの期間）において照明光を受けた状態となっている。すなわち、全ライン露光モードと同時露光モードとでは、露光時間である期間ｔに対して照明光の照射時間が異なる。これによって、画像明るさに不連続（ｔ＝ａでの段差）が生じている。

【0049】

このように、露光時間を徐々に長くしても、一旦画像が暗くなって、そこから再度画像が順次明るくなるといった事態が生じている。ところで、使用者は、撮影レンズ１９の視野内に観察標本Ｐを合わせ、露光時間（期間ｔ）を０から徐々に増加させ、あるいは逆に最大露光量から徐々に短くなるように指示入力することで、撮像する画像の明るさが最適な明るさとなるようにモニタ５１を見ながら最適な露光時間を探すことが通常である。その際、露光量の調整時に画像の明るさがシームレスに変化しないと、違和感を生じさせるだけでなく、調整しづらいといった不都合を伴う。また、図６に示すように、同じ露光量（画像の明るさ）でありながら、全ライン露光モード及び同時露光モードの２つのモードが存在するため、ある露光量を設定した場合に、制御装置３０はいずれのモードを選択すべきか判断できなくなる可能性がある。

【0050】

本実施形態では、図６に示すように、同時露光モードで撮像する際、画像の明るさが明るくなるように、明るさ補正部４４によって補正することで、画像の明るさの不連続を補正する。なお、図６では、全ライン露光モードと同時露光モードとで、画像の明るさの変化が同一の傾きとなるように補正しているが、これに限定されず、異なる傾きとなるように、同時露光モードでの画像の明るさを補正するものでもよい。また、補正した同時露光モードの画像の明るさは、直線状の傾きを有することに限定されず、曲線状に変化するものでもよい。また、期間ｔが時間差ａを超えた段階で全ライン露光モードから同時露光モードに切り替わるが、切り替わった直後の同時露光モードの画像の明るさは、切り替わる直前の全ライン露光モードで取得した画像の明るさと完全に一致させることは必須ではなく、取得画像をモニタへ表示した際、違和感のない程度に近似していればよい。モニタの画像表示性能、設定の差異によっても近似の程度を変更してもよい。

【0051】

明るさ補正部４４が行う補正処理の例として、補正処理Ａ、補正処理Ｂ、補正処理Ｃの３つについて説明する。ただし、明るさ補正部４４が行う補正処理は、この３つに限定されるものではない。補正処理Ａ〜Ｃの切り替えは、上述したように、補正部４１の切替部が行う。

【0052】

〔補正処理Ａ〕
図７は、明るさ補正部４４の照射時間調整部４４ａによる補正処理Ａを説明する図である。図６で説明したように、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさが不連続となるのは、同時露光モードで、期間ｔよりも実際の露光期間がｔ−ａと短くなることが理由である点を説明した。そこで、補正処理Ａでは、使用者がｔ＞ａとなる期間ｔを指示したとき、照射時間調整部４４ａが、上記のｔ−ａの期間を延長して照明光が観察標本Ｐを照明し、かつその延長した期間において各画素が電荷を蓄積させるように制御する。なお、補正処理Ａでは、照射光の強さは全ライン露光モードと同じ強さであり、照明時間（照射時間）を延長する。

【0053】

補正処理Ａが選択されると、照射時間調整部４４ａは期間ｔを延長し、図７に示すように、最終画素行の露光開始のタイミングから先頭画素行の露光終了のタイミングまでの期間にわたって照明光を観察標本Ｐに照射する。図７では、延長時間として時間差ａと同様の期間ａを採用している。時間差ａの分を延長させることにより、各画素行はｔ＋ａの期間で電荷蓄積を行うが、その期間のうち期間ｔで照明光の照射を受けるため、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。すなわち、同時露光モードにおける実際の露光期間は、（ｔ＋ａ）−ａ＝ｔとなり、ｔ＝ａにおける画像明るさの段差（不連続）はなくなる。

【0054】

補正処理Ａでは、照射時間調整部４４ａを有する補正部４４が、撮像部１０のＴＧ１７に制御指令を出力し、ＣＰＵ３１が指示した期間ｔに対して期間ａを加算することで各画素行の電荷蓄積時間の延長を行う。同時に、補正部４４は、照明部２３を、期間ｔに対して期間ａを加算して照明光を照射するよう制御する。なお、ＣＰＵ３１が補正部４４の処理機能を内蔵し、ｔ＋ａの期間をＴＧ１７に直接指示するものでもよい。

【0055】

なお、照射時間調整部４４ａにより延長する期間としてはａに限定するものではなく、時間差ａより短くまたは長く設定してもよい。ただし、延長する期間が時間差ａより短いまたは長いと、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。

【0056】

〔補正処理Ｂ〕
図８は、明るさ補正部４４のゲイン調整部４４ｂによる補正処理Ｂを説明する図である。図６に示すｔ＝ａにおける画像明るさの不連続は、期間ｔに対して実際の照明光の照射時間がｔ−ａに短縮され、撮像した画像の信号量が本来の期間ｔでの信号量より低下することに起因する。そこで、補正処理Ｂでは、期間ｔで得られる撮像画像の信号量に対して、ゲイン調整部４４ｂが所定のゲインに基づいて信号量を乗算するように制御する。なお、補正処理Ｂでは、照射光の強さは全ライン露光モードと同じ強さであり、電荷蓄積の期間ｔも同時露光モードにおける通常の期間ｔのままである。

【0057】

補正処理Ｂが選択されると、ゲイン調整部４４ｂは、図８に示すように、各画素行から出力される信号量に対して、ｔ／（ｔ−ａ）のゲインを乗算するようにＡＦＥ回路１３に指示を出力する。ｔ／（ｔ−ａ）のゲインは、期間ｔのうち時間差ａだけ照明光の照射時間が減少した分を増加させる値となっている。このゲインによって信号量は増幅され、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。

【0058】

ただし、ゲインとしてｔ／（ｔ−ａ）のように時間差ａを用いることに限定されず、任意の数値を用いることができる。ただし、ゲイン量がｔ／（ｔ−ａ）より小さいまたは大きい場合は、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。また、上記ではＡＦＥ回路１３においてアナログの撮像画像の信号にゲインを掛けているが、これに限定されず、制御装置３０に取り込まれたデジタルの撮像画像の信号にゲインを掛けるものでもよい。

【0059】

〔補正処理Ｃ〕
図９は、明るさ補正部４４の光量調節部４４ｃによる補正処理Ｃを説明する図である。上述したように、図６に示すｔ＝ａにおける画像明るさの不連続は、本来の期間ｔでの露光量より低下することに起因する。そこで、補正処理Ｃでは、光量調節部４４ｃが、照射部２３からの照明光の強さを所定の割合で増加させ、観察標本Ｐの明るさを増加させるように制御する。なお、補正処理Ｃでは、各画素行における電荷蓄積の期間ｔが、同時露光モードにおける通常の期間ｔのままである。

【0060】

補正処理Ｃが選択されると、光量調節部４４ｃは、図９に示すように、照明部２３に対して、照射する照明光の強さをｔ／（ｔ−ａ）倍とするように指示を出力する。ｔ／（ｔ−ａ）倍は、期間ｔのうち時間差ａだけ照明光の照射時間が減少した分を増加させる値となっている。この照明光の強度の増加によって、各画素が取り込む観察標本Ｐの画像の明るさがｔ／（ｔ−ａ）倍となり、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。

【0061】

ただし、光量調節部４４による割合としてｔ／（ｔ−ａ）倍といった時間差ａを用いることに限定されず、任意の数値を用いることができる。ただし、割合がｔ／（ｔ−ａ）倍より小さいまたは大きい場合は、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。

【0062】

照明部２３から照射する照明光の強さは、例えばＬＥＤ光源やレーザ光源の場合は投入する電圧を変更することにより行う。また、照明光の透過率を変更可能なフィルタを用い、このフィルタの透過率を適宜変更させることで照明光の強さを調節するものでもよい。また、照明部２３の光源を複数個配置させ、照明光を照射させる光源の個数を変えることにより観察標本Ｐを照明する照明光の強さを調節するものでもよい。

【0063】

図１０は、補正処理Ａ〜Ｃの特徴を表した図である。以上説明した補正処理Ａ、Ｂ、Ｃには、それぞれ特徴を有している。これら補正処理Ａ、Ｂ、Ｃの特徴を踏まえて、撮像装置１の用途に応じた補正処理を選択してもよい。特徴点としては、図１０に示すように、フレームレート、ノイズ、観察標本Ｐへの影響、光源側のキャリブレーションの要否、を挙げて、さらに各補正処理の用途の一例について記載している。

【0064】

フレームレートについて、補正処理Ａは、各画素行における電荷蓄積の期間ｔをｔ＋ａに延長するとともに、照明光の照射時間を延長して実際の露光時間を長くする。従って、イメージセンサ１２による撮像のフレームレートは低下する。これに対し、補正処理Ｂ及び補正処理Ｃは、ゲインの増幅や照明光の強度の増加を利用するので、フレームレートを低下させるものではない。

【0065】

これにより、補正処理Ａは、動画を取得する際には不向きといえる。また、撮像に際しては、観察標本Ｐを撮像しながらモニタ５１に表示させるライブ観察の撮像モードがある。ライブ観察は、モニタ５１のライブ映像を見ながら、例えば動く観察標本Ｐや変化する観察標本Ｐを撮影レンズ１９の視野内に入れるように撮影レンズ１９の向きや観察標本Ｐの位置を調整する場合や、観察標本Ｐにフォーカスを合わせる場合に用いられる。このライブ観察の際にフレームレートが低いと画像が粗くなることから、各種調整を行うときは不利となる。

【0066】

従って、補正処理Ａは、フレームレートが低くなるので、ライブ観察は不向きといえる。一方、補正処理Ｂ及び補正処理Ｃは、フレームレートが低下するものではないので、動画が粗くなることはなく、動画の取得やライブ観察の際、フレームレートに関して不利となることはない。

【0067】

ノイズについて、補正処理Ａは、露光時間（期間ｔ）を延長するため、画像信号に含まれるノイズＮの信号量Ｓに対する比率は増加せず、Ｓ／Ｎの劣化はない。また、補正処理Ｃも照射部２３からの照射光の強度を強くするため、同様に画像信号に含まれるノイズＮの信号量Ｓに対する比率は増加せず、Ｓ／Ｎの劣化はない。これに対し、補正処理Ｂは、画像信号にゲインを掛けるため、画像信号に含まれるノイズも増幅されるとともに、ゲイン用のアンプのノイズ分が重畳されてＳ／Ｎが低下し、ノイズ成分を多く含んだ画像となる。

【0068】

従って、補正処理Ａや補正処理Ｃは、高品質な画像を保存する場合、ノイズに関して不利となることはない。一方、補正処理Ｂは、画像に多くのノイズを含むため、高品質な静止画や動画を保存する場合には不利となる。

【0069】

観察標本Ｐへの影響について、補正処理Ａは、照明光の照射時間を延長するため、観察標本Ｐに照明光を照射する時間が長くなり、観察標本Ｐに対して悪影響やダメージを増加させる場合がある。特に、観察標本Ｐが生体の場合は、撮像前のライブ観察時に観察標本Ｐへのダメージを軽減させることも必要となる。また、補正処理Ｃは、照明光の強度を強くして観察標本Ｐを照射するため、同様に観察標本Ｐに対して悪影響やダメージを増加させる場合がある。これに対し、補正処理Ｂは、イメージセンサ１２から出力された撮像信号に対してゲインを掛けるため、観察標本Ｐに照射する照明光を変化させるものではなく、観察標本Ｐに対して悪影響やダメージを増加させることはない。

【0070】

従って、補正処理Ａや補正処理Ｃは、観察標本Ｐに照射する照明光を通常から増加させた状態（時間延長や強度増加）で照射するため、観察標本Ｐに対して悪影響やダメージを増加させる場合があり、撮像におけるライブ観察では不利となる。一方、補正処理Ｂは、観察標本Ｐに対して悪影響やダメージが増加しないので、ライブ観察での撮像モードで不利となることはない。

【0071】

光源側のキャリブレーションについて、補正処理Ａや補正処理Ｂは、照明部２３からの照明光の強度を変化させるものではないので、光源側のキャリブレーションを行う必要はない。これに対し、補正処理Ｃは、照射光の強さをｔ／（ｔ−ａ）倍するため、精度の高い発光強度の補正ができるように、照明部２３の発光強度の校正をしておくことが必須である。なお、この光源側のキャリブレーションは、例えば製品の出荷時に行う場合は、その後、定期的に行う場合もある。

【0072】

従って、補正処理Ａや補正処理Ｂは、光源側のキャリブレーションが不要であり、光源側のキャリブレーションによるコストの増加がなく、ライブ観察など頻繁に使用するモードの場合に不利となることはない。一方、補正処理Ｃは、光源側のキャリブレーションが必須のため、コストの点で不利となる。

【0073】

以上のような、補正処理Ａ、Ｂ、Ｃの特徴を総合すると、図６の用途で示すように、補正処理Ａは、高品質な静止画の保存を行う用途では有利であり、補正処理Ｂは、モニタ５１に表示されたライブ映像を観察しながら観察標本Ｐに撮影レンズ１９のフォーカス合わせ等を行うライブ観察の用途で有利であり、補正処理Ｃは、光源側のキャリブレーションが実施された照明部２３を用意できる場合、動画を保存する用途に有利である。

【0074】

なお、以上説明した補正処理Ａ、Ｂ、Ｃは、単独で行うことに限定されず、これら補正処理を組み合わせて用いられてもよい。例えば、補正処理Ａと補正処理Ｂまたは補正処理Ｃとを組み合わせることや、補正処理Ｂと補正処理Ｃとを組み合わせること、補正処理Ａ〜Ｃを組み合わせるものでもよい。この場合、図１０に示す各補正処理Ａ〜Ｃの特徴は、適宜組み合わされた状態となる。

【0075】

また、明るさ補正部４４が備える補正処理としては、上記した補正処理Ａ〜Ｃに限定するものではなく、同時露光モードにおいて画像の明るさを増加させるものであれば、他の補正処理が用いられてもよい。また、明るさ補正部４４は、補正処理として、上記した３つの補正処理Ａ〜Ｃを実行させることに限定されず、これら３つの補正処理Ａ〜Ｃのうち、１つまたは２つの補正処理を行うものでもよい。

【0076】

＜撮像方法＞
図１１〜図１３は、実施形態に係る撮像方法の一例について説明するフローチャートである。図１１〜図１３は、同時露光モードにおいて、補正処理Ａ〜Ｃを切り替えて画像の明るさ補正する撮像プログラムの処理手順を示している。この撮像プログラムは、図１に示すＣＰＵ３１が、内臓のハードディスクやＣＤＲＯＭ等からメインメモリ３３に読み出して実行する。

【0077】

図１１に示すように、先ず、この撮像プログラムを終了するか否かの指示が使用者から入力されているか否かを判定する（ステップＳ０１）。使用者から終了指示がある場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、この撮像プラグラムを終了する。使用者から終了指示がない場合（ステップＳ０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、使用者によって入力装置４５から入力された各種入力（期間ｔ入力指示、用途入力指示）を取り込む（ステップＳ０２）。続いて、ＣＰＵ３１は、使用者から入力された期間ｔを、先頭画素行の電荷蓄積開始時と、最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差ａと比較し、ｔ＞ａであるか否かを判定する（ステップＳ０３）。

【0078】

判定結果がｔ≦ａの場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、撮影モードを全ライン露光モードに設定する（ステップＳ０４）。続いて、全ライン露光モードに対応する処理（ステップＳ０５）を行った後、ステップＳ０１に戻る。また、判定結果がｔ＞ａの場合（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、撮影モードを同時露光モードに設定する（ステップＳ０６）。続いて、同時露光モードに対応する処理（ステップＳ０７）を行った後、ステップＳ０１に戻る。

【0079】

図１２は、図１１に示すステップＳ０５の全ライン露光モード（図５参照）に対応する処理について、詳細な処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、先ず、ＣＰＵ３１は、ＡＦ調整部３５からの指示により撮影レンズ１９を操作して観察標本Ｐに対するフォーカス調整を行う（ステップＳ５１）。続いて、ＣＰＵ３１は、第１照明制御部４２からの指示に基づいて、各画素行における電荷蓄積の期間ｔを使用者から入力された値に制御する（ステップＳ５２）。

【0080】

続いて、ＣＰＵ３１（ローリングシャッタ駆動部１５）は、ステップＳ５２に設定された期間ｔに基づいてイメージセンサ１２を駆動し、イメージセンサ１２によって撮像した画像をモニタ５１に表示する（ステップＳ５３）。なお、上記したステップＳ０２で使用者から用途が入力されている場合でも、このステップＳ５３において、期間ｔや照明部２３からの照明光の強度を変更しない。

【0081】

続いて、ＣＰＵ３１は、使用者が入力装置４５から画像保存指示を行ったか否かを判定する（ステップＳ５４）。画像保存指示がある場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、撮像した画像を外部記憶装置４９に保存（ステップＳ５５）して、図１１のステップＳ０１に戻る。また、保存指示がない場合（ステップＳ５４：ＮＯ）も、図１１のステップＳ０１に戻る。なお、ステップＳ５４において、画像保存の指示は入力装置４５としてのシャッタボタン等が用いられてもよい。

【0082】

このように、使用者から入力された期間ｔの値が時間差ａ以下の場合は、期間ｔの値が使用者から変更されるごとに、ステップＳ０１からステップＳ５４までの動作が繰り返され、それに応じてフォーカス調整されるとともに、明るさが調整された画像がモニタ５１に表示される。

【0083】

図１３は、図１１に示すステップＳ０７の同時露光モード（図４参照）に対応する処理について、詳細な処理手順を示すフローチャートである。使用者が入力した期間ｔがｔ＞ａになると、図１１に示す処理手順ではステップＳ０６及びステップＳ０７と進み、図１３に示す同時露光モードの処理に入る。図１３に示すように、先ず、ＣＰＵ３１は、入力装置４５によって使用者から入力された用途が画像保存のための用途であるか否かを判定する（ステップＳ７１）。すなわち、ＣＰＵ３１は、高品質な静止画像を取得し、その撮像画像を外部記憶装置４９に保存する用途であるか否かを判定する。

【0084】

画像保存の用途でない場合（ステップＳ７１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、入力された用途が、撮影レンズ１９の視野内に観察標本Ｐを入れることや、観察標本Ｐのフォーカス位置を調整すること、画像の明るさを調整することなど、期間ｔを調整する用途であるか否か、すなわち、入力された用途が調整のためのライブ観察であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。

【0085】

用途がライブ観察である場合（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、明るさ補正処理として補正処理Ｂ（図８参照）を選択する（ステップＳ７３）。続いて、ＣＰＵ３１は、ＡＦ調整部３５からの指示により撮影レンズ１９を操作して観察標本Ｐに対するフォーカス調整を行う（ステップＳ７４）。続いて、ＣＰＵ３１は、第２照明制御部４３の指示に基づいてイメージセンサ１２から撮像信号を出力させるとともに、明るさ補正部４４のゲイン調整部４４ｂの指示に基づいて、この撮像信号に、使用者が入力した期間ｔに応じてｔ／（ｔ−ａ）のゲイン補正を行う（ステップＳ７５）。

【0086】

続いて、ＣＰＵ３１は、ゲイン補正後の画像をモニタ５１に表示して（ステップＳ７６）、図１１のステップＳ０１に戻る。なお、期間ｔが時間差ａより長い場合において、使用者の入力した用途が画像保存でない限り、使用者が期間ｔを変更するごとに、上記したステップＳ７２からステップＳ７６の動作が繰り返される。

【0087】

また、用途がライブ観察でない場合（ステップＳ７２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、使用者によって用途が入力されていないと判断し、モニタ５１に用途の入力を促す警告表示を行い（ステップＳ７７）、図１１のステップＳ０１に戻る。

【0088】

用途が画像保存である場合（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、使用者の入力した保存の形態が動画であるか静止画であるかを判定する（ステップＳ８１）。なお、使用者が入力装置４５によって画像保存指示を行う場合、静止画及び動画の一方または双方を記録する指示が可能である。保存形態が動画でない場合（ステップＳ８１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、明るさ補正処理として補正処理Ａ（図７参照）を選択する（ステップＳ８２）。

【0089】

続いて、ＣＰＵ３１は、ＴＧ１７を制御して期間ｔをｔ＋ａに延長させるとともに、明るさ補正部４４の照射時間調整部４４ａからの指示に基づいて、照明部２３の照明時間を同時露光モードにおける通常の照明時間から時間ａだけ延長する（ステップＳ８３）。ＣＰＵ３１は、この制御においてイメージセンサ１２から画像信号を出力させ、その画像をモニタ５１に表示される（ステップＳ８４）。続いて、ＣＰＵ３１は、入力装置４５によって使用者が画像保存を入力したか否かを判定する（ステップＳ８５）。なお、ステップＳ８５において、画像保存の指示は入力装置４５としてのシャッタボタン等が用いられてもよい。

【0090】

画像保存の入力がある場合（ステップＳ８５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、撮像した静止画（画像）を外部記憶装置４９に保存して（ステップＳ８６）、図１１のステップＳ０１に戻る。画像保存の入力がない場合（ステップＳ８５：ＮＯ）、同じく図１１のステップＳ０１に戻る。ステップＳ８６において静止画を保存する場合、ステップＳ７２からステップＳ７４のライブ観察において調整した期間ｔ、フォーカス、撮像倍率等がそのまま用いられてもよい。

【0091】

保存形態が動画である場合（ステップＳ８１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、明るさ補正処理として補正処理Ｃ（図９参照）を選択する（ステップＳ９１）。続いて、ＣＰＵ３１は、照明部２３を制御して照明光の強度をｔ／（ｔ−ａ）倍に設定する（ステップＳ９２）。ＣＰＵ３１は、この制御においてイメージセンサ１２から画像信号を出力させて動画を生成するとともに、その動画をモニタ５１に表示される（ステップＳ８４）。なお、ステップＳ８４以降は先に説明したとおりである。なお、動画を保存する際の入力装置４５として、静止画用のシャッタボタンに代えて録画開始ボタン等が用いられてもよい。

【0092】

また、図１２に示すステップＳ５４や図１３に示すステップＳ８５において、画像保存の入力としてシャッタボタン等を用いる点を説明したが、このシャッタボタンを押して取り込んだ画像を一旦モニタ５１に表示させ、使用者がモニタ５１を見て確認した後に所定の入力操作を行うことで外部記憶装置４９に画像を保存させてもよい。

【0093】

また、図１１〜図１３に示すフローチャートでは、３つの補正処理Ａ〜Ｃを切り替える手順について説明したが、この手順に限定されるものではない。補正処理Ａ〜Ｃの切り替え手順の一部または全部を手動で行うものでもよい。また、３つの補正処理が用いられることに限定されず、例えば、補正処理Ｃに関するステップＳ８１からＳ９２の処理が省略されて、補正処理Ａ及び補正処理Ｂの２つの補正処理を切り替えるようにしたものでもよい。

【0094】

また、上記した実施形態では、使用者が入力装置４５によって期間ｔを適宜入力する形態を説明したが、期間ｔを自動で増加または減少させるモードが設けられてもよい。この場合、使用者は、モニタ５１を見ながら所望する画像の明るさに近づいたとき、自動増加または自動減少を使用者の指示によりストップさせてもよい。さらに、自動増加等をストップさせた後に、使用者は、期間ｔを細かく調整できるように入力装置４５を操作可能にしてもよい。

【0095】

また、上記した実施形態では、図６に示すように、先頭画素行の電荷蓄積開始時と最終画素行の電荷蓄積開始時の時間差ａを用いて、期間ｔ＝ａのタイミングで全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるようにしている。ただし、この切り替えタイミングは、期間ｔ＝ａに限定されず、ｔ＞ａの範囲で任意に設定可能である。すなわち、期間ｔがｔ≦ｎａ（ｎ≧１）の場合に全ライン露光モードを実行し、期間ｔがｔ＞ｎａ（ｎ≧１）の場合に同時露光モードを実行させてもよい。

【0096】

上記した実施形態では、全ライン露光モードや同時露光モードにおいて、ローリングシャッタ駆動による時間差ａより短い時間で照明部２３の点灯及び消灯を制御する必要が生じる。これはＬＥＤ光源やレーザ光源を用いることで容易に実現されるが、他の光源を用いる場合は、この応答時間に追従できない可能性がある。このような場合、上記したように、全ライン露光モードと同時露光モードとの切り替えタイミングをｔ＞ａとすることにより、同時露光モードにおいて点灯及び消灯の時間が長くなり、点灯及び消灯の追従性を向上させることが可能となる。

【0097】

図１４は、全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングの他の例を示す図である。図１４に示すように、ｔ＝２ａのタイミングで全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるようにしている。この図１４に示す場合は、先頭画素行と最終画素行とで重複する期間が生じている場合でも、期間ｔが２ａとなるまでは全ライン露光モードが維持される。これにより、同時露光モードでは、照明光の最も短い期間がａとなり、ａより短い時間で点灯及び消灯を行う必要がない。従って、同時露光モードでの照明部２３の追従性を向上させることができる。

【0098】

全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングとして、期間ｔ＝２ａに限定されず、期間ｔ＝１．５ａや期間ｔ＝３ａなど、任意に設定可能である。また、入力装置４５に、切り替えタイミングｔ＝ｎａのｎを使用者が入力できるようにしてもよい。

【0099】

また、本実施形態では、使用者が入力装置４５によって用途（撮影モード）を適宜入力しているが、これに限定されない。例えば、撮像装置１の電源を入れた当初や、使用者から用途が入力されない場合は、デフォルトでライブ観察の撮影モードとなるように設定してもよい。また、用途として画像保存指示が入力されている場合でも、例えば、使用者が頻繁に撮像倍率やフォーカス調整を行っている場合や、期間ｔを変更している場合は、ＣＰＵ３１が、これをライブ観察と判別し、用途を自動的にライブ観察に切り替えるようにしてもよい。

【0100】

このように、本実施形態の撮像装置１または撮像方法によれば、明るさ補正部によってイメージセンサから出力される画像の明るさを増加させるので、例えば、ライブ観察等において、連続的に期間ｔを変化させながら観察標本Ｐの画像を取得する場合でも画像の明るさの変化に段差がなく、画像の明るさをシームレスに変化させることができる。これにより、使用者は、画像の明るさ調整等において違和感がなく、明るさの調整を容易に行うことができる。

【0101】

また、明るさ補正部４４が、期間ｔを延長するとともに、照明光の照射時間を延長する照射時間調整部４４ａを含むので、画像の明るさを増加させながら、高画質の静止画を撮影可能となる。また、明るさ補正部４４が、イメージセンサ１２の出力信号を増幅するゲイン調整部４４ｂを含むので、観察標本Ｐへのダメージを軽減しつつ、画像の明るさを増加させることができる。また、明るさ補正部４４が、照明光の光量を調整する光量調整部４４ｃを含むので、フレームレートを低下させずに画像の明るさを増加させることができる。

【0102】

また、明るさ補正部４４が、異なる補正処理Ａ〜Ｃを備えるとともに、イメージセンサ１２による撮像の用途に応じて補正処理を切り替える切替部を有しているので、用途に応じた適切な補正処理を容易かつ確実に行うことができる。また、撮像の用途として、画像を保存する用途と、観察標本Ｐを観察する用途と、を含むので、画像の保存と観察標本Ｐの観察との用途に応じて適切に補正処理を行うことができる。

【0103】

また、第１照明制御部が、期間ｔ≦ａの場合に全期間にわたって照明光を照射させ、第２照明制御部が、期間ｔ＞ａの場合に重複期間だけ照明光を照射させることにより、全ライン露光モードと同時露光モードとを確実に実行させることができる。また、第１照明制御部が、期間ｔ≦２ａの場合に全期間にわたって照明光を照射させ、第２照明制御部が、期間ｔ＞２ａの場合に重複期間だけ照明光を照射させることにより、同時露光モードにおいて照明部の点灯及び消灯を短時間で行うことを回避でき、照明光の追従性を向上させることができる。第１照明制御部と、第２照明制御部と、明るさ補正部とによって制御される照明部を含むので、外部の照明装置等と接続することなく、容易に照明光の制御を行うことができる。

【0104】

また、動く観察標本Ｐや変化する観察標本Ｐに対して露出（露光量）を合わせるように、制御装置３０が連続的に期間ｔを変化させるコンティニュアスＡＥモードで撮像する場合においても、上記した画像の明るさ補正処理を適用してもよい。

【0105】

また、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）撮影を行う場合においても、上記した画像の明るさ補正処理が適用されてもよい。ハイダイナミックレンジ撮影は、異なる期間ｔで複数枚の観察標本Ｐの画像を取得し、各画像中の黒潰れや白飛びしていない部分の画像を合成して１枚の画像を作成するものであり、上記したように、期間ｔに応じて適切な補正処理が行われるようにしてもよい。

【0106】

＜顕微鏡装置＞
図１５は、実施形態に係る顕微鏡装置の一例を示す機能ブロック構成図である。なお、以下の説明において、先に説明した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１５に示す顕微鏡装置ＭＳは、撮像部１０ａを含む顕微鏡本体６０と、制御装置３０ａと、を有している。すなわち、顕微鏡装置ＭＳは、撮像部１０ａ及び制御装置３０ａを含む撮像装置を搭載したものである。なお、顕微鏡本体６０は、蛍光顕微鏡の構成が採用されるが、これに限定されるものではない。

【0107】

顕微鏡本体６０は、ＸＹ移動ステージ６１と、Ｘ軸駆動モータ６３と、Ｙ軸駆動モータ６５と、透過照明用の通常光源（照明部）６７と、コリメータレンズ６９と、コンデンサレンズ７１と、を備える。ＸＹ移動ステージ６１は、水平に設置されＸＹ面において移動可能に形成される。ＸＹ移動ステージ６１の中心部には、上下に貫通する光路孔６１ａが形成されている。光路孔６１ａの上部には、被写体（試料）Ｐを載置したプレート７３が固定される。なお、プレート７３は、観察対象とする細胞を培地と共に収納した培養容器の場合もあり、その他生体以外の鉱物試料の場合もある。

【0108】

Ｘ軸駆動モータ６３は、後述する制御装置３０ａのＸＹ位置調整部５５からの指示によりＸＹ移動ステージ６１をＸ方向に移動させる。Ｙ軸駆動モータ６５は、同じくＸＹ位置調整部５５からの指示により、ＸＹ移動ステージ６１をＹ方向に移動させる。なお、不図示のモータ等によってＸＹ移動ステージ６１をＺ方向に移動させるようにしてもよい。通常光源６７は、例えば白色光源が用いられる。通常光源６７から出射された照明光は、コリメータレンズ６９及びコンデンサレンズ７１を介してプレート７３上の観察標本Ｐを照明する。通常光源６７による照明光の照明時間や強さは、制御装置３０ａからの指示により制御される。

【0109】

顕微鏡本体６０は、対物光学系８０と、撮像部１０ａと、を備える。これら対物光学系８０及び撮像部１１は、ＸＹ移動ステージ６１の下方において、通常光源６７からの照明光の光軸ＡＸに沿って直列に配置されている。

【0110】

対物光学系８０は、第１対物レンズ８１と、焦点調節部８３と、励起光光源８５と、蛍光フィルタ８７と、調光フィルタ８９と、第２対物レンズ９１と、光路切替器９３と、を備える。なお、第１対物レンズ８１及び焦点調節部８３は、図１に示す撮像部１０の撮影レンズ１９及びレンズ駆動部２１に相当する。第１対物レンズ８１は、観察標本Ｐの像を取り込むものであり、鏡筒内に複数のレンズを有している。第１対物レンズ８１の鏡筒内には、観察標本Ｐの撮像倍率を調整するズームレンズと、観察標本Ｐに対して焦点を合わせるフォーカスレンズとを含む複数のレンズ群が配置される。

【0111】

焦点調節部８３は、第１対物レンズ８１の鏡筒内でズームレンズやフォーカスレンズのレンズ位置を移動させる不図示のモータ等を有している。焦点調節部８３は、制御装置３０ａのＡＦ調整部３５からの指示に応じて光軸方向にフォーカスレンズの１つまたは複数を移動させる。これにより、第１対物レンズ８１の焦点が観察標本Ｐに合わせられる。従って、通常光源６７から出射した照明光によって観察標本Ｐが照明され、その観察標本Ｐの像を第１対物レンズ８１が取り込むようにしている。

【0112】

励起光光源（照明部）８５は、観察標本Ｐに付与された試薬等によって蛍光を励起させるため、所定の波長に設定された励起光を出射する。励起光の照射時間や励起光の強さは、制御装置３０ａからの指示により制御される。励起光光源８５から出射された励起光は、調光フィルタ８９を介して蛍光フィルタ８７に入射する。蛍光フィルタ８７に入射した励起光は、波長選択ミラー８７ａによって反射され、第１対物レンズ８１を介して観察標本Ｐに照射される。

【0113】

なお、励起光によって観察標本Ｐにおいて励起された蛍光は、第１対物レンズ８１を介して蛍光フィルタ８７に入射する。蛍光フィルタ８７に入射した蛍光は、波長選択ミラー８７ａを透過し、第２対物レンズ９１を介して撮像部１０ａに入射し、イメージセンサ１２の受光面で結像する。また、上記した通常光源６７により得られた観察標本Ｐの像も、第１対物レンズ８１を介して波長選択ミラー８７ａを透過し、第２対物レンズ９１を介して撮像部１０ａに入射し、イメージセンサ１２の受光面で結像する。

【0114】

光路切替器９３は、第２対物レンズ９１と撮像部１０ａとの間に配置される。光路切替器９３は、光軸ＡＸに対して４５度の傾斜を持つ全反射ミラー９３ａが設けられている。光路切替部９３は、全反射ミラー９３ａを光軸ＡＸに対して挿入または退避させるためのモータ９５を有している。全反射ミラー９３ａが光軸ＡＸに挿入されると、第２対物レンズ９１を通ってきた光は、全反射ミラー９３ａにより反射され、不図示の接眼レンズの方向に出射される。

【0115】

また、全反射ミラー９５ａが光軸ＡＸ位置から退避すると、第２対物レンズ９１を通ってきた光は、撮像部１０ａに入射する。なお、モータ９５は、後述する制御装置３０ａの光路切替出力部５７からの指示により光路切替器９３を駆動し、光軸ＡＸに対して全反射ミラー９３ａの挿入または退避を行う。

【0116】

撮像部１０ａは、全反射ミラー９３ａが退避している場合、第２対物レンズ９１を通ってきた光を取り込んでイメージセンサ１２により撮像する。撮像部１０ａから出力された画像信号は、制御装置３０ａの画像入力部３９により取り込む点は、図１に示す撮像装置１と同様である。なお、撮像部１０ａは、図１に示す撮像部１０と撮影レンズ１９及びレンズ駆動部２１を除いて同様であり、説明を省略する。

【0117】

制御装置３０ａは、図１に示す制御装置３０の構成に加え、ＸＹ位置調整部５５と、光路切替出力部５７とを有している。これらＸＹ位置調整部５５及び光路切替出力部５７は、双方ともバス４７に接続されている。なお、ＸＹ位置調整部５５及び光路切替出力部５７以外は、図１に示す制御装置３０と同様であり、説明を省略する。

【0118】

ＸＹ位置調整部５５は、使用者からの指示入力に基づいた制御信号をＸ軸駆動モータ６３やＹ軸駆動モータ６５に出力し、試料７３のうち使用者が見たい観察対象箇所が光軸ＡＸ上に来るようにＸＹ移動ステージ６１を移動させる。また、使用者が入力装置４５によって、図１に示すような、期間ｔ入力指示、用途入力指示、画像保存指示に加えて、光路切替指示、ＸＹ入力指示や、光源切替指示（不図示）を入力する。

【0119】

光路切替指示は、光路切替器９３の全反射ミラー９３ａを光軸ＡＸに挿入または退避の選択を行う。ＸＹ入力指示は、ＸＹ移動ステージ６１のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を指示する。光源切替指示は、通常光源６７と励起光光源８５とのいずれによって観察標本Ｐを照明するかの選択を行う。なお、ＸＹ入力指示において、例えば、Ｘ方向の位置及びＹ方向の位置をキーボード（入力装置４５）の左右及び上下のカーソルキーに割り当てるようにしてもよい。

【0120】

ＸＹ移動ステージ６１は、Ｘ方向の位置及びＹ方向の位置を検出する不図示のエンコーダを有している。このエンコーダからの検出信号は制御装置３０ａに取り込まれ、ＸＹ移動ステージ６１のＸ及びＹ方向の位置が精度良くフィードバック制御される。また、エンコーダから出力されるＸ及びＹ方向の位置（座標値）は、モニタ５１の一部に表示させてもよい。

【0121】

光路切替出力部５７は、入力装置４５によって使用者から入力された指示に基づいて、光路切替モータ９５に駆動指令を出力し、光軸ＡＸに対して全反射ミラー９３ａの挿入または退避を行う。

【0122】

この顕微鏡装置ＭＳは、先に説明した撮像装置１と同様、制御装置３０ａが補正部４１内に第１照明制御部４２、第２照明制御部４３、及び明るさ補正部４４を有している。従って、通常光源６７または励起光光源８５のいずれが用いられる場合でも、図３〜図１４を用いた上記内容は、この顕微鏡装置ＭＳにおいてもそのまま適用される。以下では、顕微鏡装置ＭＳにおいて、上記した撮像装置１と同様の内容は省略または簡略して説明する。

【0123】

図１１〜図１３に示すフローチャートも顕微鏡装置ＭＳに適用される。従って、使用者は、撮像に際して、入力装置４５から用途としてライブ観察を入力することにより、モニタ５１を見ながら、ＸＹ移動ステージ６１を移動させて観察標本Ｐ中の観察対象位置を探すとともに、撮像倍率やフォーカス調整等を行う。なお、制御装置３０ａのＡＦ調整部３５は、対物光学系８０の焦点調節部８３を制御して、第１対物レンズ８１による観察標本Ｐの倍率やフォーカス合わせを行う。

【0124】

このライブ観察において、補正処理Ｂ（図８参照）が適用される点は、上記のとおりである。さらに、使用者は、モニタ５１を見ながら、期間ｔを調整することで、画像の明るさが最適となるように調整を行う。

【0125】

また、ライブ観察の際、補正処理Ｂによって画像の明るさを増加させているので、観察標本Ｐが生体等であっても、明るさ増加による観察標本Ｐへのダメージを増加させない点は上述のとおりである。なお、使用者は、観察標本Ｐの照明光として、入力装置４５に光源の選択を入力することにより、通常光源６７または励起光光源８５のいずれかを選択する。いずれの光源であっても、ライブ観察や画像保存等の用途の入力は可能である。また、使用者は、入力装置４５に光路選択を入力することにより、モニタ５１への表示ではなく、接眼レンズで直接観察標本Ｐの像を確認することができる。

【0126】

使用者は、入力装置４５に画像保存指示を入力することにより、ライブ観察によって設定した状態で観察標本Ｐの画像を外部記憶装置４９等に保存する。なお、静止画を撮像する場合は、上記した補正処理Ａ（図７参照）によって画像の明るさ補正処理が行われ、動画を撮像する場合は、上記した補正処理Ｃ（図９参照）によって画像の明るさ補正が行われる点は、上記のとおりである。

【0127】

このように、本実施形態の顕微鏡装置ＭＳによれば、上記した撮像装置１と同様に、明るさ補正部によってイメージセンサから出力される画像の明るさを増加させるので、例えば、ライブ観察等において画像の明るさをシームレスに変化させることができ、画像の明るさ調整を容易に行うことができる。また、用途に応じて適切な補正処理を行うので、観察標本Ｐが生体等であっても観察標本Ｐへのダメージを軽減しつつ、高精度な画像を取得できる。

【0128】

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態の内容に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態に、変更または改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態の構成を適宜組み合わせて適用することも可能である。

【0129】

また、撮像装置１や顕微鏡装置ＭＳの一部の構成をコンピュータにより実現してもよい。例えば、制御装置３０、３０ａをコンピュータにより実現してもよい。この場合、コンピュータは、記憶部に記憶された撮像プログラムに従って、イメージセンサ１２の先頭画素行の電荷蓄積開始時と最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差ａに対して期間ｔがｔ≦ｎａ（ｎ≧１）の場合、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させる第１照明処理と、期間ｔがｔ＞ｎａ（ｎ≧１）の場合、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる第２照明処理と、第２照明処理の際、イメージセンサ１２から出力される画像の明るさを増加させる明るさ補正処理と、を実行する。

【0130】

また、この撮像プログラムは、光ディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等の、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよい。

【符号の説明】

【0131】

ＭＳ…顕微鏡装置、Ｐ…観察標本、１…撮像装置、１０、１０ａ…撮像部、１２…イメージセンサ、１５…ローリングシャッタ駆動部、２３…照明部、３０、３０ａ…制御装置、４１…補正部（切替部）、４２…第１照明制御部、４３…第２照明制御部、４４…明るさ補正部、４４ａ…照射時間調整部、４４ｂ…ゲイン調整部、４４ｃ…光強度調整部、６０…顕微鏡本体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】