CN112544069B - 拍摄系统、拍摄方法及程序 - Google Patents

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Abstract

拍摄系统1具备拍摄装置100和使拍摄装置100进行预拍摄和正式拍摄的控制装置200，控制装置200具有：基于预拍摄和正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像生成拍照对象图像的图像生成部210；显示拍照对象图像且接受用于设定感兴趣区域的用户输入的界面部206；基于用户输入设定感兴趣区域的区域设定部211；基于所设定的感兴趣区域和非感兴趣区域算出SN比的SN比算出部212；以及基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的SN比算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的总曝光时间算出部213，基于总曝光时间，使拍摄装置100进行正式拍摄。

Description

拍摄系统、拍摄方法及程序
技术领域
本发明涉及拍摄系统、拍摄方法及程序。
背景技术
例如，在生物化学领域中，已知一种拍摄装置，其将化学反应的结果是发光的样品作为拍照对象进行拍摄，或者将由荧光发光物质标识且因照射激发光而发光的样品作为拍照对象进行拍摄，或者将利用CBB（考马斯亮蓝：Coomassie Brilliant Blue）色素等来染色且因照射透射光而显色的样品作为拍照对象进行拍摄。
专利文献1所记载的拍摄装置求出拍照对象的预拍摄图像的像素值的柱状图，将在柱状图中出现的峰值之中最大峰值设定为背景部分，而将最小峰值设定为检测对象。参照表示像素值、冷却温度、曝光时间及SN比的对应关系的表格数据，基于在预拍摄图像中设定的检测对象的像素值与背景部分的像素值之比即SN比，来决定成为基准SN比以上的曝光时间。然后，以所决定的曝光时间进行正式拍摄。
专利文献2所记载的拍摄装置利用非破坏可读元件重复短时间曝光，直至拍照对象的发光褪色到元件的读取噪声程度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－199659号公报；专利文献2：美国专利申请公开2015/01722526号说明书。
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的拍摄装置中，出现在预拍摄图像的像素值的柱状图中的最小峰值被自动设定为检测对象。根据预拍摄的拍摄条件，有在拍照对象包含未出现在预拍摄图像的柱状图中的峰值的情况，在该情况下，无法在正式拍摄中以所期望的S/N对未出现在柱状图的峰值进行拍摄。另外，在专利文献1所记载的拍摄装置中，曝光时间被决定为成为基准SN比以上的曝光时间，但是在发光褪色的拍照对象中，有SN比达不到基准SN比的情况。
在专利文献2所记载的拍摄装置中，重复曝光，直到拍照对象的发光褪色到元件的读取噪声程度，因此在发光的褪色比较慢的拍照对象、特别是荧光发光的拍照对象中，有曝光时间长及浪费时间的担忧。
本发明的目的在于以高S/N且适当的曝光时间拍摄发光或显色的分布不明的拍照对象。
用于解决课题的方案
本发明的一种方式的拍摄系统，具备：拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及控制单元，使上述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着上述预拍摄的一次以上的正式拍摄，上述控制单元具有：图像生成部，基于上述预拍摄和上述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；界面部，显示上述拍照对象图像，且接受用于设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域之中的至少感兴趣区域的用户输入；区域设定部，基于上述用户输入设定上述感兴趣区域，另外设定上述非感兴趣区域；SN比算出部，基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，基于算出的上述总曝光时间，使上述拍摄单元进行上述正式拍摄。
本发明的一种方式的拍摄系统，具备：拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及控制单元，使上述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着上述预拍摄的一次以上的正式拍摄，上述控制单元具有：图像生成部，基于上述预拍摄和上述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；界面部，显示上述拍照对象图像；区域设定部，设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域；SN比算出部，基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，基于上述总曝光时间，使上述拍摄单元进行上述正式拍摄。
本发明的一种方式的拍摄方法，具备：利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；基于通过上述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；显示所生成的上述拍照对象图像，基于用户输入设定上述拍照对象图像的感兴趣区域，另外设定非感兴趣区域的步骤；基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；利用上述拍摄单元，基于所算出的上述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及基于通过上述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
本发明的一种方式的拍摄方法，具备：利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；基于通过上述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域的步骤；基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；利用上述拍摄单元，基于上述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及基于通过上述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
本发明的一种方式的程序，使计算机执行上述拍摄方法的各步骤。
发明效果
依据本发明，能够以高S/N且适当的曝光时间对发光或显色的分布不明的拍照对象进行拍摄。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的、拍摄系统的一个例子的立体图。
图2是图1的拍摄系统的拍摄单元的截面图。
图3是图2的拍摄单元的拍摄部的功能框图。
图4是图1的拍摄系统的控制单元的功能框图。
图5是图4的控制单元执行的拍摄过程的流程图。
图6是通过预拍摄而获得的拍照对象图像的一个例子的示意图。
图7是化学发光的时间特性的一个例子的图表。
图8是荧光发光的时间特性的一个例子的图表。
图9是SN比的一个例子的示意图。
图10是SN比的其他例子的示意图。
图11是进行多次正式拍摄的情况下的正式拍摄的拍摄过程的一个例子的流程图。
图12A是进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k的示意图。
图12B是进行了第k＋1次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k＋1的示意图。
图12C是进行了第k＋2次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k＋2的示意图。
图13是进行多次正式拍摄的情况下的正式拍摄的拍摄过程的其他例子的流程图。
图14是示出使曝光时间固定并将正式拍摄的总曝光时间划分为多段的情况下的、每个拍摄图像的像素值的图表。
图15是示出越是后面的正式拍摄越使曝光时间较长并将正式拍摄的总曝光时间划分为多段的情况下的、每个拍摄图像的像素值的图表。
具体实施方式
图1示出用于说明本发明的实施方式的、拍摄系统的一个例子。
拍摄系统1是根据拍照对象照射激发光而对拍照对象进行拍摄、或者不照射激发光而对拍照对象进行拍摄，从而取得拍照对象的拍摄图像的拍摄系统。拍照对象可为化学反应的结果为发光的样品（以下，称为化学发光样品），也可为由荧光发光物质标识且通过照射激发光来发光的样品（以下，称为荧光发光样品）。另外，拍照对象可为利用CBB（考马斯亮蓝）色素等来染色且通过照射透射光来显色的样品（以下，称为透明比色样品）。拍摄系统1具备作为拍摄单元的拍摄装置100和使拍摄装置100进行拍摄的控制单元即控制装置200。
图2示出拍摄装置100的构成。
拍摄装置100具备壳体120、拍摄部130、下射光源140和透射光源150。
壳体120容纳拍照对象PS。壳体120为大致长方体状的箱体，具有可打开和关闭的盖121（参照图1）。盖121由用户打开和关闭，拍照对象PS通过由盖121来关闭的开口被容纳在壳体120的内部。在关闭盖121的状态下外部光被截断，壳体120的内部成为暗室。在壳体120的内部设置有拍照对象配置部122，拍照对象PS配置在拍照对象配置部122。
拍摄部130对拍照对象PS进行拍摄。拍摄部130设置在壳体120的上表面120a，并配置在配置于拍照对象配置部122的拍照对象PS的上方，且与拍照对象PS正对地配置。拍摄部130具有能够沿上下方向（Z方向）移动的透镜部131。通过透镜部131的上下移动，使得拍摄时的焦点对到拍照对象PS上。
下射光源140朝向配置在拍照对象配置部122的拍照对象PS、从拍照对象PS的斜上方射出激发光。透射光源150朝向配置在拍照对象配置部122的拍照对象PS从拍照对象PS的下方照射透射光。在拍照对象PS为荧光发光样品的情况下，从下射光源140照射激发光。另外，在拍照对象PS为透明比色样品的情况下，从透射光源150照射透射光。
图3示出拍摄部130的构成。
拍摄部130具备：透镜部131；摄像元件132；信号处理部133；存储部134；通信部135；以及将透镜部131、摄像元件132、信号处理部133、存储部134及通信部135的动作总括在一起的拍摄控制部136。
通信部135经由有线或无线网络与控制装置200连接。从控制装置200发送到拍摄部130的指示经由通信部135输入到拍摄控制部136。拍摄控制部136基于所输入的指示，使透镜部131等的各部分动作而进行拍摄。
省略了图示，但透镜部131例如包含由多个光学透镜组成的透镜组、光圈调整机构、自动调焦机构等而构成。透镜组被设置成能够沿图2所示的Z方向移动，自动调焦机构通过根据拍照对象PS与拍摄部130的距离移动透镜组，从而使拍摄时的焦点对到拍照对象PS。光圈调整机构通过使光圈开口直径变化来调整通过透镜部131的光量。从拍照对象PS发出的光通过透镜部131成像在摄像元件132的摄像面。此外，透镜部131也可以包含变焦机构。
摄像元件132将成像在摄像面的拍照对象图像光电转换为电荷信号。摄像元件132例如为电荷耦合元件（Charge Coupled Device：CCD）、金属氧化膜型半导体（Metal OxideSemiconductor：MOS）等的图像传感器。摄像元件132经由未图示的电荷电压转换放大器将电荷信号转换为模拟电压信号并加以输出。
信号处理部133对从摄像元件132输出的模拟电压信号实施各种信号处理。信号处理是例如相关双采样处理。相关双采样处理通过取得摄像元件132的每个像素的输出信号所包含的馈通分量电平与图像信号分量电平之差来减轻每个像素的输出信号所包含的噪声等。而且，信号处理部133将实施了相关双采样处理等的信号处理的模拟信号转换为数字信号并加以输出。
存储部134将从信号处理部133输出的数字信号作为拍摄图像数据加以存储。存储在存储部134中的拍摄图像数据从通信部135发送到控制装置200。
在本例中，拍摄部130还具备冷却摄像元件132的冷却元件137。冷却元件137是能够控制温度的元件，例如珀尔贴元件等。冷却元件137的温度是通过拍摄控制部136来控制的。作为摄像元件132的输出信号所包含的噪声分量之一会有暗电流噪声，即便在没有光入射到摄像元件132的状态下，也因电荷蓄积在像素而产生暗电流噪声。另外，作为摄像元件132的输出信号所包含的噪声分量之一会有读出噪声，读出噪声是因为将电荷信号转换为模拟电压信号的电荷电压转换放大器的热噪声等而产生的。暗电流噪声及读出噪声都具有温度依赖性。在本例中，通过利用冷却元件137适当冷却摄像元件132来谋求降低暗电流噪声及读出噪声。
图4示出控制装置200的构成。
控制装置200具备：操作部201；显示部202；存储部203；通信部204；以及将操作部201、显示部202、存储部203、通信部204及拍摄装置100的动作总括在一起的控制部205。
操作部201接受例如用于设定拍摄条件的用户输入。显示部202显示例如用于（为了设定拍摄条件的）用户输入的界面图像。另外，显示部202显示基于通过拍摄装置100拍摄的图像（以下，称为拍摄图像）生成的拍照对象图像。操作部201例如由键盘、鼠标等构成，显示部202例如由液晶显示器（liquid crystal display：LCD）等构成。通过操作部201和显示部202构成界面部206。
存储部203存储由控制部205执行的控制程序及控制数据，另外，存储拍摄图像的图像数据及拍照对象图像的图像数据。存储部203例如由闪存、硬盘、ROM（只读存储器：ReadOnly Memory）、RAM（随机存储器：Random Access Memory）等的存储介质构成。
通信部204经由有线或无线网络与拍摄装置100的拍摄部130、下射光源140和透射光源150连接。与设定的拍摄条件对应的指示从通信部204发送到拍摄部130、下射光源140和透射光源150。另外，通过通信部204接收从拍摄部130发送的拍摄图像数据。
控制部205根据存储在存储部203的控制程序进行动作，从而将操作部201、显示部202、存储部203、通信部204及拍摄装置100的动作总括在一起。另外，控制部205根据控制程序进行动作，从而还作为基于拍摄图像生成拍照对象图像的图像生成部210发挥功能，另外，还作为区域设定部211、SN比算出部212、总曝光时间算出部213及饱和曝光时间算出部214发挥功能。关于图像生成部210、区域设定部211、SN比算出部212、总曝光时间算出部213及饱和曝光时间算出部214的各处理部的功能将在后而描述。
作为图像生成部210、区域设定部211、SN比算出部212、总曝光时间算出部213及饱和曝光时间算出部214进行各种处理的控制部205的硬件构造，包括：作为通用处理器的CPU（中央处理单元：Central Processing Unit）；FPGA（现场可编程逻辑门陈列：FieldProgrammable Gate Array）等在制造后能够变更电路构成的处理器即可编程逻辑器件（Programmable Logic Device：PLD）；ASIC（专用集成电路：Application SpecificIntegrated Circuit）等为执行特定处理而具有专门设计的电路构成的处理器即专用电路等。
图像生成部210、区域设定部211、SN比算出部212、总曝光时间算出部213及饱和曝光时间算出部214的各处理部，可以由上述各种处理器中的一个处理器构成，也可以通过组合两个以上相同种类或不同种类的处理器（例如，多个FPGA的组合、或者CPU和FPGA的组合）来构成。另外，也可以由一个处理器构成多个处理部。
图5示出控制装置200执行的拍摄过程的概略。
控制装置200使拍摄装置100进行一次以上的预拍摄和接着预拍摄的一次以上的正式拍摄。在此，正式拍摄是指为了获得用于解析及分析的拍照对象图像而进行的拍摄，预拍摄是为了获得用于设定曝光时间等的正式拍摄的拍摄条件的信息而进行的拍摄。
控制装置200设定预拍摄的拍摄条件（步骤S1），基于所设定的拍摄条件使拍摄装置100进行预拍摄（步骤S2），基于通过预拍摄而拍摄的拍摄图像生成拍照对象图像，并使显示部202显示所生成的拍照对象图像（步骤S3）。
接着，控制装置200设定所生成的拍照对象图像的感兴趣区域和非感兴趣区域（步骤S4），并基于所设定的感兴趣区域和非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比（信噪比：Signal－Noise ratio）（步骤S5），基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的SN比，算出能获得预先设定的基准SN比的正式拍摄的总曝光时间（步骤S6）。
而且，控制装置200基于算出的总曝光时间使拍摄装置100进行正式拍摄（步骤S7），并基于通过预拍摄而拍摄的拍摄图像生成拍照对象图像（步骤S8）。
以下，就上述的拍摄过程的各步骤和在各步骤中控制部205的各处理部（图像生成部210、区域设定部211、SN比算出部212、总曝光时间算出部213及饱和曝光时间算出部214）所起的功能进行说明。
＜设定预拍摄的拍摄条件（步骤S1）＞
预拍摄的拍摄条件是基于用户输入而设定的。优选基于用户输入而设定拍照对象类别，根据所设定的拍照对象类别，由控制部205自动设定详细的拍摄条件。例如，作为拍照对象类别，设为有化学发光样品、荧光发光样品和透明比色样品，基于用户输入而拍照对象类别被设定为化学发光样品、荧光发光样品或透明比色样品。在存储部203中预先存储有每个拍照对象类别的详细拍摄条件，控制部205从存储部203读出与所设定的拍照对象类别对应的拍摄条件，将读出的拍摄条件设定为预拍摄的拍摄条件。
每个拍照对象类别的拍摄条件为是否照射激发光、是否照射透射光、曝光时间等。曝光时间采用适合于呈现标准强度的发光或显色的拍照对象的曝光时间。此外，从缩短预拍摄所需时间的观点出发，也可以使摄像元件132合并（binning）。合并是指将摄像元件132中的多个像素的电荷信号相加来生成拍摄图像中一个像素的像素值，通过合并，能够提高摄像元件132的灵敏度并缩短曝光时间。另外，对于发光或显色的强度不明的拍照对象，也可以使曝光时间不同而进行多次预拍摄。
＜预拍摄（步骤S2）及拍照对象图像的生成和显示（步骤S3）＞
图6示出通过预拍摄而生成的拍照对象图像的一个例子。
图6所示的例子中，对通过蛋白质印迹（Western Blotting）法获得的化学发光样品或荧光发光样品的发光图案进行了图像化。蛋白质印迹法是通过电泳将样品按照每个分子量进行分离，使与检测对象异常结合的标识抗体与资料（每个样品）反应，并通过检测用于标识的荧光或化学发光来对检测对象进行检测的方法。在图6中，轨道L1～轨道L4的发光图案按各轨道示出不同样品的发光图案。基于各轨道的发光图案和发光的强度，可以进行各轨道的样品所包含的检测对象的检测和定量。
图像生成部210基于通过预拍摄而拍摄的拍摄图像生成拍照对象图像。在只进行一次预拍摄的情况下，将通过一次预拍摄而拍摄的拍摄图像作为拍照对象图像。在使每次拍摄的曝光时间不同而进行多次预拍摄的情况下，例如能够将通过多次预拍摄而拍摄的多个拍摄图像之中动态范围最广的拍摄图像作为拍照对象图像，动态范围是从拍摄图像的像素值的柱状图获得的。另外，也可以将多个拍摄图像相加、或者算术平均或加权平均后作为拍照对象图像。生成的预拍摄的拍照对象图像显示在显示部202。
＜设定感兴趣区域及非感兴趣区域（步骤S4）＞
通过区域设定部211设定预拍摄的拍照对象图像的感兴趣区域ROI和非感兴趣区域NROI，例如基于用户输入设定感兴趣区域ROI。由预拍摄获得的拍照对象图像显示于显示部202，操作部201上被输入将拍照对象图像中的任意区域指定为感兴趣区域ROI的用户输入。另外，感兴趣区域ROI也可以通过区域设定部211来自动设定。例如对拍照对象图像的像素值的柱状图中出现的峰值中、除了像素值最小的峰值之外的其他峰值的像素值所对应的区域进行提取，感兴趣区域ROI可以自动设定在提取的区域。在有多个上述其他峰值的情况下，例如可以在上述其他峰值中选择像素值最小的峰值。
非感兴趣区域NROI与感兴趣区域ROI同样，可以基于用户输入而设定，也可以通过区域设定部211自动设定。例如对拍照对象图像的像素值的柱状图中出现的峰值中、像素值最小的峰值的像素值所对应的区域进行提取，非感兴趣区域NROI可以自动设定在所提取的区域。
在图6所示的拍照对象图像中，轨道L1、轨道L3及轨道L4的各轨道上在既定位置出现表示存在检测对象的光带（band）B，但是在轨道L2上不出现光带。在该情况下，认为轨道L2的样品所包含的检测对象为微量，轨道L2的样品的发光对预拍摄的曝光时间而言可能是微弱的。如果样品的发光对于预拍摄的曝光时间而言是微弱的，则不管是否存在光带，有时光带会被噪声埋没，使得光带不能出现在图像中。
为了在正式拍摄中以高SN比拍摄轨道L2的上述既定位置，图6所示的拍照对象图像中，感兴趣区域ROI被设定在轨道L2的上述既定位置。另外，非感兴趣区域NROI被设定在轨道L1与轨道L2之间的区域，该区别为不能存在光带的区域。
＜算出SN比（步骤S5）＞
感兴趣区域ROI的SN比根据曝光时间而发生变化，根据曝光时间而发生变化的SN比由SN比算出部212算出。在此，SN比算出部212考虑拍照对象的发光或显色的时间特性而算出SN比。将根据曝光时间而发生变化的SN比设为SN（t）、将考虑了拍照对象的发光或显色的时间特性后的像素值的信号分量设为S（t）、将像素值的噪声分量设为N（t），则SN（t）由下式表示。此外，拍照对象的发光或显色的时间特性是表示时间的经过与发光或显色的强度的关系的特性。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
图7示出化学发光的发光强度的时间特性，图8示出荧光发光的发光强度的时间特性。
如图7所示，化学发光的发光强度往往按下式指数函数那样衰减。这是因为随着化学反应的进行，处于激发状态的反应物的浓度减小，相应地化学发光的发光强度减小。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，y α是依赖于化学发光物质的浓度的正系数，k是依赖于化学发光物质的发光的褪色特性的正系数。
如图8所示，只要被供给激发光，在理想情况下，荧光发光的发光强度按照下式保持固定。这是因为发生荧光发光而不会伴随荧光发光物质的破坏。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中，y β是依赖于荧光发光物质的浓度的正系数。
此外，根据荧光发光物质的种类，荧光发光的发光强度也有时会衰减，但是荧光发光的发光强度相对于时间经过的衰减率比化学发光的发光强度相对于时间经过的衰减率小。因而，衰减的荧光发光的发光强度能够通过下式的一次函数来近似。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其中，y γ是依赖于荧光发光物质的浓度的正系数，a是依赖于荧光发光物质的发光的褪色特性的正系数。
省略了图示，但是通过CBB色素等来染色的样品的显色强度与荧光发光的发光强度同样是固定的，或者能够通过一次函数来近似。
式（3）的系数k按每种化学发光物质预先求出，式（4）的系数a也另外按每种荧光发光物质及每种染色物质预先求出，并存储在存储部203。假设通过使用试剂（化学发光物质、荧光发光物质及染色物质）对步骤S1中设定的拍照对象类别进行分类，则SN比算出部212基于所设定的拍照对象类别，决定式（2）～式（4）之中与拍照对象类别对应的衰减函数，在衰减函数为式（2）的情况下决定系数k，另外在衰减函数为式（4）的情况下决定系数a。
而且，SN比算出部212基于预拍摄的拍照对象图像中的感兴趣区域ROI和/或非感兴趣区域NROI的像素值，求出衰减函数为式（2）时的系数y α、衰减函数为式（3）时的系数y β或衰减函数为式（4）时的系数y γ，从而导出衰减函数y。预拍摄的拍照对象图像中的像素值的信号分量，能够设为例如感兴趣区域ROI的像素值的平均值与非感兴趣区域NROI的像素值的平均值之差、或者感兴趣区域ROI的像素值的中央值与非感兴趣区域NROI的像素值的中央值之差、或者感兴趣区域ROI的像素值的平均值或中央值。导出的衰减函数y的时间积分对应于像素值的信号分量S（t）。
另一方面，像素值的噪声分量N（t）例如由下式表示。
Figure DEST_PATH_IMAGE010
在此，Nd为摄像元件132的暗电流噪声，Nr为摄像元件132的读出噪声。另外，Nf是摄像元件132的像素间的灵敏度偏差引起的固定图案噪声。这些噪声Nd、Nr、Nf被预先求出，并存储在存储部203。另外，Ns是因入射到摄像元件132的光子的统计变化而发生的散粒噪声，将通过光子的入射而在摄像元件132发生的电荷信号量设为S[e －]，则根据泊松统计由下式表示。
Figure DEST_PATH_IMAGE012
关于Ns，基于预拍摄的拍照对象图像中的感兴趣区域ROI和/或非感兴趣区域NROI的像素值而求出，例如可以设为非感兴趣区域NROI的像素值的标准偏差、或者感兴趣区域ROI的像素值的标准偏差。
＜算出正式拍摄的总曝光时间（步骤S6）＞
正式拍摄的总曝光时间由总曝光时间算出部213算出。总曝光时间算出部213基于由SN比算出部212算出的SN（t），算出能获得预先设定的基准SN比的总曝光时间。另外，若发光褪色，则S（t）衰减，另一方面N（t）增加，SN（t）迎来峰值。这样在SN（t）具有峰值，SN（t）的峰值即最大SN比小于基准SN比的情况下，总曝光时间算出部213算出能获得最大SN比的总曝光时间。
基准SN比例如可以设为用于解析及分析的拍照对象图像所要求的标准SN比，并被存储在存储部203。另外，基准SN比也可以通过用于感兴趣区域ROI及非感兴趣区域NROI的设定的拍照对象图像中的SN比和SN比的改善系数之乘积进行设定。例如，在用于感兴趣区域ROI及非感兴趣区域NROI的设定的拍照对象图像中的SN比为2、改善系数为4的情况下，基准SN比成为8（2×4）。提供基准SN比的基准SN比改善系数存储于存储部203。
图9及图10示出根据曝光时间而发生变化的感兴趣区域ROI的SN比的一个例子。
图9以横轴为时间、纵轴为SN比而将通过SN比算出部212算出的SN（t）示于图表中。总曝光时间根据SN（t）的特性线，作为提供基准SN比SN 0的时间T 0而被求出。
图10示出SN（t）具有峰值，且SN（t）的峰值即最大SN比SN 1小于基准SN比SN 0的情况。在该情况下，总曝光时间根据SN（t）的特性线，作为提供最大SN比SN 1的时间T 1而被求出。
另一方面，在最大SN比SN 1为基准SN比SN 0以上的情况下，总曝光时间可以作为提供基准SN比SN 0的时间T 0而被求出，另外，也可以作为提供最大SN比的时间T 1而被求出，优选构成为能够基于用户输入来设定使用最大SN比SN 1及基准SN比SN 0的任一个。
另外，优选在显示部202显示通过总曝光时间算出部213算出的总曝光时间。由此，用户能够知晓正式拍摄所需要的总曝光时间，从而提高拍摄系统1的便利性。
另外，优选可以基于用户输入设定基准SN比，基于用户输入重新设定基准SN比的情况下，总曝光时间算出部213重新算出能获得重新设定的基准SN比的总曝光时间。由此，用户能够一边取得SN比与总曝光时间的平衡一边设定期望的基准SN比，使得拍摄系统1的便利性提高。在基于用户输入的基准SN比的重新设定中，可以直接指定基准SN比，或者也可以通过基准SN比改善系数进行间接指定。
另外，优选通过SN比算出部212算出的SN（t）被显示在显示部202。对于SN（t）的显示方式不做特别限定，但例如可以显示成图9所示的图表。通过显示SN（t），用户能够容易掌握SN比与总曝光时间的关系。由此，用户能够一边取得SN比与总曝光时间的平衡一边容易设定期望的基准SN比，使得拍摄系统1的便利性进一步提高。
＜生成正式拍摄（步骤S7）及拍照对象图像（步骤S8）＞
控制部205基于通过总曝光时间算出部213算出的总曝光时间，使拍摄装置100进行正式拍摄。在此，设为正式拍摄只进行一次，摄像元件132以总曝光时间连续曝光。而且，通过一次正式拍摄而拍摄到的拍摄图像成为拍照对象图像。
在通过以上方式获得的正式拍摄的拍照对象图像中，基于用户输入设定拍照对象图像的感兴趣区域ROI，由于以该感兴趣区域ROI的SN比在正式拍摄的拍照对象图像中成为基准SN比的方式设定正式拍摄的总曝光时间，所以例如用基准SN比在正式拍摄的拍照对象图像中也能捕捉到在预拍摄的拍摄图像中不出现的微弱的光带，并且能够以高S/N且适当的曝光时间对发光或显色的分布不明的拍照对象进行拍摄。
此外，在基于用户输入重新设定基准SN比的情况下，正式拍摄的总曝光时间通过基准SN比来间接调整。另一方面，也可以使得正式拍摄的总曝光时间可以基于用户输入来设定，从而总曝光时间直接被调整。在总曝光时间可以基于用户输入来设定的情况下，优选控制部205基于通过总曝光时间算出部213算出的总曝光时间和根据用户输入而设定的总曝光时间之中、任一较短的总曝光时间，使拍摄装置100进行正式拍摄。由此，在算出的总曝光时间相对短的情况下，能够以最短的时间获得基准SN比，在设定的总曝光时间相对短的情况下，能够在用户允许的总曝光时间内获得最好的SN比，使得拍摄系统1的便利性进一步提高。
另外，也可以预先设定正式拍摄的总曝光时间的上限，而在通过总曝光时间算出部213算出的总曝光时间、或者基于用户输入而设定的总曝光时间超过预先设定的上限总曝光时间的情况下，优选当正式拍摄中的曝光时间达到上限总曝光时间时中断拍摄。上限总曝光时间也可以根据拍照对象类别而不同，例如考虑到荧光发光的发光强度会比化学发光的发光强度更持续，可以将与荧光发光的拍照对象对应的上限总曝光时间设定为比与化学发光的拍照对象对应的上限总曝光时间短。
另外，从提高拍摄系统1的便利性的观点出发，也可以在操作部201接受到用于中断拍摄的用户输入的情况下，控制部205使拍摄中断。
至此为止，以正式拍摄仅进行一次而进行了说明，但是也可以进行多次正式拍摄。
图11示出进行多次正式拍摄的情况下的正式拍摄的拍摄过程的流程。
假设进行n次正式拍摄，控制部205将总曝光时间划分为n段（步骤S11）。划分数n例如基于用户输入而设定，总曝光时间例如划分为固定的曝光时间。而且，控制部205使拍摄装置100进行n次正式拍摄（步骤S12），摄像元件132按照总曝光时间的划分，间歇地多次曝光。
在此，图像生成部210将经过n次正式拍摄而拍摄到的n个拍摄图像P i相加而生成正式拍摄的拍照对象图像I，且每次进行正式拍摄时更新拍照对象图像I（步骤S13）。进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k由下式表示，是将拍摄图像P 1～拍摄图像P k相加的图像。
Figure DEST_PATH_IMAGE014
相加n个拍摄图像P i而生成的拍照对象图像I n的感兴趣区域ROI的像素值成为Pi的单纯和。另一方面，在拍照对象图像I n中，由式（5）表示的噪声成为平方和的平均，因此拍照对象图像I n的感兴趣区域ROI的SN比变高。
另外，在每次进行正式拍摄时，当时被拍摄到的拍摄图像P i会相加到拍照对象图像I i－1，从而感兴趣区域ROI的SN比逐渐变高。由此，用户不用等到n次正式拍摄结束而能够确认感兴趣区域ROI的设定是否合适，使得拍摄系统1的便利性进一步变高。
此外，在预先设定正式拍摄的总曝光时间的上限的情况下，优选在每次拍摄时相加的曝光时间的总和达到预先设定的上限总曝光时间时，中断拍摄。另外，可以预先设定一次曝光时间的上限，也可以在多次正式拍摄各自的曝光时间超过预先设定的上限曝光时间的情况下，中断拍摄。与上限总曝光时间同样地，上限曝光时间也可以根据拍照对象类别而不同，例如可以将与荧光发光的拍照对象对应的上限曝光时间设定为比与化学发光的拍照对象对应的上限曝光时间更短。
图12A至图12C是与图6所示的例子相同的样品的正式拍摄的拍照对象图像，图12A示出进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k，图12B示出进行了第k＋1次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k＋1，图12C示出进行了第k＋2次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k＋2。
随着感兴趣区域ROI的SN比的逐渐变高，在图12A所示的拍照对象图像I k中未出现的轨道L2的光带，在每次进行正式拍摄时会在图像中逐渐显现，在图12C所示的拍照对象图像I k＋2中以能够视觉辨认的程度显现在图像中。由此，用户不用等到n次正式拍摄结束而能够确认感兴趣区域ROI的设定是否合适。
在此，图12C所示的例子中，所设定的感兴趣区域ROI相对于轨道L2的光带B稍微偏离。在这样的情况下，可以中断拍摄，但是优选重新设定，以使感兴趣区域ROI与在拍照对象图像I k＋2出现的轨道L2的光带B一致。
再次参照图11，控制部205在每次更新拍照对象图像时，将更新后的拍照对象图像显示于显示部202（步骤S14），当由操作部201输入了将显示于显示部202的拍照对象图像I中的任意区域指定为感兴趣区域ROI的用户输入的情况下（步骤S15―“是（Yes）”），区域设定部211返回到上述步骤S4（参照图5），重新设定感兴趣区域ROI和非感兴趣区域NROI。
而且，SN比算出部212基于重新设定的感兴趣区域ROI和非感兴趣区域NROI，重新算出SN（t）（步骤S5），总曝光时间算出部213基于重新算出的SN（t），重新算出能获得基准SN比的总曝光时间（步骤S6）。而且，控制部205基于重新算出的总曝光时间，使拍摄装置100进行正式拍摄（步骤S7）。
这样，在正式拍摄的中途也允许感兴趣区域ROI的重新设定，从而与从预拍摄开始重新来的情况相比，可以谋求拍摄过程的效率提高。
在此，存在起因于拍照对象的发光强度或显色强度的衰减，更新后的拍照对象图像中的感兴趣区域ROI的SN比下降的情况，优选基于SN比的变化，通过控制部205判定SN比的变化率是否低于既定值，当SN比的变化率低于既定值的情况下中断拍摄。而且，在随着SN比的变化率低于既定值而中断拍摄的情况下，优选在显示部202显示并保存拍摄中断前生成的拍照对象图像之中SN比最大的拍照对象图像。例如能够通过将进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k中的感兴趣区域ROI的SN比设为SN k、将n设为1以上的整数，并将SN k－n、SN k－（n＋1）、・・・、SN k进行线性近似而获得的直线的斜率来表示SN比的变化率，当SN比的变化率由将多个拍照对象图像的SN比进行线性近似而获得的直线的斜率表示的情况下，对于SN比的变化率适用的既定值例如为0。而且，提供SN k－n、SN k－（n＋1）、・・・、SN k之中最大的SN比的拍照对象图像显示在显示部202并加以保存。
此外，在进行正式拍摄的期间，也优选在显示部202显示通过总曝光时间算出部213算出的总曝光时间。另外，优选基准SN比可以基于用户输入而设定，在基准SN比基于用户输入而被重新设定的情况下，总曝光时间算出部213重新算出能获得重新设定的基准SN比的总曝光时间。另外，优选在显示部202显示通过SN比算出部212算出的SN（t）。
图13示出进行多次正式拍摄的情况下的正式拍摄的拍摄过程的其他流程。
在图13所示的例子中，图像生成部210对经过n次正式拍摄而拍摄到的n个拍摄图像P i进行算术平均而生成正式拍摄的拍照对象图像I，且每次进行正式拍摄时更新拍照对象图像I。进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k如下式所示，是拍摄图像P 1～拍摄图像P k被算术平均后的图像（步骤S23）。
Figure DEST_PATH_IMAGE016
通过n个拍摄图像P i被算术平均，噪声也另外在n个拍摄图像P i之间被平均。噪声随机附加到拍摄图像的各像素，随着平均而被进一步压缩，因此有利于正式拍摄的拍照对象图像I的SN比的提高。
n个拍摄图像P i被算术平均而生成正式拍摄的拍照对象图像I的情况下，优选通过饱和曝光时间算出部214算出最短的饱和曝光时间TS，而控制部205在总曝光时间被划分为多段时，以划分的曝光时间均小于饱和曝光时间TS的方式设定划分数n，并将总曝光时间划分为n段。此外，最短的饱和曝光时间TS是在通过正式拍摄而拍摄到的拍摄图像中产生像素值达到饱和区域的像素的最短时间，可以基于通过预拍摄及正式拍摄而拍摄到的一个以上的拍摄图像来算出。而且，饱和区域是包含像素值可取的上限在内的上限附近的区域，换言之，入射到摄像元件132的像素的光子与像素中发生的电荷信号的比例关系破坏的区域。
例如在图12A～图12C所示的例子中，与轨道L1、轨道L3及轨道L4的光带B对应的像素的像素值，在每次相加拍摄图像时变大，在图12C所示的拍照对象图像I k中与轨道L1及轨道L3的光带B对应的像素的像素值达到饱和区域。在该情况下，关于轨道L1及轨道L3的样品，可以进行检测对象的检测但不能定量。相对于此，由于n次正式拍摄各自的曝光时间小于饱和曝光时间TS，所以在n个拍摄图像P i中不会产生达到饱和区域的像素，在n个拍摄图像P i算术平均而生成的拍照对象图像I中也不会产生达到饱和区域的像素。即，与轨道L1及轨道L3的光带B对应的像素的像素值不会达到饱和区域，而对于包括轨道L2在内的轨道L1～轨道L4全部的样品，可以进行检测对象的检测及定量。
另外，关于n次正式拍摄各自的曝光时间，优选越是后面的正式拍摄越被设定得较长。
图14及图15示出发光强度随时间衰减的情况下的、发光的时间特性和考虑了发光的时间特性的感兴趣区域ROI的像素值S（t）。而且，图14示出在使曝光时间为固定并将正式拍摄的总曝光时间划分为多段的情况下的、每个拍摄图像的像素值，图15示出越是后面的正式拍摄越使曝光时间较长并且将正式拍摄的总曝光时间划分为多段的情况下的、每个拍摄图像的像素值。
如图14所示，在使曝光时间为固定并将正式拍摄的总曝光时间划分的情况下，会成为越是后面的正式拍摄下拍摄到的拍摄图像，每个拍摄图像的像素值ΔS i越小。在该情况下，后面正式拍摄下拍摄到的拍摄图像中噪声占主导地位，由于噪声占主导地位的拍摄图像被包含在算术平均的拍摄图像中，可能会导致SN比下降。
另一方面，如图15所示，越是后面的正式拍摄越使曝光时间较长并将正式拍摄的总曝光时间划分为多段，从而能够将每个拍摄图像的像素值ΔS i例如设为固定，并且能够使噪声的影响在拍摄图像间均匀，有利于SN比的提高。此时，也可以将第i次拍摄的曝光时间设为t i、将各拍摄中的权值设为1/t i而进行加权平均，从而生成正式拍摄的拍照对象图像I。即，进行了第k次正式拍摄的阶段的拍照对象图像I k，如下式所示，是拍摄图像P 1～拍摄图像P k被加权平均后的图像。
Figure DEST_PATH_IMAGE018
如以上说明那样，本说明书公开的拍摄系统具备：拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及控制单元，使上述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着上述预拍摄的一次以上的正式拍摄，上述控制单元具有：图像生成部，基于上述预拍摄和上述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；界面部，显示上述拍照对象图像，且接受用于设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域之中的至少感兴趣区域的用户输入；区域设定部，基于上述用户输入设定感兴趣区域，另外设定非感兴趣区域；SN比算出部，基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，基于上述总曝光时间，使上述拍摄单元进行上述正式拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄系统，具备：拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及控制单元，使上述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着上述预拍摄的一次以上的正式拍摄，上述控制单元具有：图像生成部，基于上述预拍摄和上述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；界面部，显示上述拍照对象图像；区域设定部，设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域；SN比算出部，基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，基于上述总曝光时间，使上述拍摄单元进行上述正式拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述像素值的信号分量，为所设定的上述感兴趣区域的图像值的平均值或中央值、与所设定的上述非感兴趣区域的像素值的平均值或中央值之差。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述像素值的噪声分量为所设定的所述非感兴趣区域的像素值的标准偏差。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，通过上述区域设定部在设定上述感兴趣区域及上述非感兴趣区域中利用的上述拍照对象图像的SN比、和预先设定的基准SN比改善系数之乘积，来设定上述基准SN比。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部接受用于设定上述基准SN比或上述基准SN比改善系数的用户输入。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部接受用于选择利用上述最大SN比及上述基准SN比的任一个来算出上述总曝光时间的用户输入。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述控制单元将上述总曝光时间划分为多段，使上述拍摄单元进行按照划分曝光的多次上述正式拍摄，上述图像生成部对经过多次上述正式拍摄而拍摄到的多个图像进行算术平均或加权平均来生成上述拍照对象图像，且每次进行上述正式拍摄时更新上述拍照对象图像，上述界面部显示更新后的上述拍照对象图像。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述控制单元基于上述SN比的变化，判定更新后的上述拍照对象图像中上述SN比的变化率是否低于既定值，在上述SN比的变化率低于既定值的情况下使拍摄中断。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在拍摄被中断的情况下，上述界面部显示并保存拍摄中断前生成的上述拍照对象图像之中上述SN比最大的上述拍照对象图像。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部在接受到用于设定更新后的上述拍照对象图像的感兴趣区域的用户输入的情况下，上述区域设定部基于上述用户输入重新设定上述感兴趣区域，另外重新设定上述非感兴趣区域，上述SN比算出部基于重新设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，重新算出上述SN比，上述总曝光时间算出部基于重新算出的上述SN比，重新算出上述总曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述控制单元具有饱和曝光时间算出部，该饱和曝光时间算出部基于拍摄到的一个以上的图像，算出在由上述正式拍摄而拍摄到的图像中产生像素值达到饱和区域的像素的最短的饱和曝光时间，多次上述正式拍摄各自的曝光时间小于算出的上述饱和曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述控制单元将上述总曝光时间划分为多段，使上述拍摄单元进行按照划分曝光的多次上述正式拍摄，上述图像生成部对经过多次上述正式拍摄而拍摄到的多个图像进行相加来生成上述拍照对象图像，且每次进行上述正式拍摄时更新上述拍照对象图像，上述界面部显示更新后的上述拍照对象图像。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部在接受到用于设定更新后的上述拍照对象图像的感兴趣区域的用户输入的情况下，上述区域设定部基于上述用户输入重新设定上述感兴趣区域，另外重新设定上述非感兴趣区域，上述SN比算出部基于重新设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，重新算出上述SN比，上述总曝光时间算出部基于重新算出的上述SN比，重新算出上述总曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，关于多次上述正式拍摄各自的曝光时间，越是后面的正式拍摄越长。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，每次更新上述拍照对象图像时，上述SN比算出部算出上述SN比，上述总曝光时间算出部算出上述总曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部显示算出的上述SN比和算出的上述总曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在上述界面部接受到用于重新设定上述基准SN比的用户输入的情况下，上述总曝光时间算出部重新算出能获得重新设定的上述基准SN比的总曝光时间。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在上述界面部接受到用于设定上述总曝光时间的用户输入的情况下，上述控制单元基于算出的上述总曝光时间和所设定的上述总曝光时间之中任一较短的总曝光时间，使上述拍摄单元进行上述正式拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在上述界面部接受到用于中断拍摄的用户输入的情况下，上述控制单元使拍摄中断。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在上述正式拍摄各自的曝光时间的总和超过预先设定的上限总曝光时间的情况下，上述控制单元使拍摄中断。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述上限总曝光时间根据拍照对象类别而不同，与荧光发光的拍照对象对应的上述上限总曝光时间，比与作为化学反应的结果发光的拍照对象对应的上述上限总曝光时间短。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，在上述正式拍摄各自的曝光时间超过预先设定的上限曝光时间的情况下，上述控制单元使拍摄中断。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述上限曝光时间根据拍照对象类别而不同，与荧光发光的拍照对象对应的上述上限曝光时间，比与作为化学反应的结果发光的拍照对象对应的上述上限曝光时间短。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，上述界面部接受用于设定拍照对象类别的用户输入，上述控制单元具有存储了每个拍照对象类别的拍摄条件的存储部，基于与所设定的拍照对象类别对应的上述拍摄条件，使上述拍摄单元进行上述预拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，对发光的拍照对象进行拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄系统中，对发光强度随时间衰减的拍照对象进行拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄方法，具备：利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；基于通过上述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；显示所生成的上述拍照对象图像，基于用户输入设定上述拍照对象图像的感兴趣区域，另外设定非感兴趣区域的步骤；基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；利用上述拍摄单元，基于上述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及基于通过上述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
另外，本说明书公开的拍摄方法中，对发光的拍照对象进行拍摄。
另外，本说明书公开的拍摄方法，具备：利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；基于通过上述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；设定上述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域的步骤；基于所设定的上述感兴趣区域和上述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的上述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；利用上述拍摄单元，基于上述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及基于通过上述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
另外，本说明书公开的拍摄方法中，对发光强度随时间衰减的拍照对象进行拍摄。
另外，本说明书公开的程序，使计算机执行上述拍摄方法的各步骤。
此外，上述程序可以被记录在计算机可读取的非暂时性（Non－transitory）记录介质上而提供。这样的“计算机可读取的记录介质”例如包括CD－ROM（Compact Disc－Rom）等的光学介质、或存储卡等的磁记录介质等。另外，这样的程序也可以通过经由网络的下载而提供。
产业上的可利用性
本发明能够用于发光或显色的拍照对象的分析上。
以上详细描述了本发明的实施方式，但这仅仅是一个示例，本发明可以在不脱离其宗旨的范围内以加入各种变更的方式实施。本申请基于在2018年4月17日申请的日本专利申请（特愿2018－79361），其内容作为参考被引入于此。
标号说明
1 拍摄系统；100 拍摄装置；120 壳体；120a 壳体的上表面；121 盖；122 拍照对象配置部；130 拍摄部；131 透镜部；132 摄像元件；133 信号处理部；134 存储部；135 通信部；136 拍摄控制部；137 冷却元件；140 下射光源；150 透射光源；200 控制装置；201操作部；202 显示部；203存储部；204 通信部；205 控制部；206 界面部；210 图像生成部；211 区域设定部；212 SN比算出部；213 总曝光时间算出部；214 饱和曝光时间算出部；B光带；I 拍照对象图像；L1～L4 轨道；NROI 非感兴趣区域；P 拍摄图像；PS 拍照对象；ROI感兴趣区域。

Claims (32)

1.一种拍摄系统，具备：
拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及
控制单元，使所述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着所述预拍摄的一次以上的正式拍摄，
所述控制单元具有：
图像生成部，基于所述预拍摄和所述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；
界面部，显示所述拍照对象图像且接受用户输入，该用户输入用于设定所述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域之中的至少感兴趣区域；
区域设定部，基于所述用户输入设定感兴趣区域，另外设定非感兴趣区域；
SN比算出部，基于所设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及
总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的所述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，
基于所述总曝光时间，使所述拍摄单元进行所述正式拍摄。
2.根据权利要求1所述的拍摄系统，其中，
所述拍摄系统对发光的拍照对象进行拍摄。
3.一种拍摄系统，具备：
拍摄单元，对拍照对象进行拍摄；以及
控制单元，使所述拍摄单元进行一次以上的预拍摄和接着所述预拍摄的一次以上的正式拍摄，
所述控制单元具有：
图像生成部，基于所述预拍摄和所述正式拍摄中分别拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像；
界面部，显示所述拍照对象图像；
区域设定部，设定所述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域；
SN比算出部，基于所设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比；以及
总曝光时间算出部，基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的所述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间，
基于所述总曝光时间，使所述拍摄单元进行所述正式拍摄。
4.根据权利要求1或3所述的拍摄系统，其中，
所述像素值的信号分量，为所设定的所述感兴趣区域的图像值的平均值或中央值、与所设定的所述非感兴趣区域的像素值的平均值或中央值之差。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述像素值的噪声分量为所设定的所述非感兴趣区域的像素值的标准偏差。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
通过所述区域设定部在设定所述感兴趣区域及所述非感兴趣区域中利用的所述拍照对象图像的SN比、和预先设定的基准SN比改善系数之乘积，来设定所述基准SN比。
7.根据权利要求6所述的拍摄系统，其中，
所述界面部接受用于设定所述基准SN比或所述基准SN比改善系数的用户输入。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述界面部接受用于选择利用所述最大SN比及所述基准SN比的任一个来算出所述总曝光时间的用户输入。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述控制单元将所述总曝光时间划分为多段，使所述拍摄单元进行按照划分曝光的多次所述正式拍摄，
所述图像生成部对经过多次所述正式拍摄而拍摄到的多个图像进行算术平均或加权平均而生成所述拍照对象图像，且每次进行所述正式拍摄时更新所述拍照对象图像，
所述界面部显示更新后的所述拍照对象图像。
10.根据权利要求9所述的拍摄系统，其中，
所述控制单元基于所述SN比的变化，判定更新后的所述拍照对象图像中所述SN比的变化率是否低于既定值，在所述SN比的变化率低于既定值的情况下使拍摄中断。
11.根据权利要求10所述的拍摄系统，其中，
在拍摄被中断的情况下，所述界面部显示并保存拍摄中断前生成的所述拍照对象图像之中所述SN比最大的所述拍照对象图像。
12.根据权利要求9所述的拍摄系统，其中，
所述界面部在接受到用于设定更新后的所述拍照对象图像的感兴趣区域的用户输入的情况下，
所述区域设定部基于所述用户输入重新设定所述感兴趣区域，另外重新设定所述非感兴趣区域，
所述SN比算出部基于重新设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，重新算出所述SN比，
所述总曝光时间算出部基于重新算出的所述SN比，重新算出所述总曝光时间。
13.根据权利要求12所述的拍摄系统，其中，
所述控制单元具有饱和曝光时间算出部，该饱和曝光时间算出部基于拍摄到的一个以上的图像，算出在由所述正式拍摄而拍摄到的图像中产生像素值达到饱和区域的像素的最短的饱和曝光时间，
多次所述正式拍摄各自的曝光时间小于算出的所述饱和曝光时间。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述控制单元将所述总曝光时间划分为多段，并使所述拍摄单元进行按照划分曝光的多次所述正式拍摄，
所述图像生成部对经过多次所述正式拍摄而拍摄到的多个图像进行相加而生成所述拍照对象图像，且每次进行所述正式拍摄时更新所述拍照对象图像，
所述界面部显示更新后的所述拍照对象图像。
15.根据权利要求14所述的拍摄系统，其中，
所述界面部在接受到用于设定更新后的所述拍照对象图像的感兴趣区域的用户输入的情况下，
所述区域设定部基于所述用户输入重新设定所述感兴趣区域，另外重新设定所述非感兴趣区域，
所述SN比算出部基于重新设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，重新算出所述SN比，
所述总曝光时间算出部基于重新算出的所述SN比，重新算出所述总曝光时间。
16.根据权利要求9所述的拍摄系统，其中，
关于多次所述正式拍摄各自的曝光时间，越是后面的正式拍摄越长。
17.根据权利要求9所述的拍摄系统，其中，
每次更新所述拍照对象图像时，所述SN比算出部算出所述SN比，所述总曝光时间算出部算出所述总曝光时间。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述界面部显示算出的所述SN比和算出的所述总曝光时间。
19.根据引用权利要求1的权利要求18所述的拍摄系统，其中，
在所述界面部接受到用于重新设定所述基准SN比的用户输入的情况下，
所述总曝光时间算出部重新算出能获得重新设定的所述基准SN比的总曝光时间。
20.根据权利要求18所述的拍摄系统，其中，
在所述界面部接受到用于设定所述总曝光时间的用户输入的情况下，
所述控制单元基于算出的所述总曝光时间和所设定的所述总曝光时间之中任一较短的总曝光时间，使所述拍摄单元进行所述正式拍摄。
21.根据权利要求18的拍摄系统，其中，
在所述界面部接受到用于中断拍摄的用户输入的情况下，
所述控制单元使拍摄中断。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
在所述正式拍摄各自的曝光时间的总和超过预先设定的上限总曝光时间的情况下，
所述控制单元使拍摄中断。
23.根据权利要求22所述的拍摄系统，其中，
所述上限总曝光时间根据拍照对象类别而不同，与荧光发光的拍照对象对应的所述上限总曝光时间，比与作为化学反应的结果发光的拍照对象对应的所述上限总曝光时间短。
24.根据权利要求22所述的拍摄系统，其中，
在所述正式拍摄各自的曝光时间超过预先设定的上限曝光时间的情况下，
所述控制单元使拍摄中断。
25.根据权利要求24所述的拍摄系统，其中，
所述上限曝光时间根据拍照对象类别而不同，与荧光发光的拍照对象对应的所述上限曝光时间，比与作为化学反应的结果发光的拍照对象对应的所述上限曝光时间短。
26.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄系统，其中，
所述界面部接受用于设定拍照对象类别的用户输入，
所述控制单元，
具有存储了每个拍照对象类别的拍摄条件的存储部，
基于与所设定的拍照对象类别对应的所述拍摄条件，使所述拍摄单元进行所述预拍摄。
27.根据权利要求3所述的拍摄系统，其中，
对发光强度随时间衰减的拍照对象进行拍摄。
28.一种拍摄方法，具备：
利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；
基于通过所述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；
显示所生成的所述拍照对象图像，基于用户输入设定所述拍照对象图像的感兴趣区域，另外设定非感兴趣区域的步骤；
基于所设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；
基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的所述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；
利用所述拍摄单元，基于所述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及
基于通过所述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
29.根据权利要求28所述的拍摄方法，其中，
对发光的拍照对象进行拍摄。
30.一种拍摄方法，具备：
利用对拍照对象进行拍摄的拍摄单元进行一次以上的预拍摄的步骤；
基于通过所述预拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤；
显示所述拍照对象图像，设定所述拍照对象图像的感兴趣区域及非感兴趣区域的步骤；
基于所设定的所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域，算出像素值的信号分量与噪声分量之比即SN比的步骤；
基于针对所拍摄的一个以上的图像算出的所述SN比，算出能获得最大SN比或预先设定的基准SN比的总曝光时间的步骤；
利用所述拍摄单元，基于所述总曝光时间进行一次以上的正式拍摄的步骤；以及
基于通过所述正式拍摄而拍摄的一个以上的图像，生成拍照对象图像的步骤。
31.根据权利要求30所述的拍摄方法，其中，
对发光强度随时间衰减的拍照对象进行拍摄。
32.一种已存储程序的计算机可读介质，所述程序在计算机上被执行时使所述计算机执行根据权利要求28至31的任一项所述的拍摄方法。
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