JP2004235850A - 電子的撮像装置及び顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】γ特性を変化させても色再現、エッジ強調感の変化が少なく、エッジ強調によるＳ／Ｎの低下が少ない電子的撮像装置及びその電子的撮像装置を使用する顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【解決手段】固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、撮影動作時に選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段とを有する電子的撮像装置である。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影した画像をデジタルデータとして記録する電子カメラおよび、顕微鏡による観察像の撮像に電子カメラを使用した顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影レンズ等の撮影光学系によって光学的に撮影された被写体像を撮像素子等の撮像手段によって光電変換し、この光電変換された電気信号としての画像信号を電子的に記録するようにした電子カメラ等の電子的撮像装置（以下、電子カメラという）が広く普及している。
【０００３】
この結果、顕微鏡による観察像を記録するために、観察像を銀塩フィルムを使用したカメラにより撮影する方法が用いられていたが、最近では電子カメラの高性能化にともない、観察像を電子カメラにより撮像する方法が多く用いられるようになっている。
【０００４】
この電子カメラにおいては、撮像手段としてＣＣＤ等の固体撮像素子が一般的に利用されている。また、電子カメラによって撮影され記録された画像を再生表示する表示装置として、ＣＲＴ等のブラウン管を使用したものや液晶表示装置（ＬＣＤ）等が一般に利用されている。
【０００５】
電子カメラのＣＣＤに入射する入射光量（入力）と出力信号との関係を示す光電変換特性、即ち階調特性であるγ（ガンマ）特性の傾きは、一般的には広い範囲にわたって一定であることが望ましい。しかし、上述の表示装置の電気−光変換特性（γ特性）は、非線形特性を有しているので、この表示装置を用いて電子カメラで撮影した画像を良好に再生表示するためには、電子カメラの入射光の強度と表示装置の発光強度とが比例するように、画像出力信号に対してγ補正処理を施す必要がある。
【０００６】
このγ補正処理技術としては、画像データの出力先の種類に応じたガンマγ特性が用いられることを特徴とするものが開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１３００６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、γ特性が変化するとそれに伴って、色再現及びエッジ強調感が変化し、エッジ強調によるＳ／Ｎが低下するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、γ特性を変化させても色再現、エッジ強調感の変化が少なく、エッジ強調によるＳ／Ｎの低下が少ない電子的撮像装置及びその電子的撮像装置を使用する顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するための本発明の、第１の局面に係る電子的撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、撮影動作時に選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段とを有する。
【００１１】
この構成によれば、階調特性に基いて色補正処理を切り換えるようにしたので、階調特性によらずに、最適な色再現性を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を提供することができる。
【００１２】
また本発明の他の局面に係る電子的撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、固体撮像素子によって得られる画像信号に基づいて、被写体の照明光源の種類を認識する光源認識手段と、光源認識手段の認識結果と撮影動作時に選択された階調特性とに応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段とを有する。
【００１３】
この構成によれば、光源認識手段によって撮影時の照明光源の種類を認識するようにし、この認識結果に基いて色補正処理を行なうようにし、さらに階調特性に基いて色補正処理を切り換えるようにしたので、撮影時の被写体の照明条件および階調特性によらずに、最適な色再現性を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を提供することができる。
【００１４】
また本発明の他の局面に係る電子的撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に基づいて、被写体の輝度分布を認識する輝度分布認識手段と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性の内輝度分布認識手段の認識結果に基づいて選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段とを有する。
【００１５】
この構成によれば、輝度分布認識手段によって撮影時の階調特性を切り換えるようにし、さらにこの階調特性に基いて色補正処理を切り換えるようにしたので、撮影時の被写体に合わせた階調および最適な色再現性を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を提供することができる。
【００１６】
また本発明の他の局面に係る電子的撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、撮影動作時に選択された階調特性に応じて、画像信号に付加する輪郭信号の輪郭強調度を変更する輪郭強調手段とを有する。
【００１７】
この構成によれば、階調特性に基いて輪郭強調度を切り換えるようにしたので、階調特性によらずに、最適な輪郭強調を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を提供することができる。
【００１８】
また本発明の他の局面に係る電子的撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子によって得られる画像信号に輪郭信号を付加する輪郭強調手段と、固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、撮影動作時に選択された階調特性に応じて、輪郭信号のＳ／Ｎ比を改善させるコアリング処理を切り換えてコアリングレベルを変更する可変コアリング処理手段とを有する。
【００１９】
この構成によれば、階調特性に基いてコアリングレベルを切り換えるようにしたので、階調特性によらずに、最適なＳ／Ｎを確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を提供することができる。
【００２０】
また本発明の第１の局面に係る顕微鏡システムは、顕微鏡側の少なくとも対物レンズと写真接眼レンズとの投影倍率に係る光学系を切り換える変換手段と、固体撮像素子により得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性の内この変換手段の切換動作に連動して選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段とを有する
この構成によれば、対物レンズを交換するなどして、明時信号レベルも変化する場合であっても、明時信号の変化に合わせて最適な階調特性に切り換えることにより、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。図１において、顕微鏡本体１には、ステージ２６上の試料３に対向する対物レンズ２７が配置されている。また、この対物レンズ２７を介した観察光軸上には、三眼鏡筒ユニット５を介して接眼レンズユニット６が配置されているとともに、結像レンズユニット１００を介して電子カメラ３６が配置されている。
【００２３】
図２は、顕微鏡システムの詳細な構成を示す図である。図２では、透過明視野観察、暗視野観察、位相差観察、微分干渉観察、蛍光観察などの各種の検鏡法を適宜選択可能な構成を示している。
【００２４】
図２に示す顕微鏡システムには、照明系として、透過照明光学系１１及び落射照明光学系１２が備えられている。透過照明光学系１１には透過照明用光源１３が備えられ、この透過照明用光源１３から照射される透過照明光の光路上に、この透過照明光を集光するコレクタレンズ１４、透過用フィルタユニット１５、透過視野絞り１６、透過シャッタ１６１、折曲げミラー１７、透過開口絞り１８、コンデンサ光学素子ユニット１９、及びトップレンズユニット２０が配置されている。また、落射照明光学系１２には、落射照明用光源２１が備えられ、この落射照明用光源２１から照射される落射照明光の光路上に、落射用フィルタユニット２２、落射シャッタ２３、落射視野絞り２４、及び落射開口絞り２５が配置されている。
【００２５】
透過照明光学系１１と落射照明光学系１２との各光軸が重なる観察光路Ｓ上には、観察の対象となる標本を載せる試料ステージ２６、対物レンズ２７が複数装着され、一つの対物レンズ２７を回転動作で選択し観察光路Ｓ上に位置させるためのレボルバ２８、対物レンズ側光学素子ユニット２９、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法に応じて観察光路Ｓ上のダイクロイックミラーを切り替えるためのキューブユニット３０、観察光路Ｓを観察光路Ｓ’と観察光路Ｓ”とに分岐するビームスプリッタ３１が配置されている。このビームスプリッタ３１は、三眼鏡筒ユニット５内に配置されている。
【００２６】
ビームスプリッタ３１で手前に折り曲げられた観察光路Ｓ’上には、接眼レンズ６ａが配置されている。また、ビームスプリッタ３１を透過した観察光路Ｓ”上には、中間変倍光学系（ズーム鏡筒）３３、オートフォーカス（ＡＦ）ユニット３７１と写真接眼レンズユニット３５からなる結像レンズユニット１００、及び電子カメラ３６が配置されている。
【００２７】
中間変倍光学系（ズーム鏡筒）３３は、電子カメラ３６で撮像される像を変倍するための変倍ズームレンズ３３ａを内蔵している。なお、中間変倍が不要な場合は、この中間変倍光学系（ズーム鏡筒）３３を取り外すことができる。電子カメラ３６内には撮像素子４２が配置されている。対物レンズ２７からの光像は、写真接眼レンズユニット３５内の写真接眼レンズ３５ａによって撮像素子４２の撮像面に結像する。
【００２８】
オートフォーカス（ＡＦ）ユニット３７１内には、ビームスプリッタ３４が配置され、ここで観察光路Ｓ″から分岐された光路上には、ＡＦ用受光素子３４ａが配置されている。オートフォーカスユニット３７１は、この受光素子３４ａからの出力信号をもとに合焦検出を行なうもので、ＡＦ機能が不要な場合にはユニットごと取り外すことができる。
【００２９】
透過照明光学系１１における透過用フィルタユニット１５、透過視野絞り１６、透過シャッタ１６１、透過開口絞り１８、コンデンサ光学素子ユニット１９、及びトップレンズユニット２０、落射照明光学系１２における落射用フィルタユニット２２、落射シャッタ２３、落射視野絞り２４、及び落射開口絞り２５、レボルバ２８、対物レンズ側光学素子ユニット２９、キューブユニット３０、ビームスプリッタ３１、中間変倍光学系（ズーム鏡筒）３３は、それぞれ、駆動回路部３７からの各駆動信号によって図示しない各モータにより駆動される。
【００３０】
一方、レボルバ２８には、観察光路Ｓ上に位置される対物レンズ２７の種類を検出する対物レンズ検出部３８が配置され、対物レンズ側光学素子ユニット２９には、リタデーション調整動作を検出するリタデーション調整動作検出部３９が配置され、写真接眼レンズユニット３５には、写真接眼レンズの種類を検出する写真接眼レンズ検出部４０が配置されている。
【００３１】
顕微鏡コントロール部４１は、顕微鏡全体の動作を制御するもので、透過照明用光源１３、落射照明用光源２１、駆動回路部３７、対物レンズ検出部３８、リタデーション調整動作検出部３９、写真接眼レンズ検出部４０、及び電子カメラ３６とが接続されている。
【００３２】
顕微鏡コントロール部４１は、検鏡者による図示しない操作部の操作に従って、透過照明用光源１３及び落射照明用光源２１の調光を行なうとともに、駆動回路部３７に対して制御指示を行なう。さらに顕微鏡コントロール部４１は、透過照明用光源１３及び落射照明用光源２１に対する制御状態、駆動回路部３７に対する制御状態を始め、対物レンズ検出部３８、リタデーション調整動作検出部３９、写真接眼レンズ検出部４０からの検出情報を電子カメラ３６へ出力し、電子カメラ３６での撮像条件を自動設定する。
【００３３】
図３は、上記顕微鏡システムに用いられる電子カメラの構成を示すブロック図である。図３にて一点鎖線で囲まれる部分は、顕微鏡コントロール部４１により撮像条件が設定される電子カメラ３６の構成を示している。
【００３４】
図３において、撮像素子４２はカラー画像を撮像するものであり、上述した顕微鏡の写真接眼レンズユニット３５とともに観察光路Ｓ”上に配置されている。ＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、単にＣＣＤという）４２は、顕微鏡により拡大される標本の観察像を撮像し光電変換する。
【００３５】
電子カメラ３６は、このＣＣＤ４２の出力信号から画像信号成分を抽出するＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路；ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ）４３と、このＣＤＳ回路４３の出力信号レベルを所定のゲイン値に調整するためのＡＧＣ回路等を含むゲイン制御手段である増幅器（ＡＭＰ）４４と、このＡＭＰ４４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４５と、Ａ／Ｄ変換器４５から出力されるデジタル信号を記憶する第１のフレームメモリ４６と、画像信号をＲＬ信号，ＧＬ信号，ＢＬ信号の三原色の各色信号に分離する色分離回路４７と、画像信号のホワイトバランス（ＷＢ）を調整するＷＢ４８と、色再現性を改善するための色補正を行う色補正回路４９と、色信号のガンマ（γ）補正を行う色信号γ補正回路５０と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号を輝度信号ＹＬと二つの色差信号（Ｒ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号）に変換して色相や色の飽和度等を調整する色差マトリクス回路５１と、画像信号のγ補正を行うγ補正回路６２と、このγ補正回路６２によりγ補正された画像信号から輝度信号（Ｙ信号）のみを抽出し生成するＹ信号生成部６３と、このＹ信号から低周波成分を除去して輪郭信号（以下、エッジ信号という）を抽出するハイパスフイルタ（ＨＰＦ）部６４と、このＨＰＦ６４により生成されたエッジ信号のノイズ成分を抑圧して、Ｓ／Ｎ比を改善させるコアリング処理を行うコアリング部６５と、このコアリング部６５によってコアリング処理が施されたＹ信号に所定の係数を掛け合わせる積算器を含み、エッジ強調処理を行うエッジ強調回路６６と、このエッジ強調回路６６から出力されるエッジ強調処理済みのＹ信号を上記色差マトリクス回路５１から出力される色差信号用の輝度信号ＹＬに加算して、輝度信号ＹＨを出力する加算器５２と、画像信号を表示可能な形態に処理する信号処理回路を含む表示手段である液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５９と、画像信号を一時的に記憶するメモリ等のカメラ内蔵記憶手段であるＤＲＡＭ５６と、画像信号の圧縮処理及び伸長処理を行う圧縮伸長回路５７と、画像信号を保存するメモリカード等の記録媒体５８と、撮影時にＡＦ動作を開始させると共に、露光動作を開始させるトリガー信号を発生させ得るトリガースイッチ、シェーディング補正再撮り込みのトリガー信号、対物レンズ回転動作スイッチ、開口絞り開閉等の複数のスイッチからなる操作部６１と、上記ＣＣＤ４２の駆動パルス等の同期信号を発生させるタイミングジェネレータ（ＴＧ）５３及びシグナルジェネレータ（ＳＧ）５４等によって構成されている。
【００３６】
そして、上記各構成部材は、制御手段であるＣＰＵ６０に電気的に接続されており、本実施形態の電子的撮像装置全体は、同ＣＰＵ６０によって統括的に制御されている。なお、上記ＣＣＤ４２は、電子シャッタ機能（手段）を有しており、これにより露光時間の制御を行なうことができるようになっている。
【００３７】
図４は、電子カメラの内部構成のうちの一部を抜き出して示した要部ブロック構成図であって、電子カメラにおいて色補正処理を行うための色補正回路４９等を詳細に図示するものである。
【００３８】
図４に示すように、ＣＰＵ６０内には、ＣＣＤ４２によって得られた画像信号から撮影時の照明環境条件、即ち光源の種類を認識する光源認識手段７０と、この光源認識手段７０の認識結果に応じて、色補正回路４９に供給する色補正係数行列を切り換える可変色補正手段である可変マトリクス色補正手段７１とが配設されている。
【００３９】
また、図５に示すような３種類のγカーブを選択するγカーブ選択手段７２と、３種類のγカーブに合わせた３種類のマトリクス補正係数７３と、γカーブ選択手段７２とマトリクス補正係数７３の選択操作をする操作部６１と、可変マトリクス色補正手段７１とマトリクス補正係数７３を掛け合わせる乗算手段７４とで構成される。
【００４０】
このように構成された電子カメラの第１の実施の形態について、以下に説明する。
【００４１】
図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器４５から出力されたデジタルの画像信号は、上述したようにフレームメモリ４６に記憶し読み出した後、色分離回路４７に入力されて、同回路４７においてｒ，ｇ，ｂの各色信号に分離され、その後ＷＢ４８に入力され、色補正回路４９に入力される。
【００４２】
一方、Ａ／Ｄ変換器４５の出力信号（デジタル画像信号）は、ＣＰＵ６０内の光源認識手段７０に供給され、この光源認識手段７０において撮影時の光源種類が識別される。例えば、被写体の輝度情報に基づいて光源の種類（太陽光、蛍光灯、電球等）を識別する。
【００４３】
可変マトリクス色補正手段７１は、光源認識手段７０による光源の認識結果に基いて、予め複数の光源種類（本実施形態では４種類の光源）に対応して設定されている複数の色補正係数行列のうちから当該画像信号の撮影時の光源種類に応じた色補正係数行列を選択出力するように切り換えて、この選択した色補正係数行列を色補正回路４９に供給する。
【００４４】
色補正回路４９では、ＷＢ４８からの入力信号、即ちＲ，Ｇ，Ｂ信号の各色信号毎に所定の色補正処理が行われる。ここで行われる色補正処理としては、いわゆるマスキング処理等がある。このマスキング処理は、可変マトリクス色補正手段７１からの色補正係数行列をそれぞれ掛け合わせる処理であり、その処理は式（１）で示される。
【００４５】
【数１】

【００４６】
この式で示される演算は積算器と加算器で実行され、その結果である色補正済みの各色信号（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１信号）を、色信号γ補正回路５０に出力する。そして、この色信号γ補正回路５０において色信号に対する色信号γ補正が施され、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２信号の各色信号として色差マトリクス回路５１に出力される。
【００４７】
光源種類によって忠実な色再現性が得られない場合があるため、光源認識手段７０によって撮影時の照明光源の種類を認識し、この認識結果に基づいて可変マトリクス色補正手段７１からの色補正係数行列による色補正処理を行う。これによって、撮影時の被写体の照明条件によらずに、最適な色再現性を確保することが期待できる。
【００４８】
ところが、本実施の形態のように３種類のγ補正カーブを備えたシステムの場合、γ補正カーブを変えることによって、色再現性が変化する。
【００４９】
図５に示すようなγカーブＬｏｗとＮｏｒｍａｌとＨｉの場合にマトリクス補正係数７３を固定にすると、色再現は、図６のようになる。この図６は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅ，Ｍｇ，Ｇを含んだカラーバーチャートを撮像した時の色再現ベクトル図である。ビデオ信号のＲ，Ｇ，Ｂ信号を色空間にし、縦軸をＲ−Ｙ、横軸をＢ−Ｙとして表記したものである。中心点（０，０）からの距離を彩度、回転方向を色相として表記されるものである。
【００５０】
図６の例えばＹｅに注目すると、３種類のγカーブの内、γカーブＬｏｗの彩度が小さい。また、Ｒに注目をすると、Ｎｏｗｍａｌの彩度が大きい。従って、この３種類のγカーブを使用して補正した画像では色再現が異なってしまうことがわかる。
【００５１】
以上の欠点を補うために、本実施の形態では、γ補正カーブに対応したマトリクス補正係数７３を複数種類（３種類）備えている。図７には、これらのマトリクス補正係数７３を表として示している。
【００５２】
図８は、マトリクス補正係数７３によって処理した後の色再現ベクトル図である。γカーブが変化してもほとんど色再現が変化していないことがわかる。
【００５３】
このようにして、３種類のγカーブ選択手段７２に対応して、マトリクス補正係数７３を切り換えることによって、同様の色再現画像を出力することが可能となる。
【００５４】
また、マトリクス補正係数７３と可変マトリックス色補正手段７１の係数を乗算手段７４によって掛け合わせた係数を色補正回路４９に供給することにより、撮影時の照明光源の種類とγ補正カーブの種類に応じた色補正係数行列によるマスキング処理を行うこととなるので、より精度の高い色再現性を得ることができ、よって、より良好な画像を表示装置等に再生表示することができる。
【００５５】
図９に上記方式を電子カメラに搭載した場合のフロー図を示す。
【００５６】
電子カメラは、電源ＯＮされると、撮像される。そして、操作部６１についている静止画撮り込みトリガスイッチが押され、静止画がメモリに記憶される。そこで、光源認識手段７０により、光源を認識し、可変マトリックス色補正手段７１の切り換えをする。さらに、物体認識手段７５が搭載されているかどうかを調べ、搭載している場合は、結果よりγカーブ選択手段７２値を選び、そうでない場合は、操作スイッチにより選ばれたγカーブ選択手段７２値を選び決定される。
【００５７】
このγカーブ選択手段７２値に対応したマトリックス補正係数７３が決定され、乗算手段７４を通して信号処理部４９に転送され、画像処理を行ない、カードに記録され、撮像を再び開始させる。
【００５８】
この物体認識手段７５からγカーブ選択手段７２値を選択する物体認識型γ補正について、図１０と図１１を参照して説明する。
【００５９】
図１０において、物体認識手段７５に入力された画像データは、画像分布検出回路１０２において、図１１の（１）に示すような、画像データの階調度数分布がとられる。ここで、図１１の横軸に記載されている「Ａ］及び「Ｂ］は、それぞれあるスレッシュレベルｔ以上の度数を与えるレベルの範囲の最小値と最大値を表わしている。
【００６０】
画像分布検出回路１０２が処理した画像データの階調度数分布は、γ補正カーブ設定回路１０３に送られ、γ補正カーブ設定回路１０３は、この階調度数分布に基づいて選択すべきγ補正カーブを特定する。
【００６１】
γ補正カーブ設定回路１０３は、図１１の最小値Ａから最大値Ｂまでの範囲ｃから画像データのコントラストを判断してγカーブを決定する。例えば、図１１の（１）に示すように、範囲ｃが広いときはコントラストの低いγカーブＬｏｗを選び、図１１の（２）に示すように、範囲ｃが狭いときはコントラストの高いγカーブＨｉを選定する。これによって、画像データのコントラストによらずγカーブを適正にすることができる。
【００６２】
図１２は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。
【００６３】
この変形例は、γマトリックス補正係数７３を予め組み込んだ１２通りの可変マトリクス色補正手段７１を設けている点に特徴がある。この構成によれば、色補正係数行列による色補正処理時間を短縮することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６５】
図１３は、本発明の第２の実施形態の電子カメラの内部構成を示し、色補正処理に係る主要部のみを抜き出して示す要部ブロック構成図である。なお、本実施形態は、上述の第１の実施形態と略同様の構成からなるものであって、色補正処理を行う色補正回路等の構成が若干異なるのみである。したがって、電子カメラ全体の構成についての図示は省略し、図３を参照するものとする。また、図１３は、上述の第１の実施形態とにおける図４に相当する図である。したがって、同様の構成については同じ符号を付して、その説明を省略し、異なる部材のみについて、以下に説明する。
【００６６】
この図１３の装置においては、入力されたカラー映像信号のＲＧＢの各信号は、６色分離回路４９ａに入力される。６色分離回路４９ａは、Ｒ信号を分離する抽出回路を例にして説明すると、元信号によるＲ−Ｇ信号とＲ−Ｂ信号のレベルの低いほうの信号を最小値検出回路４９ｂで選択し、さらに、この選択した信号の負成分をクリップ回路４９ｃで除き、Ｒ′信号として出力するものである。
【００６７】
従って、この６色分離回路４９ａは、例えば図１４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号の比が０．４：０．５：０．１となっているカラー映像信号を、式（２）ように分離することに等しい。
【００６８】
０．４Ｒ＋０．５Ｇ＋０．１Ｂ＝０．１（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＋０．３（Ｒ＋Ｇ）＋０．１Ｇ …（２）
ここで、（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）は白色を表わし、（Ｒ＋Ｇ）はＹｅ′を表わし、
ＧはＧ′を表わす。
【００６９】
そこで、式（２）で示される映像信号の色は、Ｙｅ′とＧ′が０．３：０．１の割合で混合されているものと判定する。
【００７０】
そして、信号のレベルが各々０．０：０．１：０．０の比になっている色補正用原色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′と、信号レベルが各々０．３：０．３：０．０の比になっている色補正用補色信号Ｙｅ′、Ｃｙ′、Ｍａ′を出力する。
【００７１】
同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号の比が０．４：０．３：０．３となっているカラー映像信号については、
０．４Ｒ＋０．３Ｇ＋０．３Ｂ＝０．３（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＋０．１Ｒ
と判定し、色補正用原色信号Ｒ′の出力レベルだけが０．１で、その他の色補正用信号についてはレベルが０の信号を出力する。
【００７２】
このようにして６色分離回路４９ａから出力された色補正用原色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′と、色補正用補色信号Ｙｅ′、Ｃｙ′、Ｍａ′の各信号は、各々乗算回路に供給され、ここでＣＰＵ６０から出力される補正用の係数が乗算された後、各々加減算回路により元のＲＧＢの各信号に加減算されて、所定の補正が施されたＲＧＢ信号として出力されることになる。
【００７３】
ここで、例えば、上記のＹｅ′信号に係数Ｋ１０を乗算した値をＲ信号に加算し、かつその値をＧ信号から減算することの意味について、図６の色再現ベクトル図により説明すると、これは、Ｙｅ色の位置を回転方向に動かし、係数Ｋ１０分だけこのＹｅ色の色相を変化させることを意味する。
【００７４】
また、Ｙｅ′信号に係数Ｋ７を乗算した上で、その値をＲ信号とＧ信号に加算することは、図６において、Ｙｅ色の位置を中心と逆方向に動かし、係数Ｋ７分だけこのＹｅ色の彩度を変化させることを意味する。
【００７５】
同様に、色補正用原色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′と、色補正用補色信号Ｃｙ′、Ｍａ′の各信号に、それぞれ係数Ｋ１〜Ｋ１２を乗算した値をＲ信号とＧ信号に加減算することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｍａの各色について、それぞれの色相と彩度とを調整することが出来る。この結果、図１３に示す装置によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｍａ、Ｙｅの各色について、それぞれの色相と彩度とを、何れも独立に調整することが出来ることになる。
【００７６】
第２の実施の形態に係る色補正方式（以下、「クロマ補正」と呼ぶ）を使用した場合においても、第１の実施の形態に係る色補正方式（以下、「マトリックス補正」と呼ぶ）と同様に、γカーブによって、色再現が変化してしまう。
【００７７】
そこで、図１３に示すように、３種類のγカーブ選択手段７２それぞれに対応したクロマ補正係数７３ａを用意しておく。３種類のγカーブ選択手段７２によって、クロマ補正係数７３ａを切り換えることで、同様の色再現画像を出力することが可能となる。
【００７８】
さらに、撮影時の照明光源の種類を認識し、この光源認識手段７０の認識結果に基いたクロマ補正係数７３ａを用意しておけば、照明光源とγカーブによらず一定した色再現を実現することが可能となる。
【００７９】
本第２の実施の形態に係る補正動作のフロー図については、第１の実施の形態で示した図９と同様であるためその詳細の説明は省略する。
【００８０】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００８１】
図１５は、図３のエッジ信号処理部２０１およびそれを制御するＣＰＵ６０を詳細に示した図である。図１５では、主信号（色信号）成分のγ補正だけを変更しているため、主信号成分に加算するエッジ成分が一定である。
【００８２】
図１６は、γカーブを切り替えることによって出力信号が変化する理由を示す図である。同一振幅の入力信号について、γＨｉカーブを用いた場合は、出力信号の振幅が大きく、γＬｏｗカーブを用いた場合は、出力信号の振幅が小さくなる。
【００８３】
図１７は、γカーブに応じてエッジ補正を行った場合の出力信号を模式的に示す図である。図１７の（１）と（２）は、図１５に示す第３の実施の形態のγ補正を行った場合の補正結果を示している。
【００８４】
γＨｉカーブを用いて適切なエッジ成分の加算をした場合には図１７の（１）に示すように出力信号には問題ないが、γＬｏｗカーブを用いてこのエッジ成分を加算すると、図１７の（２）に示すようにエッジ強調がかかりすぎた（高周波成分の多い）画像となり不自然な画像となってしまう。このことから、γカーブの特性に応じてエッジ強調度も変化させたほうがよいことがわかる。
【００８５】
ここで、一般的な電子カメラにおけるコアリング部６５によって施されるコアリング処理の入出力特性を図１８に示す。
【００８６】
図１８の（ａ）に示されるように、通常のコアリング処理は、画像信号のＹ信号からＨＰＦ部６４によって抽出されたエッジ信号の入力に対する出力に不感帯域Ｋを設け、これによりエッジ信号の出力のノイズ成分を抑圧するというものである。
【００８７】
このようなコアリング処理においては、不感帯域Ｋを拡げて、抑圧すべきノイズレベルを上げる程、即ちコアリングレベルを上げる程、図１８の（ｂ）に示すようにＳ／Ｎ比は向上し、またコアリングレベルを低く設定すればＳ／Ｎ比も劣化するという傾向がある。
【００８８】
更に、γカーブに応じてエッジ強調度も可変とした場合、図１８の（ｃ）に示すようにＳ／Ｎ比も変化する。従って、画像信号のＳ／Ｎ比を所定の一定レベルに保持するためには、画像信号のγカーブに応じてコアリングレベルを変化させるように制御すれば良い。そこで、第３の実施の形態においては、γカーブに応じてコアリング係数８２、エッジ強調係数８３を切り換えて、コアリング部６５により施されるコアリング処理レベルを可変に制御するようにしている。
【００８９】
図１５のＣＰＵ６０内には、γを変えるとエッジ強調係数８３の切り換えスイッチが対応して切り替る構成図を示す。
【００９０】
図１９は、上記方式を電子カメラに搭載した場合のフロー図を示す。
【００９１】
電子カメラは、電源ＯＮされると、撮像される。そして、操作部６１についている静止画撮り込みトリガスイッチが押され、静止画がメモリに記憶される。次に、ヒストグラム検出等の物体認識手段７５が搭載されているかどうかを調べ、搭載している場合は、結果よりγ値を選び、そうでない場合は、操作スイッチにより選ばれたγ値を選び決定される。
【００９２】
このγ値に応じたエッジ強調係数およびコアリング係数が決定され、信号処理部に転送され、画像処理を行ない、カードに記録され、撮像を再び開始させる。
【００９３】
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００９４】
図２０は、エッジ用のγ補正６２を設けていない場合のブロック図である。第４の実施の形態では、エッジ成分を加算した後にエッジ強調をかけている点を特徴としている。この場合、第３の実施の形態と異なり、図１７の（３）、（４）に示すように、γ補正をＨｉにすると、コントラストと同時にエッジ強調がかかりすぎた画像となってしまうことがある。
【００９５】
図２０のＣＰＵ６０内には、γの変更に対応してエッジ強調係数８３の切り換えスイッチが動作する構成が示されている。
【００９６】
この方式を電子カメラに搭載した場合のフロー図については、第３の実施の形態で示した図１９と同様であるためその詳細の説明を省略する。
【００９７】
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００９８】
顕微鏡による観察像を記録する場合、対物レンズの倍率を切り換えて電子カメラに撮影することが一般的に用いられているが、一般に対物レンズの倍率を上げると、ＮＡ（開口数）が小さくなり、そこに映し出された画像の解像、コントラストが低くなってしまい、標本によっては画像の確認が十分に行いにくいという問題がある。一方、対物レンズの倍率を下げると、光学像の周辺光量低下により画像の周辺部が暗くなってしまう問題がある。
【００９９】
従って本実施の形態では、対物レンズの倍率を下げた場合にはコントラストの低いγカーブ（Ｌｏｗ）と選択し、対物レンズの倍率を上げた場合にはコントラストの高いγカーブ（Ｈｉ）を選択する。
【０１００】
図２１に上記方式を顕微鏡システムに搭載した場合のフロー図を示す。
【０１０１】
システム電源をＯＮとし、標本をセットし、電子カメラの電源ＯＮをすると、撮像される。そして、操作部に設けられている静止画撮り込みトリガスイッチが押され、静止画がメモリに記憶される。次に、対物レンズの切り換えがあるかどうかを調べ、切り換えのある場合は、対物レンズに合わせたγ値を選び信号処理部に転送され、そうでない場合は、γ値はそのままとする。最後に、画像処理を行ない、カードに記録され、撮像を再び開始させる。
【０１０２】
この実施の形態によれば、コントラスト感や周辺光量落ちに対応した電子カメラを提供することができる。
【０１０３】
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。
【０１０４】
本実施の形態では、対物レンズに応じてγカーブを自動的に決め、更にそのカーブに従って色マトリックス係数を決めている。
【０１０５】
図２２に上記方式を顕微鏡システムに搭載した場合のフロー図を示す。
【０１０６】
システム電源をＯＮとし、標本をセットし、電子カメラの電源ＯＮをすると、撮像される。そして、操作部についている静止画撮り込みトリガスイッチが押され、静止画がメモリに記憶される。次に、対物レンズの切り換えがあるかどうかを調べ、切り換えのある場合は、対物レンズに合わせたγ値を選び、このγ値に応じたマトリックス係数が決定され、信号処理部に転送され、そうでない場合は、γ値はそのままとする。最後に、画像処理を行ない、カードに記録され、撮像を再び開始させる。
【０１０７】
次に本発明の第７の実施の形態について説明する。
【０１０８】
第７の実施の形態では、対物レンズに応じてγカーブを自動的に決め、更にそのカーブに従ってエッジ強調係数およびコアリング係数を決めている。
【０１０９】
図２３は、上記方式を顕微鏡システムに搭載した場合のフロー図である。
【０１１０】
システム電源をＯＮとし、標本をセットし、電子カメラの電源ＯＮをすると、撮像される。そして、操作部についている静止画撮り込みトリガスイッチが押され、静止画がメモリに記憶される。次に、対物レンズの切り換えがあるかどうかを調べ、切り換えのある場合は、対物レンズに合わせたγ値を選び、このγ値に応じたエッジ強調係数とコアリング係数が決定され、信号処理部に転送され、そうでない場合は、γ値はそのままとする。最後に、画像処理を行ない、カードに記録され、撮像を再び開始させる。
【０１１１】
尚、本発明は上記記載の各実施の形態の電子カメラに基づいて、当該電子カメラを用いた顕微鏡システムを、以下のように構成することができる。
【０１１２】
（１） 顕微鏡による観察像の撮像に、固体撮像素子を搭載した電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムにおいて、
顕微鏡側の少なくとも対物レンズと写真接眼レンズの投影倍率に係る光学系を切り換える変換手段と、
前記固体撮像素子により得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性の内この変換手段の切換動作に連動して選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と
を有することを特徴とする顕微鏡システム。
【０１１３】
（２） 上記記載の顕微鏡システムにおいて、
撮影動作時に選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段を更に有する。
【０１１４】
（３） 上記記載の顕微鏡システムにおいて、
撮影動作時に選択された階調特性に応じて、前記画像信号に付加する輪郭信号の輪郭強調度を変更する輪郭強調手段を更に有する。
【０１１５】
以上のように構成された各実施の形態の顕微鏡システムでは、次のような効果を奏する。
【０１１６】
（１）の構成によれば、対物レンズを交換するなどして、明時信号レベルも変化する場合であっても、明時信号の変化に合わせて最適な階調特性に切り換えることにより、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムを提供することができる。
【０１１７】
（２）の構成によれば、対物レンズの交換によって撮影時の階調特性を切り換えるようにし、さらにこの階調特性に基いて色補正処理を切り換えるようにしたので、撮影時の被写体に合わせた階調および最適な色再現性を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムを提供することができる。
【０１１８】
（３）の構成によれば、対物レンズの交換によって撮影時の階調特性を切り換えるようにし、さらにこの階調特性に基いて輪郭強調度を切り換えるようにしたので、階調特性によらずに、最適な輪郭強調を確保することができ、撮影された画像信号をより良好な画像として表示装置に再生表示し得る電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムを提供することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子的撮像装置及び顕微鏡システムによれば、γ特性を変化させても色再現、エッジ強調感の変化が少なく、さらにエッジ強調によるＳ／Ｎ低下が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図。
【図２】顕微鏡システムの詳細な構成を示す図。
【図３】顕微鏡システムに用いられる電子カメラの構成を示すブロック図。
【図４】電子カメラの内部構成のうちの一部を抜き出して示した要部ブロック構成図。
【図５】３種類のγカーブを示す図。
【図６】カラーバーチャートを撮像した時の色再現ベクトル図。
【図７】マトリクス補正係数を表として示す図。
【図８】マトリクス補正係数によって処理したときの色再現ベクトル図。
【図９】第１の実施の形態の電子カメラの動作を示すフロー図。
【図１０】物体認識手段の構成を示す図。
【図１１】階調度数分布を示す図。
【図１２】第１の実施の形態の変形例を示す図。
【図１３】電子カメラの要部を示すブロック構成図。
【図１４】カラー映像信号のＲ、Ｇ、Ｂの各信号の比を示す図。
【図１５】エッジ信号処理部およびそれを制御するＣＰＵを詳細に示した図。
【図１６】γカーブによって出力信号が変化する理由を示す図。
【図１７】γカーブに応じてエッジ補正を行った場合の出力信号を模式的に示す図。
【図１８】コアリング処理の入出力特性を示す図。
【図１９】他の実施の形態の電子カメラの動作を示すフロー図。
【図２０】エッジ信号処理部およびそれを制御するＣＰＵを詳細に示した図。
【図２１】他の実施の形態の電子カメラの動作を示すフロー図。
【図２２】他の実施の形態の顕微鏡システムの動作を示すフロー図。
【図２３】他の実施の形態の顕微鏡システムの動作を示すフロー図。
【符号の説明】
１…顕微鏡本体、 ３…試料、 ２７…対物レンズ、 ３６…電子カメラ、３７…駆動回路部、 ３８…対物レンズ検出部、 ３９…リタデーション調整動作検出部、 ４０…写真接眼レンズ検出部、 ４１…顕微鏡コントロール部、４２…ＣＣＤ（固体撮像素子）、 ４９…色補正回路、４９ａ…６色分離回路、 ４９ｂ…最小値検出回路、４９ｃ…クリップ回路、 ５０…色信号γ補正回路、 ６０…ＣＰＵ、 ６１……操作部、 ６２…γ補正回路、 ６５…コアリング部、 ６６…エッジ強調回路部、 ７０…光源認識手段、 ７１…可変マトリクス色補正手段、 ７２…γカーブ選択手段、７３…マトリクス補正係数、 ７５…物体認識手段、 ８２…コアリング係数、 ８３…エッジ強調係数

Claims (6)

1. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、
   撮影動作時に選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段と
   を有することを特徴とする電子的撮像装置。
2. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に基づいて、被写体の照明光源の種類を認識する光源認識手段と、
   前記光源認識手段の認識結果と撮影動作時に選択された階調特性とに応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段と
   を有することを特徴とする電子的撮像装置。
3. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に基づいて、被写体の輝度分布を認識する輝度分布認識手段と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性の内この輝度分布認識手段の認識結果に基づいて選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、
   前記選択された階調特性に応じて色補正処理を切り換える可変色補正手段と
   を有することを特徴とする電子的撮像装置。
4. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、
   撮影動作時に選択された階調特性に応じて、前記画像信号に付加する輪郭信号の輪郭強調度を変更する輪郭強調手段と
   を有することを特徴とする電子的撮像装置。
5. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に輪郭信号を付加する輪郭強調手段と、
   前記固体撮像素子によって得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性から選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と、
   撮影動作時に選択された階調特性に応じて、前記輪郭信号のＳ／Ｎ比を改善させるコアリング処理を切り換えてコアリングレベルを変更する可変コアリング処理手段と
   を有することを特徴とする電子的撮像装置。
6. 顕微鏡による観察像の撮像に、固体撮像素子を搭載した電子的撮像装置を使用した顕微鏡システムにおいて、
   顕微鏡側の少なくとも対物レンズと写真接眼レンズとの投影倍率に係る光学系を切り換える変換手段と、
   前記固体撮像素子により得られる画像信号に対して、複数種類の階調特性の内この変換手段の切換動作に連動して選択された１つの階調特性に補正する可変階調特性補正手段と
   を有することを特徴とする顕微鏡システム。

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