JP2019080325A - Image display method, image display program, and image display device - Google Patents

Image display method, image display program, and image display device Download PDF

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JP2019080325A JP2018237319A JP2018237319A JP2019080325A JP 2019080325 A JP2019080325 A JP 2019080325A JP 2018237319 A JP2018237319 A JP 2018237319A JP 2018237319 A JP2018237319 A JP 2018237319A JP 2019080325 A JP2019080325 A JP 2019080325A
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Abstract

To provide an image display technique which makes it possible to grasp the absolute brightness of an imaging target on the basis of an image.SOLUTION: An image display method comprises processes of: with respect to an image of an imaging target captured by an imaging apparatus which includes an image pickup device without a color filter for color imaging and whose absolute sensitivity is obtained by calibration, setting on the basis of the absolute sensitivity a light volume display scale indicating the correspondence between a light volume expressed with the number of photons per a unit time of light applied from the imaging target and a pixel display state in displaying the image; and displaying the image indicating the absolute light volume of the light applied from the imaging target with the light volume display scale.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像表示方法、画像表示プログラム、および画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display method, an image display program, and an image display device.

CCDカメラ、CMOSカメラ等の撮像装置を用いて撮影された画像は、自動的あるいは意図的に、撮影対象物が見やすくなるよう画像のコントラストが調整された状態で表示されることがある。このような操作は、科学技術用の画像に適用されることも多い。   An image captured using an imaging device such as a CCD camera or a CMOS camera may be displayed automatically or intentionally in a state in which the contrast of the image is adjusted so that the object to be captured can be easily viewed. Such operations are often applied to scientific images.

画像表示に関する説明として、通常は、使用した装置やカメラの記載で済まされることが多い。コントラストが調整されている場合であっても、どのようにコントラストが調整されたものか、撮影対象物の絶対的な明るさと関連付けて説明されることはない。   As a description of image display, usually, the description of the device and camera used is often finished. Even when the contrast is adjusted, how the contrast is adjusted is not described in relation to the absolute brightness of the object to be photographed.

任意のコントラスト調整により、同じ画像を明るく見せることも暗く見せることもできる。したがって、このような画像を見ても、撮影対象物がどの程度の絶対的な明るさを有しているのか、把握することができない。   Arbitrary contrast adjustments can make the same image appear brighter or darker. Therefore, even if such an image is viewed, it can not be grasped what absolute brightness the object to be photographed has.

本発明の一目的は、画像から、撮影対象物の絶対的な明るさを把握できるようにする画像表示技術を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image display technique that enables the absolute brightness of an object to be photographed to be grasped from an image.

本発明の一観点によれば、
カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する工程と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する工程と
を有する画像表示方法
が提供される。
According to one aspect of the invention,
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed Setting a light amount display scale indicating the correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
Displaying an image indicating an absolute light amount of light emitted from the object to be photographed together with the light amount display scale.

本発明の他の観点によれば、
カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する手順と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する手順と
をコンピュータに実行させるための画像表示プログラム
が提供される。
According to another aspect of the invention,
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed Setting a light amount display scale indicating the correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
There is provided an image display program for causing a computer to execute, together with the light amount display scale, an image indicating an absolute light amount of light emitted from the object to be photographed.

本発明のさらに他の観点によれば、
カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する機能と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する機能と
を有する画像表示装置
が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed A function of setting a light amount display scale indicating a correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
There is provided an image display device having a function of displaying an image showing an absolute light amount of light emitted from the object to be photographed together with the light amount display scale.

撮影対象物の画像が、光量表示スケールとともに表示されることにより、画像から、撮影対象物がどの程度の明るさを有しているかを、絶対的な光量として把握できる。   By displaying the image of the object to be photographed together with the light amount display scale, it is possible to grasp from the image how much brightness the object to be photographed has, as an absolute light amount.

図1は、本発明の一実施形態による画像表示装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、一実施形態による撮像装置の校正の概略的な手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing a schematic procedure of calibration of an imaging device according to one embodiment. 図3は、一実施形態による撮影対象物の撮影および画像表示の概略的な手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a schematic procedure of photographing and image display of a photographing object according to an embodiment. 図4は、相対波長感度特性の一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of relative wavelength sensitivity characteristics. 図5(A)および図5(B)は、実施例の撮影対象物(半導体多重量子井戸構造)の発光状態を示す画像を、光量表示スケールとともに示した表示例である。FIG. 5A and FIG. 5B are display examples showing an image showing the light emission state of the object to be photographed (semiconductor multiple quantum well structure) of the example together with the light amount display scale. 図6(A)および図6(B)は、実施例の標準光源の発光状態を示す画像を、光量表示スケールとともに示した表示例である。FIG. 6A and FIG. 6B are display examples showing an image showing the light emission state of the standard light source of the example together with the light amount display scale.

図1を参照して、本発明の一実施形態による画像表示装置の概略的な構成について説明する。実施形態による画像表示装置1は、保持台10、撮像装置20、制御部30、表示部40、および入力部50を含んで構成されている。   A schematic configuration of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The image display apparatus 1 according to the embodiment is configured to include a holding stand 10, an imaging device 20, a control unit 30, a display unit 40, and an input unit 50.

保持台10は、光を放射する撮影対象物100を保持するように構成されている。撮像装置20は、保持台10に保持された撮影対象物100を撮影できる位置に設置されている。   The holding stand 10 is configured to hold an object to be photographed 100 that emits light. The imaging device 20 is installed at a position at which the imaging target object 100 held by the holding table 10 can be photographed.

撮像装置20としては、例えば、高感度CCD、CMOSカメラ等の固体撮像装置を用いることができる。撮像装置20は、絞り(アイリス)機構21、レンズ22、および固体撮像素子23を含んで構成されている。撮像素子23として、カラーフィルタを有しない(白黒の)撮像素子を用いることができる。保持台10に保持された撮影対象物100から放射された光が、絞り機構21を介して、レンズ22に入射する。レンズ22の(絞り機構21の)開口角はθである。レンズ22により、保持台10に保持された撮影対象物100の像が、撮像素子23上に結像する。撮像装置20は、必要に応じて、不要な波長成分をカットするフィルターを有していてもよい。フィルターは、撮影対象物100と撮像素子23との間(典型的には撮影対象物100とレンズ22との間)に配置される。 As the imaging device 20, for example, a solid-state imaging device such as a high sensitivity CCD or a CMOS camera can be used. The imaging device 20 is configured to include an iris (iris) mechanism 21, a lens 22, and a solid-state imaging device 23. As the imaging device 23, a (black and white) imaging device having no color filter can be used. The light emitted from the object to be photographed 100 held by the holder 10 is incident on the lens 22 through the diaphragm mechanism 21. (The aperture mechanism 21) opening angle of the lens 22 is theta 0. The lens 22 causes the image of the object to be photographed 100 held on the holder 10 to form an image on the image sensor 23. The imaging device 20 may have a filter that cuts unnecessary wavelength components, as necessary. The filter is disposed between the imaging target 100 and the imaging device 23 (typically, between the imaging target 100 and the lens 22).

撮像素子23へ光が入射することにより得られたシグナルは、所定の分解能(例えば8ビット、16ビット等)を有するアナログデジタルコンバータで画素毎にデジタル化され、画像として出力される。画素毎のデジタル化された数値を輝度値と呼ぶ。撮像装置20から出力された画像データは、制御部30に入力される。   A signal obtained by the light incident on the imaging device 23 is digitized for each pixel by an analog-to-digital converter having a predetermined resolution (for example, 8 bits, 16 bits, etc.) and output as an image. The digitized numerical value for each pixel is called a luminance value. The image data output from the imaging device 20 is input to the control unit 30.

制御部30としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard disk drive)、通信I/F(interface)部等のハードウエア資源を組み合わせて構成されたコンピュータを用いることができる。   As the control unit 30, for example, hardware resources such as a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a hard disk drive (HDD), a communication I / F (interface) unit, etc. A computer configured in combination can be used.

制御部30は、所定プログラムがインストールされ、その所定プログラムをCPUが必要に応じて実行することで、後述の光量表示スケール設定や、画像と光量表示スケールの表示等の各種機能を実現する。これらの機能が制御部30により実現されることから、制御部30を、画像表示装置と捉えることもできる。なお、このような所定プログラムは、インストールに先立って、制御部30で読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されるものであってもよいし、あるいは制御部30と接続する通信回線を通じて制御部30へ提供されるものであってもよい。   A predetermined program is installed in the control unit 30, and the CPU executes the predetermined program as necessary to realize various functions such as setting of a light amount display scale described later and display of an image and a light amount display scale. Since these functions are realized by the control unit 30, the control unit 30 can be regarded as an image display device. Note that such a predetermined program may be stored and provided in a recording medium readable by the control unit 30 prior to installation, or the control unit through a communication line connected to the control unit 30. 30 may be provided.

表示部40は、ディスプレイ装置やプリンタ装置等の情報出力部として構成されており、制御部30に制御されて、例えば、後述のように、撮像装置20で撮影された画像と、光量表示スケールとを表示する。なお、ディスプレイ装置での電子的な表示に限らず、プリンタ装置での印刷による出力等も含めて、種々の情報出力を広く「表示」と捉えることができる。   The display unit 40 is configured as an information output unit such as a display device or a printer device, and is controlled by the control unit 30. For example, as described later, an image captured by the imaging device 20, a light intensity display scale, Display Note that various information outputs can be broadly regarded as “display”, including not only electronic display on a display device but also output by printing on a printer device.

入力部50は、キーボードやマウス等の情報入力部として構成されている。ユーザは、入力部50を介して、制御部30に必要な情報を入力したり、制御部30が表示部40に提示した選択肢を選択したりすること等により、種々の情報入力を行うことができる。   The input unit 50 is configured as an information input unit such as a keyboard and a mouse. The user may input various information by inputting necessary information to the control unit 30 via the input unit 50 or selecting an option presented by the control unit 30 on the display unit 40. it can.

次に、実施形態による画像表示装置1を用いた画像表示方法について説明する。まず、撮像装置20の校正を行う。撮像装置20の校正では、撮像装置20の絶対感度を取得する。撮像装置20の校正を行うことにより、撮像装置20で撮影された画像と撮影対象物から放射された光量との正確な対応付けを行うことが可能になる。   Next, an image display method using the image display device 1 according to the embodiment will be described. First, calibration of the imaging device 20 is performed. In calibration of the imaging device 20, the absolute sensitivity of the imaging device 20 is acquired. By calibrating the imaging device 20, it is possible to accurately associate the image captured by the imaging device 20 with the amount of light emitted from the imaging target.

なお、撮像装置20の絶対感度は、一度得られた後は、後述の画像表示に繰り返し用いることができるので、撮像装置20の校正は、初期に一度行えばよい。なお、必要に応じて、適当な機会に撮像装置20の校正をやり直してもよい。   In addition, since the absolute sensitivity of the imaging device 20 can be repeatedly used for image display described later after being obtained once, calibration of the imaging device 20 may be performed once at an initial stage. In addition, you may recalibrate the imaging device 20 at an appropriate opportunity as needed.

以下、撮像装置20の校正手順の一例について説明する。撮像装置20の校正には、発光波長と、全放射光量と、放射角度分布とが既知の標準光源が用いられる。標準光源として用いる光源に特に制限はないが、撮像装置20の絶対感度を正確に測定できる程度の適度な光量を有しているものが好ましい。   Hereinafter, an example of the calibration procedure of the imaging device 20 will be described. For calibration of the imaging device 20, a standard light source with known emission wavelength, total emission light amount, and emission angle distribution is used. Although the light source used as a standard light source is not particularly limited, it is preferable that the light source has an appropriate amount of light such that the absolute sensitivity of the imaging device 20 can be accurately measured.

ここで、光量は、例えば、単位時間当たりの放射光子数(photons/s)として表される。光量は、これに発光波長に応じたエネルギーを乗じて、パワー(W)として表すこともできる。以下の説明では、単位時間当たりの光子数(photons/s)として光量を表す場合を例示する。   Here, the light quantity is expressed, for example, as the number of photons emitted per unit time (photons / s). The light quantity can also be expressed as power (W) by multiplying this by energy according to the light emission wavelength. The following description exemplifies a case where the light quantity is expressed as the number of photons per unit time (photons / s).

標準光源としては、例えば、光取出し側の表面上に、微小な開口窓(例えば直径1μm〜5mmの円形開口窓)を有する遮光膜が形成された平面型半導体発光素子を用いることができる。なお、半導体発光素子の上側電極層を、この遮光膜を兼ねるように形成することができる。開口窓の大きさを調整することにより、開口窓の外部へ放出される光量を調整することができる。さらに、このような半導体発光素子に印加する駆動信号のON/OFFパルス比(デューティ比)と点灯周期とを調整することで、微弱な発光光量を精度良く調整することができる。   As a standard light source, for example, it is possible to use a planar semiconductor light emitting element in which a light shielding film having a minute aperture window (for example, a circular aperture window with a diameter of 1 μm to 5 mm) is formed on the surface on the light extraction side. The upper electrode layer of the semiconductor light emitting element can be formed to double as the light shielding film. By adjusting the size of the opening window, the amount of light emitted to the outside of the opening window can be adjusted. Furthermore, by adjusting the ON / OFF pulse ratio (duty ratio) of the drive signal applied to such a semiconductor light emitting element and the lighting cycle, it is possible to precisely adjust the weak light emission amount.

標準光源の発光波長が未知の場合には、標準光源の発光波長を、例えば、波長校正された光スペクトラムアナライザ装置、または、例えば、波長校正された、分光器とCCDなどの撮像装置からなるマルチチャネルアナライザ(分光光度計)を用いて測定する。   When the emission wavelength of the standard light source is unknown, the emission wavelength of the standard light source may be, for example, a wavelength-calibrated optical spectrum analyzer device, or a wavelength-calibrated multi-image device such as a spectroscope and a CCD. Measure using a channel analyzer (spectrophotometer).

標準光源の全放射光量が未知の場合には、標準光源の全放射光量を、例えば積分球方式を用いて測定する。標準光源の全放射光量をALUとする。 If the total emitted light amount of the standard light source is unknown, the total emitted light amount of the standard light source is measured using, for example, an integrating sphere method. Let the total amount of light emitted from the standard light source be ALU .

標準光源の放射角度分布が未知の場合には、標準光源の放射角度分布を、例えば以下のようにして測定する。光検出器として例えばフォトダイオードを用いる。まず、フォトダイオードを、標準光源の発光部と対向するように配置する。そして、標準光源の発光部に対するフォトダイオードの相対角度を変えながら光量を測定して、放射角度分布を測定する。測定される放射角度分布は、相対的な光量分布を示すものでよい。   When the radiation angle distribution of the standard light source is unknown, the radiation angle distribution of the standard light source is measured, for example, as follows. For example, a photodiode is used as a light detector. First, the photodiode is disposed to face the light emitting portion of the standard light source. Then, the light amount is measured while changing the relative angle of the photodiode with respect to the light emitting portion of the standard light source, and the radiation angle distribution is measured. The radiation angle distribution to be measured may indicate a relative light quantity distribution.

図2は、撮像装置20の校正の概略的な手順を示すフローチャートである。各手順(ステップS11〜S13)で行われる各種のデータ処理や計算等は、制御部30で行われる。   FIG. 2 is a flowchart showing a schematic procedure of calibration of the imaging device 20. The control unit 30 performs various data processing, calculations, and the like performed in each procedure (steps S11 to S13).

まず、ステップS11で、撮像装置20により標準光源を撮影する。より具体的には、図1に示した撮影対象物100として標準光源を保持台10に保持して、撮像装置20で標準光源を撮影する。標準光源の発光部全体(上記の標準光源例では開口窓全体)が画像内に収まるようにして、撮影を行う。また、各画素の輝度値が飽和しない程度の適当な光量や露出時間で、撮影を行う。   First, in step S11, a standard light source is photographed by the imaging device 20. More specifically, a standard light source is held on the holding stand 10 as the object to be photographed 100 shown in FIG. 1, and the standard light source is photographed by the imaging device 20. Photographing is performed such that the entire light emitting unit of the standard light source (the entire opening window in the above standard light source example) fits within the image. In addition, photographing is performed with an appropriate light amount and exposure time such that the luminance value of each pixel is not saturated.

次に、ステップS12で、入射光量PLUを算出する。入射光量PLUは、標準光源から放射された全放射光量ALUのうち、撮像装置20に入射する分の絶対的な光量である。 Next, in step S12, the incident light amount PLU is calculated. The incident light amount PLU is an absolute light amount corresponding to the amount of light incident on the imaging device 20 out of the total emitted light amount ALU emitted from the standard light source.

まず、標準光源に対する撮像装置20の集光効率ηを算出する。集光効率ηは、標準光源から放射された全放射光量ALUに対する、入射光量PLUの割合を示す。つまり、
集光効率η=入射光量PLU/全放射光量ALU
と表される。
First, the light collection efficiency η L of the imaging device 20 with respect to the standard light source is calculated. The collection efficiency η L indicates the ratio of the incident light amount P LU to the total emitted light amount A LU emitted from the standard light source. In other words,
Light collection efficiency L L = incident light amount P LU / total radiation amount A LU
It is expressed as

標準光源の放射角度分布を用いると、集光効率ηは、全立体角内で放射角度分布を積分した値に対する、撮像装置20の開口角θに応じた立体角内(アイリス開口立体角内)で放射角度分布を積分した値の割合として表される。つまり、
集光効率η=アイリス開口立体角内での放射角度分布積分値/全立体角内での放射角度分布積分値
と表される。
When the radiation angle distribution of the standard light source is used, the light collection efficiency η L is within a solid angle corresponding to the opening angle θ 0 of the imaging device 20 with respect to the value obtained by integrating the radiation angle distribution in all solid angles In the above, it is expressed as a percentage of the integrated value of the radiation angle distribution. In other words,
It is expressed as: collection efficiency 放射L = radial angular distribution integral value in solid iris angle / radial angular distribution integral value in full solid angle.

例えば、標準光源の放射角度分布がランバート分布で表される場合、集光効率ηは、以下のように解析的に表すことができる。ここで、NAは、撮像装置20のレンズ22の(絞り機構21の)開口数である。
For example, when the radiation angle distribution of the standard light source is represented by a Lambert distribution, the collection efficiency η L can be analytically represented as follows. Here, NA is the numerical aperture (of the diaphragm mechanism 21) of the lens 22 of the imaging device 20.

集光効率ηと全放射光量ALUとにより、入射光量PLUは、
入射光量PLU=全放射光量ALU×集光効率η
と算出することができる。
The incident light amount P LU is obtained by the collection efficiency η L and the total emission light amount A LU
Incident light amount P LU = Total emitted light amount A LU × Condensing efficiency η L
It can be calculated as

なお、絶対的な光量分布として放射角度分布が知られている場合であれば、アイリス開口立体角内で放射角度分布を積分することにより、入射光量PLUを得ることができる。 If the radiation angle distribution is known as the absolute light amount distribution, the incident light amount PLU can be obtained by integrating the radiation angle distribution within the iris aperture solid angle.

なお、ステップS12での入射光量PLUの算出は、ステップS11での標準光源の撮影の後に行わなくてもよく、標準光源の撮影の前に行っても、標準光源の撮影と同時に行ってもよい。 The calculation of the amount of incident light P LU is available in step S12, may not be performed after the photographing of the standard light source at step S11, be performed before the standard light source shooting, be performed simultaneously with imaging of standard light source Good.

次に、ステップS13で、撮像装置20の絶対感度Sを算出する。絶対感度Sは、撮像装置20での撮影における単位輝度値と入射光子数との関係を示し、ここでは単位輝度値当たりの入射光子数として示される。   Next, in step S13, the absolute sensitivity S of the imaging device 20 is calculated. The absolute sensitivity S indicates the relationship between the unit luminance value and the number of incident photons in imaging with the imaging device 20, and is shown here as the number of incident photons per unit luminance value.

まず、撮像装置20から出力された標準光源の画像について、画像全面にわたり画素の輝度値を積算して、輝度値の総和を算出する。そして、この輝度値の総和を、撮影での露光時間で割ることにより、単位時間当たりの輝度値の総和Iを算出する。 First, with regard to the image of the standard light source output from the imaging device 20, the luminance values of the pixels are integrated over the entire surface of the image to calculate the sum of the luminance values. Then, the sum of the luminance values, divided by the exposure time in shooting, calculates the total sum I L of the luminance value per unit time.

絶対感度Sは、単位時間当たりの輝度値の総和Iに対する、撮像装置20への入射光量PLU(すなわち単位時間当たりの入射光子数)の比率として表すことができる。つまり、
絶対感度S=入射光量PLU/単位時間当たりの輝度値の総和I
と表される。このようにして、撮像装置20の校正が行われ、絶対感度Sが得られる。
Absolute sensitivity S can be expressed relative to the sum I L of the luminance value per unit time, as a ratio of the incident light amount P LU (i.e. the number of incident photons per unit time) to the imaging device 20. In other words,
Absolute sensitivity S = incident light amount P LU / sum of luminance values per unit time I L
It is expressed as Thus, calibration of the imaging device 20 is performed, and the absolute sensitivity S is obtained.

次に、校正されて絶対感度Sの得られた撮像装置20を用いて観察対象である撮影対象物を撮影し、撮影された画像の表示を行う。   Next, using the imaging device 20 that has been calibrated and the absolute sensitivity S is obtained, the imaging target object to be observed is photographed, and the photographed image is displayed.

図3は、観察対象である撮影対象物の撮影および画像表示の概略的な手順を示すフローチャートである。各手順(ステップS21〜S23)で行われる各種のデータ処理や計算等は、制御部30で行われる。本実施形態では、撮影対象物として発光体を例示する。   FIG. 3 is a flowchart showing a schematic procedure of photographing and image display of a photographing object to be observed. Various data processing, calculations, and the like performed in each procedure (steps S21 to S23) are performed in the control unit 30. In the present embodiment, a light emitter is illustrated as an object to be photographed.

まず、ステップS21で、撮像装置20により発光体を撮影する。より具体的には、図1に示した撮影対象物100として発光体を保持台10に保持して、撮像装置20で発光体を撮影する。発光体の発光部全体が画像内に収まるようにして、撮影を行う。また、各画素の輝度値が飽和しない程度の適当な露出時間で撮影を行う。なお、光量が可変な発光体であるならば、光量を適当に選択することで、各画素の輝度値が飽和しないようにしてもよい。   First, in step S21, a light emitter is photographed by the imaging device 20. More specifically, the light emitter is held on the holder 10 as the object to be photographed 100 shown in FIG. 1, and the light emitter is photographed by the imaging device 20. Photographing is performed so that the entire light emitting portion of the light emitting body fits within the image. Also, imaging is performed with an appropriate exposure time that does not saturate the luminance value of each pixel. If the light emitter is a variable light amount, the luminance value of each pixel may not be saturated by appropriately selecting the light amount.

次に、ステップS22で、撮影された発光体の画像について、絶対感度Sに基づき、光量表示スケールを設定する。光量表示スケールは、輝度値と光量との対応関係を示し、また、輝度値と表示画像における画素の表示状態(例えばグレースケール画像表示での明るさ)との対応関係を介して、画素の表示状態と光量との対応関係を示す。光量表示スケールは、後続のステップS23で説明するように、画像とともに表示される。   Next, in step S22, a light amount display scale is set based on the absolute sensitivity S for the photographed image of the light emitter. The light amount display scale indicates the correspondence between the luminance value and the light amount, and also displays the pixel through the correspondence between the luminance value and the display state of the pixel in the display image (for example, the brightness in gray scale image display). The correspondence between the state and the light amount is shown. The light amount display scale is displayed together with the image as described in the subsequent step S23.

輝度値Lと光量Qとの対応関係は、以下のようにして設定される。輝度値Lは、絶対感度Sを用いると、光子数LSに換算される。さらに、撮影の露光時間TEXPを用いると、輝度値Lは、単位時間当たりの光子数すなわち光量に換算されて、LS/TEXPと表される。 The correspondence relationship between the luminance value L and the light amount Q is set as follows. When the absolute sensitivity S is used, the luminance value L is converted into the number of photons LS. Furthermore, when the exposure time T EXP for photographing is used, the luminance value L is converted into the number of photons per unit time, that is, the light quantity, and is expressed as LS / T EXP .

このようにして、輝度値Lを光量LS/TEXPに対応させる光量表示スケールが得られる。この光量表示スケールでは、画像全面での輝度値の総和LSUMを光量に換算したLSUMS/TEXPが、発光体からの全放射光量のうち、撮像装置20に入射した分の光量と等しくなる。このような光量表示スケールを、入射光量ベースの光量表示スケールと呼ぶこととする。 In this way, a light amount display scale that makes the luminance value L correspond to the light amount LS / T EXP is obtained. In this light amount display scale, L SUM S / T EXP obtained by converting the sum L SUM of luminance values on the entire surface of the image into light amount is equal to the amount of light incident on the imaging device 20 out of all light emitted from the light emitter. Become. Such a light amount display scale is referred to as an incident light amount-based light amount display scale.

入射光量ベースの光量表示スケールは、撮像装置20に入射した分の光量について、すなわち、発光体が撮像装置20の方向に向けてどの程度の明るさで発光しているかについては表せるものの、発光体が全体としてどの程度の明るさで発光しているかについては表すことができない。   Although the light amount display scale based on the incident light amount can represent the light amount corresponding to the light incident on the imaging device 20, that is, how bright the light is emitted toward the direction of the imaging device 20, the light emitter It can not be expressed about how bright the light is emitted as a whole.

そこで、本実施形態の画像表示方法では、以下に説明するように、画像全面での輝度値の総和LSUMが、発光体からの全放射光量を表すような光量表示スケールを設定する。このような光量表示スケールを、全放射光量ベースの光量表示スケールと呼ぶこととする。 Therefore, in the image display method according to the present embodiment, as described below, the light amount display scale is set such that the sum L SUM of the luminance values on the entire image represents the total amount of light emitted from the light emitter. Such a light amount display scale is referred to as a light amount display scale based on the total radiation amount.

全放射光量ベースの光量表示スケールを設定する場合には、発光体の放射角度分布を想定し、放射角度分布に基づいて、発光体に対する撮像装置20の集光効率ηを算出する。集光効率ηは、標準光源の集光効率ηについて説明したのと同様に、アイリス開口立体角内での放射角度分布積分値を、全立体角内での放射角度分布積分値で割ることにより求めることができる。 When setting the light amount display scale based on the total radiation amount, assuming the radiation angle distribution of the light emitter, the light collection efficiency 効率S of the imaging device 20 with respect to the light emitter is calculated based on the radiation angle distribution. The light collection efficiency η S is, as described for the light collection efficiency η L of the standard light source, divided by the radiation angle distribution integral value in the solid angle of the iris aperture by the radiation angle distribution integral value in all the solid angle It can be determined by

例えば、発光体がランダム配向の発光分子からなる場合であれば、放射角度分布として等方性分布を想定でき、等方性分布に対応する集光効率ηは、
と表される。
For example, if the light emitter is composed of light emitting molecules of random orientation, an isotropic distribution can be assumed as the radiation angle distribution, and the collection efficiency η S corresponding to the isotropic distribution is
It is expressed as

入射光量ベースの光量表示スケールでは、輝度値Lを光量LS/TEXPに対応させた。全放射光量ベースの光量表示スケールでは、入射光量ベースの光量表示スケールでの光量を集光効率ηで割って、輝度値Lを光量LS/(TEXPη)と対応させる。言い換えると、入射光量ベースの光量表示スケールでの光量が(1/η)倍される。これにより、画像全面での輝度値の総和LSUMを光量に換算したLSUMS/(TEXPη)が、発光体からの全放射光量と等しくなる。このようにして、全放射光量ベースの光量表示スケールが設定される。 In the light amount display scale based on the incident light amount, the luminance value L was made to correspond to the light amount LS / T EXP . In the light amount display scale based on the total radiation amount, the light amount in the light amount display scale based on the incident light amount is divided by the collection efficiency η S to make the luminance value L correspond to the light amount LS / (T EXP η S ). In other words, the light quantity at the light quantity display scale based on the incident light quantity is multiplied by (1 / η S ). As a result, L SUM S / (T EXP η S ) obtained by converting the total sum L SUM of the luminance values on the entire surface of the image into light quantity becomes equal to the total light quantity emitted from the light emitter. In this way, the light amount display scale based on the total radiation amount is set.

発光体の放射角度分布(またはこれに対応する集光効率η)は、例えば、ユーザが入力部50から制御部30に入力することで、設定することができる。また例えば、制御部30が表示部40に、ランバート分布、等方性分布等の複数の放射角度分布候補を提示し、ユーザが入力部50を介して適当な分布を選択することで、設定するようにしてもよい。 The radiation angle distribution of the light emitter (or the corresponding collection efficiency 発 光S ) can be set, for example, by the user inputting from the input unit 50 to the control unit 30. Further, for example, the control unit 30 presents a plurality of radiation angle distribution candidates such as Lambert distribution and isotropic distribution on the display unit 40, and the user selects the appropriate distribution via the input unit 50 to set. You may do so.

次に、ステップS23で、発光体の画像を光量表示スケールとともに表示する。制御部30は、画像が光量表示スケールとともに表示されるように、表示部40を制御する。ここでは、画像が明暗画像(グレースケール画像)で表示される場合を例示する。   Next, in step S23, the image of the light emitter is displayed together with the light amount display scale. The control unit 30 controls the display unit 40 so that the image is displayed together with the light amount display scale. Here, the case where the image is displayed as a light and dark image (gray scale image) is illustrated.

グレースケール画像表示の場合、表示し得る最大の輝度値Lを有する画素は、白表示となる。このような輝度値と画素の表示状態との対応関係を介して、輝度値と光量との対応関係を示す光量表示スケールは、画素の表示状態と光量との対応関係を示すことともなる。より具体的には、光量表示スケールは、例えば、黒から白までのグラデーションで表されたグレースケールに、所定の色(灰色)に対する光量を示す目盛や数値を添える形式で表示することができる。例えば、白側の端部に、最大輝度値Lに対応する光量LS/(TEXPη)の数値が添えられる。光量表示スケールの具体的な表示例を、後述の実施例で示す(図5(A)、図5(B)等)。 For grayscale image display, pixels having the maximum luminance value L M capable of displaying becomes white display. The light amount display scale, which indicates the correspondence between the luminance value and the light amount, also indicates the correspondence between the pixel display state and the light amount through the correspondence between the luminance value and the display state of the pixel. More specifically, the light amount display scale can be displayed, for example, in the form of adding a scale or a numerical value indicating the light amount for a predetermined color (gray) to a gray scale represented by a gradation from black to white. For example, at the end on the white side, the numerical value of the light amount L M S / (T EXPS ) corresponding to the maximum luminance value L M is attached. A specific display example of the light amount display scale is shown in an example described later (FIG. 5A, FIG. 5B, etc.).

以上説明したように、本実施形態によれば、発光体の画像を、光量表示スケールとともに表示することができる。これにより、画像から、発光体がどの程度の明るさを有しているかを、絶対的な光量として把握できる。   As described above, according to the present embodiment, the image of the light emitter can be displayed together with the light amount display scale. As a result, it can be grasped from the image how much brightness the light emitter has, as an absolute light amount.

光量表示スケールとして、全放射光量ベースの光量表示スケールを設定することができる。これにより、画像から、発光体が全体としてどの程度の明るさを有しているかを、絶対的な光量として把握できる。   As the light amount display scale, it is possible to set a light amount display scale based on the total radiation amount. As a result, it is possible to grasp from the image how much brightness the light emitting body as a whole has, as an absolute light amount.

なお、発光体の画像および光量表示スケールとともに、画像全面での輝度値の総和として得られる全放射光量を表示してもよい。これにより、発光体の全放射光量を一見して把握することができる。   In addition to the image of the light emitter and the light amount display scale, the total emitted light amount obtained as the sum of the luminance values on the entire surface of the image may be displayed. Thereby, the total amount of light emitted from the light emitter can be grasped at a glance.

次に、上述の実施形態による画像表示方法の第1の変形例による画像表示方法について説明する。第1の変形例では、光量表示スケールを設定するステップS22において、コントラスト調整の手順が追加される。その他の手順は、上述の実施形態と同様である。   Next, an image display method according to a first modification of the image display method according to the above-described embodiment will be described. In the first modification, a step of contrast adjustment is added in step S22 of setting the light amount display scale. The other procedures are the same as in the above-described embodiment.

ステップS21において撮影された画像が、そのまま表示すると例えば暗すぎる等、適当なコントラストとなっていなかった場合は、本変形例で説明するように、画像のコントラスト調整を行ってもよい。   When the image photographed in step S21 is not displayed as it is, for example, too dark when it is displayed as it is, the contrast adjustment of the image may be performed as described in this modification.

以下、コントラスト調整の手順の一例について説明する。コントラスト調整は、画素上に表示し得る最大の輝度値を、コントラスト調整前の値Lから、これをコントラスト調整係数αで割ったコントラスト調整後の値L/αへと変更することで行うことができる。これにより、例えば、グレースケール表示において、輝度値L/αを有しコントラスト調整前の画像で灰色表示されていた画素が、コントラスト調整後には白表示されるようになる。光量表示スケールは、端部に対応する最大輝度値がLからL/αへと変更されるように、設定される。 Hereinafter, an example of the procedure of contrast adjustment will be described. Contrast adjustment is performed by changing the maximum luminance value that can be displayed on the pixel from the value L M before contrast adjustment to the value L M / α after contrast adjustment obtained by dividing this by the contrast adjustment coefficient α. be able to. As a result, for example, in gray scale display, a pixel having a luminance value L M / α and displayed in gray in the image before contrast adjustment is displayed in white after contrast adjustment. Quantity display scale, such that the maximum luminance value corresponding to the end portion is changed from L M to L M / alpha, is set.

このように、輝度値と画素の表示状態との対応関係を変えることで、画像のコントラストを調整するとともに、コントラスト調整に対応させて光量表示スケールを設定する。なお、コントラスト調整を行っても、輝度値と光量との対応関係が変わるわけではなく、画素に対応する光量は変わらない。コントラスト調整を行った場合の光量表示スケールの具体的な表示例を、後述の実施例で示す(図5(A)、図5(B)等)。   As described above, by changing the correspondence between the luminance value and the display state of the pixel, the contrast of the image is adjusted, and the light amount display scale is set corresponding to the contrast adjustment. Note that, even if the contrast adjustment is performed, the correspondence between the luminance value and the light amount does not change, and the light amount corresponding to the pixel does not change. A specific display example of the light amount display scale in the case where the contrast adjustment is performed will be shown in an example described later (FIGS. 5A, 5B, etc.).

コントラスト調整係数αは、例えば、ユーザが入力部50から制御部30に入力することで、設定することができる。また例えば、制御部30が表示部40に、複数のコントラスト調整係数αの候補を提示し、ユーザが入力部50を介して適当な係数αを選択することで、設定するようにしてもよい。   The contrast adjustment coefficient α can be set, for example, by the user inputting from the input unit 50 to the control unit 30. Alternatively, for example, the control unit 30 may present candidates for a plurality of contrast adjustment coefficients α on the display unit 40, and the user may set them by selecting an appropriate coefficient α through the input unit 50.

第1の変形例によれば、画像がより見やすくなるように、コントラストを調整できるとともに、コントラスト調整を行っても正確な光量表示が保たれるように、光量表示スケールを設定できる。   According to the first modification, the contrast can be adjusted so that the image can be viewed more easily, and the light amount display scale can be set so that accurate light amount display can be maintained even if the contrast adjustment is performed.

次に、上述の実施形態による画像表示方法の第2の変形例による画像表示方法について説明する。第2の変形例では、光量表示スケールを設定するステップS22において、波長感度補正の手順が追加される。その他の手順は、上述の実施形態と同様である。   Next, an image display method according to a second modification of the image display method according to the above-described embodiment will be described. In the second modification, in step S22 of setting the light amount display scale, a procedure of wavelength sensitivity correction is added. The other procedures are the same as in the above-described embodiment.

ステップS21において撮影される発光体の発光波長が、標準光源の発光波長と異なっている場合は、本変形例で説明するように、波長感度補正を行ってもよい。波長感度補正を行う場合は、予め、撮像装置20の相対波長感度特性を取得しておく。   When the light emission wavelength of the light emitter captured in step S21 is different from the light emission wavelength of the standard light source, wavelength sensitivity correction may be performed as described in this modification. When wavelength sensitivity correction is performed, the relative wavelength sensitivity characteristic of the imaging device 20 is acquired in advance.

撮像装置20の相対波長感度特性は、例えば以下のようにして得られる。相対波長感度特性測定用の光源として、例えば白色光源を準備する。白色光源から放射された光のうち、バンドパスフィルターを透過させた波長λの光を、光ファイバーにカップリングする。   The relative wavelength sensitivity characteristic of the imaging device 20 is obtained, for example, as follows. As a light source for relative wavelength sensitivity characteristic measurement, for example, a white light source is prepared. Of the light emitted from the white light source, the light of wavelength λ transmitted through the band pass filter is coupled to the optical fiber.

光ファイバーを介して放射される波長λの光の全光量Pλを、例えばフォトダイオードにより測定する。より具体的には、以下のような測定を行う。例えば、マクロレンズを利用する測定系では、出力側の光ファイバー端にコリメーターを取り付け、コリメーターから放射する全光量をフォトダイオードで測定する。また例えば、対物レンズを用いる測定系では、対物レンズのNAよりも小さなNAを持つ光ファイバーを利用し、光ファイバーから放射する全光量をフォトダイオードで測定する。 The total light quantity P λ of the light of wavelength λ emitted via the optical fiber is measured, for example, by a photodiode. More specifically, the following measurement is performed. For example, in a measurement system using a macro lens, a collimator is attached to the end of the optical fiber on the output side, and the total amount of light emitted from the collimator is measured by a photodiode. For example, in a measurement system using an objective lens, an optical fiber having a smaller NA than that of the objective lens is used to measure the total amount of light emitted from the optical fiber with a photodiode.

そして、撮像装置20により、波長λの光の発光部を撮影する。上述の測定系の例では、コリメーターの像またはファイバー端の像を取得する。そして、得られた画像から、発光部の輝度値の総和Iλを求める。 Then, the light emitting unit of light of wavelength λ is photographed by the imaging device 20. In the example of the measurement system described above, an image of a collimator or an image of a fiber end is acquired. Then, from the obtained image, the sum I λ of the luminance values of the light emitting unit is obtained.

全光量Pλと、画像の輝度値の総和Iλとから、波長λにおける波長感度は、
波長λにおける波長感度=輝度値の総和Iλ/全光量Pλ
と求められる。
From the total light amount P λ and the sum I λ of the luminance values of the image, the wavelength sensitivity at the wavelength λ is
Wavelength sensitivity at wavelength λ = sum of luminance values I λ / total light amount P λ
Is required.

バンドパスフィルターの透過波長λを様々に変えて上述の測定を行うことにより、各波長λでの波長感度が得られる。適当な基準波長での波長感度を100%とし、これに対する各波長λの相対的な波長感度として、相対波長感度RSλが得られる。なお、測定波長間の波長に対する相対波長感度は、適当な方法で補間することができる。 The wavelength sensitivity at each wavelength λ can be obtained by changing the transmission wavelength λ of the band pass filter and performing the above-mentioned measurement. Assuming that the wavelength sensitivity at an appropriate reference wavelength is 100%, relative wavelength sensitivity RS λ is obtained as the relative wavelength sensitivity of each wavelength λ. The relative wavelength sensitivity to the wavelength between the measurement wavelengths can be interpolated by an appropriate method.

図4に、相対波長感度特性の一例を示す。なお、図4に示す測定は試験的に行ったものであり、再測定を行うことで、より正確な特性が得られるものと考えられる。   FIG. 4 shows an example of the relative wavelength sensitivity characteristic. Note that the measurement shown in FIG. 4 is performed experimentally, and it is considered that more accurate characteristics can be obtained by performing the measurement again.

次に、撮像装置20の相対波長感度特性に基づき、波長感度補正を行う手順の一例について説明する。標準光源の発光波長を基準波長(100%)として表した相対波長感度を用いると、発光体の発光波長λに対する絶対感度は、標準光源に対して得られた絶対感度Sを、波長λでの相対波長感度RSλで割ったS/RSλとして求められる。 Next, an example of the procedure of performing wavelength sensitivity correction based on the relative wavelength sensitivity characteristic of the imaging device 20 will be described. Using the relative wavelength sensitivity that represents the emission wavelength of the standard light source as the reference wavelength (100%), the absolute sensitivity of the light emitter to the emission wavelength λ corresponds to the absolute sensitivity S obtained for the standard light source at the wavelength λ It is calculated as S / RS λ divided by the relative wavelength sensitivity RS λ .

したがって、波長感度補正を行う場合は、輝度値Lを光量LS/(TEXPηRSλ)と対応させることにより、光量表示スケールが設定される。 Therefore, when wavelength sensitivity correction is performed, the light amount display scale is set by correlating the luminance value L with the light amount LS / (T EXP η S RS λ ).

第2の変形例によれば、撮像装置20の校正に用いた標準光源の発光波長と、観察したい発光体の発光波長とが異なる場合に、波長感度補正を行うことで、より正確な光量表示スケールを設定できる。   According to the second modification, when the light emission wavelength of the standard light source used for calibration of the imaging device 20 and the light emission wavelength of the light emitter to be observed are different, more accurate light amount display can be performed by performing wavelength sensitivity correction. You can set the scale.

なお、上述の実施形態では、全放射光量ベースの光量表示スケールを用いる場合について例示したが、必要に応じて、入射光量ベースの光量表示スケールを用いてもよい。   Although the above embodiment exemplifies the case of using the light quantity display scale based on the total radiation quantity, the light quantity display scale based on the incident light quantity may be used as needed.

なお、発光体の放射角度分布として、撮像装置のレンズに向かう一方向のみに光が放射される分布が用いられる場合、集光効率ηが1(100%)となり、全放射光量ベースの光量表示スケールは、結果的に、入射光量ベースの光量表示スケールと一致することになる。 When a distribution in which light is emitted only in one direction toward the lens of the imaging device is used as the emission angle distribution of the light emitter, the light collection efficiency η S is 1 (100%), and the light amount based on the total emitted light amount As a result, the display scale will coincide with the light intensity display scale based on the incident light intensity.

なお、上述の実施形態では、ステップS23において、輝度値の大小をグレースケールで表したグレースケール表示を行う場合について例示したが、輝度値の大小をどのような態様で表すかは、特に制限されない。例えば、輝度値の大小を疑似カラーで表した疑似カラー表示で、画像と光量表示スケールとを表示することができる。   In the above-described embodiment, the gray scale display in which the magnitude of the luminance value is expressed in grayscale is illustrated in step S23. However, the manner in which the magnitude of the luminance value is represented is not particularly limited. . For example, it is possible to display an image and a light amount display scale in pseudo color display in which the magnitude of the brightness value is expressed in pseudo color.

なお、後述の実施例において図6(A)および図6(B)に示すように、撮像装置の校正に用いる標準光源の画像を、光量表示スケールとともに表示してもよい。   In addition, as shown to FIG. 6 (A) and FIG. 6 (B) in the below-mentioned Example, you may display the image of the standard light source used for the calibration of an imaging device with a light quantity display scale.

なお、上述の実施形態および後述の実施例では、撮影対象物として発光体を例示しているが、撮影対象物は、発光体に限定されない。光を反射したり散乱したりするような撮影対象物を撮影する場合についても、発光体の撮影について説明した手順と同様にして、画像に対して光量表示スケールを設定し、表示することで、撮影対象物がどの程度の明るさを有しているかを、絶対的な光量として把握することができるようになる。ここで、表現の煩雑さを避けるため、撮影対象物から外に向かう光について、(発光による)放射、反射、散乱などをまとめて「放射」と呼ぶことができる。   In addition, although the light-emitting body is illustrated as an imaging | photography target object in the above-mentioned embodiment and the below-mentioned Example, a imaging | photography target object is not limited to a light-emitting body. When photographing an object to be photographed that reflects or scatters light, the light intensity display scale is set for the image and displayed in the same manner as the procedure described for photographing of the light emitter. It becomes possible to grasp how much brightness the object to be photographed has, as an absolute light amount. Here, in order to avoid complexity of expression, radiation (from light emission), reflection, scattering and the like can be collectively referred to as “radiation” for light traveling outward from the object to be photographed.

次に、標準光源を用いて校正した撮像装置により、半導体多重量子井戸構造を撮影して発光特性を調べた実験について説明する。   Next, an experiment in which a semiconductor multiple quantum well structure is photographed by using an imaging device calibrated using a standard light source to investigate light emission characteristics will be described.

標準光源として、AlGaInP系半導体により、発光波長が約630nmの平面型発光ダイオード(LED)を作製した。この標準光源は、径100μmの微小円形開口窓を有し、mW〜pWの微弱な光量での発光が可能である。標準光源を動作させたところ、開口窓のみから一様な発光が観測され、放射角度分布は、ほぼランバート分布となっていた。光パワーメーターを用いた全光量計測から、全放射光量は0.044nWと見積もられた。なお、光パワーメーターを用いた簡易的な全光量計測でも充分な精度が得られることを、積分球を用いた計測により検証している。   As a standard light source, a planar light emitting diode (LED) having an emission wavelength of about 630 nm was manufactured using an AlGaInP based semiconductor. This standard light source has a minute circular aperture with a diameter of 100 μm, and can emit light with a weak light quantity of mW to pW. When the standard light source was operated, uniform light emission was observed only from the aperture window, and the radiation angle distribution had a substantially Lambert distribution. The total emitted light quantity was estimated to be 0.044 nW from the total light quantity measurement using the optical power meter. In addition, it is verified by measurement using an integrating sphere that sufficient accuracy can be obtained even by simple total light amount measurement using an optical power meter.

観察対象の発光体として、10周期のGaAs/Al0.3Ga0.7As多重量子井戸構造(GaAs層の厚さ12nm、Al0.3Ga0.7As層の厚さ10nm)を有する素子を作製した。この素子を、ホトルミネセンス(PL)発光させて(測定温度77K)、上記の標準光源で校正した撮像装置により撮影した。 A 10 period GaAs / Al 0.3 Ga 0.7 As multiple quantum well structure (12 nm thick GaAs layer, 10 nm thick Al 0.3 Ga 0.7 As layer) as a light emitter to be observed A device was produced. This device was photoluminescent (PL) light emission (measurement temperature 77 K) and photographed with an image pickup device calibrated with the above standard light source.

図5(A)および図5(B)は、発光体(半導体多重量子井戸構造)の発光状態を示す画像を、全放射光量ベースの光量表示スケールとともに示した表示例である。画像全面での輝度値の総和として得られる全放射光量も(W単位で)表示している(3.9nW)。図5(A)と図5(B)とは、同一の発光状態を、コントラストを変えて表示したものである。コントラストの調整に応じて、光量表示スケールも調整されている。   FIG. 5A and FIG. 5B are display examples showing an image showing a light emission state of a light emitter (semiconductor multiple quantum well structure) together with a light quantity display scale based on a total radiation light quantity. The total amount of emitted light obtained as the sum of the luminance values on the entire surface of the image is also displayed (in W) (3.9 nW). FIG. 5A and FIG. 5B show the same light emission state displayed with different contrasts. The light amount display scale is also adjusted according to the adjustment of the contrast.

図5(A)および図5(B)は、発光体(半導体多重量子井戸構造)の放射角度分布としてランバート分布を想定している。画像全面での輝度値の総和として得られる全PL強度から、励起光強度、光吸収量、およびPL光取り出し効率を用いて、77K での外部および内部発光量子収率が、それぞれ3.8×10−3 、 0.18と求められた。 FIGS. 5A and 5B assume a Lambert distribution as the radiation angle distribution of the light emitter (semiconductor multiple quantum well structure). From the total PL intensity obtained as the sum of the luminance values over the entire image, using the excitation light intensity, the light absorption amount, and the PL light extraction efficiency, the external and internal light emitting quantum yields at 77 K are respectively 3.8 × It was determined to be 10 -3 and 0.18.

図6(A)および図6(B)は、標準光源の発光状態を示す画像を、全放射光量ベースの光量表示スケールとともに示した表示例である。画像全面での輝度値の総和として得られる全放射光量も(W単位で)表示している(0.044nW)。図6(A)と図6(B)とは、同一の発光状態を、コントラストを変えて表示したものである。コントラストの調整に応じて、光量表示スケールも調整されている。   FIGS. 6A and 6B are display examples showing an image showing the light emission state of a standard light source together with a light amount display scale based on the total radiation amount. The total amount of emitted light obtained as the sum of the luminance values on the entire surface of the image is also displayed (in W) (0.044 nW). FIG. 6A and FIG. 6B show the same light emission state displayed with different contrasts. The light amount display scale is also adjusted according to the adjustment of the contrast.

なお、図5(A)、図5(B)、図6(A)、および図6(B)では、画像の縦軸および横軸として、つまり縦方向および横方向の位置として、画素の位置(Pixel)が示されているが、例えば、これらを発光体の実際の寸法を示すよう長さ単位に換算して表示してもよい。   In FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B, the positions of pixels as the vertical and horizontal axes of the image, that is, the positions in the vertical and horizontal directions. Although (Pixel) is shown, for example, they may be displayed in length units to indicate actual dimensions of the light emitter.

以上、実施形態および実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described above according to the embodiments and examples, the present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

1 画像表示装置
10 保持台
20 撮像装置
21 絞り機構
22 レンズ
23 撮像素子
30 制御部
40 表示部
50 入力部
Reference Signs List 1 image display device 10 holding base 20 imaging device 21 aperture mechanism 22 lens 23 imaging element 30 control unit 40 display unit 50 input unit

Claims (9)

カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する工程と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する工程と
を有する画像表示方法。
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed Setting a light amount display scale indicating the correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
Displaying an image indicating an absolute light amount of the light emitted from the object to be photographed together with the light amount display scale.
前記撮像装置の校正は、所定の大きさの開口窓を有することでmWからpWオーダの微弱な光量で発光し、放射角度分布がランバート分布である標準光源を、前記撮像装置で撮影することで行われたものである請求項1に記載の画像表示方法。   The calibration of the imaging device is performed by photographing the standard light source, which emits light with a weak light quantity of mW to pW order by having an aperture window of a predetermined size, and the radiation source has a Lambertian distribution, using the imaging device. The image display method according to claim 1, which is performed. 前記光量表示スケールを設定する工程では、前記撮影対象物から放射された光について想定される放射角度分布として、ランバート分布および等方性分布を含む複数の放射角度分布のうちから設定された放射角度分布に基づいて、前記画像の輝度値の総和が前記撮影対象物から放射された光の全放射光量を表すように、前記光量表示スケールを設定する請求項1または2に記載の画像表示方法。   In the step of setting the light amount display scale, a radiation angle set from among a plurality of radiation angle distributions including Lambert distribution and isotropic distribution as radiation angle distribution assumed for light emitted from the object to be photographed The image display method according to claim 1, wherein the light amount display scale is set based on a distribution such that a sum of luminance values of the image represents a total emitted light amount of light emitted from the object to be photographed. 前記撮影対象物から放射された光について想定される放射角度分布を、ランバート分布および等方性分布を含む複数の放射角度分布のうちから、ユーザに選択させる工程
をさらに有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示方法。
4. The method according to claim 1, further comprising the step of causing the user to select the radiation angle distribution assumed for the light emitted from the photographing object from a plurality of radiation angle distributions including a Lambert distribution and an isotropic distribution. The image display method according to any one of the items.
前記撮影対象物から放射された光の光量に応じて定まる、前記画像の輝度値と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を変えることで、前記画像が表示される際のコントラストを調整するとともに、コントラスト調整に対応させて前記光量表示スケールを再設定する工程
をさらに有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示方法。
The image is displayed by changing the correspondence between the luminance value of the image and the display state of the pixel when the image is displayed, which is determined according to the amount of light emitted from the object to be photographed. The image display method according to any one of claims 1 to 4, further comprising the steps of adjusting the contrast at the same time and resetting the light amount display scale in accordance with the contrast adjustment.
前記光量表示スケールを設定する工程では、前記撮像装置の相対波長感度特性に基づき、前記光量表示スケールを設定する請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示方法。   The image display method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the step of setting the light amount display scale, the light amount display scale is set based on relative wavelength sensitivity characteristics of the imaging device. 前記画像を前記光量表示スケールとともに表示する工程では、前記画像と前記光量表示スケールとを疑似カラーで表示する請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像表示方法。   The image display method according to any one of claims 1 to 6, wherein, in the step of displaying the image together with the light amount display scale, the image and the light amount display scale are displayed in pseudo color. カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する手順と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する手順と
をコンピュータに実行させるための画像表示プログラム。
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed Setting a light amount display scale indicating the correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
An image display program for causing a computer to execute a procedure of displaying an image indicating an absolute light amount of light emitted from the object to be photographed together with the light amount display scale.
カラー撮像用のカラーフィルタを有しない撮像素子を備え校正されて絶対感度の得られた撮像装置で撮影された撮影対象物の画像について、前記絶対感度に基づき、前記撮影対象物から放射された光の単位時間あたりの光子数で表された光量と、前記画像が表示される際の画素の表示状態と、の対応関係を示す光量表示スケールを設定する機能と、
前記撮影対象物から放射された光の絶対的な光量を示す画像を前記光量表示スケールとともに表示する機能と
を有する画像表示装置。
Based on the absolute sensitivity, an image of an object to be photographed taken by an image pickup device which is provided with an image pickup element having no color filter for color image pickup and which is calibrated to obtain an absolute sensitivity, light emitted from the object to be photographed A function of setting a light amount display scale indicating a correspondence between the light amount represented by the number of photons per unit time and the display state of the pixel when the image is displayed;
An image display device having a function of displaying an image indicating an absolute light amount of light emitted from the object to be photographed together with the light amount display scale;
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