JP6248491B2 - Imaging apparatus control apparatus, imaging apparatus, imaging method, imaging program, storage medium, and microscope apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置の制御装置、撮像装置、撮像方法、撮像プログラム、記憶媒体、及び顕微鏡装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus control apparatus, an imaging apparatus, an imaging method, an imaging program, a storage medium, and a microscope apparatus.

近年の撮像装置では、消費電力が少なく、ローリングシャッタ方式で高速駆動が可能なCMOS型のイメージセンサが多く用いられている。このイメージセンサは、二次元に配列された多数の画素(光電変換素子)を有し、MOSトランジスタ回路を信号読出回路として用いている。また、ローリングシャッタ方式は、イメージセンサの水平方向に並ぶ画素行ごとに順次時間をずらして露光して信号読み出しを行う駆動方式である(特許文献1参照)。   In recent imaging apparatuses, a CMOS type image sensor that consumes less power and can be driven at high speed by a rolling shutter system is often used. This image sensor has a large number of pixels (photoelectric conversion elements) arranged two-dimensionally and uses a MOS transistor circuit as a signal readout circuit. The rolling shutter method is a driving method in which signals are read out by sequentially shifting the time for each pixel row arranged in the horizontal direction of the image sensor (see Patent Document 1).

米国特許第7667740号明細書US Pat. No. 7,667,740

ところで、ローリングシャッタ方式を用いる場合、先頭画素行から最終画素行にかけて露光する(電荷蓄積)のタイミングが画素行ごとに異なる。そのため、移動する被写体や変化する被写体を撮像する場合、像のゆがみが生じてしまう。従って、被写体に照明しながら撮像する場合、先頭画素行と最終画素行との重複する期間にのみ照明光を照射させ、像のゆがみを解消することが提案されている。   By the way, when the rolling shutter system is used, the timing of exposure (charge accumulation) differs from pixel row to pixel row from the first pixel row to the last pixel row. Therefore, when a moving subject or a changing subject is imaged, the image is distorted. Therefore, when imaging is performed while illuminating a subject, it has been proposed to irradiate illumination light only during a period in which the first pixel row and the last pixel row overlap to eliminate image distortion.

しかしながら、各画素行の露光時間が短いと重複する期間がないため、先頭画素行から最終画素行にわたる全期間で照明光を照射させて対応せざるを得ない。例えば、顕微鏡にローリングシャッタ方式のカメラを接続して使用する場合、観察する対象を光学系に対して水平方向および垂直方向に移動させて位置を調整する。このとき、カメラを通して撮影したライブ画像を見ながら観察位置の調整を行うので、低フレームレートだと微調整が困難であり、高フレームレートで撮像する必要がある。フレームレートは露光時間の長さによって変化し、高フレームレートを得るためには露光時間を短くしなければならない。そのため、利用者は、重複期間の有り無しによって、2つの異なる照明方法を切り替えて使用することが行われている。また、生物標本を観察する場合、詳細な観察を行う本観察の前に、観察位置を検索するための予備観察を行うとき、露光時間が長いと生物標本が劣化することが予想される。そのため、予備観察時には露光時間が短い方が好ましい。このように、露光時間が短く、重複期間がない場合と、露光時間が比較的長く、重複期間がある場合とで照明方法が異なっている。従って、使用者が、撮像に際して画像の明るさを調整する場合、短い露光時間から徐々に長く調整したとき、照明光の照射期間が全期間から重複期間に切り替わる時に一旦暗くなるため、明るさの変化が不連続となり、調整しづらいといった問題がある。   However, if the exposure time of each pixel row is short, there is no overlapping period, so it is unavoidable to irradiate illumination light over the entire period from the first pixel row to the last pixel row. For example, when using a microscope with a rolling shutter system connected to a microscope, the position of the object to be observed is adjusted by moving it horizontally and vertically with respect to the optical system. At this time, the observation position is adjusted while viewing the live image taken through the camera. Therefore, fine adjustment is difficult at a low frame rate, and it is necessary to take an image at a high frame rate. The frame rate varies depending on the length of the exposure time, and in order to obtain a high frame rate, the exposure time must be shortened. Therefore, the user switches and uses two different illumination methods depending on whether there is an overlap period. Further, when observing a biological specimen, it is expected that the biological specimen will deteriorate if the exposure time is long when the preliminary observation for searching the observation position is performed before the main observation for performing the detailed observation. Therefore, it is preferable that the exposure time is short at the time of preliminary observation. Thus, the illumination method is different between the case where the exposure time is short and there is no overlap period, and the case where the exposure time is relatively long and there is an overlap period. Therefore, when the user adjusts the brightness of the image at the time of imaging, since it gradually becomes dark when the illumination light irradiation period switches from the full period to the overlap period when the adjustment is gradually increased from a short exposure time, There is a problem that the change becomes discontinuous and it is difficult to adjust.

本発明の第1の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとに電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部と、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第1照明制御部と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第2照明制御部と、第1照明制御部による制御から第2照明制御部による制御に切り替わった際、第1照明制御部による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと第2照明制御部による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正部と、を備える撮像装置の制御装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, rolling for controlling the charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of the image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. A shutter control unit, a first illumination control unit that irradiates the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row, and the charge in the first pixel row The second illumination control unit that irradiates the observation specimen with illumination light from the illumination unit only during the overlap period in which the accumulation period and the charge accumulation period of the last pixel row overlap, and the control by the second illumination control unit from the control by the first illumination control unit when I switched to, out of the image sensor based on the illumination of the illumination light by the brightness and the second illumination control section of the image output from the image sensor based on the illumination of the illumination light from the first illumination control unit As the difference between the brightness of the image decreases, the control unit of the imaging apparatus and a brightness correction unit for correcting the brightness of the image output from the image sensor is provided.

本発明の第2の態様によれば、上記した第1の態様の制御装置を備える撮像装置が提供される。
According to the 2nd mode of the present invention, an imaging device provided with the control device of the 1st mode mentioned above is provided.

本発明の第3の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の撮像方法であって、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させることと、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させることと、全期間にわたる照明光の照射から重複期間だけの照明光の照射に切り替わった際、全期間にわたる照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと重複期間だけの照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正することと、を含む。
According to the third aspect of the present invention, rolling that controls the charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of the image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. An imaging method of an imaging apparatus including a shutter control unit , irradiating an observation sample with illumination light from an illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row; Illuminating the observation specimen with illumination light from the illumination unit only during the overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap, and illumination light from the illumination light irradiation over the entire period only during the overlap period when switched to the radiation, or the image sensor based on the illumination of the illumination light by brightness and the overlap period of the image output from the image sensor based on the illumination of the illumination light over the entire period As the difference between the brightness of the outputted image is reduced comprising: a correcting the brightness of the image output from the image sensor.

本発明の第4の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の制御装置に、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第1照明処理と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第2照明処理と、第1照明処理から第2照明処理に切り替わった際、第1照明処理に照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさと、第2照明処理による照明光の照射に基づきイメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラムが提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, rolling for controlling the charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of the image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. A first illumination process for causing the control device of the imaging device including the shutter control unit to irradiate the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row; The second illumination process for irradiating the observation specimen with illumination light from the illumination unit only during the overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap, and from the first illumination process to the second illumination process when switched, output from the image sensor based and brightness of the image output from the image sensor based on the illumination of the illumination light to the first illumination process, the irradiation of the illumination light from the second illumination process As the difference between the brightness of the image decreases, imaging program for executing a brightness correction process for correcting the brightness of the image output from the image sensor is provided.

本発明の第4の態様によれば、複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ駆動部を備える撮像装置の制御装置に、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第1照明処理と、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第2照明処理と、第1照明処理から第2照明処理に切り替わった際、イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラムが提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, rolling for controlling the charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of the image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. A first illumination process for causing the control device of the imaging device including the shutter drive unit to irradiate the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row; The second illumination process for irradiating the observation specimen with illumination light from the illumination unit only during the overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap, and from the first illumination process to the second illumination process An imaging program is provided that executes brightness correction processing for correcting the brightness of an image output from the image sensor when switching.

本発明の第5の態様によれば、上記した第4の態様の撮像プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体が提供される。   According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium in which the imaging program of the fourth aspect described above is recorded.

本発明の第6の態様によれば、上記した第1の態様の撮像装置の制御装置を搭載した顕微鏡装置が提供される。   According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a microscope apparatus equipped with the control device for the imaging apparatus according to the first aspect.

本発明の態様によれば、イメージセンサの露光時間を変化させた場合でも、明るさの変化に違和感のない画像の取得が可能となる。   According to the aspect of the present invention, even when the exposure time of the image sensor is changed, it is possible to acquire an image without feeling uncomfortable with the change in brightness.

制御装置を含む撮像装置の実施形態の一例を示す機能ブロック構成図である。It is a functional block block diagram which shows an example of embodiment of the imaging device containing a control apparatus. 明るさ補正部を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining a brightness correction part. イメージセンサのローリングシャッタ方式を説明する図である。It is a figure explaining the rolling shutter system of an image sensor. 同時露光モードを説明する図である。It is a figure explaining simultaneous exposure mode. (a)は期間tと時間差aとが等しいときの全ライン露光モードを説明する図、(b)は期間t<時間差aのときの全ライン露光モードを説明する図である。(A) is a figure explaining the all-line exposure mode when the period t and the time difference a are equal, (b) is a figure explaining the all-line exposure mode when the period t <time difference a. 明るさ補正部による補正処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the correction process by a brightness correction part. 明るさ補正部による補正処理Aを説明する図である。It is a figure explaining the correction process A by a brightness correction part. 明るさ補正部による補正処理Bを説明する図である。It is a figure explaining the correction process B by the brightness correction part. 明るさ補正部による補正処理Cを説明する図である。It is a figure explaining the correction process C by the brightness correction part. 補正処理A〜Cの特徴を表した図である。It is a figure showing the characteristic of correction processing A-C. 実施形態に係る撮像方法の一例を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs an example of the imaging method which concerns on embodiment. 図11に示す全ライン露光モードに対応する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence corresponding to all the line exposure mode shown in FIG. 図11に示す同時露光モードに対応する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence corresponding to the simultaneous exposure mode shown in FIG. 全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the timing which switches all line exposure mode and simultaneous exposure mode. 実施形態に係る顕微鏡装置の一例を示す機能ブロック構成図である。It is a functional block block diagram which shows an example of the microscope apparatus which concerns on embodiment.

以下、実施形態について図面を参照しながら説明するが、この実施形態に限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図15では、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。   Hereinafter, although an embodiment is described, referring to drawings, it is not limited to this embodiment. Further, in the drawings, in order to describe the embodiment, the scale is appropriately changed and expressed by partially enlarging or emphasizing the description. Further, in FIG. 15, directions in the drawing may be described using an XYZ coordinate system.

<撮像装置>
図1は、実施形態に係る制御装置を含む撮像装置の一例を示す機能ブロック構成図である。撮像装置1は、図1に示すように、撮像部10と、制御装置30とを有している。撮像部10は、CMOS型のイメージセンサ12と、AFE(アナログフロントエンド)回路13と、TG(タイミングジェネレータ)17と、撮影レンズ19と、レンズ駆動部21と、を備えている。イメージセンサ12は、例えば、信号読出回路としてCMOSトランジスタを用いたCMOS型のイメージセンサが用いられる。CMOSトランジスタとしては、nMOSトランジスタやpMOSトランジスタが用いられる。イメージセンサ12は、半導体基板に多数の画素(光電変換素子)が二次元格子状に配列されて形成される。
<Imaging device>
FIG. 1 is a functional block configuration diagram illustrating an example of an imaging apparatus including a control device according to the embodiment. As illustrated in FIG. 1, the imaging device 1 includes an imaging unit 10 and a control device 30. The imaging unit 10 includes a CMOS type image sensor 12, an AFE (analog front end) circuit 13, a TG (timing generator) 17, a photographing lens 19, and a lens driving unit 21. As the image sensor 12, for example, a CMOS type image sensor using a CMOS transistor as a signal readout circuit is used. As the CMOS transistor, an nMOS transistor or a pMOS transistor is used. The image sensor 12 is formed by arranging a large number of pixels (photoelectric conversion elements) in a two-dimensional lattice pattern on a semiconductor substrate.

イメージセンサ12の水平方向(横方向)または垂直方向(縦方向)に並んだ各画素は、画素行単位または画素列単位で、後述するTG17からのタイミングパルス信号により駆動される。すなわち、各画素行における電荷蓄積開始時(以下では適宜、露光開始、電子シャッタ開という用語を用いている。)から電荷蓄積終了時(以下では適宜、露光終了、電子シャッタ閉という用語を用いている。)までの電子シャッタの開/閉のタイミング等が制御される。なお、画素行は、ラインとして表現する。   The pixels arranged in the horizontal direction (horizontal direction) or the vertical direction (vertical direction) of the image sensor 12 are driven in units of pixel rows or pixel columns by a timing pulse signal from a TG 17 described later. That is, from the start of charge accumulation in each pixel row (in the following, the terms exposure start and electronic shutter open are used as appropriate) to the end of charge accumulation (in the following, the terms exposure end and electronic shutter close are used as appropriate). The timing of opening / closing the electronic shutter up to the above is controlled. A pixel row is expressed as a line.

AFE回路13は、イメージセンサ12からの出力に対してアナログ信号処理を行う回路である。このAFE13は、相関二重サンプリング処理や、画像信号のゲインの調整処理などが行われ、処理したアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換を行う。AFE回路13から出力したデジタルの撮像画像信号は、後述する制御装置30の画像入力部39に入力される。   The AFE circuit 13 is a circuit that performs analog signal processing on the output from the image sensor 12. The AFE 13 performs correlated double sampling processing, image signal gain adjustment processing, and the like, and performs A / D conversion to convert the processed analog signal into a digital signal. The digital captured image signal output from the AFE circuit 13 is input to an image input unit 39 of the control device 30 described later.

TG17は、後述する制御装置30のCPU31からの指示によりイメージセンサ12を駆動するためのパルス信号を生成する。このCPU31とTG17とにより、イメージセンサ12をローリングシャッタ方式で駆動させるローリングシャッタ駆動部15が形成される。   The TG 17 generates a pulse signal for driving the image sensor 12 according to an instruction from the CPU 31 of the control device 30 described later. The CPU 31 and the TG 17 form a rolling shutter drive unit 15 that drives the image sensor 12 by a rolling shutter system.

撮像レンズ19は、被写体である観察標本Pの像を取り込んでイメージセンサ12の撮像面に結像させるものであり、鏡筒内に複数のレンズを有している。撮像レンズ19の鏡筒内には、観察標本Pの撮像倍率を調整するズームレンズと、観察標本Pに対して焦点を合わせるフォーカスレンズとを含む複数のレンズ群が配置される。なお、図1では、レンズ群を収容した鏡筒を表している。観察標本Pは、静物を図示しているが、静物以外に動きのある動物や魚などであってもよい。例えば、スタジオ内での撮影時には、これらの観察標本P(人物、動物、魚など任意物)を、照明部23で照明し、撮影レンズ19を介してその反射光等をイメージセンサ12が取り込む。   The imaging lens 19 captures an image of the observation specimen P that is a subject and forms it on the imaging surface of the image sensor 12, and has a plurality of lenses in the lens barrel. A plurality of lens groups including a zoom lens that adjusts the imaging magnification of the observation specimen P and a focus lens that focuses the observation specimen P are disposed in the lens barrel of the imaging lens 19. FIG. 1 shows a lens barrel that houses a lens group. Although the observation specimen P illustrates a still life, it may be an animal or a fish that moves in addition to the still life. For example, at the time of photographing in a studio, these observation specimens P (arbitrary objects such as people, animals, fish) are illuminated by the illumination unit 23 and the reflected light or the like is captured by the image sensor 12 via the photographing lens 19.

レンズ駆動部21は、撮像レンズ19の鏡筒内でズームレンズやフォーカスレンズのレンズ位置を移動させる不図示のモータ等を有している。レンズ駆動部21は、後述する制御装置30のAF調整部35からの指示に応じて光軸方向にフォーカスレンズの1つまたは複数を移動させる。   The lens drive unit 21 includes a motor (not shown) that moves the zoom lens and the focus lens within the lens barrel of the imaging lens 19. The lens driving unit 21 moves one or more focus lenses in the optical axis direction in response to an instruction from an AF adjustment unit 35 of the control device 30 described later.

制御装置30は、図1に示すように、CPU(中央演算処理部)31と、メインメモリ(ワークメモリ)33と、AF(自動焦点)調整部35と、記憶装置制御部37と、画像入力部39と、補正部41と、表示制御部50と、を備えている。これらCPU31等は、バス47により相互に接続されている。   As shown in FIG. 1, the control device 30 includes a CPU (central processing unit) 31, a main memory (work memory) 33, an AF (automatic focus) adjustment unit 35, a storage device control unit 37, and an image input. A unit 39, a correction unit 41, and a display control unit 50. The CPU 31 and the like are connected to each other by a bus 47.

CPU31は、メインメモリ33または不図示のハードディスク等に格納された撮像プログラムを読み出し、メインメモリ33を用いて各種処理を行う。CPU31は、各種処理を行った後に適宜AF調整部35等の各部に制御指示を出力する。なお、撮像プログラムが光ディスクやCD−ROM、USBメモリ、SDカード等の記憶媒体に格納されている場合は、不図示の入出力(IО)デバイスを介して読み込み、その撮像プログラムを実行する。   The CPU 31 reads an imaging program stored in the main memory 33 or a hard disk (not shown) and performs various processes using the main memory 33. The CPU 31 outputs a control instruction to each unit such as the AF adjustment unit 35 as appropriate after performing various processes. If the imaging program is stored in a storage medium such as an optical disk, CD-ROM, USB memory, or SD card, it is read via an input / output (IO) device (not shown) and the imaging program is executed.

メインメモリ33は、例えば、不揮発性の半導体メモリなどが用いられる。メインメモリ33は、イメージセンサ12によって撮像された画像データ等を記憶する。また、メインメモリ33は、例えば、CPU31によって実行される画像処理の前工程や後工程での画像データなどを一時的に記憶する。   As the main memory 33, for example, a nonvolatile semiconductor memory or the like is used. The main memory 33 stores image data captured by the image sensor 12 and the like. Further, the main memory 33 temporarily stores, for example, image data in a pre-process and post-process of image processing executed by the CPU 31.

AF調整部35は、CPU31からの指示に基づいて、レンズ駆動部21に焦点合わせ指示を出力する。焦点合わせ指示を受けたレンズ駆動部21は、撮影レンズ19のフォーカスレンズを移動させてその位置を調整し、撮影レンズ19の焦点位置に観察標本Pを合わせ込む。なお、焦点合わせをAF調整部35によって自動で行うことに限定されず、使用者が撮影レンズ19のフォーカスレンズを手動で操作してもよい。また、撮影レンズ19による観察標本Pの撮像倍率は、不図示のズームボタン等により操作するか、手動により撮影レンズ19のズームレンズを操作して調整する。   The AF adjustment unit 35 outputs a focusing instruction to the lens driving unit 21 based on an instruction from the CPU 31. Receiving the focus instruction, the lens driving unit 21 moves the focus lens of the photographing lens 19 to adjust its position, and aligns the observation sample P with the focal position of the photographing lens 19. Note that the focusing is not limited to being performed automatically by the AF adjustment unit 35, and the user may manually operate the focus lens of the photographing lens 19. The imaging magnification of the observation specimen P by the photographic lens 19 is adjusted by operating a zoom button (not shown) or manually by operating the zoom lens of the photographic lens 19.

記憶装置制御部37は、ハードディスク等の外部記憶装置49が接続される。記憶装置制御部37は、使用者から保存指示が入力されると、CPU31からの保存指示に基づいて、観察標本Pの撮像画像を外部記憶装置49に保存する。   The storage device control unit 37 is connected to an external storage device 49 such as a hard disk. When the storage instruction is input from the user, the storage device control unit 37 stores the captured image of the observation specimen P in the external storage device 49 based on the storage instruction from the CPU 31.

画像入力部39は、AFE回路13から出力される画像信号を取り込む。取り込んだ画像信号は、所定の処理プログラムに基づいてCPU31によって処理される。CPU31は、1フレーム分のデジタル画像信号に対して、例えば、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整などを施す。なお、CPU31は、処理された画像データに基づいて、この画像に含まれる高周波成分やコントラスト等を判断し、AF調整部35に制御指示を出力する。AF調整部35は、上述したように、この制御指示に基づいて撮影レンズ19の焦点位置に観察標本Pを合わせる。   The image input unit 39 takes in the image signal output from the AFE circuit 13. The captured image signal is processed by the CPU 31 based on a predetermined processing program. The CPU 31 performs, for example, color interpolation processing, gradation conversion processing, contour enhancement processing, white balance adjustment, and the like on the digital image signal for one frame. Note that the CPU 31 determines a high-frequency component, contrast, and the like included in the image based on the processed image data, and outputs a control instruction to the AF adjustment unit 35. As described above, the AF adjustment unit 35 aligns the observation sample P with the focal position of the photographing lens 19 based on this control instruction.

補正部41は、第1照明制御部42と、第2照明制御部43と、明るさ補正制御部44とを備える。補正部41は、CPU31が撮像プログラムを実行することにより実現する。ただし、補正部41は、ソフトウェアの実行により実現することに代えて、電子回路等のハードウェアとして実現させてもよい。第1照明制御部42は、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部23から照明光を観察標本Pに照射させる制御(以下、全ライン露光モードという。)を行う。第2照明制御部43は、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部23から照明光を観察標本Pに照射させる制御(以下、同時露光モードという。)を行う。   The correction unit 41 includes a first illumination control unit 42, a second illumination control unit 43, and a brightness correction control unit 44. The correction unit 41 is realized by the CPU 31 executing an imaging program. However, the correction unit 41 may be realized as hardware such as an electronic circuit instead of being realized by executing software. The first illumination control unit 42 controls to irradiate the observation specimen P with illumination light from the illumination unit 23 over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row (hereinafter, all line exposure). Mode). The second illumination control unit 43 controls to irradiate the observation specimen P with illumination light from the illumination unit 23 during an overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap (hereinafter, simultaneous exposure mode). ).

図2は、明るさ補正部44を説明する機能ブロック図である。図2に示すように、明るさ補正部44は、照射時間調整部44aと、ゲイン調整部44bと、光量調節部44cとを有する。本実施形態では、この明るさ補正部44は、同時露光モードの際に実行させるように制御される。すなわち、CPU31は、第2照明制御部43が制御を行っている場合に、補正部41に対して明るさ補正部44の照射時間調整部44a等のいずれかを実行させる。   FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the brightness correction unit 44. As shown in FIG. 2, the brightness correction unit 44 includes an irradiation time adjustment unit 44a, a gain adjustment unit 44b, and a light amount adjustment unit 44c. In the present embodiment, the brightness correction unit 44 is controlled to be executed in the simultaneous exposure mode. That is, the CPU 31 causes the correction unit 41 to execute any one of the irradiation time adjustment unit 44a and the like of the brightness correction unit 44 when the second illumination control unit 43 performs control.

照射時間調整部44aは、照明部23による照明光の照射時間を調整するとともに、この照射時間と同期させて、同時露光モードでの重複期間を調整するようにTG17への出力調整を行う。ゲイン調整部44bは、イメージセンサ12から出力される画像信号に対して、AFE回路13のゲイン制御を行う。光量調節部44cは、照明部23による照明光の光量(強度)を調節する。   The irradiation time adjustment unit 44a adjusts the irradiation time of the illumination light from the illumination unit 23 and adjusts the output to the TG 17 so as to adjust the overlap period in the simultaneous exposure mode in synchronization with the irradiation time. The gain adjustment unit 44 b performs gain control of the AFE circuit 13 on the image signal output from the image sensor 12. The light amount adjustment unit 44 c adjusts the light amount (intensity) of illumination light from the illumination unit 23.

補正部41は、明るさ補正部44の照射時間調整部44a、ゲイン調整部44b、及び光量調節部44cを切り替えるための不図示の切替部を備えている。CPU31は、補正部41の切替部に対して、明るさ補正部44の照射時間調整部44a等のいずれかを切り替える指示を行う。切替部は、この指示に基づいて照射時間調整部44a等のいずれかを切り替えて実行させる。なお、切替部への指示は、撮影するモード(例えば、保存用の撮影や、ライブ観察用の撮影など)に合わせて自動で行う場合の他に、使用者が手動で切替指示を行うものでもよい。   The correction unit 41 includes a switching unit (not shown) for switching between the irradiation time adjustment unit 44a, the gain adjustment unit 44b, and the light amount adjustment unit 44c of the brightness correction unit 44. The CPU 31 instructs the switching unit of the correction unit 41 to switch one of the irradiation time adjustment unit 44 a and the like of the brightness correction unit 44. The switching unit switches and executes any one of the irradiation time adjustment unit 44a and the like based on this instruction. Note that the switching unit may be instructed manually by the user in addition to the case where it is automatically performed in accordance with the shooting mode (for example, shooting for storage or shooting for live observation). Good.

図1に戻り、表示制御部50は、液晶表示装置等のモニタ51が接続される。表示制御部50は、CPU31からの表示指示に応じて、イメージセンサ12から取り込まれた観察標本Pの画像(静止画または動画)をモニタ51に表示する。使用者は、この画像を見ながら、各種操作を行うことができる。なお、表示制御部50は、例えば、画像処理を専用に行うDSP(デジタルシグナルプロセッサ)をCPU31とは別に備えてもよい。このDSPは、バス47に接続される。DSPが用いられることにより、CPU31の負担軽減を図ることができる。   Returning to FIG. 1, the display control unit 50 is connected to a monitor 51 such as a liquid crystal display device. The display control unit 50 displays an image (still image or moving image) of the observation sample P captured from the image sensor 12 on the monitor 51 in accordance with a display instruction from the CPU 31. The user can perform various operations while viewing this image. The display control unit 50 may include, for example, a DSP (digital signal processor) that performs dedicated image processing separately from the CPU 31. This DSP is connected to the bus 47. By using a DSP, the burden on the CPU 31 can be reduced.

入力装置45は、制御装置30のバス47に接続されており、使用者からの各種入力指示を取り込む。入力装置45としては、例えば、キーボードや、マウス等のポインティングデバイス、タッチパネル、ジョイスティックなどがある。なお、タッチパネルは、モニタ51上に形成され、表示された画面上をタッチ操作して入力を行う。また、入力装置45としては、マイクによって使用者の指示が入力され、この音声データを音声認識させることで各種指示が入力されるものでもよい。   The input device 45 is connected to the bus 47 of the control device 30 and receives various input instructions from the user. Examples of the input device 45 include a keyboard, a pointing device such as a mouse, a touch panel, and a joystick. The touch panel is formed on the monitor 51, and performs input by touching the displayed screen. Further, as the input device 45, a user's instruction may be input by a microphone, and various instructions may be input by causing the voice data to be recognized.

使用者からの指示としては、t入力指示や、用途入力指示、画像保存指示などがある。t入力指示は、露光開始(電子シャッタ開)から露光終了(電子シャッタ閉)までの期間tを設定する。用途入力指示は、例えば、静止画撮影、動画撮影、撮像倍率やフォーカス調整のためのライブ観察など、各種撮影モードを設定する。画像保存指示は、撮像部10で撮像した観察標本Pの画像を外部記憶装置49に保存させる。   As instructions from the user, there are t input instructions, application input instructions, image storage instructions, and the like. The t input instruction sets a period t from exposure start (electronic shutter open) to exposure end (electronic shutter close). The application input instruction sets various shooting modes such as still image shooting, moving image shooting, live observation for imaging magnification and focus adjustment, and the like. The image storage instruction causes the external storage device 49 to store the image of the observation specimen P captured by the imaging unit 10.

照明部23は、不図示の電源に接続され、補正部41からの照明指示により観察標本Pに向けて照明光を照射する。照明部23としては、LED(Light Emitting Diode)光源やレーザ光源を用いた照明の他に、各種光源が用いられてもよい。LED光源やレーザ光源によれば、照明光の照射時間や照明光の強度を細かく制御可能である。なお、その他の光源が用いられる場合は、液晶装置等のライトバルブを用いて照射時間や強度を制御してもよい。   The illumination unit 23 is connected to a power source (not shown), and irradiates illumination light toward the observation specimen P according to an illumination instruction from the correction unit 41. As the illumination unit 23, various light sources may be used in addition to illumination using an LED (Light Emitting Diode) light source or a laser light source. According to the LED light source and the laser light source, it is possible to finely control the irradiation time of the illumination light and the intensity of the illumination light. When other light sources are used, the irradiation time and intensity may be controlled using a light valve such as a liquid crystal device.

図1では、撮像部10と制御装置30とを別の装置として表しているが、これらが一体となったデジタルカメラの構成が採用されてもよい。この場合、モニタ51は、カメラ本体の背面やバリアングル構成の液晶表示部が該当する。また、照明部23は、図1では撮像部10等と別体として表しているが、カメラ本体に付属または内蔵したものでもよい。また、モニタ51は、表示制御部50に有線で接続されることに限定されず、無線により接続されてもよい。   In FIG. 1, the imaging unit 10 and the control device 30 are illustrated as separate devices, but a configuration of a digital camera in which these are integrated may be employed. In this case, the monitor 51 corresponds to a rear surface of the camera body or a liquid crystal display unit having a vari-angle configuration. Moreover, although the illumination part 23 is represented as a separate body from the imaging part 10 etc. in FIG. 1, it may be attached to or built in the camera body. The monitor 51 is not limited to being connected to the display control unit 50 by wire, and may be connected wirelessly.

図3は、イメージセンサ12のローリングシャッタ方式を説明する図である。図3に示すように、イメージセンサ12は、画素が二次元格子状に配置されており、水平方向(横方向)の画素行ごとに順に駆動制御される。なお、各画素行は、電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの露光時間(電荷蓄積時間)を期間tに設定されている。まず、第1画素行(先頭画素行)の各画素について同時に露光開始する。次に、第1画素行の露光開始から若干時間をずらして第2画素行の各画素について同時に露光を開始する。以下、順に画素行ごとに時間をずらしながら露光を開始する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the rolling shutter system of the image sensor 12. As shown in FIG. 3, the image sensor 12 has pixels arranged in a two-dimensional grid, and is driven and controlled in order for each pixel row in the horizontal direction (lateral direction). In each pixel row, an exposure time (charge accumulation time) from the opening of the electronic shutter to the closing of the electronic shutter is set to a period t. First, exposure is started simultaneously for each pixel in the first pixel row (first pixel row). Next, exposure is started at the same time for each pixel in the second pixel row with a slight delay from the start of exposure in the first pixel row. Thereafter, exposure is started while shifting the time for each pixel row in order.

画素行における各画素は、それぞれ期間tのうち所要時間だけ露光され、露光が終了した画素行から順に、信号読出回路により、検出信号がイメージセンサ12の外部に読み出される。図3は、各画素行の、露光開始(電子シャッタ開、電荷蓄積開始)から露光終了(電子シャッタ閉、電荷蓄積終了)までの時間のずれを示している。   Each pixel in the pixel row is exposed for a required time in the period t, and the detection signal is read out of the image sensor 12 by the signal readout circuit in order from the pixel row after the exposure is completed. FIG. 3 shows the time lag from the start of exposure (electronic shutter open, charge accumulation start) to the end of exposure (electronic shutter close, charge accumulation end) for each pixel row.

各画素行間の露光開始タイミングのずれを、例えば10μsecとし、画素行数を1000とすると、先頭画素行と最終画素行との間には10msecの時間差aが生じてしまう。この結果、高速に移動する物体をローリングシャッタで撮像すると、先頭画素行の撮像画像と最終画素行の撮像画像とで同時性が確保できず、画像が斜め方向に歪んでしまうことになる。従って、図3に示すように、全画素行が同時に電子シャッタ開となっている重複期間だけ観察標本Pに照明光を照射することにより、全画素行に対して撮像画像の同時性を確保することが可能となる。なお、全画素行が同時に電子シャッタ開となる重複期間は、期間t−時間差aとなる。   If the deviation of the exposure start timing between the pixel rows is, for example, 10 μsec and the number of pixel rows is 1000, a time difference a of 10 msec occurs between the first pixel row and the last pixel row. As a result, when an object that moves at high speed is imaged with a rolling shutter, simultaneity cannot be secured between the captured image of the first pixel row and the captured image of the last pixel row, and the image is distorted in an oblique direction. Therefore, as shown in FIG. 3, the illuminating light is irradiated to the observation specimen P only during the overlapping period in which all the pixel rows are simultaneously open with the electronic shutter, thereby ensuring the simultaneity of the captured images for all the pixel rows. It becomes possible. Note that the overlap period in which all the pixel rows are simultaneously opened with the electronic shutter is a period t-time difference a.

本明細書において、先頭画素行及び最終画素行は、イメージセンサ12の受光面(有効画素領域)の全面を撮像領域として使用する場合、受光面全面における先頭画素行及び最終画素行を指すものである。ただし、イメージセンサ12の受光面全面ではなく、受光面の一部(例えば中央領域)だけを撮像領域として使用する場合には、その受光面の一部における先頭画素行及び最終画素行を指すものである。同様に、上記した時間差aについても、イメージセンサ12の受光面全面を使う撮像時と、一部だけ使う撮像時とで異なる値となる。   In this specification, the first pixel row and the last pixel row refer to the first pixel row and the last pixel row on the entire light receiving surface when the entire light receiving surface (effective pixel region) of the image sensor 12 is used as an imaging region. is there. However, when only a part of the light receiving surface (for example, the central region) is used as the imaging region instead of the entire light receiving surface of the image sensor 12, the first pixel row and the last pixel row in a part of the light receiving surface are indicated. It is. Similarly, the above-described time difference “a” is different between the time of image capturing using the entire light receiving surface of the image sensor 12 and the time of image capturing using only a part.

尚、この時間差aは、イメージセンサ12の種類によって決定されるものである。例えば時間差aは、イメージセンサの画素行の行数と、第1の画素行と第1の画素行の次の行である第2の画素行との露光開始時間の差で決定されるものである。したがって、2つのイメージセンサを比較した場合、両者の露光開始時間の差が同じである場合、画素行の少ないイメージセンサの方が時間差aは短くなる。本実施例において、時間差aは予め記憶部に記憶するか、または使用者が使用するイメージセンサで定められている時間差aを入力するなどの手段をとる。   The time difference a is determined depending on the type of the image sensor 12. For example, the time difference a is determined by the difference in the number of pixel rows of the image sensor and the exposure start time difference between the first pixel row and the second pixel row that is the next row of the first pixel row. is there. Therefore, when two image sensors are compared, if the difference in exposure start time between the two is the same, the time difference a is shorter in an image sensor with fewer pixel rows. In this embodiment, the time difference a is stored in advance in the storage unit, or means such as inputting the time difference a determined by the image sensor used by the user is used.

図4は、上記した重複期間において照明光を照射させることにより、全画素行に対して撮像画像の同時性を確保した状態を示している。すなわち、重複期間において照明光を照射する同時露光モードにより観察標本Pを撮像した状態を示している。なお、同時露光モード(第2照明処理)は、補正部41の第2照明制御部43によって制御される。この同時露光モードにより、先頭画素行から最終画素行まで、同時に観察標本Pを撮像することになり、撮像画像の同時性が確保される。   FIG. 4 shows a state in which the simultaneity of captured images is ensured for all the pixel rows by irradiating illumination light during the above overlapping period. That is, a state is shown in which the observation specimen P is imaged in the simultaneous exposure mode in which illumination light is irradiated during the overlap period. The simultaneous exposure mode (second illumination process) is controlled by the second illumination control unit 43 of the correction unit 41. In this simultaneous exposure mode, the observation specimen P is imaged simultaneously from the first pixel row to the last pixel row, and the simultaneity of the captured images is ensured.

ただし、同時露光モードで撮像できるのは、図4に示すように、各画素行における電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの期間tが、先頭画素行と最終画素行との時間差aよりも長い場合に限られる。つまり、期間t≦時間差aの場合には、全画素行で同時刻に露光時間が重複している期間はない。   However, the image can be captured in the simultaneous exposure mode when the period t from the electronic shutter opening to the electronic shutter closing in each pixel row is longer than the time difference a between the first pixel row and the last pixel row, as shown in FIG. Limited to. That is, when the period t ≦ time difference a, there is no period in which the exposure time overlaps at the same time in all pixel rows.

図5(a)は、期間tと時間差aとがt=aの場合を示している。図5(a)に示すように、画素行の重複期間がないので、先頭画素行の電子シャッタ開のタイミングから最終画素行の電子シャッタ閉のタイミングまで、照明光を照射して観察標本Pを撮像している。すなわち、補正部41の第1照明制御部42によって制御された全ライン露光モードで観察標本Pを撮像する(第1照明処理)。これにより、先頭画素行から最終画素行まで、各画素行は、期間tにわたって照明光が照射され、各画素行における電荷蓄積時間に差が生じないようにしている。   FIG. 5A shows a case where the period t and the time difference a are t = a. As shown in FIG. 5A, since there is no overlapping period of the pixel rows, the observation specimen P is irradiated with illumination light from the timing of opening the electronic shutter of the first pixel row to the timing of closing the electronic shutter of the last pixel row. I'm shooting. That is, the observation specimen P is imaged in the all-line exposure mode controlled by the first illumination control unit 42 of the correction unit 41 (first illumination process). As a result, each pixel row from the first pixel row to the last pixel row is irradiated with illumination light over a period t, so that there is no difference in charge accumulation time in each pixel row.

また、図5(b)は、期間t<時間差aの場合を示している。図5(b)に示すように、図5(a)と同様、画素行の重複期間がないので、第1照明制御部42によって制御された全ライン露光モードにより観察標本Pを撮像する。   FIG. 5B shows a case where the period t <time difference a. As shown in FIG. 5B, as in FIG. 5A, since there is no overlapping period of pixel rows, the observation specimen P is imaged in the all-line exposure mode controlled by the first illumination control unit.

観察標本Pを撮像する場合、使用者は露光時間を変えながら最適な露光時間を設定するといった手順を行う。この場合、例えば、図5(b)に示すような露光時間が短い設定であれば、全ライン露光モードにより観察標本Pが照明されているので、露光時間を順に長くした場合、当初は次第に明るい画像が取得される。ただし、さらに露光時間を長くしていくと、期間tが時間差aより長くなった時点、すなわち図5(a)に示す状態を超えた時点で同時露光モードに移行し、全画素行の重複期間だけに照明光を照射するモードに切り替わる。   When imaging the observation specimen P, the user performs a procedure of setting an optimal exposure time while changing the exposure time. In this case, for example, if the exposure time is set to be short as shown in FIG. 5B, the observation specimen P is illuminated in the all-line exposure mode. An image is acquired. However, when the exposure time is further increased, the simultaneous exposure mode is entered when the period t becomes longer than the time difference a, that is, when it exceeds the state shown in FIG. The mode switches to the illumination light only.

図6では、電子シャッタ開から電子シャッタ閉までの期間t、すなわち露光時間を変化した場合の画像の明るさの変化を示している。図6では、横軸が期間tであり、縦軸が画像の明るさを示している。図6に示すように、期間tが0の状態から順次期間tを長くすると、全ライン露光モード中においては順次画像の明るさが増加する。ただし、期間tが時間差aを超えた段階で全ライン露光モードから同時露光モードに切り替わるため、一旦画像の明るさが0となり、さらに露光時間を長くすると、再度0から画像の明るさが増加する。   FIG. 6 shows a change in image brightness when the period t from the opening of the electronic shutter to the closing of the electronic shutter, that is, the exposure time is changed. In FIG. 6, the horizontal axis represents the period t, and the vertical axis represents the brightness of the image. As shown in FIG. 6, when the period t is lengthened sequentially from the state where the period t is 0, the brightness of the image sequentially increases in the all-line exposure mode. However, since the all-line exposure mode is switched to the simultaneous exposure mode when the period t exceeds the time difference a, the image brightness once becomes 0, and when the exposure time is further increased, the image brightness increases from 0 again. .

全ライン露光モードでは、全ての画素行が期間tにおいて照明光を受けているのに対し、同時露光モードでは、期間tの一部(t−aの期間)において照明光を受けた状態となっている。すなわち、全ライン露光モードと同時露光モードとでは、露光時間である期間tに対して照明光の照射時間が異なる。これによって、画像明るさに不連続(t=aでの段差)が生じている。   In the all-line exposure mode, all the pixel rows receive illumination light in the period t, whereas in the simultaneous exposure mode, the illumination light is received in a part of the period t (period ta). ing. In other words, in the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode, the illumination light irradiation time differs with respect to the period t which is the exposure time. As a result, discontinuity (step difference at t = a) occurs in the image brightness.

このように、露光時間を徐々に長くしても、一旦画像が暗くなって、そこから再度画像が順次明るくなるといった事態が生じている。ところで、使用者は、撮影レンズ19の視野内に観察標本Pを合わせ、露光時間(期間t)を0から徐々に増加させ、あるいは逆に最大露光量から徐々に短くなるように指示入力することで、撮像する画像の明るさが最適な明るさとなるようにモニタ51を見ながら最適な露光時間を探すことが通常である。その際、露光量の調整時に画像の明るさがシームレスに変化しないと、違和感を生じさせるだけでなく、調整しづらいといった不都合を伴う。また、図6に示すように、同じ露光量(画像の明るさ)でありながら、全ライン露光モード及び同時露光モードの2つのモードが存在するため、ある露光量を設定した場合に、制御装置30はいずれのモードを選択すべきか判断できなくなる可能性がある。   As described above, even when the exposure time is gradually increased, the image is once darkened, and then the image is successively brightened again. By the way, the user places the observation specimen P in the field of view of the photographing lens 19 and inputs an instruction to gradually increase the exposure time (period t) from 0, or conversely, gradually decrease from the maximum exposure amount. Thus, it is usual to search for the optimum exposure time while viewing the monitor 51 so that the brightness of the image to be captured is the optimum brightness. At this time, if the brightness of the image does not change seamlessly when adjusting the exposure amount, it causes not only a sense of incongruity but also a difficulty in adjustment. In addition, as shown in FIG. 6, since there are two modes of an all-line exposure mode and a simultaneous exposure mode with the same exposure amount (brightness of the image), when a certain exposure amount is set, the control device There is a possibility that 30 cannot determine which mode should be selected.

本実施形態では、図6に示すように、同時露光モードで撮像する際、画像の明るさが明るくなるように、明るさ補正部44によって補正することで、画像の明るさの不連続を補正する。なお、図6では、全ライン露光モードと同時露光モードとで、画像の明るさの変化が同一の傾きとなるように補正しているが、これに限定されず、異なる傾きとなるように、同時露光モードでの画像の明るさを補正するものでもよい。また、補正した同時露光モードの画像の明るさは、直線状の傾きを有することに限定されず、曲線状に変化するものでもよい。また、期間tが時間差aを超えた段階で全ライン露光モードから同時露光モードに切り替わるが、切り替わった直後の同時露光モードの画像の明るさは、切り替わる直前の全ライン露光モードで取得した画像の明るさと完全に一致させることは必須ではなく、取得画像をモニタへ表示した際、違和感のない程度に近似していればよい。モニタの画像表示性能、設定の差異によっても近似の程度を変更してもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the image is captured in the simultaneous exposure mode, the brightness correction unit 44 corrects the discontinuity in the brightness of the image so that the brightness of the image becomes brighter. To do. In FIG. 6, the change in the brightness of the image is corrected so as to have the same inclination in the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode. However, the present invention is not limited to this. The brightness of the image in the simultaneous exposure mode may be corrected. The brightness of the corrected image in the simultaneous exposure mode is not limited to having a linear inclination, and may be a curve that changes. In addition, when the period t exceeds the time difference a, the entire line exposure mode is switched to the simultaneous exposure mode. The brightness of the image in the simultaneous exposure mode immediately after switching is the image acquired in the all line exposure mode immediately before switching. It is not indispensable to make it completely coincide with the brightness, and it is sufficient that the obtained image is approximated so as not to feel uncomfortable when it is displayed on the monitor. The degree of approximation may be changed depending on the image display performance and setting difference of the monitor.

明るさ補正部44が行う補正処理の例として、補正処理A、補正処理B、補正処理Cの3つについて説明する。ただし、明るさ補正部44が行う補正処理は、この3つに限定されるものではない。補正処理A〜Cの切り替えは、上述したように、補正部41の切替部が行う。   Three examples of correction processing A, correction processing B, and correction processing C will be described as examples of correction processing performed by the brightness correction unit 44. However, the correction processing performed by the brightness correction unit 44 is not limited to these three. Switching between the correction processes A to C is performed by the switching unit of the correction unit 41 as described above.

〔補正処理A〕
図7は、明るさ補正部44の照射時間調整部44aによる補正処理Aを説明する図である。図6で説明したように、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさが不連続となるのは、同時露光モードで、期間tよりも実際の露光期間がt−aと短くなることが理由である点を説明した。そこで、補正処理Aでは、使用者がt>aとなる期間tを指示したとき、照射時間調整部44aが、上記のt−aの期間を延長して照明光が観察標本Pを照明し、かつその延長した期間において各画素が電荷を蓄積させるように制御する。なお、補正処理Aでは、照射光の強さは全ライン露光モードと同じ強さであり、照明時間(照射時間)を延長する。
[Correction A]
FIG. 7 is a diagram for explaining the correction process A by the irradiation time adjustment unit 44 a of the brightness correction unit 44. As described with reference to FIG. 6, the image brightness becomes discontinuous between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode in the simultaneous exposure mode, and the actual exposure period is shorter than the period t by ta. Explained that this is the reason. Therefore, in the correction process A, when the user instructs a period t in which t> a, the irradiation time adjusting unit 44a extends the period ta and the illumination light illuminates the observation specimen P. In addition, control is performed so that each pixel accumulates electric charge during the extended period. In the correction process A, the intensity of irradiation light is the same as that in the all-line exposure mode, and the illumination time (irradiation time) is extended.

補正処理Aが選択されると、照射時間調整部44aは期間tを延長し、図7に示すように、最終画素行の露光開始のタイミングから先頭画素行の露光終了のタイミングまでの期間にわたって照明光を観察標本Pに照射する。図7では、延長時間として時間差aと同様の期間aを採用している。時間差aの分を延長させることにより、各画素行はt+aの期間で電荷蓄積を行うが、その期間のうち期間tで照明光の照射を受けるため、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。すなわち、同時露光モードにおける実際の露光期間は、(t+a)−a=tとなり、t=aにおける画像明るさの段差(不連続)はなくなる。   When the correction processing A is selected, the irradiation time adjustment unit 44a extends the period t, and as shown in FIG. 7, illumination is performed over a period from the exposure start timing of the last pixel row to the exposure end timing of the first pixel row. The observation specimen P is irradiated with light. In FIG. 7, a period a similar to the time difference a is adopted as the extension time. By extending the time difference a, each pixel row accumulates charge in a period of t + a. Since the illumination light is irradiated in the period t of the period, the interval between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode is obtained. This eliminates the discontinuity in image brightness. That is, the actual exposure period in the simultaneous exposure mode is (t + a) −a = t, and there is no step (discontinuity) in image brightness at t = a.

補正処理Aでは、照射時間調整部44aを有する補正部44が、撮像部10のTG17に制御指令を出力し、CPU31が指示した期間tに対して期間aを加算することで各画素行の電荷蓄積時間の延長を行う。同時に、補正部44は、照明部23を、期間tに対して期間aを加算して照明光を照射するよう制御する。なお、CPU31が補正部44の処理機能を内蔵し、t+aの期間をTG17に直接指示するものでもよい。   In the correction process A, the correction unit 44 having the irradiation time adjustment unit 44a outputs a control command to the TG 17 of the imaging unit 10, and adds the period a to the period t instructed by the CPU 31 to thereby charge the pixel rows. Extend the accumulation time. At the same time, the correction unit 44 controls the illumination unit 23 to irradiate illumination light by adding the period a to the period t. Note that the CPU 31 may incorporate the processing function of the correction unit 44 and directly instruct the TG 17 of the period of t + a.

なお、照射時間調整部44aにより延長する期間としてはaに限定するものではなく、時間差aより短くまたは長く設定してもよい。ただし、延長する期間が時間差aより短いまたは長いと、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。   The period extended by the irradiation time adjusting unit 44a is not limited to a, and may be set shorter or longer than the time difference a. However, if the extended period is shorter or longer than the time difference a, a slight level difference is caused in the image brightness with respect to the all-line exposure mode, but the size of the level difference is smaller than in the case where the correction is not performed, Reduces the discomfort and difficulty of adjustment for the user.

〔補正処理B〕
図8は、明るさ補正部44のゲイン調整部44bによる補正処理Bを説明する図である。図6に示すt=aにおける画像明るさの不連続は、期間tに対して実際の照明光の照射時間がt−aに短縮され、撮像した画像の信号量が本来の期間tでの信号量より低下することに起因する。そこで、補正処理Bでは、期間tで得られる撮像画像の信号量に対して、ゲイン調整部44bが所定のゲインに基づいて信号量を乗算するように制御する。なお、補正処理Bでは、照射光の強さは全ライン露光モードと同じ強さであり、電荷蓄積の期間tも同時露光モードにおける通常の期間tのままである。
[Correction process B]
FIG. 8 is a diagram for explaining the correction process B by the gain adjustment unit 44b of the brightness correction unit 44. The discontinuity of the image brightness at t = a shown in FIG. 6 is that the actual illumination light irradiation time is shortened to ta with respect to the period t, and the signal amount of the captured image is the signal in the original period t. This is due to a drop from the amount. Therefore, in the correction process B, control is performed so that the gain adjustment unit 44b multiplies the signal amount based on a predetermined gain with respect to the signal amount of the captured image obtained in the period t. In the correction process B, the intensity of irradiation light is the same as that in the all-line exposure mode, and the charge accumulation period t remains the normal period t in the simultaneous exposure mode.

補正処理Bが選択されると、ゲイン調整部44bは、図8に示すように、各画素行から出力される信号量に対して、t/(t−a)のゲインを乗算するようにAFE回路13に指示を出力する。t/(t−a)のゲインは、期間tのうち時間差aだけ照明光の照射時間が減少した分を増加させる値となっている。このゲインによって信号量は増幅され、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。   When the correction process B is selected, the gain adjustment unit 44b, as shown in FIG. 8, AFE so as to multiply the signal amount output from each pixel row by a gain of t / (ta). An instruction is output to the circuit 13. The gain of t / (ta) is a value that increases the amount of decrease in the illumination light irradiation time by the time difference a in the period t. The signal amount is amplified by this gain, and discontinuity in image brightness is eliminated between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode.

ただし、ゲインとしてt/(t−a)のように時間差aを用いることに限定されず、任意の数値を用いることができる。ただし、ゲイン量がt/(t−a)より小さいまたは大きい場合は、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。また、上記ではAFE回路13においてアナログの撮像画像の信号にゲインを掛けているが、これに限定されず、制御装置30に取り込まれたデジタルの撮像画像の信号にゲインを掛けるものでもよい。   However, it is not limited to using the time difference a as t / (ta) as the gain, and any numerical value can be used. However, when the gain amount is smaller or larger than t / (ta), a slight level difference is caused in the image brightness with respect to the all-line exposure mode, but the size of the level difference is not compared with the case where the level difference is not corrected. This reduces the uncomfortable feeling and difficulty of adjustment for the user. In the above description, the AFE circuit 13 multiplies the gain of the analog captured image signal. However, the present invention is not limited to this, and the digital captured image signal captured by the control device 30 may be multiplied by the gain.

〔補正処理C〕
図9は、明るさ補正部44の光量調節部44cによる補正処理Cを説明する図である。上述したように、図6に示すt=aにおける画像明るさの不連続は、本来の期間tでの露光量より低下することに起因する。そこで、補正処理Cでは、光量調節部44cが、照射部23からの照明光の強さを所定の割合で増加させ、観察標本Pの明るさを増加させるように制御する。なお、補正処理Cでは、各画素行における電荷蓄積の期間tが、同時露光モードにおける通常の期間tのままである。
[Correction process C]
FIG. 9 is a diagram for explaining the correction process C by the light amount adjustment unit 44 c of the brightness correction unit 44. As described above, the discontinuity of the image brightness at t = a shown in FIG. 6 is caused by a decrease in the exposure amount in the original period t. Therefore, in the correction process C, the light amount adjusting unit 44c controls to increase the intensity of the illumination light from the irradiation unit 23 at a predetermined rate and increase the brightness of the observation specimen P. In the correction process C, the charge accumulation period t in each pixel row remains the normal period t in the simultaneous exposure mode.

補正処理Cが選択されると、光量調節部44cは、図9に示すように、照明部23に対して、照射する照明光の強さをt/(t−a)倍とするように指示を出力する。t/(t−a)倍は、期間tのうち時間差aだけ照明光の照射時間が減少した分を増加させる値となっている。この照明光の強度の増加によって、各画素が取り込む観察標本Pの画像の明るさがt/(t−a)倍となり、全ライン露光モードと同時露光モードとの間で画像明るさの不連続が解消されることになる。   When the correction process C is selected, the light amount adjustment unit 44c instructs the illumination unit 23 to increase the intensity of the illumination light to be irradiated to t / (ta) times as shown in FIG. Is output. t / (ta) times is a value that increases the amount of decrease in the irradiation time of the illumination light by the time difference a in the period t. Due to the increase in the intensity of the illumination light, the brightness of the image of the observation specimen P captured by each pixel is t / (ta) times, and the image brightness is discontinuous between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode. Will be eliminated.

ただし、光量調節部44による割合としてt/(t−a)倍といった時間差aを用いることに限定されず、任意の数値を用いることができる。ただし、割合がt/(t−a)倍より小さいまたは大きい場合は、全ライン露光モードとの間で画像明るさに多少の段差を生じさせるが、その段差の大きさは補正しない場合と比較して小さくなり、使用者に与える違和感や調整のしづらさを軽減する。   However, it is not limited to using the time difference a such as t / (ta) times as a ratio by the light amount adjusting unit 44, and any numerical value can be used. However, when the ratio is smaller or larger than t / (ta) times, a slight level difference is caused in the image brightness with the all-line exposure mode, but the size of the level difference is not corrected. This reduces the uncomfortable feeling and difficulty of adjustment for the user.

照明部23から照射する照明光の強さは、例えばLED光源やレーザ光源の場合は投入する電圧を変更することにより行う。また、照明光の透過率を変更可能なフィルタを用い、このフィルタの透過率を適宜変更させることで照明光の強さを調節するものでもよい。また、照明部23の光源を複数個配置させ、照明光を照射させる光源の個数を変えることにより観察標本Pを照明する照明光の強さを調節するものでもよい。   For example, in the case of an LED light source or a laser light source, the intensity of the illumination light emitted from the illumination unit 23 is changed by changing a voltage to be applied. Moreover, the intensity | strength of illumination light may be adjusted by using the filter which can change the transmittance | permeability of illumination light, and changing the transmittance | permeability of this filter suitably. Further, the intensity of the illumination light that illuminates the observation specimen P may be adjusted by arranging a plurality of light sources of the illumination unit 23 and changing the number of light sources that irradiate the illumination light.

図10は、補正処理A〜Cの特徴を表した図である。以上説明した補正処理A、B、Cには、それぞれ特徴を有している。これら補正処理A、B、Cの特徴を踏まえて、撮像装置1の用途に応じた補正処理を選択してもよい。特徴点としては、図10に示すように、フレームレート、ノイズ、観察標本Pへの影響、光源側のキャリブレーションの要否、を挙げて、さらに各補正処理の用途の一例について記載している。   FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of the correction processes A to C. FIG. Each of the correction processes A, B, and C described above has characteristics. Based on the characteristics of these correction processes A, B, and C, a correction process corresponding to the application of the imaging apparatus 1 may be selected. As feature points, as shown in FIG. 10, the frame rate, noise, the influence on the observation specimen P, the necessity of calibration on the light source side, and further examples of applications of each correction process are described. .

フレームレートについて、補正処理Aは、各画素行における電荷蓄積の期間tをt+aに延長するとともに、照明光の照射時間を延長して実際の露光時間を長くする。従って、イメージセンサ12による撮像のフレームレートは低下する。これに対し、補正処理B及び補正処理Cは、ゲインの増幅や照明光の強度の増加を利用するので、フレームレートを低下させるものではない。   Regarding the frame rate, the correction processing A extends the charge accumulation period t in each pixel row to t + a, and extends the illumination light irradiation time to increase the actual exposure time. Accordingly, the frame rate of imaging by the image sensor 12 is lowered. On the other hand, the correction process B and the correction process C use gain amplification and increase in intensity of illumination light, and therefore do not decrease the frame rate.

これにより、補正処理Aは、動画を取得する際には不向きといえる。また、撮像に際しては、観察標本Pを撮像しながらモニタ51に表示させるライブ観察の撮像モードがある。ライブ観察は、モニタ51のライブ映像を見ながら、例えば動く観察標本Pや変化する観察標本Pを撮影レンズ19の視野内に入れるように撮影レンズ19の向きや観察標本Pの位置を調整する場合や、観察標本Pにフォーカスを合わせる場合に用いられる。このライブ観察の際にフレームレートが低いと画像が粗くなることから、各種調整を行うときは不利となる。   Thereby, it can be said that the correction process A is unsuitable when acquiring a moving image. Further, in imaging, there is an imaging mode for live observation in which the observation specimen P is displayed on the monitor 51 while imaging. In the live observation, for example, the direction of the photographing lens 19 and the position of the observation specimen P are adjusted so that the moving observation specimen P or the changing observation specimen P is within the field of view of the photographing lens 19 while watching the live video on the monitor 51. It is also used when focusing on the observation specimen P. If the frame rate is low during this live observation, the image becomes rough, which is disadvantageous when various adjustments are made.

従って、補正処理Aは、フレームレートが低くなるので、ライブ観察は不向きといえる。一方、補正処理B及び補正処理Cは、フレームレートが低下するものではないので、動画が粗くなることはなく、動画の取得やライブ観察の際、フレームレートに関して不利となることはない。   Therefore, it can be said that the correction processing A is not suitable for live observation because the frame rate is low. On the other hand, in the correction process B and the correction process C, the frame rate does not decrease, so that the moving image does not become rough, and there is no disadvantage with respect to the frame rate at the time of moving image acquisition or live observation.

ノイズについて、補正処理Aは、露光時間(期間t)を延長するため、画像信号に含まれるノイズNの信号量Sに対する比率は増加せず、S/Nの劣化はない。また、補正処理Cも照射部23からの照射光の強度を強くするため、同様に画像信号に含まれるノイズNの信号量Sに対する比率は増加せず、S/Nの劣化はない。これに対し、補正処理Bは、画像信号にゲインを掛けるため、画像信号に含まれるノイズも増幅されるとともに、ゲイン用のアンプのノイズ分が重畳されてS/Nが低下し、ノイズ成分を多く含んだ画像となる。   Regarding the noise, since the correction process A extends the exposure time (period t), the ratio of the noise N included in the image signal to the signal amount S does not increase, and there is no deterioration in S / N. Further, since the correction process C also increases the intensity of the irradiation light from the irradiation unit 23, similarly, the ratio of the noise N included in the image signal to the signal amount S does not increase, and the S / N does not deteriorate. On the other hand, since the correction processing B multiplies the image signal by gain, noise included in the image signal is also amplified, and the noise component of the gain amplifier is superimposed to reduce the S / N. The image contains a lot.

従って、補正処理Aや補正処理Cは、高品質な画像を保存する場合、ノイズに関して不利となることはない。一方、補正処理Bは、画像に多くのノイズを含むため、高品質な静止画や動画を保存する場合には不利となる。   Therefore, the correction process A and the correction process C do not become disadvantageous with respect to noise when a high-quality image is stored. On the other hand, the correction process B is disadvantageous when storing a high-quality still image or moving image because the image includes a lot of noise.

観察標本Pへの影響について、補正処理Aは、照明光の照射時間を延長するため、観察標本Pに照明光を照射する時間が長くなり、観察標本Pに対して悪影響やダメージを増加させる場合がある。特に、観察標本Pが生体の場合は、撮像前のライブ観察時に観察標本Pへのダメージを軽減させることも必要となる。また、補正処理Cは、照明光の強度を強くして観察標本Pを照射するため、同様に観察標本Pに対して悪影響やダメージを増加させる場合がある。これに対し、補正処理Bは、イメージセンサ12から出力された撮像信号に対してゲインを掛けるため、観察標本Pに照射する照明光を変化させるものではなく、観察標本Pに対して悪影響やダメージを増加させることはない。   Regarding the influence on the observation sample P, the correction process A extends the irradiation time of the illumination light, so that the time for irradiating the observation sample P with the illumination light becomes long and the adverse effect and damage to the observation sample P are increased. There is. In particular, when the observation specimen P is a living body, it is also necessary to reduce damage to the observation specimen P during live observation before imaging. In addition, since the correction process C irradiates the observation specimen P with the intensity of illumination light being increased, there are cases where the observation specimen P is similarly adversely affected or damaged. On the other hand, the correction process B multiplies the imaging signal output from the image sensor 12 by gain, and therefore does not change the illumination light applied to the observation specimen P. Will not increase.

従って、補正処理Aや補正処理Cは、観察標本Pに照射する照明光を通常から増加させた状態(時間延長や強度増加)で照射するため、観察標本Pに対して悪影響やダメージを増加させる場合があり、撮像におけるライブ観察では不利となる。一方、補正処理Bは、観察標本Pに対して悪影響やダメージが増加しないので、ライブ観察での撮像モードで不利となることはない。   Therefore, since the correction process A and the correction process C are applied in a state where the illumination light applied to the observation specimen P is increased from normal (time extension or intensity increase), adverse effects and damages to the observation specimen P are increased. In some cases, it is disadvantageous for live observation in imaging. On the other hand, the correction process B does not increase the adverse effect or damage to the observation specimen P, and thus does not become disadvantageous in the imaging mode in live observation.

光源側のキャリブレーションについて、補正処理Aや補正処理Bは、照明部23からの照明光の強度を変化させるものではないので、光源側のキャリブレーションを行う必要はない。これに対し、補正処理Cは、照射光の強さをt/(t−a)倍するため、精度の高い発光強度の補正ができるように、照明部23の発光強度の校正をしておくことが必須である。なお、この光源側のキャリブレーションは、例えば製品の出荷時に行う場合は、その後、定期的に行う場合もある。   Regarding the calibration on the light source side, the correction process A and the correction process B do not change the intensity of the illumination light from the illumination unit 23, and therefore it is not necessary to perform calibration on the light source side. On the other hand, since the correction process C multiplies the intensity of the irradiation light by t / (ta), the light emission intensity of the illumination unit 23 is calibrated so that the light emission intensity can be corrected with high accuracy. It is essential. The light source side calibration may be performed periodically thereafter, for example, when the product is shipped at the time of shipment.

従って、補正処理Aや補正処理Bは、光源側のキャリブレーションが不要であり、光源側のキャリブレーションによるコストの増加がなく、ライブ観察など頻繁に使用するモードの場合に不利となることはない。一方、補正処理Cは、光源側のキャリブレーションが必須のため、コストの点で不利となる。   Therefore, the correction process A and the correction process B do not require calibration on the light source side, do not increase the cost due to calibration on the light source side, and are not disadvantageous in a frequently used mode such as live observation. . On the other hand, the correction process C is disadvantageous in terms of cost because calibration on the light source side is essential.

以上のような、補正処理A、B、Cの特徴を総合すると、図6の用途で示すように、補正処理Aは、高品質な静止画の保存を行う用途では有利であり、補正処理Bは、モニタ51に表示されたライブ映像を観察しながら観察標本Pに撮影レンズ19のフォーカス合わせ等を行うライブ観察の用途で有利であり、補正処理Cは、光源側のキャリブレーションが実施された照明部23を用意できる場合、動画を保存する用途に有利である。   When the characteristics of the correction processes A, B, and C as described above are combined, as shown in the application of FIG. 6, the correction process A is advantageous in an application for storing a high-quality still image. Is advantageous for live observation in which the imaging lens 19 is focused on the observation specimen P while observing the live video displayed on the monitor 51, and the correction process C is performed by performing calibration on the light source side. When the illumination part 23 can be prepared, it is advantageous for the use which preserve | saves a moving image.

なお、以上説明した補正処理A、B、Cは、単独で行うことに限定されず、これら補正処理を組み合わせて用いられてもよい。例えば、補正処理Aと補正処理Bまたは補正処理Cとを組み合わせることや、補正処理Bと補正処理Cとを組み合わせること、補正処理A〜Cを組み合わせるものでもよい。この場合、図10に示す各補正処理A〜Cの特徴は、適宜組み合わされた状態となる。   The correction processes A, B, and C described above are not limited to being performed independently, and may be used in combination. For example, the correction process A and the correction process B or the correction process C may be combined, the correction process B and the correction process C may be combined, or the correction processes A to C may be combined. In this case, the features of the correction processes A to C shown in FIG. 10 are combined as appropriate.

また、明るさ補正部44が備える補正処理としては、上記した補正処理A〜Cに限定するものではなく、同時露光モードにおいて画像の明るさを増加させるものであれば、他の補正処理が用いられてもよい。また、明るさ補正部44は、補正処理として、上記した3つの補正処理A〜Cを実行させることに限定されず、これら3つの補正処理A〜Cのうち、1つまたは2つの補正処理を行うものでもよい。   Further, the correction process provided in the brightness correction unit 44 is not limited to the correction processes A to C described above, and other correction processes are used as long as the brightness of the image is increased in the simultaneous exposure mode. May be. In addition, the brightness correction unit 44 is not limited to executing the above-described three correction processes A to C as the correction process, and one or two of the three correction processes A to C are performed. You can do it.

<撮像方法>
図11〜図13は、実施形態に係る撮像方法の一例について説明するフローチャートである。図11〜図13は、同時露光モードにおいて、補正処理A〜Cを切り替えて画像の明るさ補正する撮像プログラムの処理手順を示している。この撮像プログラムは、図1に示すCPU31が、内臓のハードディスクやCDROM等からメインメモリ33に読み出して実行する。
<Imaging method>
11 to 13 are flowcharts illustrating an example of an imaging method according to the embodiment. FIGS. 11 to 13 show the processing procedure of the imaging program that switches the correction processes A to C and corrects the brightness of the image in the simultaneous exposure mode. The imaging program is executed by the CPU 31 shown in FIG. 1 by reading it from the built-in hard disk or CD ROM into the main memory 33.

図11に示すように、先ず、この撮像プログラムを終了するか否かの指示が使用者から入力されているか否かを判定する(ステップS01)。使用者から終了指示がある場合(ステップS01:YES)、CPU31は、この撮像プラグラムを終了する。使用者から終了指示がない場合(ステップS01:NO)、CPU31は、使用者によって入力装置45から入力された各種入力(期間t入力指示、用途入力指示)を取り込む(ステップS02)。続いて、CPU31は、使用者から入力された期間tを、先頭画素行の電荷蓄積開始時と、最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差aと比較し、t>aであるか否かを判定する(ステップS03)。   As shown in FIG. 11, first, it is determined whether or not an instruction to end this imaging program is input from the user (step S01). If there is an end instruction from the user (step S01: YES), the CPU 31 ends the imaging program. When there is no end instruction from the user (step S01: NO), the CPU 31 takes in various inputs (period t input instruction, application input instruction) input from the input device 45 by the user (step S02). Subsequently, the CPU 31 compares the period t input from the user with a time difference a between the charge accumulation start time of the first pixel row and the charge accumulation start time of the last pixel row, and whether t> a is satisfied. Is determined (step S03).

判定結果がt≦aの場合(ステップS03:NO)、CPU31は、撮影モードを全ライン露光モードに設定する(ステップS04)。続いて、全ライン露光モードに対応する処理(ステップS05)を行った後、ステップS01に戻る。また、判定結果がt>aの場合(ステップS03:YES)、CPU31は、撮影モードを同時露光モードに設定する(ステップS06)。続いて、同時露光モードに対応する処理(ステップS07)を行った後、ステップS01に戻る。   When the determination result is t ≦ a (step S03: NO), the CPU 31 sets the photographing mode to the all-line exposure mode (step S04). Subsequently, after performing the process corresponding to the all-line exposure mode (step S05), the process returns to step S01. When the determination result is t> a (step S03: YES), the CPU 31 sets the photographing mode to the simultaneous exposure mode (step S06). Subsequently, after performing the process corresponding to the simultaneous exposure mode (step S07), the process returns to step S01.

図12は、図11に示すステップS05の全ライン露光モード(図5参照)に対応する処理について、詳細な処理手順を示すフローチャートである。図12に示すように、先ず、CPU31は、AF調整部35からの指示により撮影レンズ19を操作して観察標本Pに対するフォーカス調整を行う(ステップS51)。続いて、CPU31は、第1照明制御部42からの指示に基づいて、各画素行における電荷蓄積の期間tを使用者から入力された値に制御する(ステップS52)。   FIG. 12 is a flowchart showing a detailed processing procedure for processing corresponding to the all-line exposure mode (see FIG. 5) in step S05 shown in FIG. As shown in FIG. 12, first, the CPU 31 operates the photographing lens 19 according to an instruction from the AF adjustment unit 35 to perform focus adjustment on the observation sample P (step S51). Subsequently, based on an instruction from the first illumination control unit 42, the CPU 31 controls the charge accumulation period t in each pixel row to a value input by the user (step S52).

続いて、CPU31(ローリングシャッタ駆動部15)は、ステップS52に設定された期間tに基づいてイメージセンサ12を駆動し、イメージセンサ12によって撮像した画像をモニタ51に表示する(ステップS53)。なお、上記したステップS02で使用者から用途が入力されている場合でも、このステップS53において、期間tや照明部23からの照明光の強度を変更しない。   Subsequently, the CPU 31 (rolling shutter drive unit 15) drives the image sensor 12 based on the period t set in step S52, and displays an image captured by the image sensor 12 on the monitor 51 (step S53). Even when the application is input from the user in step S02 described above, the period t and the intensity of illumination light from the illumination unit 23 are not changed in step S53.

続いて、CPU31は、使用者が入力装置45から画像保存指示を行ったか否かを判定する(ステップS54)。画像保存指示がある場合(ステップS54:YES)、CPU31は、撮像した画像を外部記憶装置49に保存(ステップS55)して、図11のステップS01に戻る。また、保存指示がない場合(ステップS54:NO)も、図11のステップS01に戻る。なお、ステップS54において、画像保存の指示は入力装置45としてのシャッタボタン等が用いられてもよい。   Subsequently, the CPU 31 determines whether or not the user has issued an image saving instruction from the input device 45 (step S54). If there is an image storage instruction (step S54: YES), the CPU 31 stores the captured image in the external storage device 49 (step S55), and returns to step S01 in FIG. Also, when there is no save instruction (step S54: NO), the process returns to step S01 in FIG. In step S54, an instruction to save the image may be performed using a shutter button or the like as the input device 45.

このように、使用者から入力された期間tの値が時間差a以下の場合は、期間tの値が使用者から変更されるごとに、ステップS01からステップS54までの動作が繰り返され、それに応じてフォーカス調整されるとともに、明るさが調整された画像がモニタ51に表示される。   Thus, when the value of the period t input from the user is equal to or less than the time difference a, the operation from step S01 to step S54 is repeated each time the value of the period t is changed from the user. Thus, the image whose focus is adjusted and whose brightness is adjusted is displayed on the monitor 51.

図13は、図11に示すステップS07の同時露光モード(図4参照)に対応する処理について、詳細な処理手順を示すフローチャートである。使用者が入力した期間tがt>aになると、図11に示す処理手順ではステップS06及びステップS07と進み、図13に示す同時露光モードの処理に入る。図13に示すように、先ず、CPU31は、入力装置45によって使用者から入力された用途が画像保存のための用途であるか否かを判定する(ステップS71)。すなわち、CPU31は、高品質な静止画像を取得し、その撮像画像を外部記憶装置49に保存する用途であるか否かを判定する。   FIG. 13 is a flowchart showing a detailed processing procedure for processing corresponding to the simultaneous exposure mode (see FIG. 4) in step S07 shown in FIG. When the period t input by the user becomes t> a, the processing procedure shown in FIG. 11 proceeds to step S06 and step S07, and enters the simultaneous exposure mode processing shown in FIG. As shown in FIG. 13, first, the CPU 31 determines whether or not the application input from the user by the input device 45 is an application for image storage (step S71). That is, the CPU 31 acquires a high-quality still image and determines whether or not the captured image is stored in the external storage device 49.

画像保存の用途でない場合(ステップS71:NO)、CPU31は、入力された用途が、撮影レンズ19の視野内に観察標本Pを入れることや、観察標本Pのフォーカス位置を調整すること、画像の明るさを調整することなど、期間tを調整する用途であるか否か、すなわち、入力された用途が調整のためのライブ観察であるか否かを判定する(ステップS72)。   When the application is not an image storage application (step S71: NO), the CPU 31 determines that the input application is to put the observation specimen P in the field of view of the photographing lens 19, adjust the focus position of the observation specimen P, It is determined whether or not the purpose is to adjust the period t, such as adjusting brightness, that is, whether or not the input application is live observation for adjustment (step S72).

用途がライブ観察である場合(ステップS72:YES)、CPU31は、明るさ補正処理として補正処理B(図8参照)を選択する(ステップS73)。続いて、CPU31は、AF調整部35からの指示により撮影レンズ19を操作して観察標本Pに対するフォーカス調整を行う(ステップS74)。続いて、CPU31は、第2照明制御部43の指示に基づいてイメージセンサ12から撮像信号を出力させるとともに、明るさ補正部44のゲイン調整部44bの指示に基づいて、この撮像信号に、使用者が入力した期間tに応じてt/(t−a)のゲイン補正を行う(ステップS75)。   When the application is live observation (step S72: YES), the CPU 31 selects the correction process B (see FIG. 8) as the brightness correction process (step S73). Subsequently, the CPU 31 operates the photographing lens 19 according to an instruction from the AF adjustment unit 35 to perform focus adjustment on the observation specimen P (step S74). Subsequently, the CPU 31 outputs an imaging signal from the image sensor 12 based on an instruction from the second illumination control unit 43, and uses the imaging signal based on an instruction from the gain adjustment unit 44b of the brightness correction unit 44. The gain correction of t / (ta) is performed according to the period t input by the person (step S75).

続いて、CPU31は、ゲイン補正後の画像をモニタ51に表示して(ステップS76)、図11のステップS01に戻る。なお、期間tが時間差aより長い場合において、使用者の入力した用途が画像保存でない限り、使用者が期間tを変更するごとに、上記したステップS72からステップS76の動作が繰り返される。   Subsequently, the CPU 31 displays the image after gain correction on the monitor 51 (step S76), and returns to step S01 in FIG. When the period t is longer than the time difference a, the above-described operations from step S72 to step S76 are repeated each time the user changes the period t, unless the use input by the user is image storage.

また、用途がライブ観察でない場合(ステップS72:NO)、CPU31は、使用者によって用途が入力されていないと判断し、モニタ51に用途の入力を促す警告表示を行い(ステップS77)、図11のステップS01に戻る。   If the application is not live observation (step S72: NO), the CPU 31 determines that the application has not been input by the user, and displays a warning message for prompting input of the application on the monitor 51 (step S77). Return to step S01.

用途が画像保存である場合(ステップS71:YES)、CPU31は、使用者の入力した保存の形態が動画であるか静止画であるかを判定する(ステップS81)。なお、使用者が入力装置45によって画像保存指示を行う場合、静止画及び動画の一方または双方を記録する指示が可能である。保存形態が動画でない場合(ステップS81:NO)、CPU31は、明るさ補正処理として補正処理A(図7参照)を選択する(ステップS82)。   When the application is image storage (step S71: YES), the CPU 31 determines whether the storage mode input by the user is a moving image or a still image (step S81). Note that when the user gives an image saving instruction using the input device 45, an instruction to record one or both of a still image and a moving image can be given. When the storage form is not a moving image (step S81: NO), the CPU 31 selects the correction process A (see FIG. 7) as the brightness correction process (step S82).

続いて、CPU31は、TG17を制御して期間tをt+aに延長させるとともに、明るさ補正部44の照射時間調整部44aからの指示に基づいて、照明部23の照明時間を同時露光モードにおける通常の照明時間から時間aだけ延長する(ステップS83)。CPU31は、この制御においてイメージセンサ12から画像信号を出力させ、その画像をモニタ51に表示される(ステップS84)。続いて、CPU31は、入力装置45によって使用者が画像保存を入力したか否かを判定する(ステップS85)。なお、ステップS85において、画像保存の指示は入力装置45としてのシャッタボタン等が用いられてもよい。   Subsequently, the CPU 31 controls the TG 17 to extend the period t to t + a, and sets the illumination time of the illumination unit 23 in the normal exposure mode based on an instruction from the irradiation time adjustment unit 44a of the brightness correction unit 44. Is extended from the illumination time by time a (step S83). In this control, the CPU 31 outputs an image signal from the image sensor 12, and the image is displayed on the monitor 51 (step S84). Subsequently, the CPU 31 determines whether or not the user has input image saving using the input device 45 (step S85). In step S85, an instruction to save the image may be performed using a shutter button or the like as the input device 45.

画像保存の入力がある場合(ステップS85:YES)、CPU31は、撮像した静止画(画像)を外部記憶装置49に保存して(ステップS86)、図11のステップS01に戻る。画像保存の入力がない場合(ステップS85:NO)、同じく図11のステップS01に戻る。ステップS86において静止画を保存する場合、ステップS72からステップS74のライブ観察において調整した期間t、フォーカス、撮像倍率等がそのまま用いられてもよい。   If there is an input for image storage (step S85: YES), the CPU 31 stores the captured still image (image) in the external storage device 49 (step S86) and returns to step S01 in FIG. If there is no image storage input (step S85: NO), the process returns to step S01 in FIG. When the still image is stored in step S86, the period t, the focus, the imaging magnification, and the like adjusted in the live observation from step S72 to step S74 may be used as they are.

保存形態が動画である場合(ステップS81:YES)、CPU31は、明るさ補正処理として補正処理C(図9参照)を選択する(ステップS91)。続いて、CPU31は、照明部23を制御して照明光の強度をt/(t−a)倍に設定する(ステップS92)。CPU31は、この制御においてイメージセンサ12から画像信号を出力させて動画を生成するとともに、その動画をモニタ51に表示される(ステップS84)。なお、ステップS84以降は先に説明したとおりである。なお、動画を保存する際の入力装置45として、静止画用のシャッタボタンに代えて録画開始ボタン等が用いられてもよい。   When the storage form is a moving image (step S81: YES), the CPU 31 selects the correction process C (see FIG. 9) as the brightness correction process (step S91). Subsequently, the CPU 31 controls the illumination unit 23 to set the intensity of illumination light to t / (ta) times (step S92). In this control, the CPU 31 outputs an image signal from the image sensor 12 to generate a moving image, and the moving image is displayed on the monitor 51 (step S84). Step S84 and subsequent steps are as described above. Note that a recording start button or the like may be used instead of the still image shutter button as the input device 45 for storing a moving image.

また、図12に示すステップS54や図13に示すステップS85において、画像保存の入力としてシャッタボタン等を用いる点を説明したが、このシャッタボタンを押して取り込んだ画像を一旦モニタ51に表示させ、使用者がモニタ51を見て確認した後に所定の入力操作を行うことで外部記憶装置49に画像を保存させてもよい。   Further, in step S54 shown in FIG. 12 and step S85 shown in FIG. 13, it has been described that the shutter button or the like is used as an image storage input. However, the image captured by pressing the shutter button is temporarily displayed on the monitor 51 and used. An image may be stored in the external storage device 49 by performing a predetermined input operation after the person sees and confirms the monitor 51.

また、図11〜図13に示すフローチャートでは、3つの補正処理A〜Cを切り替える手順について説明したが、この手順に限定されるものではない。補正処理A〜Cの切り替え手順の一部または全部を手動で行うものでもよい。また、3つの補正処理が用いられることに限定されず、例えば、補正処理Cに関するステップS81からS92の処理が省略されて、補正処理A及び補正処理Bの2つの補正処理を切り替えるようにしたものでもよい。   In the flowcharts shown in FIGS. 11 to 13, the procedure for switching the three correction processes A to C has been described. However, the procedure is not limited to this procedure. A part or all of the switching procedure of the correction processes A to C may be performed manually. Further, the present invention is not limited to the use of three correction processes. For example, the processes of steps S81 to S92 relating to the correction process C are omitted, and the two correction processes A and B are switched. But you can.

また、上記した実施形態では、使用者が入力装置45によって期間tを適宜入力する形態を説明したが、期間tを自動で増加または減少させるモードが設けられてもよい。この場合、使用者は、モニタ51を見ながら所望する画像の明るさに近づいたとき、自動増加または自動減少を使用者の指示によりストップさせてもよい。さらに、自動増加等をストップさせた後に、使用者は、期間tを細かく調整できるように入力装置45を操作可能にしてもよい。   In the above-described embodiment, the mode in which the user appropriately inputs the period t using the input device 45 has been described. However, a mode in which the period t is automatically increased or decreased may be provided. In this case, when the user approaches the brightness of the desired image while viewing the monitor 51, the user may stop the automatic increase or automatic decrease according to the user's instruction. Further, after the automatic increase or the like is stopped, the user may be able to operate the input device 45 so that the period t can be finely adjusted.

また、上記した実施形態では、図6に示すように、先頭画素行の電荷蓄積開始時と最終画素行の電荷蓄積開始時の時間差aを用いて、期間t=aのタイミングで全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるようにしている。ただし、この切り替えタイミングは、期間t=aに限定されず、t>aの範囲で任意に設定可能である。すなわち、期間tがt≦na(n≧1)の場合に全ライン露光モードを実行し、期間tがt>na(n≧1)の場合に同時露光モードを実行させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, using the time difference a between the start of charge accumulation in the first pixel row and the start of charge accumulation in the last pixel row, the all-line exposure mode at the timing of the period t = a. And the simultaneous exposure mode are switched. However, this switching timing is not limited to the period t = a, and can be arbitrarily set within the range of t> a. That is, the all-line exposure mode may be executed when the period t is t ≦ na (n ≧ 1), and the simultaneous exposure mode may be executed when the period t is t> na (n ≧ 1).

上記した実施形態では、全ライン露光モードや同時露光モードにおいて、ローリングシャッタ駆動による時間差aより短い時間で照明部23の点灯及び消灯を制御する必要が生じる。これはLED光源やレーザ光源を用いることで容易に実現されるが、他の光源を用いる場合は、この応答時間に追従できない可能性がある。このような場合、上記したように、全ライン露光モードと同時露光モードとの切り替えタイミングをt>aとすることにより、同時露光モードにおいて点灯及び消灯の時間が長くなり、点灯及び消灯の追従性を向上させることが可能となる。   In the above-described embodiment, in the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode, it is necessary to control lighting and extinguishing of the illumination unit 23 in a time shorter than the time difference a by the rolling shutter drive. This is easily realized by using an LED light source or a laser light source, but when using another light source, there is a possibility that this response time cannot be followed. In such a case, as described above, by setting the switching timing between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode to t> a, the lighting and extinguishing time becomes longer in the simultaneous exposure mode, and the followability of lighting and extinguishing Can be improved.

図14は、全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングの他の例を示す図である。図14に示すように、t=2aのタイミングで全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるようにしている。この図14に示す場合は、先頭画素行と最終画素行とで重複する期間が生じている場合でも、期間tが2aとなるまでは全ライン露光モードが維持される。これにより、同時露光モードでは、照明光の最も短い期間がaとなり、aより短い時間で点灯及び消灯を行う必要がない。従って、同時露光モードでの照明部23の追従性を向上させることができる。   FIG. 14 is a diagram illustrating another example of timing for switching between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode. As shown in FIG. 14, the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode are switched at the timing of t = 2a. In the case shown in FIG. 14, even when overlapping periods occur in the first pixel row and the last pixel row, the all-line exposure mode is maintained until the period t reaches 2a. Thereby, in the simultaneous exposure mode, the shortest period of illumination light is a, and it is not necessary to turn on and off in a time shorter than a. Accordingly, the followability of the illumination unit 23 in the simultaneous exposure mode can be improved.

全ライン露光モードと同時露光モードとを切り替えるタイミングとして、期間t=2aに限定されず、期間t=1.5aや期間t=3aなど、任意に設定可能である。また、入力装置45に、切り替えタイミングt=naのnを使用者が入力できるようにしてもよい。   The timing for switching between the all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode is not limited to the period t = 2a, and can be arbitrarily set such as a period t = 1.5a or a period t = 3a. Further, the user may be allowed to input n at the switching timing t = na to the input device 45.

また、本実施形態では、使用者が入力装置45によって用途(撮影モード)を適宜入力しているが、これに限定されない。例えば、撮像装置1の電源を入れた当初や、使用者から用途が入力されない場合は、デフォルトでライブ観察の撮影モードとなるように設定してもよい。また、用途として画像保存指示が入力されている場合でも、例えば、使用者が頻繁に撮像倍率やフォーカス調整を行っている場合や、期間tを変更している場合は、CPU31が、これをライブ観察と判別し、用途を自動的にライブ観察に切り替えるようにしてもよい。   In the present embodiment, the user appropriately inputs the application (shooting mode) using the input device 45, but the present invention is not limited to this. For example, when the imaging apparatus 1 is initially turned on or when a use is not input from the user, it may be set to be in a live observation shooting mode by default. Even when an image saving instruction is input as an application, for example, when the user frequently performs imaging magnification or focus adjustment, or when the period t is changed, the CPU 31 displays this live. You may make it discriminate | determine from observation and switch a use to live observation automatically.

このように、本実施形態の撮像装置1または撮像方法によれば、明るさ補正部によってイメージセンサから出力される画像の明るさを増加させるので、例えば、ライブ観察等において、連続的に期間tを変化させながら観察標本Pの画像を取得する場合でも画像の明るさの変化に段差がなく、画像の明るさをシームレスに変化させることができる。これにより、使用者は、画像の明るさ調整等において違和感がなく、明るさの調整を容易に行うことができる。   As described above, according to the imaging device 1 or the imaging method of the present embodiment, the brightness of the image output from the image sensor is increased by the brightness correction unit. Even when the image of the observation specimen P is acquired while changing the brightness, there is no step in the brightness change of the image, and the brightness of the image can be changed seamlessly. Thus, the user can easily adjust the brightness without feeling uncomfortable in adjusting the brightness of the image.

また、明るさ補正部44が、期間tを延長するとともに、照明光の照射時間を延長する照射時間調整部44aを含むので、画像の明るさを増加させながら、高画質の静止画を撮影可能となる。また、明るさ補正部44が、イメージセンサ12の出力信号を増幅するゲイン調整部44bを含むので、観察標本Pへのダメージを軽減しつつ、画像の明るさを増加させることができる。また、明るさ補正部44が、照明光の光量を調整する光量調整部44cを含むので、フレームレートを低下させずに画像の明るさを増加させることができる。   In addition, since the brightness correction unit 44 includes an irradiation time adjustment unit 44a that extends the period t and extends the irradiation time of the illumination light, a high-quality still image can be taken while increasing the brightness of the image. It becomes. In addition, since the brightness correction unit 44 includes the gain adjustment unit 44b that amplifies the output signal of the image sensor 12, the brightness of the image can be increased while reducing damage to the observation specimen P. In addition, since the brightness correction unit 44 includes a light amount adjustment unit 44c that adjusts the amount of illumination light, the brightness of the image can be increased without reducing the frame rate.

また、明るさ補正部44が、異なる補正処理A〜Cを備えるとともに、イメージセンサ12による撮像の用途に応じて補正処理を切り替える切替部を有しているので、用途に応じた適切な補正処理を容易かつ確実に行うことができる。また、撮像の用途として、画像を保存する用途と、観察標本Pを観察する用途と、を含むので、画像の保存と観察標本Pの観察との用途に応じて適切に補正処理を行うことができる。   In addition, the brightness correction unit 44 includes different correction processes A to C, and includes a switching unit that switches the correction process according to the purpose of imaging by the image sensor 12, so that an appropriate correction process according to the application is performed. Can be easily and reliably performed. Moreover, since the use of imaging includes the use of storing an image and the use of observing the observation specimen P, it is possible to appropriately perform correction processing according to the use of storage of the image and observation of the observation specimen P. it can.

また、第1照明制御部が、期間t≦aの場合に全期間にわたって照明光を照射させ、第2照明制御部が、期間t>aの場合に重複期間だけ照明光を照射させることにより、全ライン露光モードと同時露光モードとを確実に実行させることができる。また、第1照明制御部が、期間t≦2aの場合に全期間にわたって照明光を照射させ、第2照明制御部が、期間t>2aの場合に重複期間だけ照明光を照射させることにより、同時露光モードにおいて照明部の点灯及び消灯を短時間で行うことを回避でき、照明光の追従性を向上させることができる。第1照明制御部と、第2照明制御部と、明るさ補正部とによって制御される照明部を含むので、外部の照明装置等と接続することなく、容易に照明光の制御を行うことができる。   Further, the first illumination control unit irradiates illumination light over the entire period when the period t ≦ a, and the second illumination control unit irradiates illumination light only during the overlapping period when the period t> a, The all-line exposure mode and the simultaneous exposure mode can be surely executed. Further, the first illumination control unit irradiates illumination light over the entire period when the period t ≦ 2a, and the second illumination control unit irradiates illumination light only during the overlap period when the period t> 2a. In the simultaneous exposure mode, lighting and extinguishing of the illumination unit can be avoided in a short time, and the followability of illumination light can be improved. Since the illumination unit controlled by the first illumination control unit, the second illumination control unit, and the brightness correction unit is included, the illumination light can be easily controlled without being connected to an external illumination device or the like. it can.

また、動く観察標本Pや変化する観察標本Pに対して露出(露光量)を合わせるように、制御装置30が連続的に期間tを変化させるコンティニュアスAEモードで撮像する場合においても、上記した画像の明るさ補正処理を適用してもよい。   In addition, even when the control device 30 performs imaging in the continuous AE mode in which the period t is continuously changed so that the exposure (exposure amount) is adjusted with respect to the moving observation specimen P or the changing observation specimen P, the above-described operation is performed. Image brightness correction processing may be applied.

また、ハイダイナミックレンジ(HDR)撮影を行う場合においても、上記した画像の明るさ補正処理が適用されてもよい。ハイダイナミックレンジ撮影は、異なる期間tで複数枚の観察標本Pの画像を取得し、各画像中の黒潰れや白飛びしていない部分の画像を合成して1枚の画像を作成するものであり、上記したように、期間tに応じて適切な補正処理が行われるようにしてもよい。   Also, when performing high dynamic range (HDR) shooting, the above-described image brightness correction processing may be applied. High dynamic range imaging is a method in which images of a plurality of observation specimens P are acquired at different periods t, and a single image is created by synthesizing images of portions that are not crushed or blown out in each image. Yes, as described above, an appropriate correction process may be performed according to the period t.

<顕微鏡装置>
図15は、実施形態に係る顕微鏡装置の一例を示す機能ブロック構成図である。なお、以下の説明において、先に説明した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図15に示す顕微鏡装置MSは、撮像部10aを含む顕微鏡本体60と、制御装置30aと、を有している。すなわち、顕微鏡装置MSは、撮像部10a及び制御装置30aを含む撮像装置を搭載したものである。なお、顕微鏡本体60は、蛍光顕微鏡の構成が採用されるが、これに限定されるものではない。
<Microscope device>
FIG. 15 is a functional block configuration diagram illustrating an example of a microscope apparatus according to the embodiment. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. A microscope apparatus MS illustrated in FIG. 15 includes a microscope main body 60 including an imaging unit 10a and a control apparatus 30a. That is, the microscope apparatus MS is equipped with an imaging apparatus including the imaging unit 10a and the control apparatus 30a. In addition, although the structure of the fluorescence microscope is employ | adopted for the microscope main body 60, it is not limited to this.

顕微鏡本体60は、XY移動ステージ61と、X軸駆動モータ63と、Y軸駆動モータ65と、透過照明用の通常光源(照明部)67と、コリメータレンズ69と、コンデンサレンズ71と、を備える。XY移動ステージ61は、水平に設置されXY面において移動可能に形成される。XY移動ステージ61の中心部には、上下に貫通する光路孔61aが形成されている。光路孔61aの上部には、被写体(試料)Pを載置したプレート73が固定される。なお、プレート73は、観察対象とする細胞を培地と共に収納した培養容器の場合もあり、その他生体以外の鉱物試料の場合もある。   The microscope main body 60 includes an XY moving stage 61, an X-axis drive motor 63, a Y-axis drive motor 65, a normal light source (illumination unit) 67 for transmitted illumination, a collimator lens 69, and a condenser lens 71. . The XY moving stage 61 is installed horizontally and is movable on the XY plane. At the center of the XY moving stage 61, an optical path hole 61a penetrating vertically is formed. A plate 73 on which a subject (sample) P is placed is fixed to the upper portion of the optical path hole 61a. The plate 73 may be a culture container that contains cells to be observed together with a culture medium, or may be a mineral sample other than a living body.

X軸駆動モータ63は、後述する制御装置30aのXY位置調整部55からの指示によりXY移動ステージ61をX方向に移動させる。Y軸駆動モータ65は、同じくXY位置調整部55からの指示により、XY移動ステージ61をY方向に移動させる。なお、不図示のモータ等によってXY移動ステージ61をZ方向に移動させるようにしてもよい。通常光源67は、例えば白色光源が用いられる。通常光源67から出射された照明光は、コリメータレンズ69及びコンデンサレンズ71を介してプレート73上の観察標本Pを照明する。通常光源67による照明光の照明時間や強さは、制御装置30aからの指示により制御される。   The X-axis drive motor 63 moves the XY movement stage 61 in the X direction according to an instruction from an XY position adjustment unit 55 of the control device 30a described later. Similarly, the Y-axis drive motor 65 moves the XY movement stage 61 in the Y direction according to an instruction from the XY position adjustment unit 55. Note that the XY moving stage 61 may be moved in the Z direction by a motor (not shown) or the like. As the normal light source 67, for example, a white light source is used. The illumination light emitted from the normal light source 67 illuminates the observation specimen P on the plate 73 via the collimator lens 69 and the condenser lens 71. The illumination time and intensity of illumination light from the normal light source 67 are controlled by an instruction from the control device 30a.

顕微鏡本体60は、対物光学系80と、撮像部10aと、を備える。これら対物光学系80及び撮像部11は、XY移動ステージ61の下方において、通常光源67からの照明光の光軸AXに沿って直列に配置されている。   The microscope main body 60 includes an objective optical system 80 and an imaging unit 10a. The objective optical system 80 and the imaging unit 11 are arranged in series along the optical axis AX of illumination light from the normal light source 67 below the XY moving stage 61.

対物光学系80は、第1対物レンズ81と、焦点調節部83と、励起光光源85と、蛍光フィルタ87と、調光フィルタ89と、第2対物レンズ91と、光路切替器93と、を備える。なお、第1対物レンズ81及び焦点調節部83は、図1に示す撮像部10の撮影レンズ19及びレンズ駆動部21に相当する。第1対物レンズ81は、観察標本Pの像を取り込むものであり、鏡筒内に複数のレンズを有している。第1対物レンズ81の鏡筒内には、観察標本Pの撮像倍率を調整するズームレンズと、観察標本Pに対して焦点を合わせるフォーカスレンズとを含む複数のレンズ群が配置される。   The objective optical system 80 includes a first objective lens 81, a focus adjustment unit 83, an excitation light source 85, a fluorescence filter 87, a dimming filter 89, a second objective lens 91, and an optical path switch 93. Prepare. The first objective lens 81 and the focus adjustment unit 83 correspond to the photographing lens 19 and the lens driving unit 21 of the imaging unit 10 illustrated in FIG. The first objective lens 81 captures an image of the observation specimen P, and has a plurality of lenses in the lens barrel. In the lens barrel of the first objective lens 81, a plurality of lens groups including a zoom lens for adjusting the imaging magnification of the observation specimen P and a focus lens for focusing on the observation specimen P are arranged.

焦点調節部83は、第1対物レンズ81の鏡筒内でズームレンズやフォーカスレンズのレンズ位置を移動させる不図示のモータ等を有している。焦点調節部83は、制御装置30aのAF調整部35からの指示に応じて光軸方向にフォーカスレンズの1つまたは複数を移動させる。これにより、第1対物レンズ81の焦点が観察標本Pに合わせられる。従って、通常光源67から出射した照明光によって観察標本Pが照明され、その観察標本Pの像を第1対物レンズ81が取り込むようにしている。   The focus adjustment unit 83 includes a motor (not shown) that moves the zoom lens and the focus lens within the lens barrel of the first objective lens 81. The focus adjustment unit 83 moves one or a plurality of focus lenses in the optical axis direction in response to an instruction from the AF adjustment unit 35 of the control device 30a. Thereby, the focus of the first objective lens 81 is adjusted to the observation specimen P. Therefore, the observation specimen P is illuminated by the illumination light emitted from the normal light source 67, and the first objective lens 81 captures an image of the observation specimen P.

励起光光源(照明部)85は、観察標本Pに付与された試薬等によって蛍光を励起させるため、所定の波長に設定された励起光を出射する。励起光の照射時間や励起光の強さは、制御装置30aからの指示により制御される。励起光光源85から出射された励起光は、調光フィルタ89を介して蛍光フィルタ87に入射する。蛍光フィルタ87に入射した励起光は、波長選択ミラー87aによって反射され、第1対物レンズ81を介して観察標本Pに照射される。   The excitation light source (illumination unit) 85 emits excitation light set to a predetermined wavelength in order to excite fluorescence by a reagent or the like applied to the observation specimen P. The irradiation time of excitation light and the intensity of excitation light are controlled by an instruction from the control device 30a. Excitation light emitted from the excitation light source 85 enters the fluorescent filter 87 via the dimming filter 89. The excitation light incident on the fluorescent filter 87 is reflected by the wavelength selection mirror 87 a and is irradiated on the observation specimen P through the first objective lens 81.

なお、励起光によって観察標本Pにおいて励起された蛍光は、第1対物レンズ81を介して蛍光フィルタ87に入射する。蛍光フィルタ87に入射した蛍光は、波長選択ミラー87aを透過し、第2対物レンズ91を介して撮像部10aに入射し、イメージセンサ12の受光面で結像する。また、上記した通常光源67により得られた観察標本Pの像も、第1対物レンズ81を介して波長選択ミラー87aを透過し、第2対物レンズ91を介して撮像部10aに入射し、イメージセンサ12の受光面で結像する。   Note that the fluorescence excited in the observation specimen P by the excitation light is incident on the fluorescence filter 87 via the first objective lens 81. The fluorescence that has entered the fluorescence filter 87 passes through the wavelength selection mirror 87 a, enters the imaging unit 10 a via the second objective lens 91, and forms an image on the light receiving surface of the image sensor 12. Further, the image of the observation specimen P obtained by the above-described normal light source 67 also passes through the wavelength selection mirror 87a through the first objective lens 81, and enters the imaging unit 10a through the second objective lens 91. An image is formed on the light receiving surface of the sensor 12.

光路切替器93は、第2対物レンズ91と撮像部10aとの間に配置される。光路切替器93は、光軸AXに対して45度の傾斜を持つ全反射ミラー93aが設けられている。光路切替部93は、全反射ミラー93aを光軸AXに対して挿入または退避させるためのモータ95を有している。全反射ミラー93aが光軸AXに挿入されると、第2対物レンズ91を通ってきた光は、全反射ミラー93aにより反射され、不図示の接眼レンズの方向に出射される。   The optical path switch 93 is disposed between the second objective lens 91 and the imaging unit 10a. The optical path switch 93 is provided with a total reflection mirror 93a having an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis AX. The optical path switching unit 93 includes a motor 95 for inserting or retracting the total reflection mirror 93a with respect to the optical axis AX. When the total reflection mirror 93a is inserted into the optical axis AX, the light that has passed through the second objective lens 91 is reflected by the total reflection mirror 93a and emitted in the direction of an eyepiece (not shown).

また、全反射ミラー95aが光軸AX位置から退避すると、第2対物レンズ91を通ってきた光は、撮像部10aに入射する。なお、モータ95は、後述する制御装置30aの光路切替出力部57からの指示により光路切替器93を駆動し、光軸AXに対して全反射ミラー93aの挿入または退避を行う。   When the total reflection mirror 95a is retracted from the position of the optical axis AX, the light that has passed through the second objective lens 91 is incident on the imaging unit 10a. The motor 95 drives the optical path switch 93 according to an instruction from an optical path switching output unit 57 of the control device 30a described later, and inserts or retracts the total reflection mirror 93a with respect to the optical axis AX.

撮像部10aは、全反射ミラー93aが退避している場合、第2対物レンズ91を通ってきた光を取り込んでイメージセンサ12により撮像する。撮像部10aから出力された画像信号は、制御装置30aの画像入力部39により取り込む点は、図1に示す撮像装置1と同様である。なお、撮像部10aは、図1に示す撮像部10と撮影レンズ19及びレンズ駆動部21を除いて同様であり、説明を省略する。   When the total reflection mirror 93a is retracted, the imaging unit 10a takes in the light that has passed through the second objective lens 91 and images it with the image sensor 12. The image signal output from the imaging unit 10a is captured by the image input unit 39 of the control device 30a in the same manner as the imaging device 1 shown in FIG. The imaging unit 10a is the same except for the imaging unit 10 and the photographing lens 19 and the lens driving unit 21 shown in FIG.

制御装置30aは、図1に示す制御装置30の構成に加え、XY位置調整部55と、光路切替出力部57とを有している。これらXY位置調整部55及び光路切替出力部57は、双方ともバス47に接続されている。なお、XY位置調整部55及び光路切替出力部57以外は、図1に示す制御装置30と同様であり、説明を省略する。   The control device 30a includes an XY position adjustment unit 55 and an optical path switching output unit 57 in addition to the configuration of the control device 30 shown in FIG. Both the XY position adjustment unit 55 and the optical path switching output unit 57 are connected to the bus 47. Except for the XY position adjustment unit 55 and the optical path switching output unit 57, the configuration is the same as that of the control device 30 shown in FIG.

XY位置調整部55は、使用者からの指示入力に基づいた制御信号をX軸駆動モータ63やY軸駆動モータ65に出力し、試料73のうち使用者が見たい観察対象箇所が光軸AX上に来るようにXY移動ステージ61を移動させる。また、使用者が入力装置45によって、図1に示すような、期間t入力指示、用途入力指示、画像保存指示に加えて、光路切替指示、XY入力指示や、光源切替指示(不図示)を入力する。   The XY position adjustment unit 55 outputs a control signal based on an instruction input from the user to the X-axis drive motor 63 and the Y-axis drive motor 65, and the observation target portion that the user wants to see in the sample 73 is the optical axis AX. The XY moving stage 61 is moved so as to come up. In addition to the period t input instruction, the application input instruction, and the image storage instruction as shown in FIG. 1, the user uses the input device 45 to issue an optical path switching instruction, an XY input instruction, and a light source switching instruction (not shown). input.

光路切替指示は、光路切替器93の全反射ミラー93aを光軸AXに挿入または退避の選択を行う。XY入力指示は、XY移動ステージ61のX方向の位置及びY方向の位置を指示する。光源切替指示は、通常光源67と励起光光源85とのいずれによって観察標本Pを照明するかの選択を行う。なお、XY入力指示において、例えば、X方向の位置及びY方向の位置をキーボード(入力装置45)の左右及び上下のカーソルキーに割り当てるようにしてもよい。   The optical path switching instruction selects whether the total reflection mirror 93a of the optical path switch 93 is inserted into or retracted from the optical axis AX. The XY input instruction instructs the position in the X direction and the position in the Y direction of the XY moving stage 61. The light source switching instruction selects which of the normal light source 67 and the excitation light source 85 is used to illuminate the observation specimen P. In the XY input instruction, for example, the position in the X direction and the position in the Y direction may be assigned to the left and right and upper and lower cursor keys of the keyboard (input device 45).

XY移動ステージ61は、X方向の位置及びY方向の位置を検出する不図示のエンコーダを有している。このエンコーダからの検出信号は制御装置30aに取り込まれ、XY移動ステージ61のX及びY方向の位置が精度良くフィードバック制御される。また、エンコーダから出力されるX及びY方向の位置(座標値)は、モニタ51の一部に表示させてもよい。   The XY moving stage 61 has an encoder (not shown) that detects a position in the X direction and a position in the Y direction. The detection signal from this encoder is taken into the control device 30a, and the position of the XY moving stage 61 in the X and Y directions is feedback-controlled with high accuracy. Further, the position (coordinate values) in the X and Y directions output from the encoder may be displayed on a part of the monitor 51.

光路切替出力部57は、入力装置45によって使用者から入力された指示に基づいて、光路切替モータ95に駆動指令を出力し、光軸AXに対して全反射ミラー93aの挿入または退避を行う。   The optical path switching output unit 57 outputs a drive command to the optical path switching motor 95 based on an instruction input from the user by the input device 45, and inserts or retracts the total reflection mirror 93a with respect to the optical axis AX.

この顕微鏡装置MSは、先に説明した撮像装置1と同様、制御装置30aが補正部41内に第1照明制御部42、第2照明制御部43、及び明るさ補正部44を有している。従って、通常光源67または励起光光源85のいずれが用いられる場合でも、図3〜図14を用いた上記内容は、この顕微鏡装置MSにおいてもそのまま適用される。以下では、顕微鏡装置MSにおいて、上記した撮像装置1と同様の内容は省略または簡略して説明する。   In the microscope apparatus MS, the control device 30a includes a first illumination control unit 42, a second illumination control unit 43, and a brightness correction unit 44 in the correction unit 41 as in the imaging device 1 described above. . Therefore, regardless of whether the normal light source 67 or the excitation light source 85 is used, the above description using FIGS. 3 to 14 is also applied to the microscope apparatus MS as it is. Hereinafter, in the microscope apparatus MS, the same contents as those of the imaging apparatus 1 described above will be omitted or simplified.

図11〜図13に示すフローチャートも顕微鏡装置MSに適用される。従って、使用者は、撮像に際して、入力装置45から用途としてライブ観察を入力することにより、モニタ51を見ながら、XY移動ステージ61を移動させて観察標本P中の観察対象位置を探すとともに、撮像倍率やフォーカス調整等を行う。なお、制御装置30aのAF調整部35は、対物光学系80の焦点調節部83を制御して、第1対物レンズ81による観察標本Pの倍率やフォーカス合わせを行う。   The flowcharts shown in FIGS. 11 to 13 are also applied to the microscope apparatus MS. Therefore, the user inputs live observation as an application from the input device 45 at the time of imaging, moves the XY moving stage 61 while looking at the monitor 51, searches for the observation target position in the observation specimen P, and performs imaging. Perform magnification and focus adjustment. The AF adjustment unit 35 of the control device 30a controls the focus adjustment unit 83 of the objective optical system 80 to perform magnification and focus adjustment of the observation specimen P using the first objective lens 81.

このライブ観察において、補正処理B(図8参照)が適用される点は、上記のとおりである。さらに、使用者は、モニタ51を見ながら、期間tを調整することで、画像の明るさが最適となるように調整を行う。   In this live observation, the correction process B (see FIG. 8) is applied as described above. Further, the user adjusts the period t while watching the monitor 51 to adjust the brightness of the image to be optimum.

また、ライブ観察の際、補正処理Bによって画像の明るさを増加させているので、観察標本Pが生体等であっても、明るさ増加による観察標本Pへのダメージを増加させない点は上述のとおりである。なお、使用者は、観察標本Pの照明光として、入力装置45に光源の選択を入力することにより、通常光源67または励起光光源85のいずれかを選択する。いずれの光源であっても、ライブ観察や画像保存等の用途の入力は可能である。また、使用者は、入力装置45に光路選択を入力することにより、モニタ51への表示ではなく、接眼レンズで直接観察標本Pの像を確認することができる。   Further, since the brightness of the image is increased by the correction process B during the live observation, the point that the damage to the observation specimen P due to the increase in brightness is not increased even if the observation specimen P is a living body or the like. It is as follows. The user selects either the normal light source 67 or the excitation light source 85 by inputting the selection of the light source to the input device 45 as the illumination light of the observation specimen P. Any light source can be used for input such as live observation and image storage. Further, the user can confirm the image of the observation specimen P directly with the eyepiece instead of displaying on the monitor 51 by inputting the optical path selection to the input device 45.

使用者は、入力装置45に画像保存指示を入力することにより、ライブ観察によって設定した状態で観察標本Pの画像を外部記憶装置49等に保存する。なお、静止画を撮像する場合は、上記した補正処理A(図7参照)によって画像の明るさ補正処理が行われ、動画を撮像する場合は、上記した補正処理C(図9参照)によって画像の明るさ補正が行われる点は、上記のとおりである。   The user inputs an image storage instruction to the input device 45 to store the image of the observation specimen P in the external storage device 49 or the like in a state set by live observation. When a still image is captured, the image brightness correction process is performed by the correction process A (see FIG. 7). When a moving image is captured, the image is corrected by the correction process C (see FIG. 9). The brightness correction is performed as described above.

このように、本実施形態の顕微鏡装置MSによれば、上記した撮像装置1と同様に、明るさ補正部によってイメージセンサから出力される画像の明るさを増加させるので、例えば、ライブ観察等において画像の明るさをシームレスに変化させることができ、画像の明るさ調整を容易に行うことができる。また、用途に応じて適切な補正処理を行うので、観察標本Pが生体等であっても観察標本Pへのダメージを軽減しつつ、高精度な画像を取得できる。   As described above, according to the microscope apparatus MS of the present embodiment, the brightness of the image output from the image sensor is increased by the brightness correction unit in the same manner as the imaging apparatus 1 described above. The brightness of the image can be changed seamlessly, and the brightness of the image can be easily adjusted. In addition, since an appropriate correction process is performed according to the application, even if the observation specimen P is a living body or the like, a highly accurate image can be acquired while reducing damage to the observation specimen P.

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態の内容に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態に、変更または改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態の構成を適宜組み合わせて適用することも可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the content of above-described embodiment. Changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. In addition, one or more of the requirements described in the above embodiments may be omitted. Such modifications, improvements, and omitted forms are also included in the technical scope of the present invention. In addition, the configurations of the above-described embodiments can be applied in appropriate combinations.

また、撮像装置1や顕微鏡装置MSの一部の構成をコンピュータにより実現してもよい。例えば、制御装置30、30aをコンピュータにより実現してもよい。この場合、コンピュータは、記憶部に記憶された撮像プログラムに従って、イメージセンサ12の先頭画素行の電荷蓄積開始時と最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差aに対して期間tがt≦na(n≧1)の場合、先頭画素行の電荷蓄積開始時から最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させる第1照明処理と、期間tがt>na(n≧1)の場合、先頭画素行の電荷蓄積期間と最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる第2照明処理と、第2照明処理の際、イメージセンサ12から出力される画像の明るさを増加させる明るさ補正処理と、を実行する。   Moreover, you may implement | achieve the one part structure of the imaging device 1 and microscope apparatus MS with a computer. For example, the control devices 30 and 30a may be realized by a computer. In this case, according to the imaging program stored in the storage unit, the computer determines that the period t is t ≦ na with respect to the time difference a between the start of charge accumulation in the first pixel row and the start of charge accumulation in the last pixel row of the image sensor 12. In the case of (n ≧ 1), the first illumination process for irradiating illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row, and the period t is t> na In the case of (n ≧ 1), in the second illumination process in which the illumination light is irradiated from the illumination unit only during the overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap, And brightness correction processing for increasing the brightness of the image output from the image sensor 12.

また、この撮像プログラムは、光ディスクやCD−ROM、USBメモリ、SDカード等の、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよい。   The imaging program may be provided by being stored in a computer-readable storage medium such as an optical disc, a CD-ROM, a USB memory, or an SD card.

MS…顕微鏡装置、P…観察標本、1…撮像装置、10、10a…撮像部、12…イメージセンサ、15…ローリングシャッタ駆動部、23…照明部、30、30a…制御装置、41…補正部(切替部)、42…第1照明制御部、43…第2照明制御部、44…明るさ補正部、44a…照射時間調整部、44b…ゲイン調整部、44c…光強度調整部、60…顕微鏡本体 MS ... microscope device, P ... observation specimen, 1 ... imaging device, 10, 10a ... imaging unit, 12 ... image sensor, 15 ... rolling shutter drive unit, 23 ... illumination unit, 30, 30a ... control device, 41 ... correction unit (Switching unit), 42 ... first illumination control unit, 43 ... second illumination control unit, 44 ... brightness correction unit, 44a ... irradiation time adjustment unit, 44b ... gain adjustment unit, 44c ... light intensity adjustment unit, 60 ... Microscope body

Claims (16)

複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとに電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部と、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第1照明制御部と、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第2照明制御部と、
前記第1照明制御部による制御から前記第2照明制御部による制御に切り替わった際、前記第1照明制御部による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記第2照明制御部による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正部と、
を備える撮像装置の制御装置。
A rolling shutter controller that controls the charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of the image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged;
A first illumination control unit that irradiates the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation of the first pixel row to the end of charge accumulation of the last pixel row;
A second illumination control unit that irradiates the observation specimen with illumination light from an illumination unit only during an overlapping period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap;
When switching from the control by the first illumination control unit to the control by the second illumination control unit , the brightness of the image output from the image sensor based on the illumination light irradiation by the first illumination control unit, and the second A brightness correction unit that corrects the brightness of the image output from the image sensor so as to reduce the difference between the brightness of the image output from the image sensor based on the illumination light irradiation by the illumination control unit ;
A control apparatus for an image pickup apparatus.
前記第1照明制御部は、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差aに対して前記期間tがt≦na(n≧1)の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ
前記第2照明制御部は、前記期間tがt>na(n≧1)の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項1記載の撮像装置の制御装置。
When the period t is t ≦ na (n ≧ 1) with respect to the time difference a between the charge accumulation start time of the first pixel row and the charge accumulation start time of the last pixel row, The illumination unit emits illumination light over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row, and the second illumination control unit has the period t of t> na (n ≧ 1). ), The illumination device emits illumination light only during an overlapping period in which the charge accumulation period of the first pixel row overlaps the charge accumulation period of the last pixel row.
前記明るさ補正部は、前記ローリングシャッタ制御部による前記期間tを延長するとともに、前記照明光の照射時間を延長する照射時間調整部を含む請求項1または請求項2記載の撮像装置の制御装置。 The brightness correction unit is configured to extend the period t by the rolling shutter control unit, the control unit of the imaging apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein including the irradiation time adjustment unit to extend the irradiation time of the illumination light . 前記明るさ補正部は、前記イメージセンサの出力信号を増幅するゲイン調整部を含む請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置の制御装置。 4. The control device for an imaging apparatus according to claim 1 , wherein the brightness correction unit includes a gain adjustment unit that amplifies an output signal of the image sensor. 5. 前記明るさ補正部は、前記照明光の光量を調整する光量調整部を含む請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置の制御装置。   The control device for an imaging apparatus according to claim 1, wherein the brightness correction unit includes a light amount adjustment unit that adjusts a light amount of the illumination light. 前記明るさ補正部は、異なる補正処理を備えるとともに、前記イメージセンサによる撮像の用途に応じて前記補正処理を切り替える切替部を有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置の制御装置。   6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the brightness correction unit includes a different correction process and a switching unit that switches the correction process according to a purpose of imaging by the image sensor. Control device. 前記撮像の用途は、画像を保存する用途と、被写体を観察する用途と、を含む請求項6記載の撮像装置の制御装置。   The imaging apparatus control apparatus according to claim 6, wherein the imaging application includes an application for storing an image and an application for observing a subject. 前記第1照明制御部は、前記期間tがt≦aの場合に前記全期間にわたって前記照明光を照射させ、
前記第2照明制御部は、前記期間tがt>aの場合に前記重複期間だけ前記照明光を照射させる請求項2記載の撮像装置の制御装置。
The first illumination control unit irradiates the illumination light over the entire period when the period t is t ≦ a,
The control device for an imaging apparatus according to claim 2, wherein the second illumination control unit irradiates the illumination light only during the overlap period when the period t is t> a.
前記第1照明制御部は、前記期間tがt≦2aの場合に前記全期間にわたって前記照明光を照射させ、
前記第2照明制御部は、前記期間tがt>2aの場合に前記重複期間だけ前記照明光を照射させる請求項2記載の撮像装置の制御装置。
The first illumination control unit irradiates the illumination light over the entire period when the period t is t ≦ 2a,
The control device for an imaging apparatus according to claim 2, wherein the second illumination control unit irradiates the illumination light only during the overlap period when the period t is t> 2a.
請求項1から請求項9のいずれか1項の制御装置を備える撮像装置。 An imaging device comprising the control device according to any one of claims 1 to 9. 複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の撮像方法であって、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させることと、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させることと、
前記全期間にわたる照明光の照射から前記重複期間だけの照明光の照射に切り替わった際、前記全期間にわたる照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記重複期間だけの照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正することと、を含む撮像方法。
An imaging method of an imaging apparatus including a rolling shutter control unit that controls a charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting time from the first pixel row to the last pixel row of an image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. There,
Irradiating the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation of the first pixel row to the end of charge accumulation of the last pixel row;
Irradiating the observation specimen with illumination light from the illuminator only during an overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap;
When the illumination light irradiation over the entire period is switched to illumination light irradiation for the overlap period, the brightness of the image output from the image sensor based on the illumination light irradiation over the entire period, and the overlap period only. And correcting the brightness of the image output from the image sensor so that a difference between the brightness of the image output from the image sensor and the brightness of the image output from the image sensor is reduced .
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差aに対して前記期間tがt≦na(n≧1)の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ  When the period t is t ≦ na (n ≧ 1) with respect to the time difference a between the charge accumulation start of the first pixel row and the charge accumulation start of the last pixel row, the charge accumulation start of the first pixel row Until the end of the charge accumulation of the last pixel row,
前記期間tがt>na(n≧1)の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項11記載の撮像方法。  12. When the period t is t> na (n ≧ 1), the illumination unit emits illumination light only during an overlapping period in which the charge accumulation period of the first pixel row overlaps the charge accumulation period of the last pixel row. The imaging method described.
複数の画素が二次元に配列されたイメージセンサの先頭画素行から最終画素行まで順次時間をずらしながら画素行ごとの電荷蓄積の期間tを制御するローリングシャッタ制御部を備える撮像装置の制御装置に、
前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を観察標本に照射させる第1照明処理と、
前記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を観察標本に照射させる第2照明処理と、
前記第1照明処理から前記第2照明処理に切り替わった際、前記第1照明処理に照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさと、前記第2照明処理による照明光の照射に基づき前記イメージセンサから出力される画像の明るさとの差が小さくなるように、前記イメージセンサから出力される画像の明るさを補正する明るさ補正処理と、を実行させる撮像プログラム。
To a control device of an imaging apparatus including a rolling shutter control unit that controls a charge accumulation period t for each pixel row while sequentially shifting the time from the first pixel row to the last pixel row of an image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged ,
A first illumination process for irradiating the observation specimen with illumination light from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the first pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row;
A second illumination process for irradiating the observation specimen with illumination light from an illumination unit only during an overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row and the charge accumulation period of the last pixel row overlap;
When switching from the first illumination process to the second illumination process, the brightness of the image output from the image sensor based on the illumination light irradiation to the first illumination process and the illumination light irradiation by the second illumination process And a brightness correction process for correcting the brightness of the image output from the image sensor so that a difference from the brightness of the image output from the image sensor is reduced .
前記第1照明処理は、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時と前記最終画素行の電荷蓄積開始時との時間差aに対して前記期間tがt≦na(n≧1)の場合、前記先頭画素行の電荷蓄積開始時から前記最終画素行の電荷蓄積終了時までの全期間にわたって照明部から照明光を照射させ  The first illumination processing is performed when the period t is t ≦ na (n ≧ 1) with respect to a time difference a between the charge accumulation start time of the first pixel row and the charge accumulation start time of the last pixel row. Illumination light is irradiated from the illumination unit over the entire period from the start of charge accumulation in the pixel row to the end of charge accumulation in the last pixel row
前記第2照明処理は、前記期間tがt>na(n≧1)の場合、記先頭画素行の電荷蓄積期間と前記最終画素行の電荷蓄積期間とが重複する重複期間だけ照明部から照明光を照射させる請求項13記載の撮像プログラム。  In the second illumination process, when the period t is t> na (n ≧ 1), the illumination unit illuminates only during the overlap period in which the charge accumulation period of the first pixel row overlaps the charge accumulation period of the last pixel row. The imaging program of Claim 13 which irradiates light.
請求項13または請求項14に記載の撮像プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体。 A storage medium in which the imaging program according to claim 13 or 14 is recorded and readable by a computer. 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の撮像装置の制御装置を搭載した顕微鏡装置。
A microscope apparatus equipped with the control device for an imaging apparatus according to any one of claims 1 to 9.
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