(57)【要約】【課題】時間の経過により態様が変化する被写体でも、画素ずらし手法で適切な高解像度画像が得られるようにする。【解決手段】画素ずらし部１２は、撮像素子１１に入射する光束と撮像素子１１との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる。制御部１８は、撮像素子１１を制御して、この相対位置が当該複数の所定の位置のいずれかにある場合に当該光束が撮像素子１１の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影させる。合成部１６１は、得られた複数の画像を合成して、高解像度画像を生成する。予測部１８２は、得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、撮影素子１１が当該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測する。撮影条件設定制御部１８３は、当該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、予測部１８２による撮影環境の予測の結果に基づき制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、
該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影する撮影手段と、
該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、
該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測する予測手段と、
該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該予測手段による該撮影環境の予測の結果に基づき制御する撮影条件設定制御手段と、
を有することを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
該予測手段は、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときにおける該光束の光量についての予測を行い、
撮影条件設定制御手段は、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときにおける露出の設定を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
該被写体は、蛍光観察標本であり、
該予測手段は、該少なくとも２枚の画像における輝度値の変化と、該撮影手段による該画像の撮影間隔とから、励起後の該蛍光観察標本における褪色による該光束の光量の時間変化を予測する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
該撮影条件設定制御手段は、該露出の設定の制御として、該撮影手段による撮影における露光時間の設定の制御を行い、
該撮影手段は、該撮像素子の出力信号である、該被写体像の画像を表している信号を増幅する増幅手段を有しており、該増幅手段が増幅した信号を、該撮影手段による該該被写体像の画像の撮影結果として出力し、
該撮影条件設定制御手段は、該制御による露光時間の設定が所定の時間閾値を超えることになる場合には、該増幅手段が該信号を増幅するときの増幅度の設定の制御も併せて行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
該撮影条件設定制御手段は、
該撮影条件設定制御手段の制御の下で該撮影手段が連続して撮影した２枚の画像における輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かを判定する判定手段と、
該２枚の画像における輝度値の低下が該所定の変化閾値以内であると該判定手段が判定したときに、該連続する２枚の画像のうちの先に撮影された画像の撮影時と同一の撮影条件の設定を再現する撮影条件設定再現手段と、
該撮影条件設定再現手段により再現された撮影条件の設定の下で該撮影手段を制御して、該連続する２枚の画像のうちの後に撮影された画像を再撮影させる再撮影制御手段と、
を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像取得装置。
【請求項６】
該予測手段は、該少なくとも２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の変化と、該撮影手段による該画像の撮影間隔とから、励起後の該蛍光観察標本における褪色による該光束の光量の時間変化を予測することを特徴とする請求項３から５のうちのいずれか一項に記載の画像取得装置。
【請求項７】
該判定手段は、該連続する２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かを判定し、
該撮影条件設定再現手段は、該該連続する２枚の画像の各々においての該平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であると該判定手段が判定したときに、該同一の撮影条件の設定を再現する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像取得装置。
【請求項８】
撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影する撮影手段と、該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、を有する画像取得装置の制御方法であって、
該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測し、
該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該撮影環境の予測の結果に基づき制御する、
ことを特徴とする画像取得装置の制御方法。
【請求項９】
標本の顕微鏡像を得る顕微鏡と、
該顕微鏡像の画像を取得する画像取得装置と、
を有しており、
該画像取得装置が、
撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、
該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている、該顕微鏡像である被写体像の画像を撮影する撮影手段と、
該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、
該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測する予測手段と、
該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該予測手段による該撮影環境の予測の結果に基づき制御する撮影条件設定制御手段と、
を有する、
ことを特徴とする顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得の技術に関し、特に、高解像度の画像を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、顕微鏡の標本を撮像する場合、撮像する標本の種類によっては、高い解像度での撮像が望まれることがある。その一方、電子カメラ等の、光学的に撮像した画像をデジタルデータとして記録する画像取得装置において、画像の解像度は、その画像取得装置に用いられている撮像素子の画素数によって決定される。しかし、このような解像度の高い撮像素子を備えた画像取得装置は、一般には高価である。
【０００３】
撮像素子の画素数を増やさずに高解像度の撮像を実現する技術として、例えば特許文献１や特許文献２には、画素をずらして撮像した複数の画像を用いて、高解像度の画像を得る技術が開示されている。この技術は、撮像素子に結像する光学像と撮像素子との空間的な相対位置を１画素以下の画素ピッチでずらして撮像した複数の画像を利用して、画素をずらさずに撮像した画像を画像処理し、撮像素子の画素数以上の解像度の画像を取得するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２５３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した画素ずらし手法を利用した高解像度画像の取得では、画素ずらし動作と画像の取得動作が繰り返される。このため、その態様が時間の経過により変化する被写体では、画像を適切に取得できない場合がある。例えば、被写体が蛍光観察標本の場合には、少ない光量の励起光の画像取得のために長い露光時間を必要とし、また、励起後には時間の経過に応じて褪色が徐々に進行する。このため、画素ずらし手法を用いて蛍光観察標本の画像を取得すると、その取得画像に斑模様が現れることがある。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、時間の経過により態様が変化する被写体でも、画素ずらし手法で適切な高解像度画像が得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつである画像取得装置は、撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影する撮影手段と、該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測する予測手段と、該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該予測手段による該撮影環境の予測の結果に基づき制御する撮影条件設定制御手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【０００７】
なお、上述した画像取得装置において、該予測手段は、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときにおける該光束の光量についての予測を行い、撮影条件設定制御手段は、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときにおける露出の設定を制御する、ように構成することができる。
【０００８】
なお、このとき、該被写体は、蛍光観察標本であり、該予測手段は、該少なくとも２枚の画像における輝度値の変化と、該撮影手段による該画像の撮影間隔とから、励起後の該蛍光観察標本における褪色による該光束の光量の時間変化を予測する、ように構成することができる。
【０００９】
そして、このとき、該撮影条件設定制御手段は、該露出の設定の制御として、該撮影手段による撮影における露光時間の設定の制御を行い、該撮影手段は、該撮像素子の出力信号である、該被写体像の画像を表している信号を増幅する増幅手段を有しており、該増幅手段が増幅した信号を、該撮影手段による該該被写体像の画像の撮影結果として出力し、該撮影条件設定制御手段は、該制御による露光時間の設定が所定の時間閾値を超えることになる場合には、該増幅手段が該信号を増幅するときの増幅度の設定の制御も併せて行う、ように構成することができる。
【００１０】
更に、このとき、該撮影条件設定制御手段は、該撮影条件設定制御手段の制御の下で該撮影手段が連続して撮影した２枚の画像における輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かを判定する判定手段と、該２枚の画像における輝度値の低下が該所定の変化閾値以内であると該判定手段が判定したときに、該連続する２枚の画像のうちの先に撮影された画像の撮影時と同一の撮影条件の設定を再現する撮影条件設定再現手段と、該撮影条件設定再現手段により再現された撮影条件の設定の下で該撮影手段を制御して、該連続する２枚の画像のうちの後に撮影された画像を再撮影させる再撮影制御手段と、を有するように構成することができる。
【００１１】
または、このとき、該予測手段は、該少なくとも２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の変化と、該撮影手段による該画像の撮影間隔とから、励起後の該蛍光観察標本における褪色による該光束の光量の時間変化を予測するように構成することができる。
【００１２】
あるいは、このとき、該判定手段は、該連続する２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かを判定し、該撮影条件設定再現手段は、該該連続する２枚の画像の各々においての該平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であると該判定手段が判定したときに、該同一の撮影条件の設定を再現する、ように構成することができる。
【００１３】
また、本発明の別の態様のひとつである画像取得装置の制御方法は、撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影する撮影手段と、該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、を有する画像取得装置の制御方法であって、該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測し、該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該撮影環境の予測の結果に基づき制御する、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【００１４】
また、本発明の更なる別の態様のひとつである顕微鏡システムは、標本の顕微鏡像を得る顕微鏡と、該顕微鏡像の画像を取得する画像取得装置と、を有しており、該画像取得装置が、撮像素子に入射する光束と該撮像素子との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる画素ずらし手段と、該相対位置が該複数の所定の位置のいずれかにある場合に該光束が該撮像素子の受光面に結像させている、該顕微鏡像である被写体像の画像を撮影する撮影手段と、該撮影手段での撮影により得られた複数の画像を合成して、該画像よりも解像度を高くした該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成手段と、該撮影手段での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、該撮影手段が該被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境を予測する予測手段と、該撮影手段が該被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、該予測手段による該撮影環境の予測の結果に基づき制御する撮影条件設定制御手段と、を有する、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以上のようにすることにより、時間の経過により態様が変化する被写体でも、画素ずらし手法で適切な高解像度画像を得ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第一の例を示す図である。
【図２Ａ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その１）である。
【図２Ｂ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その２）である。
【図２Ｃ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その３）である。
【図２Ｄ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その４）である。
【図２Ｅ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その５）である。
【図２Ｆ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その６）である。
【図２Ｇ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その７）である。
【図２Ｈ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その８）である。
【図２Ｉ】画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理を説明する図（その９）である。
【図３】図１の制御部により行われる制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図４】本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第二の例を示す図である。
【図５】図４の制御部により行われる制御処理の第一の例の処理内容を示したフローチャートである。
【図６】図４の制御部により行われる制御処理の第二の例の処理内容を示したフローチャートである。
【図７】本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第三の例を示す図である。
【図８】画像を構成する画素の輝度値と、その輝度値である画素数との関係の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
なお、ここでは、観察対象の標本として蛍光観察標本を用いるものとし、この標本の顕微鏡像の画像を取得する画像取得装置を含む顕微鏡システムについて説明する。
【００１９】
まず図１について説明する。図１は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第一の例を示している。
【００２０】
この顕微鏡システムでは、撮像素子１１、画素ずらし部１２、前置処理部１３、増幅部１４、Ａ／Ｄ変換部１５、画像処理部１６、記録部１７、及び制御部１８を備えて画像取得装置が構成されている。この画像取得装置は、顕微鏡本体１０が得る、不図示の標本の観察像（顕微鏡像）の画像を取得するものである。
【００２１】
顕微鏡本体１０は、標本の観察像を得て目視観察可能にすると共に、その観察像の光束を観察光路ａに沿って外部に導出可能にする。観察光路ａ上には撮像素子１１が配置されており、この光束が撮像素子１１に入射すると、撮像素子１１の受光面上で、この観察像を結像させる。
【００２２】
撮像素子１１は例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device ：電荷結合素子）であり、受光面上で結像している観察像を被写体像として撮像して、当該被写体像の画像を表している信号として、画素毎の受光量に応じた大きさの信号を前置処理部１３に送る。なお、撮像素子１１は、制御部１８の撮影条件設定制御部１８３によって露光時間が制御される。
【００２３】
前置処理部１３は、制御部１８から与えられる制御パルスに従い、撮像素子１１から受け取った信号を処理して、被写体像の画像を構成する各画素の画像信号とし、この画像信号を、撮像素子１１の出力として増幅部１４に送る。
【００２４】
増幅部１４は、前置処理部１３から送られてきた画像信号を、制御部１８の撮影条件設定制御部１８３によって設定される増幅度で増幅する。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換部１５は、増幅部１４により増幅された、アナログ信号である画像信号をデジタルデータに変換して、当該画像信号を表している画像データを出力する。
【００２６】
以上の撮像素子１１、前置処理部１３、増幅部１４、及びＡ／Ｄ変換部１５によって、顕微鏡本体１０から導出される光束が撮像素子１１の受光面に結像させている被写体像の画像を、制御部１８による制御の下で撮影する撮影部が構成されている。
【００２７】
なお、以降の説明では、この撮影部から出力される、当該被写体像の画像を表している画像データを、単に「画像」とも称することとする。
【００２８】
画素ずらし部１２は、制御部１８の画素ずらし制御部１８１による制御の下で、撮像素子１１を観察光路ａに垂直な平面上で移動させて、撮像素子１１に入射する光束と撮像素子１１との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる。制御部１８は、その相対位置が当該複数の所定の位置のいずれかにある場合に撮影部を制御して、そのときの被写体像の画像の撮影を行わせる。
【００２９】
画像処理部１６は、制御部１８による制御の下で、撮影部から出力された画像に対する各種の画像処理や、画像の記録部１７での記録制御処理を行う。この画像処理に関し、画像処理部１６は、特に、合成部１６１や輝度値演算部１６２を備えている。
【００３０】
合成部１６１は、撮影部での撮影により得られた複数の画像を合成して、これらの画像よりも解像度を高くした、当該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成処理などを行う。
【００３１】
輝度値演算部１６２は、撮影部での撮影により得られた画像の輝度値の算出、当該画像を構成する画素の全体若しくは一部の平均輝度値の算出などを行う。
【００３２】
なお、画像処理部１６は、例えば、ＣＰＵとメモリとを備えて構成することができる。ここで、ＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装置）は、読み出し専用メモリに予め格納させておいた所定の画像処理プログラムを読み出して実行することにより、前述した画像処理部１６の機能の提供を行う。また、メモリは、ＣＰＵが画像処理プログラムを実行する際に作業用の一時記憶領域として利用する。
【００３３】
記録部１７は、撮影部での撮影画像や画像処理部１６での画像処理後の画像、あるいは、輝度値演算部１６２での演算結果などを記録して保存する。
【００３４】
制御部１８は、画像取得装置全体の制御を行う。この制御に関し、制御部１８は、特に、画素ずらし制御部１８１、予測部１８２、及び撮影条件設定制御部１８３を備えている。
【００３５】
画素ずらし制御部１８１は、画素ずらし部１２を制御して撮像素子１１を移動させて、撮像素子１１に入射する光束と撮像素子１１との相対位置を複数の所定の位置に所定の順序で移動させる。
【００３６】
予測部１８２は、撮影部での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、撮影部が被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境の予測として、そのときに撮像素子１１に入射する光束の光量についての予測を行う。より具体的には、予測部１８２は、撮影部での撮影により得られた少なくとも２枚の画像における輝度値の変化と、当該撮影部による当該画像の撮影間隔とから、励起後の蛍光観察標本における、褪色による光束の光量の時間変化を予測する。
【００３７】
撮影条件設定制御部１８３は、撮影部が被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、予測部１８２による撮影環境の予測の結果に基づき制御する。より具体的には、撮影条件設定制御部１８３は、当該撮影条件の設定の制御として、撮影部が被写体像の画像を以後撮影するときにおける露出の設定を制御する。
【００３８】
なお、制御部１８は、例えば、ＣＰＵとメモリとを備えて構成することができる。ここで、ＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装置）は、読み出し専用メモリに予め格納させておいた所定の制御プログラムを読み出して実行することにより、前述した制御部１８の機能の提供を行う。また、メモリは、ＣＰＵが制御プログラムを実行する際に作業用の一時記憶領域として利用する。
【００３９】
次に、制御部１８が画素ずらし部１２及び合成部１６１を制御して行う、画素ずらし手法を利用した高解像度画像の生成の原理について、図２Ａ〜図２Ｉの各図を参照して説明する。なお、この生成手法は、前掲した特許文献２に開示されているものと同様のものである。
【００４０】
図２Ａ〜図２Ｉの各図は、撮像素子１１の受光素子の配列の一部を模式化して表している。この各図において、一つの矩形は１つの画素を表し、各矩形同士は画素１ピッチの間隔で配列されているものとする。そして、この各矩形における「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の各矩形は、それぞれ、Ｒフィルタによる赤色の輝度データを生成する受光素子、Ｇフィルタによる緑色の輝度データを生成する受光素子、Ｂフィルタによる青色の輝度データを生成する受光素子を示している。
【００４１】
なお、図２Ａ〜図２Ｉの各図は、撮像素子１１の移動のイメージを説明するためのものであり、画素の大きさや間隔、移動量等を正確に表してはいない。
【００４２】
まず、制御部１８の画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、第一の位置である初期位置へ移動させる。図２Ａは、この初期位置における上記の配列を表している。
【００４３】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第一の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第一画像」として記録部１７に記録させる。
【００４４】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を第一の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｂは、この画素ずらし後の第二の位置における上記の配列を表している。なお、この図２Ｂ以降の各図において、矢印が開始される位置の矩形は、当該画素ずらし前の受光素子の位置を示し、矢印の到達する位置の矩形は、当該画素ずらし後の撮像素子１１の位置を示している。
【００４５】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第二の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第二画像」として記録部１７に記録させる。
【００４６】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第二の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｃは、この画素ずらし後の第三の位置における上記の配列を表している。
【００４７】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第三の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第三画像」として記録部１７に記録させる。
【００４８】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第三の位置から、水平左方向について４／３画素分移動させ、更に垂直下方向について２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｄは、この画素ずらし後の第四の位置における上記の配列を表している。
【００４９】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第四の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第四画像」として記録部１７に記録させる。
【００５０】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第四の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｅは、この画素ずらし後の第五の位置における上記の配列を表している。
【００５１】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第五の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第五画像」として記録部１７に記録させる。
【００５２】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第五の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｆは、この画素ずらし後の第六の位置における上記の配列を表している。
【００５３】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第六の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第六画像」として記録部１７に記録させる。
【００５４】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第六の位置から、水平左方向について４／３画素分移動させ、更に垂直下方向について２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｇは、この画素ずらし後の第七の位置における上記の配列を表している。
【００５５】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第七の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第七画像」として記録部１７に記録させる。
【００５６】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第七の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｈは、この画素ずらし後の第八の位置における上記の配列を表している。
【００５７】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第八の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第八画像」として記録部１７に記録させる。
【００５８】
次に、画素ずらし制御部１８１が、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を、この第八の位置から水平右方向に２／３画素分移動させる画素ずらしを行う。図２Ｉは、この画素ずらし後の第九の位置における上記の配列を表している。
【００５９】
制御部１８は、撮像素子１１がこの第九の位置にあるときに、撮影部を制御して被写体像を撮影させ、更に画像処理部１６を制御して、当該撮影により得られた画像を「第九画像」として記録部１７に記録させる。
【００６０】
以上のように、画素ずらし部１２は、撮像素子１１をこのように移動させて、撮像素子１１に入射する光束と撮像素子１１との相対位置を、複数の所定位置である第一位置から第九位置に所定の順序で移動させる。そして、撮像部は、撮像素子１１の移動によって当該相対位置が第一位置から第九位置のいずれかにある場合に当該光束が撮像素子１１の受光面に結像させている被写体像の画像を撮影して、第一画像から第九画像を得る。
【００６１】
こうして第一画像〜第九画像が得られると、次に、制御部１８は、画像処理部１６の合成部１６１を制御して、第一画像〜第九画像を合成して、これらの画像よりも解像度を高くした当該被写体の高解像度画像を生成する高解像度画像生成処理を行わせる。この処理では、第一画像〜第九画像を記録部１７から読み出し、各画像で表されている画素の輝度データを、図２Ｉのように並べて、被写体像の高解像度画像とする処理が行われる。
【００６２】
図１の顕微鏡システムでは、以上のようにして被写体像の高解像度画像の生成が行われる。
【００６３】
なお、上述した被写体像の高解像度画像の生成では、第一画像から第九画像の計９枚の画像を合成してその生成を行うが、この生成に使用する画像の枚数は、複数枚であれば、９枚でなくてもよい。
【００６４】
次に図３について説明する。図３は、図１の制御部１８により行われる制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【００６５】
なお、この制御処理をＣＰＵとメモリとを備えて構成した制御部１８で行わせるには、この制御処理をＣＰＵに行わせる制御プログラムを予め作成して読み出し専用メモリに格納させておくようにする。そして、所定の実行指示をＣＰＵに与えたときに、ＣＰＵが当該制御プログラムを当該読み出し専用メモリから読み出して実行させるようにしておけばよい。
【００６６】
図３において、Ｓ２０１からＳ２０３の処理は、被写体である標本（蛍光観察標本）を適正な露出で撮影するための露光時間を算出して撮影部に設定するための処理である。また、Ｓ２０４からＳ２０６の処理は、励起後の蛍光観察標本の褪色によって、撮像素子１１に入射する光束の光量の時間変化を予測する処理である。続くＳ２０７からＳ２１３の処理は、撮影部の露出の設定を、その光量の時間変化の予測結果に基づいて制御しながら、当該撮影部に当該被写体を撮影させて、高解像度画像の生成に必要な画像を得る処理である。そして、Ｓ２１４の処理は、得られた画像に基づいて被写体像の高解像度画像の生成を合成部１６１に行わせる処理である。
【００６７】
なお、この図３の処理の開始時には、撮像素子１１は所定の位置にあるものとする。
【００６８】
図３において、まず、Ｓ２０１では初期値の設定処理が行われる。この処理は、高解像度画像の生成に用いる画像の枚数ｍ、露光時間ＴEXP の初期値ＴINI 、及び増幅部１４の増幅度Ａｖの初期値（ここでは「１」とする）を設定する処理である。
【００６９】
次に、Ｓ２０２において撮影処理が行われる。この撮影処理では、撮像部及び画像処理部１６を制御して、露光時間ＴEXP ＝ＴINI で撮影部に被写体を撮影させ、この撮影により得られた画像ＤINI を記録部１７に記録させる処理が行われる。また、このときに、輝度値演算部１６２を動作させて、画像ＤINI における所定領域の輝度値ＹINI を算出させ、得られた輝度値ＹINI を記録部１７に記録させる処理も行われる。
【００７０】
次に、Ｓ２０３において、露光時間設定処理が制御部１８の撮影条件設定制御部１８３により行われる。この処理では、露光時間ＴEXP ＝ＴINI としたときの輝度値ＹINI を記録部１７から読み出し、輝度値ＹINI に対し適正露光となる露光時間ＴEXP ＝Ｔsecondを求めて撮影部に設定する処理である。なお、輝度値Ｙと適正露光となる露光時間Ｔとの関係は、予めデータテーブル化して記録部１７に記録させておくようにする。そして、撮影条件設定制御部１８３は、このデータテーブルを参照して輝度値ＹINI に対応付けられている値を取り出すことで、露光時間Ｔsecondを求めるようにする。
【００７１】
次に、Ｓ２０４において撮影処理が行われる。この撮影処理では、撮像部及び画像処理部１６を制御して、露光時間ＴEXP ＝Ｔsecondで撮影部に被写体を撮影させ、この撮影により得られた画像Ｄａを記録部１７に記録させる処理が行われる。また、このときに、輝度値演算部１６２を動作させて、画像Ｄａにおける所定領域の輝度値Ｙａを算出させ、得られた輝度値Ｙａを記録部１７に記録させる処理も行われる。
【００７２】
次に、Ｓ２０５において再度撮影処理が行われる。この撮影処理では、Ｓ２０４の処理による被写体の撮影が完了してから所定の時間ｔが経過したときに、その撮影と同一の露光時間の設定（Ｔsecond）で撮影部に被写体を撮影させ、この撮影により得られた画像Ｄｂを記録部１７に記録させる処理が行われる。また、このときに、輝度値演算部１６２を動作させて、画像Ｄｂにおける所定領域（画像Ｄａから輝度値Ｙａを算出した領域と同一の領域）の輝度値Ｙｂを算出させ、得られた輝度値Ｙｂを記録部１７に記録させる処理も行われる。
【００７３】
次に、Ｓ２０６において、輝度値の時間変化量の算出処理が予測部１８２により行われる。この処理では、まず、輝度値Ｙａ及びＹｂを記録部１７から読み出し、この両者の輝度値の変化量ΔＹ＝Ｙａ−Ｙｂを算出する処理が行われる。そして、次に、この輝度値の変化量ΔＹを、前述した撮影間隔時間ｔで除算して、輝度値の時間変化量ΔＹＴ＝ΔＹ／ｔを算出する処理が行われる。
【００７４】
次に、Ｓ２０７において、変数ｎの値を初期化して「１」とする処理が行われる。
【００７５】
次に、Ｓ２０８において、画素ずらし部１２を制御して、撮像素子１１を第ｎの位置に移動させる処理が、制御部１８の画素ずらし制御部１８１により行われる。
【００７６】
次に、Ｓ２０９において、予測部１８２による予測処理が行われる。この処理では、まず、撮影部が画像Ｄ［ｎ−１］の撮影のための露光を開始してから画像Ｄ［ｎ］の撮影のための次の露光を開始するまでの時間ＦＴ［ｎ］を設定する。次に、輝度値演算部１６２を動作させて、画像Ｄ［ｎ−１］における所定領域の輝度値Ｙ［ｎ−１］を算出させる。そして、この時間ＦＴ［ｎ］及び輝度値Ｙ［ｎ−１］と、Ｓ２０６の処理で算出した輝度値の時間変化量ΔＹＴとを下記の式に代入して計算し、画像Ｄ［ｎ］における所定領域の輝度の推定値Ｙ［ｎ］を算出する。
【００７７】
Ｙ［ｎ］＝Ｙ［ｎ−１］＋（ΔＹＴ×ＦＴ［ｎ］）
【００７８】
この推定値Ｙ［ｎ］が、励起後の蛍光観察標本における、褪色による光束の光量の時間変化の予測結果である。
【００７９】
なお、上記の式において、Ｙ［０］は、Ｓ２０５の処理により算出された輝度値Ｙｂとし、ＦＴ［０］は、Ｓ２０５の処理により撮影部が画像Ｄｂの撮影のための露光を開始してから画像Ｄ［１］の撮影のための次の露光を開始するまでの時間の設定値とする。
【００８０】
次に、Ｓ２１０において、露光時間設定制御処理が制御部１８の撮影条件設定制御部１８３により行われる。この処理は、輝度値Ｙ［ｎ］に対し適正露光となる露光時間ＴEXP ＝ＥＴ［ｎ］を求めて撮影部に設定する処理である。撮影条件設定制御部１８３は、輝度値Ｙと適正露光となる露光時間Ｔとの関係を示す前述したデータテーブルを参照し、このデータテーブルにおいて輝度値Ｙ［ｎ］に対応付けられている値を取り出すことで、露光時間ＥＴ［ｎ］を求めるようにする。
【００８１】
次に、Ｓ２１１において撮影処理が行われる。この撮影処理では、撮像部及び画像処理部１６を制御して、露光時間ＴEXP ＝ＥＴ［ｎ］で撮影部に被写体を撮影させ、この撮影により得られた画像Ｄ［ｎ］を記録部１７に記録させる処理が行われる。
【００８２】
なお、この撮影処理では、Ｓ２０９において設定された時間ＦＴ［ｎ］に従って、画像Ｄ［ｎ］の撮影のための露光を開始するようにする。また、この撮影処理では、輝度値演算部１６２を動作させて、画像Ｄ［ｎ］における所定領域（画像Ｄａから輝度値Ｙａを算出した領域と同一の領域）の輝度値Ｙ［ｎ］の実際の値を算出させ、得られた値を記録部１７に記録させる処理も行われる。
【００８３】
次に、Ｓ２１２では、変数ｎの現在の値を１増加させる（インクリメントする）処理が行われる。
【００８４】
次に、Ｓ２１３では、変数ｎの現在の値が、Ｓ２０１の処理で設定した画像の枚数ｍ以下であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、変数ｎの現在の値がｍ以下であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ２０８へと処理を戻して、画像Ｄ［ｎ］の撮影のための処理が行われる。一方、ここで、変数ｎの現在の値がｍを超えたと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ２１４に処理を進める。
【００８５】
次に、Ｓ２１４では、合成部１６１を動作させて、画像Ｄ［１］〜Ｄ［ｍ］の各々を記録部１７から読み出して前述したようにして合成し、これらの画像よりも解像度を高くした、被写体の高解像度画像を生成させる処理が行われ、その後はこの図３の処理を終了する。
【００８６】
以上の制御処理を制御部１８が行うことによって、被写体である標本の高解像度画像を、図１の顕微鏡システムで得ることができる。ここで、予測部１８２は、撮影部での撮影により得られた少なくとも２枚の画像における輝度値の変化と、当該撮影部による当該画像の撮影間隔とから、撮像素子１１に入射する光束の光量の、励起後の蛍光観察標本における褪色による時間変化を予測する。そして、撮影条件設定制御部１８３は、撮影部が被写体像の画像を以後撮影するときにおける露出（具体的には露光時間）の設定を、予測部１８２による当該光束の光量の時間変化の予測の結果に基づき制御する。従って、撮影部が被写体像の画像を以後撮影するときには、その撮影を適正な露出の設定で行えるので、合成部１６１が生成する被写体像の高解像度画像の品位が向上する。
【００８７】
以上のように、図１の顕微鏡システムでは、予測部１８２が、撮影部での撮影により得られた少なくとも２枚の画像の変化に基づき、撮影部が被写体像の画像を以後撮影するときの撮影環境の予測を行う。そして、撮影条件設定制御部１８３が、撮影部が被写体像の画像を撮影するときの撮影条件の設定を、予測部１８２による撮影環境の予測の結果に基づき制御する。従って、図１の顕微鏡システムでは、画素ずらし手法での高解像度画像の生成に用いる複数の画像の撮影を同時に行えなくても、各撮影時において適切な撮影条件の設定の下で撮影することができる。この結果、時間の経過により態様が変化する被写体でも、画素ずらし手法で適切な高解像度画像を得ることが可能になる。
【００８８】
なお、図１の顕微鏡システムでは、輝度値の時間変化量ΔＹＴを、２枚の画像Ｄａ及びＤｂに基づいて算出しているが、更に多くの画像に基づいて算出するようにしてもよい。
【００８９】
また、図１の顕微鏡システムでは、輝度値の時間変化量ΔＹＴの基礎とする画像Ｄａ及びＤｂと、高解像度画像の生成に用いる画像Ｄ［１］〜Ｄ［ｍ］とを別々に撮影している。この代わりに、画像Ｄａ及びＤｂの一方を画像Ｄ［１］として流用しても高解像度画像を生成することは可能である。但し、このようにする場合には、例えば、まず、流用する画像の撮影時の輝度値を目標輝度値として設定する。そして、高解像度画像の生成に用いる他の画像の撮影時には、この目標輝度値で適正露光となるように露光時間の設定を制御する。更に、撮影により得られた画像に基づき算出される輝度値が目標輝度値になるように、これらの画像の輝度を高める画像処理を画像処理部１６に行わせる。このようにすることで、高解像度画像の生成完了までの撮影枚数を１枚減らすことができる。
【００９０】
また、図１のシステムにおいて、予測された露光時間で撮像したときの画像の輝度値に合致するように、増幅部１４の増幅度の制御を行い、若しくは画像処理部１６による画像の輝度を高める画像処理の制御を行い、露光時間は固定のままとすることもできる。
【００９１】
また、前述した制御処理では、前述した時間ＦＴ［ｎ］に基づいた輝度推定値の算出を行っている。ここで、顕微鏡本体１０が例えばＬＥＤ照明のような照射状態が可変の光源を用いている場合や撮像素子１１がシャッタを備えている場合であって、ｎ−１枚目の露光終了からｎ枚目の露光開始までの間は遮光している場合には、次のようにすることができる。すなわち、この時間ＦＴ［ｎ］から、この遮光時間を差し引いた時間（光源からの光が標本に照射されている時間）を用いて、輝度推定値の算出を行うようにしてもよい。
【００９２】
また、図１のシステムでは、輝度の時間変化量ΔＹＴを、複数枚の画像から演算するようにしている。ここで、標本の褪色の時間的変化量が分っている場合には、この既知の褪色の時間的変化量を用いて、露光時間の予測を行うようにしてもよい。
【００９３】
次に図４について説明する。図４は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第二の例を示している。
【００９４】
なお、図４において、図１に示した第一の例に係るものと同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素については既述したので、ここでの詳しい説明を省略する。
【００９５】
図４の構成は、操作部３１が追加されている点と、制御部１８が、特に、露光時間比較部３０１も備えている点とのみにおいて、図１の構成と相違している。
【００９６】
操作部３１は、この顕微鏡システムの使用者によって操作されることによって当該操作に対応付けられている当該使用者からの指示を取得し、当該指示を制御部１８に送付するものである。この操作部３１は、特に、当該使用者からの露光時間についての指示を取得する。なお、この操作部３１の機能を、例えばこの顕微鏡システムに接続されるＰＣの入力装置（キーボード装置など）により提供するようにしてもよい。
【００９７】
露光時間比較部３０１は、撮影条件設定制御部１８３の制御による露光時間の設定と、所定の時間閾値、より具体的には、操作部３１が取得した指示に係る露光時間との比較を行う。
【００９８】
図４のシステムでは、露光時間比較部３０１による比較の結果、撮影条件設定制御部１８３の制御による露光時間の設定が上記の時間閾値を超えることになる場合には、撮影条件設定制御部１８３が、増幅部１４の増幅度の設定の制御も併せて行うようにする。
【００９９】
ここで図５について説明する。図５は、図４の制御部１８により行われる制御処理の第一の例の処理内容を示したフローチャートである。
【０１００】
図５のフローチャートにおいて、Ｓ４１１の処理を除く、Ｓ４０１からＳ４１０まで及びＳ４１２からＳ４１５までの各処理は、それぞれ図１のフローチャートにおけるＳ２０１からＳ２１４までの各処理と同一の処理内容である。そこで、ここではＳ４１１の処理を説明し、その他の処理については詳しい説明を省略する。
【０１０１】
Ｓ４１０の処理に続き、Ｓ４１１では、増幅部設定制御処理が行われる。この処理では、まず、Ｓ４１０の処理により撮影条件設定制御部１８３が撮影部に設定した露光時間ＴEXP ＝ＥＴ［ｎ］と、操作部３１が取得した、使用者から指示された最長露光時間Ｔmax との長短比較の処理が露光時間比較部３０１により行われる。この結果、ＥＴ［ｎ］がＴmax よりも長かった場合にのみ、撮影条件設定制御部１８３は、撮影部の露光時間の設定を制御してＴmax に制限すると共に、増幅部１４の増幅度の設定を制御して、増幅度をＴmax とＥＴ［ｎ］との比に基づき増加させる処理を行う。その後、Ｓ４１２に処理を進める。
【０１０２】
以上のように、図４の顕微鏡システムでは、図１と同様の構成に加えて、露光時間比較部３０１が、撮影条件設定制御部１８３の制御による露光時間の設定と所定の時間閾値との比較を行う。ここで、この露光時間の設定が当該時間閾値を超えることになる場合には、撮影条件設定制御部１８３が、撮影部に加えて、増幅部１４の増幅度の設定の制御も併せて行う。そして、この制御により、増幅部１４の増幅度を、当該露光時間の設定値と当該時間閾値との比に基づき増加させると共に、撮影部の露光時間の設定を当該時間閾値に制限する。図４の顕微鏡システムでは、このようにすることにより、図１のシステムと同様の効果が得られると共に、観察対象である標本が暗い場合でも、画像撮影の露光時間が所定時間以上に長くなることがない。従って、撮影開始から高解像度画像が生成されるまでの時間が異常に長くなることが防止され、観察者の負担が軽減される。更に、画像撮影の露光時間が制限されるので、蛍光観察標本に対する蛍光励起を少なくできる結果、標本の褪色の経時変化を遅らせることもできる。
【０１０３】
なお、図４のシステムでは、撮影条件設定制御部１８３が所定の場合に増幅部１４の増幅度の設定の制御を行うようにしているが、この代わりに、画像処理部１６による画像の輝度を高める画像処理の制御を行うようにしてもよい。
【０１０４】
また、図５の制御処理では、上述した場合に、撮影条件設定制御部１８３が撮影部の露光時間の設定を制御してＴmax に制限すると共に増幅部１４の増幅度の設定の制御を行っている。この代わりに、撮影部の露光時間の設定を制御してＴmax よりも短い時間に制限すると共に、増幅部１４の増幅度の設定を制御して、増幅度を、Ｔmax と、その制限後の時間との比に基づき増加させる処理を行うようにしてもよい。
【０１０５】
次に図６について説明する。図６は、図４の制御部１８により行われる制御処理の第二の例の処理内容を示したフローチャートである。
【０１０６】
この図６に示した制御処理を図４の制御部１８が実行すると、撮影条件設定制御部１８３は、まず、撮影条件設定制御部１８３の制御の下で撮影部が連続して撮影した２枚の画像における輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かを判定する。ここで、当該２枚の画像における輝度値の低下が当該所定の変化閾値以内であると判定したときには、撮影条件設定制御部１８３は、当該連続する２枚の画像のうちの先に撮影された画像の撮影時と同一の撮影条件の設定を再現する。そして、この再現された撮影条件の設定の下で撮影部を制御して、当該連続する２枚の画像のうちの後に撮影された画像を再撮影させる。
【０１０７】
図６のフローチャートにおいて、Ｓ５１３からＳ５１５までの処理を除く、Ｓ５０１からＳ５１２まで及びＳ５１６からＳ５１８までの各処理は、それぞれ図５のフローチャートにおけるＳ４０１からＳ４１５までの各処理と同一の処理内容である。そこで、ここではＳ５１３からＳ５１５までの処理を説明し、その他の処理については詳しい説明を省略する。
【０１０８】
Ｓ５１２の処理に続き、Ｓ５１３では判定処理が撮影条件設定制御部１８３により行われる。
【０１０９】
この判定処理では、まず、Ｓ５１２の撮影処理において、直近に撮影された画像Ｄ［ｎ］と共に記録させた輝度値Ｙ［ｎ］の実際の値と、その直前に撮影された画像Ｄ［ｎ−１］と共に記録させた輝度値Ｙ［ｎ−１］の実際の値とを、記録部１７から読み出す。そして、予め設定しておいた輝度値の変化閾値をΔｙとして、Ｙ［ｎ−１］と、Ｙ［ｎ］＋ｙとの大小比較を行う。
【０１１０】
この判定処理において、Ｙ［ｎ−１］がＹ［ｎ］＋ｙよりも大きいと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）は、蛍光観察標本の褪色が未だ飽和していないとみなし、Ｓ５１５に処理を進める。一方、Ｙ［ｎ−１］がＹ［ｎ］＋ｙ以下であると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）は、蛍光観察標本の褪色が飽和したとみなし、Ｓ５１４に処理を進める。
【０１１１】
Ｓ５１４では、画像Ｄ［ｎ−１］を撮影部に撮影したときの撮影条件と同一となるように撮影部の露光時間と増幅部１４の増幅度の設定を制御して再現させる処理が撮影条件設定制御部１８３により行われる。
【０１１２】
次に、Ｓ５１５では、撮影処理が行われる。この撮影処理では、撮像部及び画像処理部１６を制御して、画像Ｄ［ｎ−１］を撮影したときと同一の撮影条件で撮影部に被写体を撮影させ、撮影により得られた画像Ｄ［ｎ］を、Ｓ５１２の処理で記録させたものに代えて、記録部１７に記録させる処理が行われる。そして、この撮影処理を終えると、Ｓ５１６に処理を進める。
【０１１３】
以上のように、図４の顕微鏡システムでは、図６の制御処理を制御部１８に行わせることで、図１のシステムと同様の効果が得られると共に、図５の制御処理を制御部１８に行わせたときと同様の効果も得られる。更に、図６の制御処理を制御部１８に行わせることで、撮影条件設定制御部１８３が、撮影部が連続して撮影した２枚の画像における輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるときには、そのうちの先に撮影された画像の撮影時と同一の撮影条件の設定を再現する。そして、この再現された撮影条件の設定の下で撮影部を制御して、当該連続する２枚の画像のうちの後に撮影された画像を再撮影させる。従って、このようにすることで、蛍光観察標本の褪色が飽和してしまい、時間的に輝度値の変化がないような場合に、より適切な露光状態で、高解像度画像の生成に用いる画像が得られる結果、生成される高解像度画像の品位向上に寄与する。
【０１１４】
なお、図６の制御処理では、蛍光観察標本の褪色が飽和したとみなした場合でも、画像Ｄ［ｎ＋１］以降の撮影のための光束の光量の時間変化の予測を行っている。この代わりに、蛍光観察標本の褪色が飽和したとみなした場合には、画像Ｄ［ｎ＋１］以降の撮影を全て、画像Ｄ［ｎ−１］の撮影時と同一の撮影条件の下で、撮影部に撮影させるようにしてもよい。
【０１１５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１１６】
例えば、前述した各実施形態では、画像Ｄａ及びＤｂにおける所定領域の輝度値Ｙａ及びＹｂから、輝度値の時間変化量ΔＹＴを算出するようにしていた。この代わりに、以下のようにしてもよい。
【０１１７】
図７について説明する。図７は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第三の例を示している。
【０１１８】
なお、図７において、図１に示した第一の例に係るものと同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素については既述したので、ここでの詳しい説明を省略する。
【０１１９】
図７の構成は、最大値検出部５１、最小値検出部５２、及び閾値設定部５３が追加されている点のみにおいて、図１の構成と相違している。
【０１２０】
最大値検出部５１は、撮影部で撮影された複数枚の画像の各々における画素の輝度値の最大値Ｐｍａｘ＿ｎを検出する。また、最小値検出部５２は、当該複数枚の画像の各々における当該所定領域の輝度値の最小値Ｐｍｉｎ＿ｎを検出する。
【０１２１】
閾値設定部５３は、上述したＰｍａｘ＿ｎ及びＰｍｉｎ＿ｎと、予め設定されている係数βを用いる下記の式の計算を行って、輝度閾値Ｐｔｈ＿ｎの設定行う。
【０１２２】
Ｐｔｈ＿ｎ＝β・Ｐｍａｘ＿ｎ＋（１−β）・Ｐｍｉｎ＿ｎ
【０１２３】
なお、係数βの値は０≦β≦１とし、実験的または経験的に求めて予め設定しておく。
【０１２４】
ここで図８について説明する。図８は、ある画像における、画像を構成する画素の輝度値と、その輝度値である画素数との関係の例である。この図８において、横軸は輝度値であり、縦軸は画素数である。この図において、前述したＰｍａｘ＿ｎ、Ｐｍｉｎ＿ｎ、及びＰｔｈ＿ｎは図示したような関係となる。
【０１２５】
前述した図１の構成において、予測部１８２は、画像Ｄａ及びＤｂの各々における所定領域の輝度値Ｙａ及びＹｂから、輝度値の時間変化量ΔＹＴを算出するようにしていた。これに対し、図７の構成では、予測部１８２は、画像Ｄａ及びＤｂの各々において、輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ＿ｎ以上である画素についての平均輝度値Ｙｐｔｈｏａ及びＹｐｔｈｏｂから、輝度値の時間変化量ΔＹＴを算出するようにする。
【０１２６】
図７の制御部１８は、図３に示した制御処理を実行する。但し、Ｓ２０５の撮影処理においては、閾値設定部５３が、上述した平均輝度値Ｙｐｔｈｏａ及びＹｐｔｈｏｂを算出して記録部１７に記録させる処理が行われる。また、続くＳ２０６の輝度値の時間変化量の算出処理では、予測部１８２が、まず、平均輝度値Ｙｐｔｈｏａ及びＹｐｔｈｏｂを記録部から読み出し、この両者の輝度値の変化量ΔＹ＝Ｙｐｔｈｏａ−Ｙｐｔｈｏｂを算出する処理を行う。そして、次に、この輝度値の変化量ΔＹを、前述した撮影間隔時間ｔで除算して、輝度値の時間変化量ΔＹＴ＝ΔＹ／ｔを算出する処理を行う。
【０１２７】
このように、図７のシステムでは、予測部１８２が、少なくとも２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の変化と、撮影部による画像の撮影間隔とから、前述した光束の光量の時間変化を予測する。このようにしても、時間の経過により態様が変化する被写体についての、画素ずらし手法による適切な高解像度画像の生成が可能である。
【０１２８】
なお、図４に示した構成でも、最大値検出部５１、最小値検出部５２、及び閾値設定部５３を追加して、予測部１８２が上述したようにして光束の光量の時間変化を予測するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
更には、図６のＳ５１３の判定処理の対象を、画像Ｄ［ｎ］についての上述した平均輝度値Ｙｐｔｈｏ［ｎ］と、画像Ｄ［ｎ−１］についての上述した平均輝度値Ｙｐｔｈｏ［ｎ−１］としてもよい。
【０１３０】
すなわち、Ｓ５１３の判定処理において、平均輝度値Ｙｐｔｈｏ［ｎ−１］と、Ｙｐｔｈｏ［ｎ］＋ｙとの大小比較を行う。そして、この判定処理において、Ｙｐｔｈｏ［ｎ−１］がＹｐｔｈｏ［ｎ］＋ｙよりも大きいと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）は、蛍光観察標本の褪色が未だ飽和していないとみなし、Ｓ５１５に処理を進める。一方、Ｙｐｔｈｏ［ｎ−１］がＹｐｔｈｏ［ｎ］＋ｙ以下であると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）は、蛍光観察標本の褪色が飽和したとみなし、Ｓ５１４に処理を進める。
【０１３１】
このように処理を変更すると、まず、連続する２枚の画像の各々において輝度値が所定の輝度閾値以上である画素についての平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であるか否かの判定が行われる。このときに、当該平均輝度値の低下が所定の変化閾値以内であると判定されると、先に撮影された画像の撮影時と同一の撮影条件の設定が再現される。そして、この再現された撮影条件の設定の下で撮影部が制御されて、当該連続する２枚の画像のうちの後に撮影された画像を再撮影させる。このような制御動作が図４の制御部１８により行われる。このようにしても、時間の経過により態様が変化する被写体についての、画素ずらし手法による適切な高解像度画像の生成が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  顕微鏡本体
１１  撮像素子
１２  画素ずらし部
１３  前置処理部
１４  増幅部
１５  Ａ／Ｄ変換部
１６  画像処理部
１７  記録部
１８  制御部
３１  操作部
５１  最大値検出部
５２  最小値検出部
５３  閾値設定部
１６１  合成部
１６２  輝度値演算部
１８１  画素ずらし制御部
１８２  予測部
１８３  撮影条件設定制御部
３０１  露光時間比較部
【図２Ａ】
2010268244.tif 000003
【図２Ｂ】
2010268244.tif 000004
【図２Ｃ】
2010268244.tif 000005
【図２Ｄ】
2010268244.tif 000006
【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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