(57)【要約】【課題】最適な露出を容易に設定する。【解決手段】メモリ３３には、異なる入射光量毎に、シャッタスピード、感度、および測光データの相関関係がそれぞれ対応付けられた複数の露出条件データが記憶されている。そして、CPU３５は、メモリ３３に記憶されている複数の露出条件データのうちの、撮像部１３に現在設定されているシャッタスピードおよび感度に対応付けられ、撮像部１３から出力される画像データの測光データに最も近い値となっている測光データが登録されている露出条件データを抽出し、その露出条件データを基に所定の露出量となるようにシャッタスピードおよび感度を決定する。カメラコントローラ３４は、そのシャッタスピードおよび感度を、撮像部１３に設定する。本発明は、例えば、顕微鏡システムに適用できる。【選択図】図１
2010004203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を拡大して観察する顕微鏡装置に装着される撮像装置を制御する撮像制御装置において、
異なる入射光量毎に、シャッタスピード、感度、および測光データの相関関係がそれぞれ対応付けられた複数の露出条件データを記憶する記憶手段と、
前記撮像装置が撮像して得られる画像データの測光データを取得する測光データ取得手段と、
前記記憶手段に記憶されている複数の露出条件データのうちの、前記撮像装置に現在設定されているシャッタスピードおよび感度に対応付けられ、前記測光データ取得手段により取得された測光データに最も近い値となっている測光データが登録されている露出条件データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された露出条件データを基に所定の露出量となるようにシャッタスピードおよび感度を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定されるシャッタスピードおよび感度を、前記撮像手段に設定する設定手段と
を備えることを特徴とする撮像制御装置。
【請求項２】
所定の入射光量に対応付けられている複数の露出条件データと、前記所定の入射光量に隣接する値の入射光量に対応付けられている複数の露出条件データとを、それぞれ対応付けられているシャッタスピードおよび感度ごとに加重平均することにより、新たな入射光量に対応する複数の露出条件データを算出する演算手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像制御装置に関し、特に、最適な露出を容易に設定することができるようにした撮像制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ（撮像装置）における自動露出（ＡＥ（Automatic Exposure））では、シャッタスピードと絞り（Ｆ値）とを制御することにより露出が調整される。
【０００３】
また、顕微鏡装置では、一般的に、一部の対物レンズを除いて、コンデンサーレンズ側の絞りが開放絞りとされている。例えば、コンデンサーレンズの開放絞りが対物レンズのＮＡ（Numerical Aperture：開口数）を超えて設定されている場合には、光学系の絞りとコンデンサーレンズの絞りとが一致しないことがあり、その場合、最適な露出となるように設定することは困難である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、明るさの条件に応じて、光源を変更したり、ＮＤフィルタの組み合わせを変更したりすることで、露出を調整することができる顕微鏡観察装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、このような顕微鏡観察装置では、光源を変更した場合には、被写体の色温度が変わってしまい、色を正確に再現することができず、正常な観察を行うことができない。また、ＮＤフィルタは、光量を段階的（例えば、１/２，１／４，１／８）にしか減光することができず、その組み合わせを変更しても最適な光量を得ることができない場合があり、撮影対象によっては最適な露出となるように設定することは困難である。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１１２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、顕微鏡装置に装着される撮像装置では、場合によっては最適な露出となるように設定することは困難であり、どのような撮影対象であっても最適な露出を容易に設定することができるようにすることが求められていた。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、どのような撮影対象であっても最適な露出を容易に設定することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像制御装置は、標本を拡大して観察する顕微鏡装置に装着される撮像装置を制御する撮像制御装置であって、異なる入射光量毎に、シャッタスピード、感度、および測光データの相関関係がそれぞれ対応付けられた複数の露出条件データを記憶する記憶手段と、前記撮像装置が撮像して得られる画像データの測光データを取得する測光データ取得手段と、前記記憶手段に記憶されている複数の露出条件データのうちの、前記撮像装置に現在設定されているシャッタスピードおよび感度に対応付けられ、前記測光データ取得手段により取得された測光データに最も近い値となっている測光データが登録されている露出条件データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された露出条件データを基に所定の露出量となるようにシャッタスピードおよび感度を決定する決定手段と、前記決定手段により決定されるシャッタスピードおよび感度を、前記撮像手段に設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像制御装置によれば、どのような撮影対象であっても最適な露出を容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、顕微鏡システム１１は、標本を拡大して観察するための顕微鏡１２、顕微鏡１２を介して拡大された標本を撮像する撮像部１３、撮像部１３を制御する撮像制御装置１４、撮像部１３により撮像された画像を表示する表示装置１５、および、撮像制御装置１４を操作するのに使用される入力装置１６を備えて構成される。
【００１４】
顕微鏡１２では、ステージ２１に標本が載置され、その標本からの光束が対物レンズ２２により集光されて鏡筒２３内で像をつくり、接眼レンズ２４により拡大された像を肉眼で観察することができる。また、顕微鏡１２には、撮像部１３を装着可能なポート２５が設けられており、鏡筒２３に入射した被写体からの光は、ポート２５にも導入される。
【００１５】
撮像部１３は、CCD（Charge Coupled Device）や、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子を有し、顕微鏡１２のポート２５に接続され、対物レンズ２２を介して標本を拡大して撮像する。また、撮像部１３は、信号ケーブルを介して撮像制御装置１４の画像処理部３１およびカメラコントローラ３４に接続されており、カメラコントローラ３４により設定されるシャッタスピードおよび感度で撮像を行い、その結果得られる画像データを画像処理部３１に供給する。
【００１６】
画像処理部３１は、撮像部１３から供給される画像データに対して画像処理を施し、画像データから画像を組み立てて、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD（Liquid Crystal Display）などからなる表示装置１５に表示させるとともに、記録部３２に画像データを記録させる。
【００１７】
また、画像処理部３１は、撮像部１３から供給される画像データの各画素の輝度値から撮像部１３の撮像素子が撮像した画像の露出値である測光データ（EV（Exposure Value）値）を取得し、CPU（Central Processing Unit）３５に供給する。
【００１８】
例えば、画像処理部３１が画像データから測光データを計測する方法である測光方法（例えば、多分割測光、中央部重点測光、スポット測光）は、ユーザが、キーボードやマウスなどからなる入力装置１６を操作して指定することができる。ユーザが測光方法を指定すると、その操作に応じた信号が入力装置１６からCPU３５に供給され、CPU３５が、その測光方法で、その画像の測光データを計測するように画像処理部３１を制御する。また、ユーザは、入力装置１６を操作して、測光データの演算に平均またはピークホールドのいずれを用いるのかを指定したり、撮像部１３から出力される画像データを補正する補正値を入力したりすることができる。
【００１９】
また、ユーザは、例えば、測光方法としてスポット測光を指定したとき、入力装置１６を操作して測光エリアを指定することができ、測光エリアが指定されると、CPU３５が、その測光エリアの測光データを計測するように画像処理部３１を制御する。また、CPU３５は、多分割測光が指定されたときには、画像データの全体の測光データを計測し、中央部重点測光が指定されたときには、画像データの中央エリアの各画素の輝度を重点的に加算して測光データを計測するように、画像処理部３１を制御する。
【００２０】
記録部３２は、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどから構成され、画像処理部３１から供給される画像データをバッファリングし、画像処理部３１を介したCPU３５の制御に従って、静止画像または動画像の画像データを記録する。
【００２１】
メモリ３３は、ROM（Read Only Memory）や、RAM（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（例えば、EEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory））などであり、CPU３５が実行するプログラムや、CPU３５の処理に必要なデータを記憶する。
【００２２】
例えば、メモリ３３には、撮像部のシャッタスピードおよび感度、並びに、撮像素子に入射する光量である入射光量を変更しながら撮像して得られる露出条件データが記憶されている。例えば、露出条件データは、後述する図２に示すような入射光量ごとに作成されたテーブルに、撮像時のシャッタスピードおよび感度に対応付けられて登録され、メモリ３３には、入射光量ごとの複数のテーブルが記憶されている。
【００２３】
カメラコントローラ３４は、撮像部１３に現在設定されているシャッタスピードおよび感度を読み出してCPU３５に供給したり、CPU３５により決定されたシャッタスピードおよび感度を、撮像部１３に設定する。
【００２４】
CPU３５は、メモリ３３に記憶されているプログラムを実行して、撮像制御装置１４の各ブロックを制御する。
【００２５】
例えば、CPU３５は、画像処理部３１から供給される測光データ、撮像部１３に現在設定されているシャッタスピードおよび感度に基づいて、メモリ３３に記憶されている露出条件データを参照し、入射光量を推定する。そして、その入射光量の露出条件データから所定の条件（例えば、低ノイズの画像を撮像するという条件や、動きのある被写体のブレを軽減して撮像するという条件、明るめの画像を撮像するという条件など）に基づいて、最適なシャッタスピードおよび感度を決定する。
【００２６】
次に、図２を参照し、CPU３５が、最適なシャッタスピードおよび感度を選択する際に参照する露出条件データについて説明する。
【００２７】
上述したように、メモリ３３には、入射光量ごとにシャッタスピードと感度とが対応付けられたテーブルが露出条件データとして記憶されており、図２Ａは、１６０ルーメンの入射光量で撮像したときに求められたテーブルであり、図２Ｂは、３００ルーメンの入射光量で撮像したときに求められたテーブルである。図２Ａおよび図２Ｂに示されている露出条件データでは、シャッタスピードが、1/30，1/60，1/125，1/250、および1/500とされ、感度が、800，400，200，100、および50とされており、それぞれのシャッタスピードおよび感度で撮像したときに求められた測光データが登録されている。
【００２８】
図２には、１６０ルーメンおよび３００ルーメンの入射光量で撮像したときに求められた２つの露出条件データのテーブルの例が示されているが、メモリ３３には、さらに多くの入射光量ごとに求められた複数の露出条件データが記憶されており、CPU３５は、その複数の露出条件データを参照して、撮像環境に適したシャッタスピードおよび感度を決定する。
【００２９】
まず、CPU３５は、図３に示すように、複数の露出条件データ（図３の例では５つのテーブル）から、現在のシャッタスピードおよび感度に対応付けられている測光データをそれぞれ抽出する。そして、CPU３５は、それらの測光データと、画像処理部３１から供給される画像データから計測された測光データとを比較し、画像データから計測された測光データに最も近い値となっている測光データが抽出された露出条件データの入射光量を、撮像部１３による撮像時の入射光量と推定する。
【００３０】
さらに、CPU３５は、その推定した入射光量の露出条件データを、撮像環境に適したシャッタスピードおよび感度を求めるのに用いる露出条件データとして選択する。以下、CPU３５により選択された露出条件データを、適宜、選択露出条件データと称し、画像データから計測された測光データに最も近い値で、かつ、同一のシャッタスピードと感度の、選択露出条件データに登録されている測光データを選択測光データと称する。
【００３１】
次に、CPU３５は、図４に示すように、選択露出条件データにおいて、撮像環境に適したシャッタスピードおよび感度を決定するための測光データを、所定の条件に基づいて指定する。
【００３２】
例えば、図４では、選択測光データが斜線のハッチングで示されており、現在の設定で撮像された画像よりも露出度の高い画像（明るい画像）を取得したいとき、優先的に高感度にして被写体ブレの少ない画像を得るという条件が設定されている場合、図４の矢印ａ１に示されているように、CPU３５は、選択測光データよりも感度が１段階高い測光データを指定する。また、感度を維持したままシャッタスピードを遅くして明るい画像を得るという条件が設定されている場合、図４の矢印ａ２に示されているように、CPU３５は、選択測光データと同一の感度で、シャッタスピードが３段階遅い測光データを指定する。また、シャッタスピードをより遅くして低ノイズの画像を得るという条件が設定されている場合、図４の矢印ａ３に示されているように、CPU３５は、選択測光データよりもシャッタスピードが４段階遅い測光データを指定する。
【００３３】
このように、CPU３５は、所定の条件に基づいて最適な測光データを指定し、その指定した測光データに対応付けられているシャッタスピードおよび感度の情報をカメラコントローラ３４に供給し、カメラコントローラ３４は、そのシャッタスピードおよび感度を撮像部１３に設定する。
【００３４】
次に、図５は、図１の顕微鏡システム１１においてシャッタスピードおよび感度を最適化する処理を説明するフローチャートである。
【００３５】
例えば、ユーザが、顕微鏡１２のステージ２１に標本をセットし、顕微鏡システム１１に電源を投入すると処理が開始され、ステップＳ１１において、撮像部１３は、ステージ２１に載置されている標本の撮像を開始し、画像データを出力する。このとき、撮像部１３は、例えば、デフォルトのシャッタスピードおよび感度、または、最後に使用されたときのシャッタスピードおよび感度で撮像を行う。
【００３６】
ステップＳ１１の処理後、処理はステップＳ１２に進み、CPU３５は、ユーザの操作に応じて、画像処理部３１が画像データから測光データを計測する測光方法および測光エリアを画像処理部３１に設定し、処理はステップＳ１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１３において、画像処理部３１は、CPU３５により設定された測光方法および測光エリアで、撮像部１３から出力される画像データの測光データを計測して、CPU３５に供給し、処理はステップＳ１４に進む。
【００３８】
ステップＳ１４において、CPU３５は、カメラコントローラ３４を介して撮像部１３に設定されている現在のシャッタスピードおよび感度を取得し、メモリ３３に記憶されている複数の露出条件データから、同一測光データを保持する露出条件データをそれぞれ抽出する。
【００３９】
ステップＳ１４の処理後、処理はステップＳ１５に進み、CPU３５は、ステップＳ１４で画像処理部３１から供給された画像データを取得時のシャッタスピードおよび感度を参照し、ステップＳ１４で抽出した露出条件データのうち、シャッタスピード、感度、および測光データが最も近い値となっている露出条件データを選択して、処理はステップＳ１６に進む。
【００４０】
ステップＳ１６において、CPU３５は、ステップＳ１５で選択した選択露出条件データから、所定の条件に従って、最適な測光データを決定する。そして、CPU３５は、選択露出条件データにおいて、その決定した測光データに対応付けられているシャッタスピードおよび感度を、カメラコントローラ３４に供給し、処理はステップＳ１７に進む。
【００４１】
ステップＳ１７において、カメラコントローラ３４は、ステップＳ１６でCPU３５から供給されたシャッタスピードおよび感度を撮像部１３に設定し、処理は終了する。
【００４２】
以上のように、顕微鏡システム１１では、メモリ３３に記憶されているテーブルを参照し、撮像部１３から出力される画像データから得られる測光データと、現在のシャッタスピードおよび感度に基づいて、撮像時の入射光量に準じた最適な露出条件データ（テーブル）を選択し、その露出条件データの条件に従って最適なシャッタスピードおよび感度を求めることができる。これにより、適正な露出で撮像できるシャッタスピードおよび感度を撮像部１３に容易に設定することができ、撮像部１３は、最適なシャッタスピードおよび感度で、即ち、撮像環境に最適な露出で撮像することができる。
【００４３】
特に、例えば、顕微鏡１２のコンデンサーレンズの絞りが開放絞りとされていて、コンデンサーレンズの開放絞りが対物レンズのＮＡを超えて設定されている場合でも、撮像部１３が適切な露出で標本を撮像することができる。また、顕微鏡システム１１では、光源を変更することがないので、画像の色を正確に再現することができる。また、顕微鏡システム１１では、ＮＤフィルタを交換して光量を調整するよりも、より微細に露出を調整することができるとともに、ＮＤフィルタを交換する機構が不要であるので、そのようなシステムよりも小型化および低コスト化することができる。
【００４４】
また、例えば、顕微鏡装置内でコンデンサー絞りの情報などを保持し、顕微鏡装置と撮像制御装置とが通信することで、コンデンサー絞りに応じた露出に調整することができるが、そのようなシステムの場合、撮像制御装置と通信する機能を有した高機能な顕微鏡装置（高級品）に限定される。これに対し、顕微鏡システム１１では、顕微鏡１２が通信機能を有していなくても、最適な露出に設定することができ、顕微鏡システム１１を低コストで構成することができる。
【００４５】
なお、画像処理部３１では、シャッタスピードおよび感度の設定に、あらかじめ作成されてメモリ３３に記憶されている露出条件データの他、例えば、メモリ３３に記憶されている露出条件データに基づいて新たに異なる入射光量の露出条件データを作成し、その露出条件データを用いることができる。
【００４６】
即ち、CPU３５は、現在のシャッタスピードおよび感度に対応付けられている測光データのうちに、画像処理部３１から供給された測光データに一致するものがない場合、画像処理部３１から供給された測光データの前後の測光データ（画像処理部３１から供給された測光データを間に挟み、隣り合う値の測光データ）をメモリ３３の露出条件データから抽出する。
【００４７】
そして、CPU３５は、画像処理部３１から供給された測光データが、その前後の測光データを分ける比率に基づいて、前後の測光データが登録されている２つの露出条件データの測光データを、シャッタスピードおよび感度ごとに加重平均し、新たな測光データを算出する。また、CPU３５は、その２つの露出条件データの入射光量も同様に加重平均して、新たな入射光量を算出する。そして、CPU３５は、このようにして求められた入射光量の露出条件データに、新たに算出された各測光データを登録することで、新たな露出条件データを作成する。
【００４８】
この露出条件データには、画像処理部３１から供給された測光データに一致する測光データが登録されており、このテーブルを用いてシャッタスピードおよび感度を決定することで、より撮像環境に適した露出を設定することができる。このようにしてある程度の数のテーブルを作成しておくことで、入射光量の間隔が狭いテーブルがメモリ３３に記憶され、メモリ３３のテーブルを参照するだけで、露出を細かく調整することができる。
【００４９】
なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。また、プログラムは、１のCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。
【００５０】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】CPU３５が、最適なシャッタスピードおよび感度を選択する際に参照するテーブルについて説明する図である。
【図３】複数のテーブルから、複数の測光データを抽出する処理を説明する図である。
【図４】選択テーブルから測光データを決定する処理を説明する図である。
【図５】顕微鏡システム１１においてシャッタスピードおよび感度を最適化する処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１１  顕微鏡システム，  １２  顕微鏡，  １３  撮像部，  １４  撮像制御装置，  １５  表示装置，  １６  入力装置，  ２１  ステージ，  ２２  対物レンズ，  ２３  鏡筒，  ２４  接眼レンズ，  ２５  ポート，  ３１  画像処理部，  ３２  記録部，  ３３  メモリ，  ３４  カメラコントローラ，  ３５  CPU
【図１】
2010004203.tif 000003
【図２】
2010004203.tif 000004
【図３】
2010004203.tif 000005
【図４】
2010004203.tif 000006
【図５】
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