(57)【要約】【課題】高画質な画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。【解決手段】  撮像装置１００は、撮像を行う撮像部１０と、撮像部１０で撮像された画像の画像データを取得する画像データ取得部３２と、複数の前記画像データに基づいて、複数の前記画像を積算した積算画像の画像データを生成する画像積算部３４と、前記積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する判定部３６と、判定部３６の判定結果に基づいて、撮像部１０を制御する制御部３８と、を含む。【選択図】図１
2014143472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像を行う撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像の画像データを取得する画像データ取得部と、
複数の前記画像データに基づいて、複数の前記画像を積算した積算画像の画像データを生成する画像積算部と、
前記積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記撮像部を制御する制御部と、
を含む、撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記判定部は、前記積算画像を構成する複数の画素の信号量に基づいて、判定を行う、撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記判定部は、前記積算画像を構成する複数の画素の平均の信号量に基づいて、判定を行う、撮像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
複数の前記画像間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部を含み、
前記画像積算部は、算出された前記画像間の位置ずれ量に基づいて、前記画像間の位置ずれを補正して、前記積算画像の画像データを生成する、撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記撮像部は、電子線を用いて撮像を行う、撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡等によって記録される画像の質を左右する要因として、電子顕微鏡自体が作る像の分解能およびコントラストも重要であるが、検出器（画像記録媒体）の信号量も重要である。高画質な画像を得るためには、例えば、検出器の信号取得時間を延ばす等して適切な露光時間を得る必要がある。例えば、特許文献１の荷電粒子顕微鏡像撮影装置では、蛍光スクリーンの一部に入射する荷電粒子を計数し、この計数された荷電粒子数に応じて、撮影の露出時間を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高画質な画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明に係る撮像装置は、
撮像を行う撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像の画像データを取得する画像データ取得部と、
複数の前記画像データに基づいて、複数の前記画像を積算した積算画像の画像データを生成する画像積算部と、
前記積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記撮像部を制御する制御部と、
を含む。
【０００６】
このような撮像装置によれば、判定部が積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定することにより、積算画像が所望の階調が得られるまで画像を積算することができる。したがって、このような撮像装置によれば、階調豊かな高画質な画像を容易に得ることができる。
【０００７】
（２）本発明に係る撮像装置において、
前記判定部は、前記積算画像を構成する複数の画素の信号量に基づいて、判定を行ってもよい。
【０００８】
（３）本発明に係る撮像装置において、
前記判定部は、前記積算画像を構成する複数の画素の平均の信号量に基づいて、判定を行ってもよい。
【０００９】
（４）本発明に係る撮像装置において、
複数の前記画像間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部を含み、
前記画像積算部は、算出された前記画像間の位置ずれ量に基づいて、前記画像間の位置ずれを補正して、前記積算画像の画像データを生成してもよい。
【００１０】
（５）本発明に係る撮像装置において、
前記撮像部は、電子線を用いて撮像を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る撮像装置の構成を説明するための図。
【図２】図２（Ａ）は、積算する前の画像における画素の信号量と画素数との関係を示すグラフであり、図２（Ｂ）は、積算画像における画素の信号量と画素数との関係を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係る撮像装置の処理部の処理の一例を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態の第１変形例に係る撮像装置の構成を説明するための図。
【図５】画像間の位置ずれを説明するための図。
【図６】第１実施形態の第１変形例に係る撮像装置の処理部の処理の一例を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態に係る撮像装置の構成を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１３】
１．  第１実施形態
１．１．  撮像装置の構成
まず、第１実施形態に係る撮像装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る撮像装置１００の構成を説明するための図である。
【００１４】
撮像装置１００は、図１に示すように、撮像部１０と、処理部３０と、操作部４０と、表示部４２と、記憶部４４と、記録媒体４６と、を含んで構成されている。ここでは、撮像部１０が、電子線を用いて撮像を行う透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である場合について説明する。図１は、撮像の対象となる試料Ｓが試料ホルダー４に保持されて、鏡筒１内の試料室に配置されている状態を示している。
【００１５】
撮像部１０は、電子線源２と、照射レンズ３と、対物レンズ５と、中間レンズ６と、投影レンズ７と、シャッター８と、検出器９と、を含んで構成されている。撮像部１０は、撮像の対象となる試料Ｓの撮像を行う。
【００１６】
電子線源２、照射レンズ３、対物レンズ５、中間レンズ６、投影レンズ７は、鏡筒１の内部に収容されている。鏡筒１の内部は、排気装置（図示せず）によって真空排気されている。
【００１７】
電子線源２は、電子線ＥＢを発生させる。電子線源２は、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線ＥＢを放出する。電子線源２として、公知の電子銃を用いることができる。
【００１８】
照射レンズ３は、電子線源２の後段に配置されている。照射レンズ３は、電子線源２で発生した電子線ＥＢを試料に照射するためのレンズである。照射レンズ３は、例えば、複数の集束レンズ（図示せず）を含んで構成されている。照射レンズ３の励磁電流は、照射レンズ駆動回路２３から供給される。照射レンズ駆動回路２３は、処理部３０の制御部３８からの制御信号に基づいて、照射レンズ３に励磁電流を供給する。
【００１９】
照射レンズ３と対物レンズ５との間の試料室には、試料ホルダー４によって試料Ｓが保持されている。試料室において、試料ホルダー４に保持された試料Ｓに電子線ＥＢが照射される。試料ホルダー４は、試料Ｓを水平方向（電子線ＥＢの進行方向に対して直交する方向）や、垂直方向（電子線ＥＢの進行方向に沿う方向）に移動させたり、試料Ｓを傾斜させたりすることができる。
【００２０】
対物レンズ５は、照射レンズ３の後段に配置されている。対物レンズ５は、試料Ｓを透過した電子線ＥＢで結像するための初段のレンズである。対物レンズ５の励磁電流は、対物レンズ駆動回路２５から供給される。対物レンズ駆動回路２５は、制御部３８からの制御信号に基づいて、対物レンズ５に励磁電流を供給する。
【００２１】
中間レンズ６は、対物レンズ５の後段に配置されている。投影レンズ７は、中間レンズ６の後段に配置されている。中間レンズ６および投影レンズ７は、対物レンズ５によって結像された像（電子顕微鏡像）をさらに拡大し、検出器９上に結像させる。中間レンズ６の励磁電流は、中間レンズ駆動回路２６から供給される。中間レンズ駆動回路２６は、制御部３８からの制御信号に基づいて、中間レンズ６に励磁電流を供給する。投影レンズ７の励磁電流は、投影レンズ駆動回路２７から供給される。投影レンズ駆動回路２７は、制御部３８からの制御信号に基づいて、投影レンズ７に励磁電流を供給する。図示の例では、対物レンズ５、中間レンズ６、および投影レンズ７によって、試料Ｓを透過した電子線ＥＢで結像するための結像レンズ系が構成されている。
【００２２】
シャッター８は、電子線ＥＢの経路に設けられている。シャッター８は、検出器９に対して、撮像時にのみ電子線ＥＢが照射されるように、撮像時の露光時間中のみ開き、それ以外の時は閉じて電子線ＥＢを遮ることができる。すなわち、シャッター８の開閉により露光時間を制御することができる。シャッター８の開閉は、シャッター駆動部２８によって行われる。シャッター駆動部２８は、制御部３８からの制御信号に基づいて、シャッター８の開閉を行う。
【００２３】
検出器９は、電子線ＥＢを検出する。検出器９は、例えば、２次元的に配列された固体撮像素子を有している。各固体撮像素子が、撮像された画像（電子顕微鏡像）を構成する各画素に対応する。検出器９は、例えば、ＣＣＤカメラである。検出器９上には、結像レンズ系５，６，７によって電子顕微鏡像が結像される。ここで、電子顕微鏡像とは、電子顕微鏡で得ることができる像をいい、明視野像、暗視野像、格子像等を含む試料像（試料の拡大像）、および電子回折で得られる回折パターン等を含む。
【００２４】
検出器９は、固体撮像素子によって電子線ＥＢを検出し、電子線ＥＢを検出することによって発生した信号をＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換し、撮像された画像の画像データを出力する。画像データは、例えば、撮像された画像を構成している各画素の信号量（信号強度、輝度）の情報を有している。検出器９のＡ／Ｄ変換器のビット数が８ビットの場合、画像データの各画素の信号量は、２５６段階（２５６階調）で表わされる。なお、検出器９のＡ／Ｄ変換器のビット数は特に限定されず、１２ビットや１４ビットであってもよい。
【００２５】
操作部４０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部３０に送る処理を行う。操作部４０は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。
【００２６】
表示部４２は、処理部３０から入力される表示信号に基づいて、処理部３０の処理結果等を文字やグラフその他の情報として表示するものである。表示部４２は、例えば、電子顕微鏡像を表示する。表示部４２は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプ
レイなどである。
【００２７】
記憶部４４は、処理部３０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部４４は、処理部３０の作業領域として用いられ、操作部４０から入力された操作信号、記録媒体４６から読み出されたプログラムやデータ、処理部３０が各種プログラムに従って実行した結果等を一時的に記憶するためにも使用される。
【００２８】
記録媒体４６は、各種のプログラムやデータを記憶するための、コンピューター読み取り可能な記録媒体である。また、記録媒体４６は、処理部３０の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記録する記録部としても機能するようにしてもよい。記録媒体４６は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー（ＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現することができる。
【００２９】
処理部３０は、記憶部４４に記憶されているプログラムや記録媒体４６に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理を行う。処理部３０の機能は、例えば、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。
【００３０】
本実施形態では、処理部（ＣＰＵ）３０は、記憶部４４に記憶されているプログラムを実行することで、以下に説明する、画像データ取得部３２、画像積算部３４、判定部３６、制御部３８として機能する。あるいは、有線又は無線の通信ネットワークに接続されたサーバーから当該プログラムを受信し、記憶部４４や記録媒体４６に記憶させて実行するようにしてもよい。ただし、処理部３０の少なくとも一部をハードウェア（専用回路）で実現してもよい。
【００３１】
画像データ取得部３２は、撮像部１０で撮像された画像（電子顕微鏡像）の画像データを取得する処理を行う。画像データ取得部３２は、検出器９から出力された画像データを取得する処理を行う。
【００３２】
画像積算部３４は、画像データ取得部３２が取得した複数の画像データに基づいて、複数の画像を積算した積算画像の画像データを生成する処理を行う。ここで、積算画像とは、複数の画像を加算して１つの画像としたものをいう。すなわち、積算画像とは、複数の画像を重ね合わせて１つの画像としたものをいう。積算画像は、例えば、複数の画像について、対応する画素ごとに信号量を足し合わせることで生成することができる。
【００３３】
図２（Ａ）は、積算する前の画像Ｉにおける画素の信号量と画素数との関係を示すグラフであり、図２（Ｂ）は、画像Ｉを積算した積算画像Ｉ×ｎにおける画素の信号量と画素数との関係を示すグラフである。積算画像Ｉ×ｎは、全画素の平均信号量が目標信号量となるまで画像Ｉを積算して得られた画像である。図２に示すように、画像を積算することで、各画素の信号量を増やすことができ、階調豊かな（階調の多い）画像を得ることができる。なお、各画素の信号量は、各画素の輝度（濃淡）に対応している。
【００３４】
画像積算部３４が生成した積算画像の画像データは、例えば、記憶部４４に記憶される。なお、処理部３０は、記憶部４４に記憶された積算画像の画像データに基づいて、表示信号を生成し、表示部４２に入力する処理を行ってもよい。
【００３５】
判定部３６は、積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する処理を行う。判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素の信号量に基づいて、判定を行う。
ここで、積算画像を構成する複数の画素とは、積算画像を構成する全画素であってもよいし、積算画像の一部を構成する複数の画素であってもよい。本実施形態では、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素の平均信号量に基づいて、判定を行う。具体的には、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素の平均信号量と目標信号量との差に基づいて、撮像を行うか否かを判定する処理を行う。ここで、目標信号量は、例えば、画像ファイルフォーマットに応じて設定することができる。具体的には、画像ファイルフォーマットが１６ビットのＴＩＦＦ（Ｔａｇｇｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔ）形式を用いる場合、目標信号量は、各画素の上限の信号量（６５５３５）の半分程度の値（例えば３２７６８）に設定することが望ましい。これにより、階調の豊かな（階調が多い）画像を得ることができる。なお、目標信号量はこれに限定されず、必要とされる階調に応じて、任意に設定されることができる。
【００３６】
なお、判定部３６は、画像（電子顕微鏡像）の画像データが１つの場合、１つの画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する処理を行う。判定部３６は、例えば、画像を構成する画素の平均信号量と目標信号量との差が、当該画素の平均信号量以上である場合に、撮像を行うと判定する処理を行う。また、判定部３６は、画像を構成する画素の平均信号量と目標信号量との差が、当該画素の平均信号量より小さい場合に、撮像を行わないと判定する処理を行う。
【００３７】
制御部３８は、判定部３６の判定結果に基づいて、撮像部１０を制御する処理を行う。制御部３８は、判定部３６が撮像を行うと判定した場合、撮像を行うための制御信号を生成し、生成された制御信号を各駆動回路２３，２５，２６，２７およびシャッター駆動部２８に出力する処理を行う。制御部３８は、例えば、あらかじめ設定されている露光時間で撮像するように、撮像部１０を制御する処理を行う。これにより、撮像部１０は撮像を行い、検出器９から電子顕微鏡像の画像データが出力される。
【００３８】
撮像装置１００では、画像データ取得部３２が当該電子顕微鏡像の画像データを取得する処理を行い、画像積算部３４が、当該電子顕微鏡像とこれまでに取得された画像とを積算した積算画像の画像データを生成する処理を行う。また、判定部３６は、積算画像に基づいて、撮像を行うか否かの判定を行う処理を行い、制御部３８は、判定結果に基づいて、撮像部１０を制御する処理を行う。処理部３０では、後述するように、これらの処理を、所望の積算画像が得られるまで、繰り返し行うことができる。
【００３９】
１．２．  撮像装置の処理
次に、撮像装置１００の処理の一例について説明する。図３は、第１実施形態に係る撮像装置１００の処理部３０の処理の一例を示すフローチャートである。
【００４０】
撮像装置１００で画像を取得する際には、まず、ユーザーが、撮像部１０を操作して試料Ｓの観察を行い、撮像を行う視野、倍率等の条件を設定する。
【００４１】
さらに、ユーザーは、取得する画像の目標信号量Ｘを設定する。ここでは、目標信号量は、ＴＩＦＦ形式における各画素の上限の信号量（６５５３５）の半分程度の値（３２７６８）に設定される。そして、撮像装置１００の処理部３０は、ユーザーが操作部４０を操作することにより出力される開始信号を取得して、処理を開始する。
【００４２】
まず、処理部３０の制御部３８は、シャッター駆動部２８に制御信号を送り、あらかじめ設定された露光時間で撮像を行うように撮像部１０を制御する（Ｓ１０）。露光時間は、例えば、検出器９において、撮像された画像を構成する各画素の信号量が最適となる時間に設定される。例えば、露光時間は、撮像された画像を構成する複数の画素の平均信号量が、各画素の上限の信号量の半分程度の値になるような時間に設定される。具体的には
、検出器９のＡ／Ｄ変換器のビット数が８ビットの場合、撮像された画像の各画素における上限の信号量は、２５５であり、露光時間は、画素の平均信号量が上限の信号量の半分程度の値である１４８になるような時間に設定される。なお、露光時間は特に限定されず、任意の時間に設定されることができる。また、例えば、露光時間を撮像ごとに変えてもよい。撮像された電子顕微鏡像（以下「画像Ａ」ともいう）の画像データは、検出器９から出力される。
【００４３】
次に、画像データ取得部３２は、検出器９から出力された画像Ａの画像データを取得する処理を行う（Ｓ１１）。
【００４４】
次に、判定部３６は、さらに撮像を行うか否かを判定する判定処理を行う（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）。判定部３６は、判定処理において、まず、画像Ａを構成する複数の画素（例えば画像Ａを構成する全画素）の平均信号量ａを算出する処理を行う（Ｓ１２）。そして、判定部３６は、平均信号量ａと目標信号量Ｘとの差Ｘ−ａを算出する処理を行う（Ｓ１３）。次に、判定部３６は、差Ｘ−ａが、平均信号量ａ以上か否かを判定する処理を行う（Ｓ１４）。
【００４５】
判定部３６が差Ｘ−ａが平均信号量ａ以上ではないと判定した場合（Ｓ１５でＮＯ）、すなわち、判定部３６が撮像を行わないと判定した場合、処理部３０は、画像Ａの画像データを、記憶部４４に記憶する処理を行う（Ｓ２３）。また、処理部３０は、記憶部４４に記憶された画像Ａの画像データに基づいて、表示信号を生成し、表示部４２に入力する処理を行ってもよい。そして、処理部３０は、処理を終了する。
【００４６】
一方、判定部３６が差Ｘ−ａが平均信号量ａ以上であると判定した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、すなわち、判定部３６が、撮像を行うと判定した場合、制御部３８は、シャッター駆動部２８に制御信号を送り、画像Ａを撮像したときと同じ露光時間で撮像を行うように撮像部１０を制御する（Ｓ１６）。なお、このとき、制御部３８は、撮像部１０のその他の撮像条件が画像Ａを撮像したときと同じになるように撮像部１０を制御する。そして、画像データ取得部３２は、検出器９から出力された電子顕微鏡像（以下「画像Ｂ」ともいう）の画像データを取得する処理を行う（Ｓ１７）。
【００４７】
次に、画像積算部３４は、画像Ａと画像Ｂとを積算して、積算画像Ａ＋Ｂの画像データを生成する処理を行う（Ｓ１８）。
【００４８】
判定部３６は、積算画像Ａ＋Ｂの画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定する判定処理を行う（Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２１）。判定部３６は、判定処理において、まず、積算画像Ａ＋Ｂを構成する複数の画素（例えば積算画像Ａ＋Ｂの全画素）の平均信号量ａ＋ｂを算出する処理を行う（Ｓ１９）。そして、判定部３６は、平均信号量ａ＋ｂと目標信号量Ｘとの差Ｘ−（ａ＋ｂ）を算出する処理を行う（Ｓ２０）。次に、判定部３６は、差Ｘ−（ａ＋ｂ）が、直前に取得された画像Ｂを構成する複数の画素の平均信号量ｂ以上か否かを判定する処理を行う（Ｓ２１）。
【００４９】
判定部３６が差Ｘ−（ａ＋ｂ）が平均信号量ｂ以上であると判定した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）に、制御部３８は、シャッター駆動部２８に制御信号を送り、画像Ａおよび画像Ｂを撮像したときと同じ露光時間で撮像を行う（Ｓ１６）。そして、画像データ取得部３２は、検出器９から出力された電子顕微鏡像（以下「画像Ｃ」ともいう）の画像データを取得する処理を行う（Ｓ１７）。画像積算部３４は、画像Ａ、画像Ｂ、および画像Ｃを積算して、積算画像Ａ＋Ｂ＋Ｃの画像データを生成する処理を行う（Ｓ１８）。そして、判定部３６は、積算画像Ａ＋Ｂ＋Ｃを構成する画素の平均信号量ａ＋ｂ＋ｃと目標信号量Ｘとの差Ｘ−（ａ＋ｂ+ｃ）を算出する処理（Ｓ１９，Ｓ２０）を行い、差Ｘ−（ａ＋ｂ＋ｃ
）が、直前に取得された画像Ｃの平均信号量ｃ以上か否かを判定する処理を行う（Ｓ２１）。このように、処理部３０は、積算画像を構成する画素の平均信号量と目標信号量Ｘとの差が、直前に取得された画像を構成する画素の平均信号量以上ではないと判定されるまで（Ｓ２２でＮＯ）、Ｓ１６〜Ｓ２２の処理を繰り返す。
【００５０】
判定部３６が積算画像を構成する画素の平均信号量と目標信号量Ｘとの差が、直前に取得された画像を構成する画素の平均信号量以上ではないと判定した場合（Ｓ２２でＮＯ）、処理部３０は、積算画像の画像データを、記憶部４４に記憶する処理を行う（Ｓ２３）。また、処理部３０は、記憶部４４に記憶された積算画像の画像データに基づいて、表示信号を生成し、表示部４２に入力する処理を行ってもよい。そして、処理部３０は、処理を終了する。
【００５１】
第１実施形態に係る撮像装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５２】
撮像装置１００では、画像積算部３４が、複数の画像データに基づいて、複数の画像を積算した積算画像の画像データを生成し、判定部３６が積算画像の画像データに基づいて、撮像を行うか否かを判定し、制御部３８が判定部３６の判定結果に基づいて、撮像部１０を制御する。これにより、階調豊かな高画質な画像を容易に得ることができる。
【００５３】
例えば、１回の撮像で画像を得る場合には、検出器９の飽和限界（Ａ／Ｄ変換器のビット数）によって、各画素の階調が決まってしまう。検出器９のＡ／Ｄ変換器のビット数が８ビットの場合、各画素の階調は、２５６階調である。これに対し、撮像装置１００では、複数の画像を積算して積算画像を得ることができるため、検出器９の飽和限界によらず、各画素の階調を決めることができる。したがって、撮像装置１００では、例えば、画像ファイルフォーマットに応じて、積算画像を構成する各画素の信号量を設定することができる。画像ファイルフォーマットとして、１６ビットのＴＩＦＦ形式を用いた場合、各画素の階調は、６５５３６階調である。このように、撮像装置１００によれば、１回の撮像で画像を得る場合と比べて、階調豊かな高画質な画像を得ることができる。さらに、撮像装置１００によれば、積算画像を構成する各画素の信号量（輝度）が、所望の信号量（目標信号量）となるまで画像の積算を行うことができるため、高画質な画像を容易に得ることができる。
【００５４】
１．３．  変形例
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００５５】
（１）第１変形例
まず、第１変形例に係る撮像装置について図面を参照しながら説明する。図４は、第１変形例に係る撮像装置２００の構成を説明するための図である。以下、撮像装置２００において、撮像装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
撮像装置２００では、処理部３０は、図４に示すように、さらに、複数の画像間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部２１０を含んで構成されている。
【００５７】
位置ずれ量算出部２１０は、画像データ取得部３２が取得した複数の画像データに基づいて、画像間の位置ずれ量を算出する処理を行う。図５は、画像間の位置ずれを説明するための図である。図５（Ａ）は、基準となる１枚目に取得された画像Ａであり、図５（Ｂ）は、２枚目に取得された画像Ｂである。図５（Ｃ）は、画像Ａと画像Ｂを積算した積算画像Ａ＋Ｂである。図５（Ｃ）に示すように、画像Ａと画像Ｂとの間の位置ずれ量Ｇは、例えば、画像Ａと画像Ｂとの間の画像のずれの大きさおよびずれの方向で示される。
【００５８】
位置ずれ量算出部２１０は、画像間の相互相関を取ることで画像Ａと画像Ｂとの間の位置ずれ量Ｇを算出する処理を行う。
【００５９】
画像積算部３４は、位置ずれ量算出部２１０で算出された画像Ａと画像Ｂとの間の位置ずれ量Ｇに基づいて、画像Ａと画像Ｂとの間の位置ずれを補正して、積算画像の画像データを生成する処理を行う。
【００６０】
図６は、第１変形例に係る撮像装置２００の処理部３０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、図６において、図３と同じ処理には同じ符号を付しており、以下では、その説明を省略している。
【００６１】
図６に示すように、画像データ取得部３２が画像Ｂの画像データを取得する処理（Ｓ１７）を行った後に、位置ずれ量算出部２１０は、画像Ａと画像Ｂとの間の位置ずれ量を算出する処理を行う（Ｓ１７５）。そして、画像積算部３４は、位置ずれ量算出部２１０が算出した位置ずれ量に基づいて画像間の位置ずれを補正して画像Ａと画像Ｂとを積算し、積算画像Ａ＋Ｂの画像データを生成する処理を行う（Ｓ１８）。
【００６２】
第１変形例に係る撮像装置２００によれば、位置ずれ量算出部２１０が位置ずれ量を算出し、画像積算部３４が算出された位置ずれ量に基づいて、画像間の位置ずれを補正するため、画像間に位置ずれが生じることによる積算画像のぼけを抑えることができる。
【００６３】
（２）第２変形例
次に、第２変形例について説明する。上述した撮像装置１００の処理部３０の判定部３６は、積算画像を構成する画素の平均信号量と目標信号量との差に基づいて、撮像を行うか否かを判定する処理を行ったが、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素のうちのいずれかが上限の信号量に達しているか否かに基づいて、判定を行ってもよい。例えば、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素のいずれかの最大信号量（最大輝度）が、画像ファイルフォーマットの上限の信号量に達しているか否かに基づいて、撮像を行うか否かを判定する処理を行ってもよい。
【００６４】
具体的には、画像ファイルフォーマットが１６ビットのＴＩＦＦ形式である場合、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素において、信号量が６５５３５に達している画素がない場合に、撮像を行うと判定する。また、判定部３６は、積算画像を構成する複数の画素において、信号量が６５５３５に達している画素がある場合に、撮像を行わないと判定する。
【００６５】
なお、判定部３６の判定方法は、所望の画像を取得できる判定方法であれば、特に限定されない。
【００６６】
２．  第２実施形態
２．１．  撮像装置の構成
次に、第２実施形態に係る撮像装置の構成について図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る撮像装置３００の構成を説明するための図である。以下、撮像装置３００において、撮像装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
撮像装置３００では、撮像部１０は、図７に示すように、電子線ＥＢを走査する走査コイル３１０と、走査コイル駆動回路３１２を含んで構成されている。すなわち、撮像部１０は、電子線ＥＢで試料Ｓ上を走査して撮像を行う走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）であ
る。
【００６８】
走査コイル３１０は、照射レンズ３の後段に配置されている。走査コイル３１０は、照射レンズ３で細く絞られた電子線ＥＢ（微小プローブ）で試料Ｓ上を走査するための電磁コイルである。走査コイル３１０の励磁電流は、走査コイル駆動回路３１２から供給される。走査コイル駆動回路３１２は、制御部３８からの制御信号に基づいて、走査コイル３１０に励磁電流を供給する。撮像部１０が走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）である場合、上述した第１実施形態における露光時間は、走査時間に対応する。
【００６９】
なお、撮像装置３００の処理は、上述した撮像装置１００の処理を同様でありその説明を省略する。
【００７０】
撮像装置３００によれば、撮像装置１００と同様の作用効果を奏することができる。
【００７１】
なお、本発明は上述した各実施形態や各変形例に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００７２】
例えば、上述した実施形態および変形例では、撮像部１０が透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）である場合について説明したが、本発明に係る撮像装置の撮像部は特に限定されず、例えば、電子線やイオン線等の荷電粒子線、光やＸ線等の電磁波等を用いて撮像を行ってもよい。すなわち、撮像部は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、固体撮像素子等を有するデジタルカメラ等であってもよい。
【００７３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７４】
１…鏡筒、２…電子線源、３…照射レンズ、４…試料ホルダー、５…対物レンズ、６…中間レンズ、７…投影レンズ、８…シャッター、９…検出器、１０…撮像部、２３…照射レンズ駆動回路、２５…対物レンズ駆動回路、２６…中間レンズ駆動回路、２７…投影レンズ駆動回路、２８…シャッター駆動部、３０…処理部、３２…画像データ取得部、３４…画像積算部、３６…判定部、３８…制御部、４０…操作部、４２…表示部、４４…記憶部、４６…記録媒体、１００，２００…撮像装置、２１０…位置ずれ量算出部、３００…撮像装置、３１０…走査コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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