(57)【要約】【課題】  高感度の撮影であっても、撮像素子を強力に冷却することなしに、撮像素子の画素欠陥の影響の抑制された適切な画像を得る。【解決手段】  ＣＣＤ４２を第一の受光感度に設定したときのＣＣＤ４２についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、ＣＣＤ４２を第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときのＣＣＤ４２についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを欠陥メモリ６３に記憶させておく。欠陥補正回路６４は、ＣＣＤ４２による画像の撮像時におけるＣＣＤ４２に対する受光感度の設定に応じて通常欠陥情報若しくは高感度欠陥情報を用い、ＣＣＤ４２の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する第一の記憶手段と、
前記撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を記憶する第二の記憶手段と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、
を有することを特徴とする画像補正装置。
【請求項２】
前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報を取得する欠陥情報取得手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記撮像素子による画像の撮像時における撮像条件に基づき、前記補正の対象とする画素欠陥の程度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記補正の対象である画素の周囲に位置している画素であって画素欠陥を有していないものを前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報に基づいて特定し、特定された画素についての輝度情報に基づいて当該補正の対象である画素に対する補正を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項５】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する記憶手段と、
前記撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成する高感度欠陥情報予測手段と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、
を有することを特徴とする画像補正装置。
【請求項６】
前記第一の受光感度に設定した前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて前記通常欠陥情報を取得する通常欠陥情報取得手段を更に有することを特徴とする請求項５に記載の画像補正装置。
【請求項７】
前記高感度欠陥情報予測手段は、前記通常欠陥情報で画素欠陥の存在が示されている画素の周囲に位置している画素において、画素欠陥が生じるか否かを画素毎に予測して前記高感度欠陥情報を生成することを特徴とする請求項５に記載の画像補正装置。
【請求項８】
前記高感度欠陥情報予測手段は、前記通常欠陥情報のうちの画素欠陥の程度を画素毎に示す情報に基づいた予測によって前記高感度欠陥情報を生成することを特徴とする請求項５に記載の画像補正装置。
【請求項９】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させておき、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、
ことを特徴とする画像補正方法。
【請求項１０】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させておき、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、
ことを特徴とする画像補正方法。
【請求項１１】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させる処理と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１２】
撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させる処理と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理技術に関し、特に、顕微鏡用カメラなどに好適な高感度固体撮像装置によって撮像された画像の処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織や細胞上でタンパクや遺伝子等に蛍光標識を施し、タンパク、遺伝子等の肉眼での観察や写真撮影を可能にした蛍光顕微鏡が広く知られている。特に、近年では蛍光を微弱にしか発しない物質を電子カメラで撮影して数値解析をすることが求められており、そのためにはより高感度な電子カメラが必要となってきている。
【０００３】
電子カメラは、ＣＣＤ（Charge Coupled device ）等の固体撮像素子が被写体像を光電変換することによって撮像画像信号を得る。
図２６は、ＣＣＤ撮像素子の素子構造の一例を示す平面図である。
同図に示すＣＣＤ撮像素子では受光素子としてフォトダイオード２０１がマトリクス状に配置されている。フォトダイオード２０１間には縦列方向に複数本の垂直転送路２０２が配置され、また垂直転送路２０２の端部には横列方向に１本の水平転送路２０３が配置されている。
【０００４】
フォトタイオード２０１に蓄積された信号電荷は電荷移送パルスＴＧに従って垂直転送路２０２に読み出され、垂直転送路２０２内を同図における下方向へ転送される。
垂直転送路２０２を転送された信号電荷は水平転送路２０３へと転送され、更に、この水平転送路２０３を同図における左方向へ転送され、その後、電荷検出器２０４を介して、最終的には読み出しアンプ２０５により出力される。
【０００５】
垂直転送路２０２は、通常の転送においは水平転送路２０３により読み出される１水平期間毎に１回電荷を転送するが、高速排出時には、連続動作させることによって垂直転送路２０２中の電荷を排出させる。
図２７に示す断面図には、ＣＣＤ撮像素子の素子構造の一例として、縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン型ＣＣＤの構造が示されている。
【０００６】
同図において、ｎ型半導体基板３００は、接合の浅いＰウェルの第一領域３０１と接合の深いＰウェルの第二領域３０２とで形成されている。このうち、第一領域３０１の接合ｎ型領域が形成された領域部分はフォトダイオード、つまり光電変換領域（電荷蓄積部）３０３として機能する。
【０００７】
第二領域３０２には理込みチャネル３０４からなる垂直シフトレジスタ、すなわち転送電極３０５が形成され、その主面には絶縁層３０６を介して転送電極３０５が配置されている。理込みチャネル３０４及び光電変換領域３０３は高いｐ型不純物層からなるチャネルストップ領域３０７によって分離されており、光電変換領域３０３とそれに対応する埋込みチヤネル３０４との間にはトランスファーゲート（ＴＧ）領域３０８が配置されている。また、光電変換領域３０３以外の領域は金属層３０９によって遮光されている。
【０００８】
Ｎ型半導体基板３００とＰウェルである第一領域３０１及び第二領域３０２との接合には逆バイアス電圧である基板バイアス電圧ＶＳＵＢ３１１を印加して、光電変換領域３０３直下のＰウェルの第一領域３０１を完全に空乏化（空乏層化）することにより、ブルーミングの抑制がされる。なお、ブルーミンクとは、強い光が画素に入射した場合に、その画素が飽和して信号電荷があふれてしまうことにより隣接画素や信号線、垂直転送路等に入り込み、その画像の周囲にあたかも花が咲いたような白い部分が広がってしまう現象である。
【０００９】
このＣＣＤ撮像素子の感度を向上させるためには、フォトダイオードの光電変換効率の向上が最も有効な手段である。
フォトダイオードに入射した光はフォトダイオードにより光電変換されて信号電荷が生成される。ここで、短波長の光はフォトダイオード内での減衰が大きいので受光面（半導体基板表面）から比較的浅い部分で光電変換される。一方、長波長の光は減衰が少ないので、フォトダイオードの受光面から比較的深い部分まで到達し、その深い部分においても光電変換される。
【００１０】
図２８はフォトダイオードの受光面からの深さ方向におけるポテンシャルの変化をグラフで示したものである。同図中、縦軸がポテンシャルを表し、横軸が半導体基板表面からの深さを表している。
前述のように、光電変換は半導体基板の種々の深さで行われるが、図２８（ａ）に示すように、オーバーフローバリアＯＦＢより浅い部分で生成された信号電荷はフォトダイオードに蓄積され、蓄積されたこの信号電荷が垂直転送路へ移送されて転送されることになる。その一方、オーバーフローバリアＯＦＢより深い部分で生成された信号電荷は、フォトダイオードには蓄積されず、ｎ型半導体基板３００へと掃き出されてしまう。
【００１１】
従って、オーバーフローバリアＯＦＢをより深い位置に形成するようにすれば、それだけフォトダイオードにおける深い部分で生成される信号電荷の利用が促進されるので、全体として光電変換効率が向上し、結果としてＣＣＤ撮像装置の感度が向上する。
このオーバーフローバリアＯＦＢを深くするためには、前述した基板バイアス電圧ＶＳＵＢを低下させるという手法がある。基板バイアス電圧ＶＳＵＢを低下させると、ポテンシャルの曲線は例えば図２８（ａ）に示すものから図２８（ｂ）に示すものへと変化し、オーバーフローバリアＯＦＢが半導体基板のより深い位置に形成されるようになるので、ＣＣＤ撮像装置の感度が向上する。
【００１２】
ところで、例えば特許文献１にも開示されているように、昨今のＣＣＤ撮像素子は、光電変換や、信号電荷の蓄積、転送及び検出などを円滑に行うために、ＣＣＤ撮像素子の内部で半導体基板のバイアス用の電圧（以下、「基板内部電圧」とも称することとする）が供給されている。
【００１３】
図２９はこの種の固体撮像装置および基板バイアス発生回路の構成例を示している。
基板バイアス発生回路２００は電圧分割用の抵抗Ｒ１及びＲ２を有している。抵抗Ｒ１の一端は電源線ＶＣＣに接続され、その他端は抵抗Ｒ２の一端に接続されている。また、抵抗Ｒ２の他端は接地線ＧＮＤに接続されている。
【００１４】
抵抗Ｒ１及びＲ２の直列接続点にはトランジスタＴＲ１のベースが接続されており、これらによって内部ＶＳＵＢ電圧発生回路２０６を構成している。基板内部電圧ＶＳＵＢはこのトランジスタＴＲ１のエミッタから引き出されており、前述したフォトダイオード、垂直転送路、水平転送路２０３、電荷検出部２０４などを配置した半導体基板へ供給される。
【００１５】
また、電圧分割用の抵抗Ｒ１及びＲ２の直列接続点には基板バイアス端子ＣＳＵＢも設けられている。基板バイアス端子ＣＳＵＢには外付け用の抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴＲ２のコレクタが接続されている。トランジスタＴＲ２のエミッタは接地線ＧＮＤに接続されており、ベースには電流制限用の抵抗Ｒ４を介して端子ＶＳＵＢＣｏｎｔが設けられている。
【００１６】
ここで、端子ＶＳＵＢＣｏｎｔの電位をＨとしてトランジスタＴＲ２をオンにすると、それまで抵抗Ｒ２を流れていた電流の一部が抵抗Ｒ３を流れるようになり、その結果として基板バイアス端子ＣＳＵＢの電位が低下する。すると、基板内部電圧ＶＳＵＢも低下するので前述したようにオーバーフローバリアＯＦＢが半導体基板のより深い位置に形成されるようになり、ＣＣＤ撮像素子の感度が向上する。
【００１７】
また、従来の電子カメラでは、ＣＣＤの製造過程中における種々の要因により発生する白点キズ等の欠陥の位置情報をカメラ内に配殺されるＲＯＭ等記憶部に記憶させておき、その位置情報を必要に応じて随時参照することによってその欠陥の位置を確認できるようにしている。そして、このような白点キズ等の欠陥に起因する固定パターンノイズ（以下、「白点ノイズ」又は「画素欠陥」などとも称することとする）に対し、図３０に示すように、画像欠陥を生じさせる画素（以下、欠陥画素という）の信号Ｂに隣接した垂直方向の正常画素の信号Ｃ１、Ｃ３、あるいは水平方向の正常画素の信号Ｃ２、Ｃ４などで置き換えて画素欠陥を補正する画像補間処理が施されるのが一般的である。
【００１８】
この画素欠陥には、暗電流（半導体基板のバイアス用の電圧の印加によって流れる電流）に起因する露光時間（露出時間）や、温度に依存性のある白点ノイズが多く含まれることが知られている。図３１（ａ）に例示するように、白点ノイズの出力信号は露光時間が長くなるほど増大する傾向にある。また、図３１（ｂ）に例示するように、白点ノイズの出力信号はＣＣＤの温度が高くなるほど増大する傾向にある。
【００１９】
この他、北極圏や南極圏を空路でカメラを搬送した場合に、宇宙線の影響により新たに画素欠陥の発生する場合のあることが知られており、例えば特許文献２には、このような後発的に発生する画素欠陥を補正するために、新たに生じた撮像素子の画素欠陥を点検してこれを補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２２１２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
前述したように、基板内部電圧ＶＳＵＢを低下させるとオーバーフローバリアＯＦＢが半導体基板のより深い位置に形成されるようになってフォトダイオードの光電変換効率は向上する。しかしながら、図２８（ｂ）を参照すると分かるように、基板内部電圧ＶＳＵＢを低下させるとポテンシャルが高くなるのでフォトダイオードにおける信号電荷の蓄積容量が増大する。ここで、被写体が明るい場合を想定すると、多量の信号電荷がフォトダイオードに蓄積するため、余剰電荷が半導体基板に掃き捨てきれなくなってしまい、その結果として前述したブルーミングが発生し易くなってしまう。
【００２１】
蛍光顕微鏡での撮影は微弱光を対象とするので、多くの場合でこのようなブルーミング現象が問題となることはない。しかし、暗電流に起因する露光時間や温度に依存性のある白点ノイズがある場合には白点ノイズの増大によりブルーミング現象が発生してしまい、従来の４点の隣接画素に基づいた補間の手法では補正できないことがある。
【００２２】
ここで、図３１（ｂ）から明らかなように、ＣＣＤの温度が低くなるほど白点ノイズの出力信号は低減する傾向にある。白点ノイズが低減すればブルーミング現象を防止することが可能である。
ＣＣＤの温度を低くするためにはＣＣＤ撮像素子を冷却することが有効な手段である。しかし、ベルチェ素子などの冷却素子を冷却のためにカメラに追加することはコストの上昇を招いてしまう。
【００２３】
また、白点ノイズがブルーミング現象を完全に引き起こさなくするためには、露光時間を長くして使用することを考慮すると、−３０℃程度にまで強力に冷却する必要があるのだが、このような冷却においては結露防止の密閉構造等が必要となるため、カメラが更に高価なものとなってしまう。
【００２４】
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、高感度の撮影であっても、撮像素子を強力に冷却することなしに、撮像素子の画素欠陥の影響の抑制された適切な画像を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の態様のひとつである画像補正装置は、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する第一の記憶手段と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を記憶する第二の記憶手段と、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、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が解決される。
【００２６】
なお、上述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報を取得する欠陥情報取得手段を更に有するようにしてもよい。
なお、このとき、当該通常欠陥情報は、当該第一の受光感度に設定した当該撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該欠陥情報取得手段により取得された情報であり、当該高感度欠陥情報は、当該通常欠陥情報に基づいた予測によって得られた情報であるとしてもよい。
【００２７】
また、このとき、当該高感度欠陥情報は、当該通常欠陥情報で画素欠陥の存在が示されている画素の周囲に位置している画素において、画素欠陥が生じるか否かを画素毎に予測して得られた情報を有するようにしてもよい。
なお、当該高感度欠陥情報は、当該通常欠陥情報のうちの画素欠陥の程度を画素毎に示す情報に基づいた予測によって得られた情報であるとしてもよい。
【００２８】
なお、このとき、当該通常欠陥情報における画素欠陥の程度を示す情報は、当該画素欠陥の程度に応じて段階的にランク分けがされており、当該高感度欠陥情報は、画素欠陥の程度を示す当該ランクに基づいた予測によって得られた情報であるとしてもよい。
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該通常欠陥情報と当該高感度欠陥情報との両者間における同一の画素についての画素欠陥に関する情報の重複を解消する重複解消手段を更に有するようにしてもよい。
【００２９】
また、当該欠陥情報取得手段によって新たに取得された情報に基づいて、当該第一の記憶手段若しくは当該第二の記憶手段に記憶されている情報を更新する欠陥情報更新手段を更に有するようにしてもよい。
なお、このとき、当該撮像素子を所定の温度に保持する恒温手段を更に有するようにしてもよい。
【００３０】
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該補正手段は、当該撮像素子による画像の撮像時における撮像条件に基づき、当該補正の対象とする画素欠陥の程度を決定するようにしてもよい。
なお、このとき、当該撮像条件は当該撮像時における露出時間であるとしてもよい。
【００３１】
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該補正手段は、当該補正の対象である画素の周囲に位置している画素であって画素欠陥を有していないものを当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報に基づいて特定し、特定された画素についての輝度情報に基づいて当該補正の対象である画素に対する補正を施すようにしてもよい。
【００３２】
なお、このとき、当該通常欠陥情報及び当該高感度欠陥情報は、当該補正の対象である画素と当該補正の基礎とする当該輝度情報を得る画素との位置関係を特定する位置関係情報を有し、当該補正手段は、当該位置関係情報によって特定される画素についての輝度情報に基づいて当該補正の対象である画素に対する補正を施すようにしてもよい。
【００３３】
また、このとき、当該撮像素子は、ベイヤ配列を利用したカラー画像の撮像を行い、当該位置関係情報は、当該位置関係を、予め複数定義されている位置関係パターンからの選択によって特定し、当該位置関係パターンは、当該カラー画像における緑色成分を取得する画素についてのものと、赤色成分若しくは青色成分を取得する画素についてのものとで異なるものが定義されているものであってもよい。
【００３４】
また、当該通常欠陥情報は、当該第一の受光感度に設定した当該撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該欠陥情報取得手段により取得された情報であり、当該高感度欠陥情報は、当該第二の受光感度に設定した当該撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該欠陥情報取得手段により取得された情報であるとしてもよい。
【００３５】
本発明の別の態様のひとつである画像補正装置は、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する記憶手段と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、当該通常欠陥情報に基づいた予測によって生成する高感度欠陥情報予測手段と、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、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が解決される。
【００３６】
なお、上述した本発明に係る画像補正装置において、当該第一の受光感度に設定した当該撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該通常欠陥情報を取得する通常欠陥情報取得手段を更に有するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該高感度欠陥情報予測手段は、当該通常欠陥情報で画素欠陥の存在が示されている画素の周囲に位置している画素において、画素欠陥が生じるか否かを画素毎に予測して当該高感度欠陥情報を生成するようにしてもよい。
【００３７】
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該高感度欠陥情報予測手段は、当該通常欠陥情報のうちの画素欠陥の程度を画素毎に示す情報に基づいた予測によって当該高感度欠陥情報を生成するようにしてもよい。
なお、このとき、当該通常欠陥情報における画素毎の画素欠陥の程度を示す情報は、当該画素欠陥の程度に応じて段階的にランク分けがされており、当該高感度欠陥情報予測手段は、画素欠陥の程度を示す当該ランクに基づいた予測によって当該高感度欠陥情報を生成するようにしてもよい。
【００３８】
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該補正手段は、当該撮像素子による画像の撮像時における撮像条件に基づき、当該補正の対象とする画素欠陥の程度を決定するようにしてもよい。
なお、このとき、当該撮像条件は当該撮像時における露出時間であるとしてもよい。
【００３９】
本発明の更なる別の態様のひとつである画素欠陥の補正方法は、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させておき、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、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が解決される。
【００４０】
本発明の更なる別の態様のひとつである画素欠陥の補正方法は、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させておき、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、当該通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、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が解決される。
【００４１】
また、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させる処理と、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、このプログラムをコンピュータで実行させることによって前述した課題が解決される。
【００４２】
また、撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させる処理と、当該撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、当該通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、このプログラムをコンピュータで実行させることによって前述した課題が解決される。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は、以上のような特徴を有することにより、高感度の撮影であっても、撮像素子を強力に冷却することなしに、適切な画像を得ることができるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示している。この顕微鏡システムは主に蛍光観察を行うための構成を示している。
図１に示す顕微鏡システムには、照明系として落射照明光学系１２が備えられている。落射照明光学系１２には、落射照明用光源２１が備えられている。落射照明光学系１２と観察光路Ｓとの交わる位置にはダイクロイックミラー３２が配置されている。
【００４５】
観察光路Ｓ上には、観察の対象となる標本を載せる試料ステージ２６、複数装着されている対物レンズ２７のうちの一つを回転動作で選択して観察光路Ｓ上に位置させるためのレボルバ２８、観察光路Ｓ上のダイクロイックミラー３２を切り換えるためのキューブユニット３０、及び、観察光路Ｓを観察光路Ｓ’と観察光路Ｓ”とに分岐するビームスプリッタ３１が配置されている。なお、ビームスプリッタ３１は、三眼鏡筒ユニット５内に配置されている。
【００４６】
ビームスプリッタ３１で手前に折り曲げられた観察光路Ｓ’上には、接眼レンズ６ａを有する接眼レンズユニット６が配置されている。一方、ビームスプリッタ３１を透過した観察光路Ｓ”上には、結像レンズユニット１００及び電子カメラ３６が顕微鏡本体１に据え付けられて配置されている。電子カメラ３６内には撮像素子４２が配置されており、対物レンズ２７からの光像は、結像レンズユニット１００内の結像レンズ１００ａによって撮像素子４２の撮像面に結像する。
【００４７】
レボルバ２８、キューブユニット３０、及びビームスプリッタ３１はそれぞれ電動化されており、顕微鏡駆動回路３７からの各駆動信号に従い、不図示の各モータによって駆動される。
顕微鏡コントロール部４１はこの顕微鏡システム全体の動作を制御するものであり、落射照明用光源２１、顕微鏡駆動回路３７、及び電子カメラ３６が接続されている。顕微鏡コントロール部４１は、電子カメラ３６での撮像条件等を決定するＣＰＵ６０（後述）に従い、落射照明用光源２１の調光を行うと共に、顕微鏡駆動回路３７に対して制御指示を行う。更に、顕微鏡コントロール部４１は、落射照明用光源２１に対する制御状態、顕微鏡駆動回路３７に対する制御状態を電子カメラ３６ヘフィードバックする。
【００４８】
図２は、図１に示した顕微鏡システムに用いられる電子カメラ３６の構成を示すブロック図である。この電子カメラ３６には、顕微鏡コントロール部４１を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装置）６０が備えられている。また、電子カメラ３６に備えられている撮像素子４２はカラー画像あるいは白黒画像を撮像するものであり、観察光路Ｓ”上に配置されている。
【００４９】
ＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、単に「ＣＣＤ」と称することとする）４２は、図１に示した顕微鏡システムにより拡大される標本３の観察像を撮像して光電変換する。
ＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）回路４３は、ＣＣＤ４２の出力信号から画像信号成分を抽出する。
【００５０】
増幅器（ＡＭＰ）４４は、ＣＤＳ回路４３の出力信号レベルを所定の値に調整するためのＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）回路等を含む信号レベル制御手段である。
Ａ／Ｄ変換器４５は、ＡＭＰ４４から出力されるアナログ信号をデジタル信号へと変換する。なお、本実施形態においては、ＣＣＤ４２で撮像された画像における各画素の輝度値を４０９６階調（１２ｂｉｔ）で表現するものとする。
【００５１】
画像メモリ４６はＡ／Ｄ変換器４５から出力されるデジタル信号を記憶する。
メモリコントローラ５５は画像メモリ４６を制御する。
遮光もれ検出回路５２は、画像メモリ４６から読み出された画像信号に基づいてＣＣＤ４２の遮光状態を確認する。
【００５２】
欠陥検出回路６２はＣＣＤ４２に存在する欠陥画素の検出を行う。
欠陥メモリ６３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read only Memory）等からなり、ＣＣＤ４２に存在する欠陥画素のアドレスなどの欠陥情報が予め記憶される。
【００５３】
欠陥補正回路６４はＣＣＤ４２に存在する欠陥画素を他の画像信号に基づいて補正する。
画像信号処理回路５１は、欠陥補正回路６４により欠陥補正された画像信号に対してγ補正やエッジ強調等の画像処理を施す。
【００５４】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）５９は、画像信号を表示可能な形態に処理する信号処理回路を含み、画像信号で表現されている画像を表示する表示手段である。
ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access memory）５６は、画像信号を一時的に記憶するメモリ等からなるカメラ内蔵記憶手段である。
【００５５】
圧縮伸張回路５７は、画像信号に対して圧縮処理及び伸張処理を施す。
記録媒体５８は例えばメモリカードであり、画像信号を保存する。
操作部６１は、撮影時にＡＦ（Auto Focus：自動合焦）動作を開始させると共に、露光動作を開始させるトリガー信号を発生させ得るトリガースイッチ、キューブユニット３０の回転動作スイッチ等からなる複数のスイッチである。
【００５６】
温度センサ４７は、ＣＣＤ４２の温度状態を検出する温度検出手段である。
冷却素子５０はＣＣＤ４２を冷却するものであり、例えばペルチェ素子である。
タイミングジェネレータ（ＴＧ）５３は、ＣＣＤ４２の駆動パルス等の同期信号を発生させる。
【００５７】
シグナルジェネレータ（ＳＧ）５４は、ＴＧ５３へ同期信号を供給する。
ＳＵＢパルス重畳回路４９は、ＣＣＤ４２の内部電圧にクランプされたＳＵＢパルスをＣＣＤ４２へ入力させる回路であり、例えば図２９に示した回路である。
ＣＣＤＳＵＢ電圧切り換え回路４８は、基板内部電圧ＶＳＵＢの切り替えを行う回路であり、例えば図２９に示した回路である。
【００５８】
以上の電子カメラ３６の各構成要素は、制御手段であるＣＰＵ６０に電気的に接続されており、図１に示した顕微鏡システム全体はこのＣＰＵ６０によって統括的に制御されている。ここで、特に、ＣＣＤ４２は、ＳＵＢ電圧重畳回路４９等からの出力によって制御される電子シャッタ機能（手段）を有しており、これにより露光時間の制御を行うことができる。
【００５９】
次に、このような構成を有する顕微鏡システムの動作を説明する。なお、ここでは撮影時に行われる動作のうち、本発明に関わる部分のみを説明する。
前述したように、図１における顕微鏡システムでは、ＣＰＵ６０が全ての制御を統括的に行っている。
【００６０】
蛍光観察法では、落射照明光学系１２より発せられた光がキューブユニット３０内の蛍光キューブにより分光され、対物レンズ２７を通って縮小されて標本３を照射する。標本３はこの照射された光によって微弱な蛍光を生じ、この蛍光が対物レンズ２７を通って拡大されキューブユニット３０内の蛍光キューブによって前述の分光とは異なる波長で分光され、ＣＣＤ４２を照射する。
【００６１】
ＣＣＤ４２ではＴＧ５３による駆動制御の下で露光（電荷蓄積）及び信号の読み出しがされる。読み出された信号からＣＤＳ回路４３によって画像信号成分が抽出され、ＡＭＰ４４において出力信号が所定のレベルに調整され、Ａ／Ｄ変換器４５によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号に変換された画像信号は、画像メモリ４６に一時的に記憶される。
【００６２】
画像メモリ４６に記憶された画像信号は欠陥補正回路６４に入力され、ＣＣＤ４２に存在する欠陥画素のアドレスが記憶されている欠陥メモリ６３の記憶内容に基づいて欠陥画素に相当する部分が補正される。
欠陥補正回路６４で欠陥画素が補正された画像信号は、画像信号処理回路５１によってγ補正、エッジ強調等の画像処理が施された後、ＬＣＤ５９へ入力され、標本３の蛍光画像の再生表示処理がなされる。
【００６３】
以上が図１及び図２に構成を示した顕微鏡システムの撮影及び画像表示の動作である。
なお、ＣＣＤ４２の駆動制御は、ＴＧ５３から出力される各種駆動信号（垂直駆動パルス、水平駆動パルス、基板内部電圧ＶＳＵＢ等）によって行われ、ＣＣＤ４２としては、例えばインターライン型で縦型オーバーフロードレイン（ＶＯＦＤ）構造の撮像素子を用いる。
【００６４】
ＣＣＤ４２の平面図と断面構造については、図２６及び図２７に示したので省略する。ここで、前述したように、基板内部電圧ＶＳＵＢは光電変換素子であるフォトダイオード（ＰＤ）の最大電荷蓄積レベル（オーバーフローレベル：ＯＦＬ）を決定するための基板バイアス電圧であるが、このＶＳＵＢに大きな値のパルス（ＶＳＵＢパルス）を重畳すると、各ＰＤの電荷を基板に排出して蓄積電荷をリセットすることができる。
【００６５】
図２８（ｂ）に示したように、基板内部電圧ＶＳＵＢの値を通常よりも小さくすることによって通常よりも深い部分にオーバーフローバリアＯＦＢが形成され、ＣＣＤ４２の感度が向上する。そこで、以降の説明においては、基板内部電圧ＶＳＵＢの値が通常の場合をノーマルモードと称し、基板内部電圧ＶＳＵＢの値を小さくした場合を高感度モードと称することとする。電子カメラ３６では、ＣＣＤ４２の感度を通常の感度（以下、「通常感度」と称することとする）とするノーマルモードと、感度を向上させた高感度モードとの設定が可能である。
【００６６】
ＣＣＤ４２におけるＳＵＢ電圧切り換え回路４８及びＳＵＢパルス重畳回路４９の構成については、先に説明した図２９に示したものと同様とする。
次に、初期状態、すなわち工場出荷前において行われる、ＣＣＤ４２の欠陥情報の欠陥メモリ６３への記憶について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この処理は、欠陥検出回路５２と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現される。
【００６７】
まず、Ｓ１０１において、図１に示す顕微鏡システムに対し、欠陥情報を検出する際の撮影条件の設定がＣＰＵ６０によって行われる。具体的には、この設定は、冷却素子５０によるＣＣＤ４２の冷却をオフとし、ＣＣＤ４２の感度設定を前述したノーマルモードとし、露出時間を８秒（以下、「８ｓ」と示す）に設定し、顕微鏡システムのヒームスプリッタ３１を移動させて電子カメラ３６を遮光状態にする。
【００６８】
なお、ここで、ＣＣＤ４２の冷却をオフとしてＣＣＤ４２の温度を上昇させるのは、画素欠陥を発生させやすくするためであり、理論上、より長い露出時間に対応した画素欠陥を発生させるためである。
次に、Ｓ１０２において、Ｓ１０１で設定された撮影条件の下で遮光画像を撮影する処理を電子カメラ３６に行わせる。
【００６９】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で撮影した遮光画像の各画素の輝度値を図４に示した表の閾値と比較し、画素欠陥の検出、及び検出された画素欠陥の程度をランク分けする。
図４に例示する表においては、輝度値が４０９６階調における６４以上の画素は、遮光画像であるにも拘わらず、ある程度の明るさを示しているため、欠陥画素であると判定される。また、例えば輝度値が４０９６階調における１０００であった画素は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ、Ｃ、及びＤと示される６段階の欠陥のランクのうち、Ａ３の画素欠陥とランク分けされる。
【００７０】
Ｓ１０４では、Ｓ１０３で検出された欠陥画素について、画像上の位置を示すアドレス及び欠陥のランクを欠陥メモリ６３に記憶させる。この記憶情報は通常欠陥情報である。
Ｓ１０５では、欠陥メモリ６３に記憶させた欠陥画素のうち、欠陥の程度が特に不良である、欠陥のランクがＡ１、Ａ２、またはＡ３であるものについては、高感度モードで電子カメラ３６を動作させたときにはその周囲に位置している画素にも画素欠陥が発生すると予測し、中心の欠陥画素について判定された欠陥のランクに応じて選択されるそれらの画素を高感度モード時での画素欠陥（以下、「高感度欠陥」と称することとする）が発生する画素とする。
【００７１】
このＳ１０５の処理について、図５を用いて更に説明する。
図５（ａ）に例示する予測表では、ノーマルモードで検出された欠陥画素の欠陥のランクがＡ１である場合には、その欠陥画素を取り囲む８つの隣接画素の全てに高感度欠陥が発生すると予測し、更に、この欠陥ランクＡ１の画素の隣接画素の各々に対してＨ１、Ｈ２、またはＨ３のランク分けを図５（ｂ）に示すような位置関係で施す。
【００７２】
以下、同様に、ノーマルモードで欠陥ランクがＡ２と検出された欠陥画素については、図５（ａ）の表より、その欠陥画素の上下左右の隣接画素に高感度欠陥が発生すると予測し、これらに対してＨ２、またはＨ３のランク分けを図５（ｃ）に示すような位置関係で施す。また、欠陥ランクがＡ３と検出された欠陥画素については、図５（ａ）の表より、その欠陥画素の上下の隣接画素に高感度欠陥が発生すると予測し、これらに対してＨ３のランク分けを図５（ｄ）に示すように施す。
【００７３】
Ｓ１０６では、Ｓ１０５で予測された高感度欠陥の発生する画素の画像上の位置を示すアドレス（このアドレスは高感度欠陥情報である）と、Ｓ１０４で欠陥メモリ６３に記憶させた欠陥画素についてのアドレスとを比較してアドレスの重複を調べ、重複がある場合、すなわち同一の画素に対して２つの欠陥ランク分けがなされた場合には、ノーマルモードでランク分けされた欠陥ランクを優先して残すようにし、欠陥情報の重複を解消する。
【００７４】
但し、このとき、アドレスの重複した画素のノーマルモードでのランク分けがＤ、すなわち比較的軽度の画素欠陥と評価されていた画素については、欠陥ランクをＣに変更してその画素欠陥の評価を高めるようにする。なお、この評価の変更は行わなくてもよい。
Ｓ１０７において、高感度欠陥が発生すると予測された画素のうち上述したアドレスの重複していなかったものについて、そのアドレスと高感度欠陥における欠陥のランクとを欠陥メモリ６３に記憶させる。
【００７５】
Ｓ１０８では、欠陥メモリ６３に欠陥情報が記憶された欠陥画素の各々について、欠陥画素の隣接状態を調べ、Ｓ１０９において、その隣接状態を示す隣接情報を各欠陥画素に対応付けて欠陥メモリ６３に更に記憶させる。
欠陥メモリ６３に記憶される欠陥情報の例を図６に示す。
【００７６】
図６に例示した表は、Ｓ１０３において、アドレス（１００，１００）に位置する画素がランクＢの欠陥画素として検出され、更にアドレス（１５０，１５０）に位置する画素がランクＡ２の欠陥画素として検出された例である。
この場合、Ｓ１０５において、ランクＡ２の欠陥画素に基づく高感度欠陥（図５（ｃ）参照）が検出される。すなわち、アドレス（１５０，１４９）に位置する画素がランクＨ２の欠陥として、アドレス（１４９，１５０）に位置する画素がランクＨ３の欠陥として、アドレス（１５１，１５０）に位置する画素がランクＨ３の欠陥として、また、アドレス（１５０，１５１）に位置する画素がランクＨ２の欠陥として、それぞれ検出される。
【００７７】
また、このとき、Ｓ１０８において、欠陥画素のうち高感度欠陥でないもの、すなわちノーマルモードでランク分けされた欠陥ランク（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が付されている欠陥画素についての隣接情報（ノーマル隣接欠陥情報）と、高感度欠陥によるものを含む全ての欠陥画素についての隣接情報（高感度隣接欠陥情報）とが調べられる。
【００７８】
図６に例示した表では、具体的に示されている６つの画素のうち、アドレス（１００，１００）に位置するランクＢの欠陥画素と、アドレス（１５０，１５０）に位置するランクＡ２の欠陥画素とについて、その欠陥画素を取り囲む８つの隣接画素のうちノーマルモードでランク分けされた欠陥ランクの付されている画素が存在するかどうかがまず調べられる。この例では、どちらの欠陥画素の隣接画素にもこのような欠陥ランクの付されているものが存在しないので、このことを８ビットの２進数で示すノーマル隣接欠陥情報は、どちらも「００００００００」となる。
【００７９】
ここで、欠陥情報は、各ビットの桁が欠陥画素を中心とした隣接画素の位置を示しており、上位桁から順に、左上、上、右上、左横、右横、左下、下、右下の位置を示している。また、各桁の値が「１」であるときにはその桁で示される位置に欠陥画素が存在することを示し、各桁の値が「１」であるときにはその桁で示される位置に欠陥画素が存在しないことを示している。
【００８０】
なお、図６において、欠陥ランクがＨ２またはＨ３とされている４つの欠陥画素については、隣接画素の欠陥ランクに拘わらずノーマル隣接欠陥情報を「００００００００」とする。
続いて、図６に例示した表に示されている画素の全てについて、その欠陥画素を取り囲む８つの隣接画素のうち、高感度欠陥を含む何らかの欠陥ランクの付されている画素が存在するかどうかが調べられる。
【００８１】
例えば、図６におけるアドレス（１５０，１５０）に位置するランクＡ２の欠陥画素については、その上の隣接画素であるアドレス（１５０，１４９）に位置する画素が欠陥ランクＨ２の欠陥画素であり、その左横の隣接画素であるアドレス（１４９，１５０）に位置する画素が欠陥ランクＨ３の欠陥画素であり、その右横の隣接画素であるアドレス（１５１，１５０）に位置する画素が欠陥ランクＨ３の欠陥画素であり、その下の隣接画素であるアドレス（１５０，１５１）に位置する画素が欠陥ランクＨ２の欠陥画素であるから、このことを８ビットの２進数で示す高感度隣接欠陥情報は、「０１０１１０１０」となる。
【００８２】
以上の処理により、ＣＣＤ４２の欠陥情報が欠陥メモリ６３へ工場出荷前に記憶される。その後、図１に示す顕微鏡システムを使用して実際に標本３の画像撮影を行う際には、欠陥補正回路６４が、この欠陥情報と図７に示されている表とに基づき、補正対象とする欠陥画素の選択とその補正とを行う。
【００８３】
図７に例示する表は、ランク分けされている欠陥画素のうち、どのランクのものに対してまでを対象として補正を行うのかをＣＣＤ４２に対する感度設定と撮影条件（本実施形態においては画像撮像時における露出時間）とに基づいて選択するためのものである。
この表によれば、電子カメラ３６がノーマルモードに設定されているときは、露出時間が２秒以内の場合には欠陥ランクがＡ１、Ａ２、若しくはＡ３とランク分けされている欠陥画素の補正を行う。一方、露出時間が２秒を超えて８秒以内の場合には、露出時間の長時間化による白点ノイズの増加を考慮し、Ａ１〜Ａ３に加えて更にＢの欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行う。以下、同様に、露出時間が８秒を超えて３２秒以内の場合には、Ａ１〜Ａ３及びＢに加えて更にＣの欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行い、露出時間が３２秒を超える場合には、Ａ１〜Ａ３、Ｂ、及びＣに加えて更にＤの欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行う。
【００８４】
また、この表において、電子カメラ３６が高感度モードに設定されているときは、上述したノーマルモードと同様の欠陥画素の補正に加え、露出時間が２秒を超えて８秒以内の場合には、高感度モードでの撮影による白点ノイズの増加を考慮し、更にＨ１の欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行い、以下、同様に、露出時間が８秒を超えて３２秒以内の場合には、Ｈ１に加えて更にＨ２の欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行い、露出時間が３２秒を超える場合には、Ｈ１及びＨ２に加えて更にＨ３の欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素の補正を行う。
【００８５】
なお、欠陥画素の補正の手法は、以下のようにして行われる。
まず、上述したようにして決定された補正対象の欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素についての欠陥情報（図６）を欠陥メモリ６３から取得する。ここで、ＣＣＤ４２の感度の設定（電子カメラ３６に対してノーマルモード・高感度モードのいずれの設定がされているか）を判定し、ノーマルモードの設定がされているのであれば補正対象の欠陥画素についてのノーマル隣接欠陥情報を参照し、高感度モードの設定がされているのであれば補正対象の欠陥画素についての高感度隣接欠陥情報を参照する。そして、参照中の隣接欠陥情報に基づき、補正対象の欠陥画素を取り囲む周囲８個の隣接画素のうち欠陥画素でない全ての正常な画素（画素欠陥を有していない画素）についての輝度値を標本３の撮影画像データから取得し、その加算平均を算出する。この算出結果を補正対象の欠陥画素についての補正値とする。
【００８６】
なお、この欠陥画素の補正の手法は、例えば補正対象画素と各隣接画素との位置関係に基づいた加重平均を補正結果とする等、他の手法を採用してもよい。
ここで図８について説明する。同図は、欠陥補正処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、欠陥補正回路６４と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現され、標本３の撮影画像データが画像メモリ４６から欠陥補正回路６４へと送られてくると開始される。
【００８７】
まず、Ｓ１５１では、ＣＣＤ４２の感度の設定内容と撮影時における露出時間の設定内容とを示す情報をＣＰＵ６０から取得する処理が行われる。
Ｓ１５２では、補正対象とする欠陥ランクの決定に用いられる表（図７に例示した表）が参照され、その表において前ステップの処理によって取得した情報に対応付けられている、補正対象とする欠陥画素の欠陥ランクを決定する処理が行われる。なお、この表は、欠陥補正回路６４自身若しくはＣＰＵ６０に予め用意されている。
【００８８】
Ｓ１５３では、前ステップの処理によって決定された欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素についての欠陥情報を欠陥メモリ６３から取得する処理が行われる。
Ｓ１５４では、前ステップの処理によって取得された欠陥情報に示されている補正対象の欠陥画素についての隣接欠陥情報であって、ＣＣＤ４２の感度の設定内容に対応するもの（ノーマル隣接欠陥情報若しくは高感度隣接欠陥情報のいずれか）を参照する処理が行われ、続くＳ１５５において、参照中の隣接欠陥情報によって判明する補正対象の欠陥画素を取り囲む隣接画素のうち欠陥画素でないものについての輝度値を標本３の撮影画像データから取得し、前述した手法等により、補正対象の欠陥画素の補正値をその輝度値に基づいて算出する処理が行われる。
【００８９】
Ｓ１５６では、Ｓ１５２の処理によって決定された欠陥ランクにランク分けされている全ての補正対象の欠陥画素について補正値を得たか否かを判定する処理が行われ、全ての補正値を得た（判定結果がＹｅｓ）ならばこの欠陥補正処理を終了する。一方、補正対象の欠陥画素のうち補正値を得ていないものが残されている（判定結果がＹｅｓ）ならば、Ｓ１５４へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。
【００９０】
以上のようにして、欠陥画素の補正が行われる。
次に、後発的に発生する画索欠陥の検出について説明する。
本実施形態に係る電子カメラ３６は、工場出荷後の、ユーザの元等で後発的に発生する画素欠陥を新たに検出し、検出された画素欠陥についての欠陥情報を欠陥メモリ６３へ追加する機能を搭載している。このような後発画素欠陥の検出時には、生産時の画素欠陥とは異なり、各ユーザの使用環境を幅広く想定する必要がある。ＣＣＤの後発画素欠陥は、暗電流に起因する温度依存性のある白キズの欠陥画素となる可能性が一般的に高いため、ＣＣＤの使用環境温度が通常想定されるもの（常温）よりもかなり低いときには画素欠陥を検出できないことがあり、この場合には後発画素欠陥が補正されずに標本画像に残ってしまうこととなる。
【００９１】
工場出荷後に後発的に発生した画素欠陥の欠陥メモリ６３への追加記憶について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この処理も、欠陥検出回路５２と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現される。
まず、Ｓ２０１において、図１に示す顕微鏡システムに対し、後発画素欠陥の情報を検出する際の撮影条件の設定がＣＰＵ６０によって行われる。具体的には、この設定は、冷却素子５０を動作させてＣＣＤ４２の温度を２５℃で一定に保ち、ＣＣＤ４２の感度設定を前述したノーマルモードとし、露出時間を８秒（以下、「８ｓ」と示す）に設定し、顕微鏡システムのヒームスプリッタ３１を移動させて電子カメラ３６を遮光状態にする。
【００９２】
なお、ここで、ＣＣＤ４２の温度を２５℃で一定に保つ（恒温状態とする）のは、ユーザの使用環境の違いを極力排除して画素欠陥の発生する条件を一定にするためである。
次に、Ｓ２０２で欠陥メモリ６３に記憶されている欠陥情報のうち、高感度欠陥についてものを削除する。すなわち、欠陥ランクがＨ１、Ｈ２、またはＨ３とランク分けされていた画素についての欠陥情報を削除する。
【００９３】
次に、Ｓ２０３において、Ｓ２０１で設定された撮影条件の下で遮光画像を新たに撮影する処理を電子カメラ３６に行わせる。
Ｓ２０４では、Ｓ２０３で撮影した遮光画像の各画素の輝度値を先に図４に示した表の閾値と比較し、前述した図３のＳ１０３の処理と同様にして画素欠陥の検出及び検出された画素欠陥の程度をランク分けする。
【００９４】
Ｓ２０５では、Ｓ２０４で検出された欠陥画素についての画像上の位置を示すアドレスと、現在欠陥メモリ６３に記憶されている初期状態において検出されていた欠陥画素についての画像上の位置を示すアドレスとを比較し、欠陥メモリ６３に記憶されていなかった欠陥画素、すなわち後発的に発生した欠陥画素についてのアドレス及び欠陥ランクを欠陥メモリ６３に追加して記憶させる。
【００９５】
Ｓ２０６では、欠陥メモリ６３に記憶させた欠陥画素のうち、欠陥の程度が特に不良である、欠陥のランクがＡ１、Ａ２、またはＡ３であるものに隣接した画素について、図５と同様にして高感度欠陥の発生を予測し、高感度欠陥の発生が予測された画素に対してＨ１、Ｈ２、若しくはＨ３のランク分けを施す。なお、このとき、図５に示されているものとは異なる基準でランク分けをしてもよい。
【００９６】
Ｓ２０７では、Ｓ２０６で予測された高感度欠陥の発生する画素の画像上の位置を示すアドレスと、欠陥メモリ６３に記憶されている欠陥画素についてのアドレスとを比較してアドレスの重複を調べ、重複がある場合、すなわち同一の画素に対して２つの欠陥ランク分けがなされた場合には、既に欠陥メモリ６３に記憶されていた欠陥ランクを優先して残すようにし、Ｓ２０８において、高感度欠陥が発生すると予測された画素のうち上述したアドレスの重複していなかったものについて、そのアドレスと高感度欠陥における欠陥のランクとを欠陥メモリ６３に追加して記憶させる。
【００９７】
Ｓ２０９では、欠陥メモリ６３に欠陥情報が記憶された欠陥画素の各々について、欠陥画素の隣接状態を調べ、Ｓ２１０において、その隣接状態を示す隣接情報として、前述したものと同様のノーマル隣接欠陥情報及び高感度隣接欠陥情報を、図６の表のように各欠陥画素に対応付けて欠陥メモリ６３に更に記憶させる。
【００９８】
以上の処理により、欠陥メモリ６３内の欠陥情報が、初期状態において検出された画素欠陥についてのものに、検出された後発画素欠陥についてのものを加えたものとなるので、欠陥補正回路６４が前述したように機能することにより、後発画素欠陥についても補正がなされるようになる。
【００９９】
以上までに説明した実施の形態によれば、ＣＣＤ４２を通常感度で動作させたときに発生する画素欠陥についての欠陥情報に加えて、ＣＣＤ４２を高感度で動作させたときに発生する高感度欠陥についての画素欠陥についての欠陥情報も欠陥メモリ６３に記憶されているので、高感度な撮影をＣＣＤ４２で行っても、画素欠陥の補正が適切になされるので、ＣＣＤ４２を強力に冷却することなしに、適切な画像を得ることができる。
【０１００】
また、この実施の形態によれば、高感度モードでの画素欠陥の直接的な検出を行うことなく、ノーマルモードでの画素欠陥の検出を行うのみで、両方の動作モード（ＣＣＤ４２の感度設定）に対応した欠陥情報を得るようにしたので、画素欠陥の検出の作業に要する時間が短縮される。その結果、顕微鏡システムの工場出荷前における調整時間が短縮されるので生産コストが削減される。また、後発画索欠陥の検出時間の短縮によるユーザの使い勝手の向上も図られる。
【０１０１】
以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。
前述の実施の形態では、図６の表のように、欠陥画素の周囲の８つの隣接画素全てについての画素欠陥の状態を隣接欠陥情報として欠陥メモリ６３に記憶させていた。この代わりに、画素欠陥の補正を行うときの補正パターンを予め決定しておき、その補正パターンに従って補正を行うために必要な画素を特定する情報のみを欠陥情報として欠陥メモリ６３に記憶させるようにしてもよい。
【０１０２】
まず、補正パターンを図１０に例示する１６パターンに予め決めておく。これらの補正パターンは、補正の対象である欠陥画素とこの欠陥画素についての輝度の補正値を算出する際に補正値算出の基礎とする輝度データを得る画素との位置関係を示している。
図１０について、（１）のパターンを例に挙げて説明する。（１）の補正パターンは、補正対象の欠陥画素（以下、「対象画素」と称することとする）の上及び下の隣接画素の輝度値を使用して補正値を得ることを示しており、対象画素の位置を示している黒丸の上及び下の欄に各々記されている「１／２」の値は、対象画素の上の隣接画素の輝度値に１／２を乗じた値と、対象画素の下の隣接画素の輝度値に１／２を乗じた値とを加えたものを対象画素の補正値とすることを意味している。
【０１０３】
図１０に示した他の補正パターンも（１）のパターンと同様のものである。
この変形例では、前述した実施の形態における欠陥検出処理（図３）のＳ１０８及び後発欠陥検出処理（図９）のＳ２０９の各々において、欠陥画素の隣接状態を以下のように調べる。
【０１０４】
今、対象画素の隣接画素を、図１１（ａ）に示すように、Ｐ１〜Ｐ９と表現することとする。
まず、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、及びＰ８の各々に画素欠陥があるかどうかを調べ、図１１（ｂ）の対応表においてこれらの隣接画素についての画素欠陥の有無に対応付けられている補正パターンを求め、得られた補正パターンの番号を欠陥情報とする。ここで、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、及びＰ８の全てに画素欠陥が存在する場合には、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ７、及びＰ９の各々に欠陥があるかどうかを更に調べ、図１１（ｃ）の対応表においてこれらの隣接画素についての画素欠陥の有無に対応付けられている補正パターンを求め、得られた補正パターンの番号を欠陥情報とする。
【０１０５】
例を挙げて説明すると、例えば、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８に画素欠陥が存在する場合には、図１１（ｂ）の対応表における（Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８）＝（１，０，１，１）の行が参照され、この行に示されている（４）の補正パターンが欠陥情報として選択されて設定される。図１０において、この（４）の補正パターンを参照すると、この場合には、画素欠陥の存在しないＰ４の輝度値に１を乗じた値、すなわちＰ４の輝度値そのものを対象画素の補正値とする。
【０１０６】
このように、補正パターンの番号を欠陥情報として欠陥メモリ６３に記憶させておくようにすることにより、前述の実施形態ではノーマル隣接欠陥情報及び高感度隣接欠陥情報として欠陥画素毎に８ｂｉｔずつのデータが必要であったものが、１６パターンの補正パターンを識別するための４ｂｉｔずつのデータにまで削減されるので、欠陥メモリ６３の記憶容量を少なくすることができる。
【０１０７】
なお、この場合、欠陥補正回路６４は、欠陥メモリ６３から補正パターンの番号を識別情報として受け取り、この識別情報で特定される補正パターンに従って画素欠陥の補正を行う。
ところで、ＣＣＤ４２がベイヤ方式の単板カラーＣＣＤである場合には、画素欠陥の補正のための補正パターンを、対象画素が緑（Ｇｒ若しくはＧｂ）成分の取得用のものの場合と赤（Ｒ）成分若しくは青（Ｂ）成分の取得用のものの場合とで異なるものを予め定義しておき、この両者を切り換えることにより、上述した変形例と同様の手法による画素欠陥の補正を行うことができる。
【０１０８】
まず、対象画素が緑（ＧｒまたはＧｂ）成分の取得用のものである場合について説明する。
この場合には、補正パターンを図１２に例示する１５パターンに予め定義しておく。そして、前述した実施の形態における欠陥検出処理（図３）のＳ１０８及び後発欠陥検出処理（図９）のＳ２０９の各々において、緑成分取得用の欠陥画素の隣接状態を以下のように調べる。
【０１０９】
ベイヤ配列においては、対象画素の隣接する画素であって緑成分の取得用のものは、図１３（ａ）に示されているように配置されている。今、対象画素についての緑成分取得用の隣接画素を、図１３（ｂ）に示すように、Ｇ１〜Ｇ６と表現することとする。
まず、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＧ４の各々に画素欠陥があるかどうかを調べ、図１３（ｃ）の対応表においてこれらの隣接画素についての画素欠陥の有無に対応付けられている補正パターンを求め、得られた補正パターンの番号を欠陥情報とする。ここで、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＧ４の全てに画素欠陥が存在する場合には、Ｇ５及びＧ６の各々に欠陥があるかどうかを更に調べ、図１３（ｄ）の対応表においてこれらの隣接画素についての画素欠陥の有無に対応付けられている補正パターンを求め、得られた補正パターンの番号を欠陥情報とする。
【０１１０】
一方、対象画素が赤（Ｒ）成分若しくは青（Ｂ）成分の取得用のものである場合について説明する。
この場合には、補正パターンを図１４に例示する１２パターンに予め定義しておく。そして、前述した実施の形態における欠陥検出処理（図３）のＳ１０８及び後発欠陥検出処理（図９）のＳ２０９の各々において、赤成分若しくは青成分取得用の欠陥画素の隣接状態を以下のように調べる。
【０１１１】
ベイヤ配列においては、対象画素の隣接する画素であって赤成分若しくは青成分の取得用のものは、図１５（ａ）に示されているように配置されている。
なお、以降の画素欠陥の補正の手法については、対象画素が赤成分取得用である場合と青成分取得用である場合とで同様であるので、ここでは対象画素が赤成分の取得用のものである場合のみを説明する。
【０１１２】
今、対象画素の隣接する画素であって赤成分の取得用のものを、図１５（ｂ）に示すように、Ｒ１〜Ｒ４と表現することとする。
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の各々に画素欠陥があるかどうかを調べ、図１５（ｃ）の対応表においてこれらの隣接画素についての画素欠陥の有無に対応付けられている補正パターンを求め、得られた補正パターンの番号を欠陥情報とする。
【０１１３】
このようにして補正パターンの番号を欠陥情報として欠陥メモリ６３に記憶させておく。欠陥補正回路６４は、欠陥メモリ６３からこの補正パターンの番号を識別情報として受け取り、この識別情報で特定される補正パターンに従って欠陥補正を行う。
以上のようにすることにより、ＣＣＤ４２がベイヤ方式の単板カラーＣＣＤである場合にも、欠陥メモリ６３の記憶容量を少なくしつつ、画素欠陥の補正を行うことができる。
【０１１４】
また、前述の実施の形態の更なる変形例として、ＣＣＤ４２の感度設定を前述したノーマルモードとして遮光画像を撮影したときに検出される画素欠陥のランク分けとして、図４に示した表を基準にして行う代わりに、図１６に例示する表を基準として欠陥ランクＳＡを追加してもよい。
【０１１５】
なお、この場合には、前述した高感度欠陥の発生予測を図５（ａ）に示した予測表に基づいて行う代わりに、図１７（ａ）に示す予測表に基づいて行うようにし、欠陥ランクがＳＡと検出された欠陥画素については、その欠陥画素の周辺のより広い範囲に位置している画素に高感度欠陥が発生すると予測し、これらに対してＨ１〜Ｈ７のランク分けを図１７（ｂ）に示すように施すようにする。更に、この場合には、補正対象とする欠陥画素の選択を欠陥補正回路６４が行うために、図７に示した表を使用する代わりに、図１８に示した表を使用する。このようにすることにより、露出時間が極めて長い場合における高感度欠陥の補正が、前述の実施の形態におけるものよりも更に適切に行われる。
【０１１６】
次に、本発明の別の実施の形態について説明する。なお、これより説明する実施の形態を今までに説明したものと区別するため、今までに説明した実施の形態を第一実施形態と称することとし、これより説明する実施形態を第二実施形態と称することとする。
第二実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図１及び図２に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様であるので、その説明は省略する。また、この顕微鏡システムによる撮影から画像表示にかけての基本的な動作、及び電子カメラ３６の動作モードをノーマルモード若しくは高感度モードとしたときのＣＣＤ４２の動作も第一実施形態におけるものと同様であるので、これらの説明についても省略する。
【０１１７】
第二実施形態においては、ＣＣＤ４２の画素欠陥についての欠陥情報の検出、及びその欠陥情報を用いて行う画素欠陥の補正の手法が異なるので、その部分について説明する。
第二実施形態において、欠陥補正回路６４は、図１９に示すように、ノーマル欠陥追加回路６５、高感度欠陥追加回路６６、及び欠陥画素置換回路６７を備えて構成される。
【０１１８】
次に、初期状態、すなわち工場出荷前において行われる、ＣＣＤ４２の欠陥情報の欠陥メモリ６３への記憶について、図２０に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この処理は、欠陥検出回路５２と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現される。
【０１１９】
まず、Ｓ３０１において、第二実施形態に係る顕微鏡システムに対し、欠陥情報を検出する際の撮影条件の設定がＣＰＵ６０によって行われる。具体的には、この設定は、冷却素子５０によるＣＣＤ４２の冷却をオフとし、ＣＣＤ４２の感度設定を前述したノーマルモードとし、露出時間を８秒（以下、「８ｓ」と示す）に設定し、顕微鏡システムのヒームスプリッタ３１を移動させて電子カメラ３６を遮光状態にする。
【０１２０】
なお、ここで、ＣＣＤ４２の冷却をオフとしてＣＣＤ４２の温度を上昇させるのは、画素欠陥を発生させやすくするためであり、理論上、より長い露出時間に対応した画素欠陥を発生させるためである。
次に、Ｓ３０２において、Ｓ３０１で設定された撮影条件の下で遮光画像を撮影する処理を電子カメラ３６に行わせる。
【０１２１】
Ｓ３０３では、Ｓ３０２で撮影した遮光画像の各画素の輝度値を図４に示した表の閾値と比較し、第二実施形態の場合と同様（図３のＳ１０３）に、画素欠陥の検出、及び検出された画素欠陥の程度をランク分けする。そして、Ｓ３０４において、Ｓ３０３で検出された欠陥画素について、画像上の位置を示すアドレス及び欠陥のランクを欠陥メモリ６３に記憶させる。
【０１２２】
第二実施形態においては、初期状態において行うＣＣＤ４２の欠陥情報の欠陥メモリ６３への記憶の処理は以上であり、高感度欠陥の発生が予測される画素の情報や欠陥画素の隣接状態を示す情報は欠陥メモリ６３へ記憶されない。
その後、第二実施形態において、図１に示す顕微鏡システムを使用して実際に標本３の画像撮影を行う際には、欠陥補正回路６４が、この欠陥情報と図７に示されている表とに基づき、補正対象とする欠陥画素の選択とその補正とを行う。
【０１２３】
欠陥補正回路６４に入力された画像データは、まずノーマル欠陥追加回路６５へ入力される。
ノーマル欠陥追加回路６５では、まず、図７に例示する表を参照し、第一実施形態において欠陥補正回路６４が行う場合と同様に、ランク分けされている欠陥画素のうち、どのランクのものに対してまで補正を行うのかをＣＣＤ４２に対する感度設定と撮影時の露出時間とに基づいて選択する。
【０１２４】
ここで、電子カメラ３６がノーマルモードに設定されている場合には、ノーマル欠陥追加回路６５は、図７の表に基づいて補正対象として選択された欠陥ランクである欠陥画素の全ての輝度値を、本来輝度値としては取り得ない値である「−１２７」へと置き換える。なお、この場合には高感度欠陥追加回路６６は特段の機能を行わない。
【０１２５】
一方、電子カメラ３６が高感度モードに設定されている場合には、ノーマル欠陥追加回路６５は、欠陥メモリ６３に記憶されている欠陥情報に基づき、選択された欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素を抽出し、抽出された欠陥画素の輝度値を各々の欠陥ランクに応じ、図２１（ａ）に示すような、本来輝度値としては取り得ない値である「−１２６」〜「−１２１」へと置き換える。
【０１２６】
なお、これらの「−１２７」〜「−１２１」の値は欠陥画素の欠陥ランクを表すために便宜的に使用する数値であるので、輝度値と混同することのない他のデータを使用してもよい。
更に、電子カメラ３６が高感度モードに設定されている場合には、高感度欠陥追加回路６６において、欠陥ランクがＡ１、Ａ２、若しくはＡ３である欠陥画素、すなわち、輝度値が「−１２６」、「−１２５」、若しくは「−１２４」とされている欠陥画素に対し、図２１の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）にそれぞれ例示する置換パターンに従い、その欠陥ランクに応じ、その補正対象である欠陥画素及びその隣接画素の輝度値を「−１２７」と置き換える。このようにして輝度値が置き換えられた隣接画素は、高感度欠陥の発生が予測された画素である。
【０１２７】
なお、電子カメラ３６が高感度モードに設定されている場合であって欠陥ランクがＢ、Ｃ、若しくはＤである欠陥画素、すなわち輝度値が「−１２３」、「−１２２」、若しくは「−１２１」とされている画素の場合には、高感度欠陥追加回路６６は、その欠陥画素のみの輝度値を「−１２７」と置き換える。
【０１２８】
次に、欠陥画素置換回路６７において、補正対象の欠陥画素の周囲の横５行×横５列の画素について、図２１の（ｅ）に例示した順序で、輝度値が「−１２７」でない、すなわち画素欠陥のない画素を探し出す。ここで、画素欠陥のない画素が見つかったときには、その画素の輝度値を順次加算していく。そして、欠陥画素のない画素を４個見つけ出したときの輝度値の総和を４で除算して得られる、これらの画素の輝度の平均値を、補正対象画素の補正値とする。
【０１２９】
以上のようにして、第二実施形態における欠陥補正回路６４によって、補正対象とする欠陥画素の選択とその補正とが行われる。
ここで図２２について説明する。同図は、第二実施形態における欠陥補正処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、この処理は、欠陥補正回路６４と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現され、標本３の撮影画像データが画像メモリ４６から欠陥補正回路６４へと送られてくると開始される。
【０１３０】
まず、Ｓ３５１では、ＣＣＤ４２の感度の設定内容と撮影時における露出時間の設定内容とを示す情報をＣＰＵ６０から取得する処理が行われる。
Ｓ３５２では、補正対象とする欠陥ランクの決定に用いられる表（図７に例示した表）が参照され、その表において前ステップの処理によって取得した情報に対応付けられている、補正対象とする欠陥画素の欠陥ランクを決定する処理が行われる。なお、この表は、欠陥補正回路６４自身若しくはＣＰＵ６０に予め用意されている。
【０１３１】
Ｓ３５３では、標本３の撮影画像データを構成する画素のうち、補正対象とする欠陥画素、すなわち前ステップの処理によって決定された欠陥ランクにランク分けされている欠陥画素についての欠陥情報を欠陥メモリ６３から取得する処理が行われる。
Ｓ３５４では、ＣＣＤ４２の感度の設定（電子カメラ３６に対してノーマルモード・高感度モードのいずれの設定がされているか）を判定する処理が行われ、高感度に設定されている（判定結果がＹｅｓ）ならばＳ３５６に、通常感度に設定されている（判定結果がＮｏ）ならばＳ３５５に、それぞれ処理を進める。
【０１３２】
Ｓ３５５では、補正対象である全ての欠陥画素の輝度値を「−１２７」に置き換える処理が行われ、その後はＳ３６０へと処理を進める。
Ｓ３５６では、欠陥メモリ６３から取得した欠陥情報に基づき、補正対象である欠陥画素の輝度値を各々の欠陥ランクに応じ、図２１（ａ）に示すように、「−１２６」〜「−１２１」のうちのいずれかの値に置き換える処理が行われる。
【０１３３】
Ｓ３５７では、標本３の撮影画像データを構成する画素において、輝度値が「−１２６」〜「−１２４」のうちのいずれかの値とされているものが存在するか否かを判定する処理が行われ、そのような画素が存在するとき（判定結果がＹｅｓのとき）にのみ、Ｓ３５８において、図２１の（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）にそれぞれ例示する置換パターンに従い、補正対象である欠陥画素の欠陥ランクに応じて選択される、その欠陥画素の隣接画素の輝度値を「−１２７」と置き換えてその隣接画素を補正対象とする処理が行われる。
【０１３４】
Ｓ３５９では、補正対象である全ての欠陥画素の輝度値を「−１２７」に置き換える処理が行われる。
Ｓ３６０では、変数Ｋ及びＡの各々に対し、初期値「０」を代入する処理が行われる。
Ｓ３６１では、補正対象である欠陥画素の周囲の画素のうちのひとつを指定した順序、例えば図２１の（ｅ）に示した順序に従って参照し、その画素の輝度値を取得する処理が行われる。
【０１３５】
Ｓ３６２では、前ステップの処理によって取得された輝度値が「−１２７」であるか否かを判定する処理が行われ、輝度値が「−１２７」である（判定結果がＹｅｓ）ならばＳ３６１へと処理を戻し、次の順序の画素の輝度値を取得する処理が繰り返される。一方、取得された輝度値が「−１２７」でない（判定結果がＮｏ）ならばＳ３６３に処理を進める。
【０１３６】
Ｓ３６３では、変数Ｋの値をインクリメントする処理、すなわち、変数Ｋの現在の値に「１」を加算した結果を改めて変数Ｋに代入する処理が行われる。
Ｓ３６４では、直前のＳ３６１の処理によって取得された輝度値と、変数Ａの現在の値との加算結果を改めて変数Ａに代入する処理が行われる。
【０１３７】
Ｓ３６５では、変数Ｋの値が「４」に達したか否かを判定する処理が行われ、達していた（判定結果がＹｅｓ）ならばＳ３６６に処理を進める。一方、未だ達していない（判定結果がＮｏ）ならばＳＳ３６１へと処理を戻し、次の順序の画素の輝度値を取得する処理が繰り返される。
【０１３８】
Ｓ３６６では、変数Ａの現在の値を「４」で除算した結果の値を、現在の補正対象である欠陥画素の輝度値の補正値とする処理が行われる。
Ｓ３６７では、全ての補正対象の欠陥画素について補正値を得たか否かを判定する処理が行われ、全ての補正値を得た（判定結果がＹｅｓ）ならばこの欠陥補正処理を終了する。一方、補正対象の欠陥画素のうち補正値を得ていないものが残されている（判定結果がＹｅｓ）ならば、Ｓ３６０へと処理を戻して、残りの欠陥画素についての補正値を取得する処理が繰り返される。
【０１３９】
以上のようにして、欠陥画素の補正が行われる。
以上説明したように、第二実施形態によれば、高感度欠陥の発生が予測される画素の情報や欠陥画素の隣接状態を示す情報を欠陥メモリ６３への記憶を行わず、ＣＣＤ４２を通常感度の設定で使用した場合における欠陥情報に基づいて予測し、その予測結果に基づいて欠陥画素の補正を行うので、補正する欠陥の数を増やすことができ、また、欠陥メモリ６３自体の記憶容量を減らすことでコストダウンを図ることができる。
【０１４０】
次に本発明の第三実施形態について説明する。
第三実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図１及び図２に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様であるので、その説明は省略する。また、この顕微鏡システムによる撮影から画像表示にかけての基本的な動作、及び電子カメラ３６の動作モードをノーマルモード若しくは高感度モードとしたときのＣＣＤ４２の動作も第一実施形態におけるものと同様であるので、これらの説明についても省略する。
【０１４１】
第三実施形態においては、前述した第一実施形態に対し、欠陥情報の検出部分が異なるので、その部分について図２３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
図２３は、初期状態、すなわち工場出荷前において行われる、ＣＣＤ４２の欠陥情報の欠陥メモリ６３への記憶の手順を示している。なお、この処理は、欠陥検出回路５２と、所定の制御プログラムを実行させているＣＰＵ６０とによる協働動作によって実現される。
【０１４２】
まず、Ｓ４０１において、図１に示す顕微鏡システムに対し、欠陥情報を検出する際の撮影条件の設定がＣＰＵ６０によって行われる。具体的には、この設定は、冷却素子５０によるＣＣＤ４２の冷却をオフとし、ＣＣＤ４２の感度設定を前述したノーマルモードとし、露出時間を８秒（以下、「８ｓ」と示す）に設定し、顕微鏡システムのヒームスプリッタ３１を移動させて電子カメラ３６を遮光状態にする。
【０１４３】
なお、ここで、ＣＣＤ４２の冷却をオフとしてＣＣＤ４２の温度を上昇させるのは、画素欠陥を発生させやすくするためであり、理論上、より長い露出時間に対応した画素欠陥を発生させるためである。
次に、Ｓ４０２において、Ｓ４０１で設定された撮影条件の下で遮光画像を撮影する処理を電子カメラ３６に行わせる。
【０１４４】
Ｓ４０３では、Ｓ４０２で撮影した遮光画像の各画素の輝度値を図４に示した表の閾値と比較し、画素欠陥の検出、及び検出された画素欠陥の程度をランク分けする。
Ｓ４０４では、Ｓ４０３で検出された欠陥画素について、画像上の位置を示すアドレス及び欠陥のランク、並びにノーマルモードにおける隣接状態を調べ、続くＳ４０５において、これらの情報を欠陥情報として欠陥メモリ６３に記憶させる。
【０１４５】
Ｓ４０６では、ＣＣＤ４２の感度設定を前述した高感度モードに変更した上で遮光画像を撮影する処理を電子カメラ３６に行わせる。
Ｓ４０７では、Ｓ４０６で撮影した遮光画像の各画素の輝度値を図２４に示した表の閾値と比較し、高感度欠陥である画素欠陥の検出、及び検出された画素欠陥の程度をランク分けする。
【０１４６】
Ｓ４０８では、Ｓ４０７で検出された高感度欠陥の発生する画素の画像上の位置を示すアドレスと、Ｓ４０４で欠陥メモリ６３に記憶させた欠陥画素についてのアドレスとを比較してアドレスの重複を調べ、重複がある場合、すなわち同一の画素に対して２つの欠陥ランク分けがなされた場合には、ノーマルモードでランク分けされた欠陥ランクを優先して残すようにする。
【０１４７】
Ｓ４０９では、高感度欠陥の発生が検出された画素のうち上述したアドレスの重複していなかったものについて、そのアドレスと高感度欠陥における欠陥のランクとを欠陥メモリ６３に記憶させる。
Ｓ４１０では、欠陥メモリ６３に欠陥情報が記憶された高感度欠陥である欠陥画素の各々について、欠陥画素の隣接状態を調べ、Ｓ４１１において、その隣接状態を示す隣接情報を各欠陥画素に対応付けて欠陥メモリ６３に更に記憶させる。
【０１４８】
なお、隣接情報は、図６に示したような、第一実施形態におけるものと同様のものでよい。
以上の処理により、ＣＣＤ４２の欠陥情報が欠陥メモリ６３へ工場出荷前に記憶される。その後、図１に示す顕微鏡システムを使用して実際に標本３の画像撮影を行う際には、欠陥補正回路６４が、補正対象とする欠陥画素の選択とその補正とを行う。この手法は、例えば第一実施形態におけるものと同様のものでよいが、このときの欠陥画素の選択及びその補正は、図７に示されている表に代えて、図２５に例示した表に基づいて行うようにする。
【０１４９】
以上のように、第三実施形態においては、ノーマルモードでの画素欠陥と同様に高感度欠陥の発生を実際に検出し、その検出結果に基づいて得られた欠陥情報を欠陥メモリ６３に記憶させるようにしたことにより、高感度欠陥の補正がより適切に行えるようになる。
なお、図３、図８、図９、図２０、図２２、及び図２３の各々にフローチャートで示した処理をコンピュータの有しているＣＰＵに行わせるための制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムをその記録媒体からコンピュータに読み込ませてＣＰＵで実行させるようにすることにより、図１に示した顕微鏡システムの制御をコンピュータに行わせるようにして本発明を実施することもできる。
【０１５０】
記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、コンピュータに内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるＲＯＭやハードディスク装置などの記憶装置、フレキシブルディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどといった、コンピュータに設けられている媒体駆動装置によって読み取り可能な携帯可能記録媒体等が利用できる。
【０１５１】
また、このような記録媒体はネットワーク回線を介してコンピュータと接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体であるネットワーク回線を通じてコンピュータへ伝送するようにし、コンピュータでは受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをコンピュータ内のＣＰＵで実行できるようになる。
【０１５２】
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
（付記１）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する第一の記憶手段と、
前記撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を記憶する第二の記憶手段と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、
を有することを特徴とする画像補正装置。
【０１５３】
（付記２）前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報を取得する欠陥情報取得手段を更に有することを特徴とする付記１に記載の画像補正装置。
（付記３）前記通常欠陥情報は、前記第一の受光感度に設定した前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて前記欠陥情報取得手段により取得された情報であり、
前記高感度欠陥情報は、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって得られた情報である、
ことを特徴とする付記２に記載の画像補正装置。
【０１５４】
（付記４）前記高感度欠陥情報は、前記通常欠陥情報で画素欠陥の存在が示されている画素の周囲に位置している画素において、画素欠陥が生じるか否かを画素毎に予測して得られた情報を有することを特徴とする付記３に記載の画像補正装置。
（付記５）前記高感度欠陥情報は、前記通常欠陥情報のうちの画素欠陥の程度を画素毎に示す情報に基づいた予測によって得られた情報であることを特徴とする付記３に記載の画像補正装置。
【０１５５】
（付記６）前記通常欠陥情報における画素欠陥の程度を示す情報は、当該画素欠陥の程度に応じて段階的にランク分けがされており、
前記高感度欠陥情報は、画素欠陥の程度を示す前記ランクに基づいた予測によって得られた情報である、
ことを特徴とする付記５に記載の画像補正装置。
【０１５６】
（付記７）前記通常欠陥情報と前記高感度欠陥情報との両者間における同一の画素についての画素欠陥に関する情報の重複を解消する重複解消手段を更に有することを特徴とする付記１に記載の画像補正装置。
（付記８）前記欠陥情報取得手段によって新たに取得された情報に基づいて、前記第一の記憶手段若しくは前記第二の記憶手段に記憶されている情報を更新する欠陥情報更新手段を更に有することを特徴とする付記２に記載の画像補正装置。
【０１５７】
（付記９）前記撮像素子を所定の温度に保持する恒温手段を更に有することを特徴とする付記８に記載の画像補正装置。
（付記１０）前記補正手段は、前記撮像素子による画像の撮像時における撮像条件に基づき、前記補正の対象とする画素欠陥の程度を決定することを特徴とする付記１に記載の画像補正装置。
【０１５８】
（付記１１）前記撮像条件は前記撮像時における露出時間であることを特徴とする付記１０に記載の画像補正装置。
（付記１２）前記補正手段は、前記補正の対象である画素の周囲に位置している画素であって画素欠陥を有していないものを前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報に基づいて特定し、特定された画素についての輝度情報に基づいて当該補正の対象である画素に対する補正を施すことを特徴とする付記１に記載の画像補正装置。
【０１５９】
（付記１３）前記通常欠陥情報及び前記高感度欠陥情報は、前記補正の対象である画素と当該補正の基礎とする前記輝度情報を得る画素との位置関係を特定する位置関係情報を有し、
前記補正手段は、前記位置関係情報によって特定される画素についての輝度情報に基づいて当該補正の対象である画素に対する補正を施す、
ことを特徴とする付記１２に記載の画像補正装置。
【０１６０】
（付記１４）前記撮像素子は、ベイヤ配列を利用したカラー画像の撮像を行い、
前記位置関係情報は、前記位置関係を、予め複数定義されている位置関係パターンからの選択によって特定し、
前記位置関係パターンは、前記カラー画像における緑色成分を取得する画素についてのものと、赤色成分若しくは青色成分を取得する画素についてのものとで異なるものが定義されている、
ことを特徴とする付記１３に記載の画像補正装置。
【０１６１】
（付記１５）前記通常欠陥情報は、前記第一の受光感度に設定した前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて前記欠陥情報取得手段により取得された情報であり、
前記高感度欠陥情報は、前記第二の受光感度に設定した前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて前記欠陥情報取得手段により取得された情報である、
ことを特徴とする付記２に記載の画像補正装置。
【０１６２】
（付記１６）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶する記憶手段と、
前記撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成する高感度欠陥情報予測手段と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す補正手段と、
を有することを特徴とする画像補正装置。
【０１６３】
（付記１７）前記第一の受光感度に設定した前記撮像素子によって撮像された遮光画像に基づいて前記通常欠陥情報を取得する通常欠陥情報取得手段を更に有することを特徴とする付記１６に記載の画像補正装置。
（付記１８）前記高感度欠陥情報予測手段は、前記通常欠陥情報で画素欠陥の存在が示されている画素の周囲に位置している画素において、画素欠陥が生じるか否かを画素毎に予測して前記高感度欠陥情報を生成することを特徴とする付記１６に記載の画像補正装置。
【０１６４】
（付記１９）前記高感度欠陥情報予測手段は、前記通常欠陥情報のうちの画素欠陥の程度を画素毎に示す情報に基づいた予測によって前記高感度欠陥情報を生成することを特徴とする付記１６に記載の画像補正装置。
（付記２０）前記通常欠陥情報における画素毎の画素欠陥の程度を示す情報は、当該画素欠陥の程度に応じて段階的にランク分けがされており、
前記高感度欠陥情報予測手段は、画素欠陥の程度を示す前記ランクに基づいた予測によって前記高感度欠陥情報を生成する、
ことを特徴とする付記１９に記載の画像補正装置。
【０１６５】
（付記２１）前記補正手段は、前記撮像素子による画像の撮像時における撮像条件に基づき、前記補正の対象とする画素欠陥の程度を決定することを特徴とする付記１６に記載の画像補正装置。
（付記２２）前記撮像条件は前記撮像時における露出時間であることを特徴とする付記２１に記載の画像補正装置。
【０１６６】
（付記２３）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させておき、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、
ことを特徴とする画像補正方法。
【０１６７】
（付記２４）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させておき、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す、
ことを特徴とする画像補正方法。
【０１６８】
（付記２５）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報と、当該撮像素子を当該第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報とを記憶部に記憶させる処理と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて前記通常欠陥情報若しくは前記高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【０１６９】
（付記２６）撮像素子を第一の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である通常欠陥情報を記憶部に記憶させる処理と、
前記撮像素子による画像の撮像時における当該撮像素子に対する受光感度の設定に応じて、当該撮像素子を前記第一の受光感度よりも高感度である第二の受光感度に設定したときの当該撮像素子についての画素欠陥に関する情報である高感度欠陥情報を、前記通常欠陥情報に基づいた予測によって生成すると共に、当該通常欠陥情報若しくは当該高感度欠陥情報を用い、当該撮像素子の画素欠陥の補正を当該画像に対して施す処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示す図である。
【図２】図１における電子カメラの構成を示す図である。
【図３】欠陥検出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】通常感度における画素欠陥のランク表の例を示す図である。
【図５】高感度欠陥の予測を説明する図である。
【図６】欠陥情報の例を示す図である。
【図７】補正対象とする欠陥ランクを決定する表の例を示す図である。
【図８】欠陥補正処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図９】後発欠陥検出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】補正パターンの例を示す図である。
【図１１】欠陥画素の隣接状態と補正パターンとの対応を説明する図である。
【図１２】緑成分用の補正パターンの例を示す図である。
【図１３】緑成分についての欠陥画素の隣接状態と補正パターンとの対応を説明する図である。
【図１４】赤成分及び青成分用の補正パターンの例を示す図である。
【図１５】赤成分及び青成分についての欠陥画素の隣接状態と補正パターンとの対応を説明する図である。
【図１６】通常感度における画素欠陥のランク表の第二の例を示す図である。
【図１７】図１６の表を用いた場合における高感度欠陥の予測を説明する図である。
【図１８】図１６の表を用いた場合における補正対象とする欠陥ランクを決定する表の例を示す図である。
【図１９】第二実施形態における欠陥補正回路の構成を示す図である。
【図２０】第二実施形態における欠陥検出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２１】第二実施形態における欠陥補正回路の動作を説明する図である。
【図２２】第二実施形態における欠陥補正処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２３】第三実施形態における欠陥検出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図２４】高感度モードにおける画素欠陥のランク表の例を示す図である。
【図２５】第三実施形態における補正対象とする欠陥ランクを決定する表の例を示す図である。
【図２６】ＣＣＤ撮像素子の素子構造の一例を示す平面図である。
【図２７】ＣＣＤの断面図である。
【図２８】フォトダイオードの深さ方向のポテンシャルの変化を示す図である。
【図２９】基板バイアス発生回路の構成例を示す図である。
【図３０】画素欠陥を補正する画像補間処理の例を説明する図である。
【図３１】白点ノイズの依存性の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１７１】
Ｓ、Ｓ’、Ｓ”  観察光路
１  顕微鏡本体
３  標本
５  三眼鏡筒ユニット
６  接眼レンズユニット
６ａ  接眼レンズ
１２  落射照明光学系
２１  落射照明用光源
２６  試料ステージ
２７  対物レンズ
２８  レボルバ
３０  キューブユニット
３１  ビームスプリッタ
３２  ダイクロイックミラー
３６  電子カメラ
３７  顕微鏡駆動回路
４１  顕微鏡コントロール部
４２  固体撮像素子（ＣＣＤ）
４３  ＣＤＳ回路
４４  増幅器
４５  Ａ／Ｄ変換器
４６  画像メモリ
４７  温度センサ
４８  ＣＣＤＳＵＢ電圧切り換え回路
４９  ＳＵＢパルス重畳回路
５０  冷却素子
５１  画像信号処理回路
５２  遮光もれ検出回路
５３  タイミングジェネレータ（ＴＧ）
５４  シグナルジェネレータ（ＳＧ）
５５  メモリコントローラ
５６  ＤＲＡＭ
５７  圧縮伸張回路
５８  記録媒体
５９  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
６０  ＣＰＵ
６１  操作部
６２  欠陥検出回路
６３  欠陥メモリ
６４  欠陥補正回路
６５  ノーマル欠陥追加回路
６６  高感度欠陥追加回路
６７  欠陥画素置換回路
１００  結像レンズユニット
１００ａ  結像レンズ
２００  基板バイアス発生回路
２０１  フォトダイオード
２０２  垂直転送路
２０３  水平転送路
２０４  信号検出器
２０５  アンプ
２０６  内部ＶＳＵＢ発生回路
３００  ｎ型半導体基板
３０１  第一領域
３０２  第二領域
３０３  光電変換領域（電荷蓄積部）
３０４  理込みチャネル
３０５  転送電極
３０６  絶縁層
３０７  チャネルストップ領域
３０８  トランスファーゲート（ＴＧ）領域
３０９  金属層
３１１  基板バイアス電圧ＶＳＵＢ
【図１】
2005311732.tif 000003
【図２】
2005311732.tif 000004
【図３】
2005311732.tif 000005
【図４】
2005311732.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005311732.tif 000009
【図８】
2005311732.tif 000010
【図９】
2005311732.tif 000011
【図１０】
2005311732.tif 000012
【図１１】
2005311732.tif 000013
【図１２】
2005311732.tif 000014
【図１３】
2005311732.tif 000015
【図１４】
2005311732.tif 000016
【図１５】
2005311732.tif 000017
【図１６】
2005311732.tif 000018
【図１７】
2005311732.tif 000019
【図１８】
2005311732.tif 000020
【図１９】
2005311732.tif 000021
【図２０】
2005311732.tif 000022
【図２１】
2005311732.tif 000023
【図２２】
2005311732.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2005311732.tif 000026
【図２５】
2005311732.tif 000027
【図２６】
2005311732.tif 000028
【図２７】
2005311732.tif 000029
【図２８】
2005311732.tif 000030
【図２９】
2005311732.tif 000031
【図３０】
2005311732.tif 000032
【図３１】
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