[发明专利]用于对放大图像摄影的放大观察设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及如对放大的图像进行成像和显示的数字显微镜和显 微镜之类的放大观察设备以及用于对放大的图像进行摄影的方法。

背景技术

对诸如包括极小对象和工件的标本之类的物体进行放大和显示 的放大观察设备利用了光学显微镜和使用光学透镜的数字显微镜等。 数字显微镜接收通过具有光接收装置(如CCD)的光学系统进入的来 自被固定在一个观察目标固定单元上的观察目标的反射光或透射光， 所述光学系统针对二维排列的每个像素电气地读出光，并将电气地读 出的图像显示在一个诸如显示器之类的显示单元上(例如参见日本专 利公开No.2002-135648)。

该光接收设备(如CCD)的敏感域局限于一个特定的范围，而人 眼的敏感范围却更宽。因此，CCD成像的图像的可被示出的范围(动 态范围)与人眼相比是很有限的。例如，该动态范围在一般JPEG图 像中是8位。在这种情况下，如果要成像的图像的色调超出了这个范 围，则发生饱和，从而导致曝光不足、曝光过度、光晕等。为了解决 这些问题，使用了一种高动态范围图像(以下称作“HDR图像”)， 其中在对多个低色调图像进行成像时合成亮度区域的动态范围以获 得高色调图像。HDR图像是通过对相同物体在不同曝光级别下的多个 图像进行合成来获得的，并具有从最暗阴影(黑)到极亮的高亮(白) 处的宽动态范围。例如，多个8位图像合成来生成16位或32位的高 色调HDR图像，并保存这个图像。曝光过度发生在图1所示图像的金 属部分处，而曝光不足发生的图2所示的图像中。当把这些图像合成 时，可以生成图3所示的HDR图像。在原始图像中的曝光过度和曝光 不足的部分都在图3的HDR图像中清楚显示出来。

当在监视器等上显示以上述方式合成的HDR图像时，需要对能 在监视器上显示的颜色范围(即低动态范围)进行色调转换(色调映 射)。由于在一般的个人计算机上，仅能以24位色示出例如1677 万种颜色，在8位情况下仅能示出256种颜色，因此通过色调映射把 32位HDR图像处理为24位或8位。

已经提出各种技术来加宽使用HDR图像的动态范围。为了通过 加宽动态范围解决曝光过度和曝光不足，在从达到了在图像的任何区 域中没有发生曝光过度这种程度下的暗色(即以短曝光时间)直到达 到了在任何区域中没有发生曝光不足这种程度下的亮色(即以长曝光 时间)的这个范围中进行摄影。例如，日本专利公开No.2002-135648 和2002-223387公开了使用临时摄影等来确定应当在哪个曝光时间 范围中拍摄多个图像的技术，以之作为控制对原始图像摄影的曝光时 间的技术，以在当加宽动态范围时改变曝光时间的同时合成HDR图 像。

一般而言，这种HDR图像通常用在消除图像数据中包含的光晕、 校正逆光等等的应用中。与真切地加宽动态范围用于光晕测量之类的 应用相比，在放大观察的应用中还可能有这样一种需要，即观察狭窄 动态范围内包含的精细图案。在这种情况下，在受限动态范围内对色 调图像进行精确地成像和合成以增强S/N比和亮度分辨率。因此，该 曝光时间的设置还与在动态范围加宽应用中的曝光时间设置不同。还 没有针对这种应用的使用动态范围中的变化的放大观察设备的例子。 也还没有能够在动态范围加宽应用与亮度分辨率增强应用之间进行 切换并且自动地确定用户希望在哪个应用中摄影的放大观察设备。

发明内容

本发明是在这样的背景中做出的。本发明的一个主要目的是提 供一种能够根据观察目的而在动态范围加宽模式与分辨率增强模式 之间自动切换的放大观察设备，和用于对放大的图像进行摄影的方 法。