撮像装置および撮像方法
【課題】撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正することができるようにする。
【解決手段】イメージセンサは、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う。抽出部は、イメージセンサによる撮像の結果得られる画像データのうちの、光学系とイメージセンサの位置のずれに基づいて決定される所定の範囲の画像データを撮像画像の画像データとして出力する。本技術は、例えば、撮像装置に適用することができる。
【解決手段】イメージセンサは、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う。抽出部は、イメージセンサによる撮像の結果得られる画像データのうちの、光学系とイメージセンサの位置のずれに基づいて決定される所定の範囲の画像データを撮像画像の画像データとして出力する。本技術は、例えば、撮像装置に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像装置および撮像方法に関し、特に、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正することができるようにした撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系を介して出力される画像を撮像する撮像装置では、CCD（Charge Coupled Device）イメージセンサやCMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子の中心が光学系の中心と一致するように、撮像素子と光学系が配置される必要がある。従って、例えば、製造者は、撮像素子の設置時に、撮像素子のx，y，z方向の位置、および、x，y，z方向の軸の回転方向であるθx、θy、θz方向の位置を調整する必要がある。なお、本明細書では、撮像素子の水平走査方向をx方向とし、垂直走査方向をy方向とし、xy平面に垂直な方向をz方向とする。
【０００３】
撮像素子が大きい場合、撮像素子のz方向、θx方向、およびθy方向の位置の調整は、光学系と撮像素子のメカ的な押し付けにより容易に行うことが可能であるが、その場合であっても、ｘ方向、ｙ方向、およびθz方向の位置の調整は困難である。
【０００４】
そこで、光学系を介して出力される画像を撮像するカメラにおいて、CCDイメージセンサが撮像可能範囲より小さい所定の範囲の画像を撮像する場合に、光学系とカメラの位置のずれに基づいて撮像する画像の範囲を決定することにより、光学系とカメラのx方向およびy方向の位置のずれを補正することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３３１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているカメラは、CCDイメージセンサの駆動タイミングを変更することにより、撮像可能範囲より小さい所定の範囲の画像を撮像するが、CMOSイメージセンサ等では、駆動タイミングを変更することは困難である。
【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正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】
【０００８】
本技術の一側面の撮像装置は、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部とを備え、前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される撮像装置である。
【０００９】
本技術の一側面の撮像方法は、本技術の一側面の撮像装置に対応する。
【００１０】
本技術の一側面においては、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像が撮像画像として出力される。なお、前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の一側面によれば、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術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】図１のカメラボードの外観図である。
【図３】図１のカメラボードの構成例を示すブロック図である。
【図４】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図５】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図６】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図７】イメージセンサの受光面の領域を示す図である。
【図８】図３の抽出部における抽出タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】図３のフレームメモリに記憶される画像データを説明する図である。
【図１０】図３のカメラボードの撮像処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図１のカメラボードの他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のフレームメモリに記憶される画像データを説明する図である。
【図１３】図１１のカメラボードの撮像処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜一実施の形態＞
[顕微鏡システムの一実施の形態の構成例]
図１は、本技術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。
【００１４】
顕微鏡システム１は、顕微鏡１１、撮像装置１２、ＰＣ（Personal Computer）１３、補助装置１４、及びPSU（Power Supply Unit）１５から構成される。
【００１５】
顕微鏡１１は、撮像装置１２のカメラボード３１に設けられるイメージセンサ上に観察対象の標本の拡大像を結像させるための光学系２１と、その標本が載置されるステージ２２とを有する。ステージ２２は、ＸＹステージ２２−１と、Ｚステージ２２−２とから構成される。ＸＹステージ２２−１は、ＰＣ１３のCPU(Central Processing Unit）４１の制御により、または観察者による図示せぬハンドルの操作に応じて、光学系２１に対して相対的にx方向またはｙ方向に移動する。これにより、ステージ２２に載置された標本もx方向またはｙ方向に移動する。また、Ｚステージ２２−２は、ＰＣ１３のCPU４１の制御により、または観察者による図示せぬハンドルの操作に応じて、光学系２１に対して相対的にz方向に移動する。これにより、ステージ２２に載置された標本もz方向に平行に移動する。
【００１６】
観察者は、ＰＣ１３や図示せぬハンドルを操作して、ＸＹステージ２２−１やＺステージ２２−２を移動させることで、光学系２１に対する標本の相対的な位置を、３次元空間上の任意の位置に移動させる。これにより、観察者は、ステージ２２に載置された標本の拡大像を、光学系２１を介して撮像することができる。
【００１７】
撮像装置１２は、カメラボード３１を有する。カメラボード３１は、ＰＣ１３による制御により、ステージ２２に載置された標本の拡大像を光学系２１を介して撮像する動作を行う。この場合、カメラボード３１の各種動作のトリガとなる信号は補助装置１４から供給される。
【００１８】
ＰＣ１３は、CPU４１とチップセット４２を含むように構成される。CPU４１は、ＰＣ１３の全体の動作を制御する。チップセット４２は、CPU４１の制御の下、各種処理を実行するチップ群から構成され、このようなチップの１つとしてホストコントローラ５１を有している。ホストコントローラ５１は、USB（Universal Serial Bus）2.0規格に準拠したUSBに接続された機器の遠隔制御を行う。ここでは、ホストコントローラ５１は、USBに接続されたカメラボード３１を遠隔制御することによって、上述の如く標本の拡大像を撮像させ、撮像された画像データを受信する。
【００１９】
PSU（Power Supply Unit）１５は、顕微鏡システム１を構成する各部、例えばＰＣ１３やカメラボード３１に電力を供給する。
【００２０】
［カメラボードの外観図］
図２は、図１のカメラボード３１の外観図である。
【００２１】
図２に示すように、カメラボード３１の端部には、四角形状のイメージセンサ６１が設けられている。
【００２２】
［カメラボードの構成例］
図３は、図１のカメラボード３１の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図３のカメラボード３１は、同期信号生成部７１、イメージセンサ６１、同期検出部７２、抽出部７３、FIFO（First-In First-Out）７４、フレームメモリ７５、USBI/F７６、および不揮発性メモリ７７により構成される。
【００２４】
カメラボード３１の同期信号生成部７１は、所定のクロック信号（INCK）に基づいて、イメージセンサ６１の駆動に必要な垂直同期信号(XVS)と水平同期信号（XHS）を生成する。同期信号生成部７１は、垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック信号（INCK）をイメージセンサ６１に供給する。
【００２５】
イメージセンサ６１は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどにより構成され、撮像部として機能する。イメージセンサ６１は、ステージ２２に載置された被写体としての標本からの光を、図１の光学系２１を介して取得することにより、撮像を行う。具体的には、イメージセンサ６１は、同期信号生成部７１から供給される垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック（INCK）に基づいて駆動することにより、光学系２１を介して入力される光を電気信号に光電変換し、フレーム単位の画像データ（DATA）を生成する。また、イメージセンサ６１は、各画素の画像データに同期するクロック信号（DPCK/DMCK）を生成する。イメージセンサ６１は、撮像の結果得られる画像データ（DATA）と、クロック信号（DPCK/DMCK）を同期検出部７２に供給する。
【００２６】
同期検出部７２は、イメージセンサ６１からのクロック信号（DPCK/DMCK）を用いて、イメージセンサ６１から供給される画像データ（DATA）に含まれる同期パターンを検出する。同期検出部７２は、検出された同期パターンに基づいて、画像データ（DATA）のうちの有効な画像データ（DATA）を水平ラインごとに抽出する。同期検出部７２は、抽出された有効な画像データ（DATA）と所定のクロック信号(CLK)を抽出部７３に供給する。
【００２７】
抽出部７３は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数とを読み出す。なお、オフセットとは、有効な画像データ（DATA）のうちの、カメラボード３１から出力する画像データのx方向の範囲（以下、x方向の出力範囲という）を表す情報である。具体的には、オフセットは、有効な画像データ（DATA）のx方向の先頭の画素からx方向の出力範囲の先頭の画素までの画素数である。また、水平画素数は、x方向の出力範囲の画素数である
【００２８】
抽出部７３は、同期検出部７２から供給されるクロック信号(CLK)を用いて、有効な画像データ（DATA）のうちの、各水平ラインのx方向の先頭の画素からオフセット番目の画素から、水平画素数分の画素の画像データを抽出する。これにより、有効な画像データのうちの、x方向の位置がx方向の出力範囲内であり、y方向の位置が有効な画像データのy方向の範囲内にある画素の画像データが抽出される。抽出部７３は、抽出された画像データ（DATA）と、クロック信号（CLK）をFIFO７４に供給する。
【００２９】
FIFO７４は、抽出部７３から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、抽出部７３から供給される画像データ（DATA）を順次記憶する。また、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データ（DATA）を所定の単位で読み出し、フレームメモリ７５に供給する。
【００３０】
フレームメモリ７５は、RAM（Random Access Memory）などにより構成され、保持部として機能する。フレームメモリ７５は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の画像データを一時的に保持する。
【００３１】
USBI/F７６は、フレームメモリ７５に保持されている１フレーム分の画像データを読み出し、撮像画像の画像データとして、USBを介して図１のＰＣ１３に送信する。また、USBI/F７６は、ＰＣ１３からUSBを介して送信されてくるオフセットと水平画素数を不揮発性メモリに供給する。なお、オフセットは、例えば、製造時に、光学系２１とカメラボード３１の中心のx方向のずれ（以下、位置ずれという）に基づいて決定される。
【００３２】
不揮発性メモリ７７は、USBI/F７６から供給されるオフセットと水平画素数を記憶する。
【００３３】
なお、オフセットと水平画素数を記憶するメモリは、揮発性メモリであってもよい。この場合、カメラボード３１に電源が供給されるたびに、ＰＣ１３からオフセットと水平画素数が送信され、記憶される。
【００３４】
また、オフセットと水平画素数は、ＰＣ１３から送信されて記憶されるのではなく、不揮発性メモリ７７に予め記憶されていてもよい。
【００３５】
［オフセットと位置ずれの関係の説明］
図４乃至図６は、オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【００３６】
図４に示すように、光学系２１とイメージセンサ６１の中心のx方向の位置が同一である場合、即ち位置ずれが０である場合、オフセットは所定値である。一方、図５に示すように、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より負の方向にある場合、オフセットは、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ小さい。また、図６に示すように、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より正の方向にある場合、オフセットは、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ大きい。
【００３７】
なお、以下では、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より負の方向にあることを、位置ずれが負であるといい、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より正の方向にあることを、位置ずれが正であるという。
【００３８】
［抽出部による抽出の説明］
図７は、図３の抽出部７３により抽出される画像データに対応するイメージセンサ６１の受光面の領域を示す図である。
【００３９】
図７に示すように、イメージセンサ６１の受光面９０は、被写体からの光が照射され、その光を電気信号に変換する有効画素領域(Effective Pixel Area)９１、並びに、被写体からの光が照射されないオプティカルブラック（Optical Black）領域９２および９３からなる。なお、図７の例では、受光面９０のx方向の画素数が4382であり、y方向の画素数が2944である。また、1画素のサイズが5.5μm×5.5μmである。
【００４０】
図４に示したように、位置ずれが０である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの領域１０１の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４１】
一方、図５に示したように、位置ずれが負である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの、領域１０１より左側の領域１０２の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４２】
以上のように、位置ずれが負である場合、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ左側（負のx方向）の領域１０２が抽出されるので、領域１０２の中心が光学系２１の中心と一致する。これにより、光学系２１とイメージセンサ６１の中心の位置のずれを補正することができる。
【００４３】
また、図６に示したように、位置ずれが正である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの、領域１０１より右側の領域１０３の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４４】
以上のように、位置ずれが正である場合、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ右側（正のx方向）の領域１０３が抽出されるので、領域１０３の中心が光学系２１の中心と一致する。これにより、光学系２１とイメージセンサ６１の中心の位置のずれを補正することができる。
【００４５】
図８は、図３の抽出部７３における抽出タイミングを示すタイミングチャートである。
【００４６】
なお、図８において、横軸は時刻を表している。
【００４７】
図８の例では、垂直同期信号(XVS)の1周期は、水平同期信号（XHS）の2948周期である。また、クロック信号（INCK）の周波数は54MHzであり、水平同期信号（XHS）の1周期は、クロック信号（INCK）の3492周期である。さらに、クロック信号（DPCK/DMCK）の周波数は108MHzである。
【００４８】
また、図８において、正方形は、イメージセンサ６１から出力される各画素の画像データを表し、正方形内に記述された文字や番号は、その正方形が表す画像データの内容を表す。具体的には、SAVが記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの開始を表す同期パターンであることを表し、EAVが記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの終了を表す同期パターンであることを表す。また、数字が記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの先頭の画素から、記述された数字番目の画素の画像データであることを表す。これらのことは、後述する図９および図１２においても同様である。
【００４９】
図８に示すように、イメージセンサ６１から出力される画像データには、同期パターンが含まれている。同期検出部７２は、画像データから同期パターンを検出し、同期パターン間の画像データを有効な画像データとして抽出する。抽出部７３は、水平ラインごとに、まず、有効な画像データの開始時刻のクロックを0番目のクロックとして、オフセット番目のクロックのクロック信号（DPCK/DMCK）に同期して画像データの抽出を開始する。そして、抽出部７３は、そのクロック信号を0番目のクロックとして、水平画素数番目のクロックのクロック信号に同期して画像データの抽出を終了する。
【００５０】
具体的には、図８の例では、位置ずれが０である場合のオフセットが720画素であり、水平画素数は2944画素である。従って、この場合、水平ラインごとに、有効な画像データの開始時刻のクロックから720番目のクロックのクロック信号に同期して、画像データの抽出が開始される。そして、そのクロック信号から2944番目のクロック、即ち有効な画像データの開始時刻のクロックから3664番目のクロックのクロック信号に同期して、画像データの抽出が終了される。その結果、有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素から720番目の画素から3663番目の画素までの画像データが抽出される。
【００５１】
次に、抽出部７３は、水平ラインごとに、有効な画像データの終了時刻のクロックから、オプティカルブラック領域９３のx方向の画素数（図８の例では、64）のクロックだけ前のクロック信号に同期して画像データの抽出を開始する。そして、抽出部７３は、有効な画像データの終了時刻のクロックに同期して画像データの抽出を終了する。
【００５２】
[フレームメモリの説明]
図９は、図３のフレームメモリ７５に記憶される画像データを説明する図である。
【００５３】
図９に示すように、フレームメモリ７５は、抽出部７３により抽出された、イメージセンサ６１から出力される画像データの有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データと、オプティカルブラック領域９３の画像データを記憶する。
【００５４】
［カメラボードの処理の説明］
図１０は、図３のカメラボード３１の撮像処理を説明するフローチャートである。
【００５５】
図１０のステップＳ１１において、カメラボード３１の同期信号生成部７１は、所定のクロック信号（INCK）に基づいて、垂直同期信号(XVS)と水平同期信号（XHS）を生成する。同期信号生成部７１は、垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック信号（INCK）をイメージセンサ６１に供給する。
【００５６】
ステップＳ１２において、イメージセンサ６１は、同期信号生成部７１から供給される垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック（INCK）に基づいて、ステージ２２に載置された標本からの光を、光学系２１を介して取得することにより、撮像を行う。また、イメージセンサ６１は、クロック信号（DPCK/DMCK）を生成する。イメージセンサ６１は、撮像の結果得られる画像データ（DATA）と、クロック信号（DPCK/DMCK）を同期検出部７２に供給する。
【００５７】
ステップＳ１３において、同期検出部７２は、イメージセンサ６１からのクロック信号（DPCK/DMCK）を用いて、イメージセンサ６１からの画像データに含まれる同期パターンを検出し、その同期パターンに基づいて、画像データのうちの有効な画像データを水平ラインごとに抽出する。同期検出部７２は、抽出された有効な画像データとクロック信号(CLK)を抽出部７３に供給する。
【００５８】
ステップＳ１４において、抽出部７３は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。
【００５９】
ステップＳ１５において、抽出部７３は、同期検出部７２からのクロック信号(CLK)を用いて、同期検出部７２からの有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出する。そして、抽出部７３は、抽出された画像データ（DATA）と、クロック信号（CLK）をFIFO７４に供給する。
【００６０】
ステップＳ１６において、FIFO７４は、抽出部７３から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、抽出部７３から供給される画像データ（DATA）を順次記憶する。
【００６１】
ステップＳ１７において、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データ（DATA）を所定の単位で読み出し、フレームメモリ７５に供給する。
【００６２】
ステップＳ１８において、フレームメモリ７５は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の画像データを一時的に記憶する。
【００６３】
ステップＳ１９において、USBI/F７６は、フレームメモリ７５に記憶されている１フレーム分の画像データを読み出す。
【００６４】
ステップＳ２０において、USBI/F７６は、読み出された画像データを、撮像画像の画像データとして、USBを介してＰＣ１３に送信する。
【００６５】
以上のように、カメラボード３１は、イメージセンサ６１による撮像の結果得られる画像データのうちの、オフセットに基づいて決定される範囲の画像データを抽出し、撮像画像の画像データとして出力する。従って、イメージセンサ６１の駆動タイミングを変更することなく、光学系２１とイメージセンサ６１の位置のずれを容易に補正することができる。
【００６６】
［カメラボードの他の構成例］
図１１は、図１のカメラボード３１の他の構成例を示すブロック図である。
【００６７】
図１１に示す構成のうち、図３の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
【００６８】
図１１のカメラボード３１の構成は、主に、フレームメモリ７５、抽出部７３の代わりに、フレームメモリ１２１、抽出部１２２が設けられている点が図３の構成と異なる。図１１のカメラボード３１では、フレームメモリ１２１が有効な画像データを記憶し、抽出部１２２が、水平ラインごとに、その有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出する。
【００６９】
具体的には、フレームメモリ１２１は、図３のフレームメモリ７５と同様に、RAMなどにより構成され、保持部として機能する。フレームメモリ１２１は、クロック信号(CLK2)を用いて、同期検出部７２からFIFO７４を介して供給される１フレーム分の有効な画像データを一時的に保持する。
【００７０】
抽出部１２２は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。また、抽出部１２２は、USBI/F７６の制御により、フレームメモリ１２１に保持されている１フレーム分の有効な画像データを読み出す。抽出部１２２は、オフセットと水平画素数に基づいて、水平ラインごとに、有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出し、USBI/F７６に供給する。
【００７１】
[フレームメモリの説明]
図１２は、図１１のフレームメモリ１２１に記憶される画像データを説明する図である。
【００７２】
図１２に示すように、フレームメモリ１２１は、FIFO７４により出力された、イメージセンサ６１から出力される画像データのうちの有効な画像データを記憶する。
【００７３】
［他のカメラボードの処理の説明］
図１３は、図１１のカメラボード３１の撮像処理を説明するフローチャートである。
【００７４】
図１３のステップＳ３１乃至Ｓ３３の処理は、図１０のステップＳ１１乃至Ｓ１３の処理と同様であるので、説明は省略する。
【００７５】
ステップＳ３４において、FIFO７４は、同期検出部７２から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、同期検出部７２により抽出された有効な画像データを順次記憶する。
【００７６】
ステップＳ３５において、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データを所定の単位で読み出し、フレームメモリ１２１に供給する。
【００７７】
ステップＳ３６において、フレームメモリ１２１は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の有効な画像データを一時的に記憶する。
【００７８】
ステップＳ３７において、抽出部１２２は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。
【００７９】
ステップＳ３８において、抽出部１２２は、USBI/F７６の制御により、フレームメモリ１２１に記憶されている１フレーム分の有効な画像データを読み出す。
【００８０】
ステップＳ３９において、抽出部１２２は、オフセットと水平画素数に基づいて、読み出された有効な画像データのうちの各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出し、USBI/F７６に供給する。
【００８１】
ステップＳ４０において、USBI/F７６は、抽出部１２２から供給される画像データを、撮像画像の画像データとして、USBを介してＰＣ１３に送信する。
【００８２】
なお、カメラボード３１とＰＣ１３を接続するバスは、データを通信可能なバスであればどのようなバスであってもよく、USB2.0規格に準拠したUSBの他、Gigabit Ether,USB3.0、Camera LINK,IEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、PCI（Peripheral Component Interconnect） express、SATA（Serial Advanced Technology Attachment）などの規格に準拠したバスであるようにすることができる。
【００８３】
また、カメラボード３１はＰＣ１３に内蔵され、カメラボード３１とＰＣ１３は内部I/Fで接続されるようにしてもよい。この場合、図１１のカメラボード３１には抽出部１２２が設けられず、ＰＣ１３の制御により、フレームメモリ１２１に記憶されている有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データのみが内部I/Fを介して読み出されるようにすることもできる。
【００８４】
なお、本明細書において、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８５】
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。
【００８６】
さらに、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術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。
【００８７】
また、本技術は、以下のような構成もとることができる。
【００８８】
（１）
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部と
を備え、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像装置。
（２）
前記撮像部の水平走査方向の前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の前記水平走査方向の位置のずれに基づいて決定され、
前記撮像部の垂直走査方向の前記所定の範囲は、前記撮像部による撮像の結果得られる画像の前記垂直走査方向の範囲と同一である
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記抽出部により抽出された前記撮像画像を保持する保持部
をさらに備える
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記撮像部による撮像の結果得られる画像を保持する保持部
をさらに備え、
前記抽出部は、前記保持部により保持された前記画像のうちの、前記所定の範囲の画像を前記撮像画像として出力する
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（５）
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部を備える撮像装置が、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出ステップ
を含み、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像方法。
【符号の説明】
【００８９】
３１ カメラボード， ６１ イメージセンサ， ７３ 抽出部， ７５ フレームメモリ， １２１ フレームメモリ， １２２ 抽出部
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像装置および撮像方法に関し、特に、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正することができるようにした撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系を介して出力される画像を撮像する撮像装置では、CCD（Charge Coupled Device）イメージセンサやCMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子の中心が光学系の中心と一致するように、撮像素子と光学系が配置される必要がある。従って、例えば、製造者は、撮像素子の設置時に、撮像素子のx，y，z方向の位置、および、x，y，z方向の軸の回転方向であるθx、θy、θz方向の位置を調整する必要がある。なお、本明細書では、撮像素子の水平走査方向をx方向とし、垂直走査方向をy方向とし、xy平面に垂直な方向をz方向とする。
【０００３】
撮像素子が大きい場合、撮像素子のz方向、θx方向、およびθy方向の位置の調整は、光学系と撮像素子のメカ的な押し付けにより容易に行うことが可能であるが、その場合であっても、ｘ方向、ｙ方向、およびθz方向の位置の調整は困難である。
【０００４】
そこで、光学系を介して出力される画像を撮像するカメラにおいて、CCDイメージセンサが撮像可能範囲より小さい所定の範囲の画像を撮像する場合に、光学系とカメラの位置のずれに基づいて撮像する画像の範囲を決定することにより、光学系とカメラのx方向およびy方向の位置のずれを補正することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３３１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているカメラは、CCDイメージセンサの駆動タイミングを変更することにより、撮像可能範囲より小さい所定の範囲の画像を撮像するが、CMOSイメージセンサ等では、駆動タイミングを変更することは困難である。
【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正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】
【０００８】
本技術の一側面の撮像装置は、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部とを備え、前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される撮像装置である。
【０００９】
本技術の一側面の撮像方法は、本技術の一側面の撮像装置に対応する。
【００１０】
本技術の一側面においては、被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像が撮像画像として出力される。なお、前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の一側面によれば、撮像部の駆動タイミングを変更することなく、光学系と撮像部の位置のずれを容易に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術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】図１のカメラボードの外観図である。
【図３】図１のカメラボードの構成例を示すブロック図である。
【図４】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図５】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図６】オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【図７】イメージセンサの受光面の領域を示す図である。
【図８】図３の抽出部における抽出タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】図３のフレームメモリに記憶される画像データを説明する図である。
【図１０】図３のカメラボードの撮像処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図１のカメラボードの他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のフレームメモリに記憶される画像データを説明する図である。
【図１３】図１１のカメラボードの撮像処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜一実施の形態＞
[顕微鏡システムの一実施の形態の構成例]
図１は、本技術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。
【００１４】
顕微鏡システム１は、顕微鏡１１、撮像装置１２、ＰＣ（Personal Computer）１３、補助装置１４、及びPSU（Power Supply Unit）１５から構成される。
【００１５】
顕微鏡１１は、撮像装置１２のカメラボード３１に設けられるイメージセンサ上に観察対象の標本の拡大像を結像させるための光学系２１と、その標本が載置されるステージ２２とを有する。ステージ２２は、ＸＹステージ２２−１と、Ｚステージ２２−２とから構成される。ＸＹステージ２２−１は、ＰＣ１３のCPU(Central Processing Unit）４１の制御により、または観察者による図示せぬハンドルの操作に応じて、光学系２１に対して相対的にx方向またはｙ方向に移動する。これにより、ステージ２２に載置された標本もx方向またはｙ方向に移動する。また、Ｚステージ２２−２は、ＰＣ１３のCPU４１の制御により、または観察者による図示せぬハンドルの操作に応じて、光学系２１に対して相対的にz方向に移動する。これにより、ステージ２２に載置された標本もz方向に平行に移動する。
【００１６】
観察者は、ＰＣ１３や図示せぬハンドルを操作して、ＸＹステージ２２−１やＺステージ２２−２を移動させることで、光学系２１に対する標本の相対的な位置を、３次元空間上の任意の位置に移動させる。これにより、観察者は、ステージ２２に載置された標本の拡大像を、光学系２１を介して撮像することができる。
【００１７】
撮像装置１２は、カメラボード３１を有する。カメラボード３１は、ＰＣ１３による制御により、ステージ２２に載置された標本の拡大像を光学系２１を介して撮像する動作を行う。この場合、カメラボード３１の各種動作のトリガとなる信号は補助装置１４から供給される。
【００１８】
ＰＣ１３は、CPU４１とチップセット４２を含むように構成される。CPU４１は、ＰＣ１３の全体の動作を制御する。チップセット４２は、CPU４１の制御の下、各種処理を実行するチップ群から構成され、このようなチップの１つとしてホストコントローラ５１を有している。ホストコントローラ５１は、USB（Universal Serial Bus）2.0規格に準拠したUSBに接続された機器の遠隔制御を行う。ここでは、ホストコントローラ５１は、USBに接続されたカメラボード３１を遠隔制御することによって、上述の如く標本の拡大像を撮像させ、撮像された画像データを受信する。
【００１９】
PSU（Power Supply Unit）１５は、顕微鏡システム１を構成する各部、例えばＰＣ１３やカメラボード３１に電力を供給する。
【００２０】
［カメラボードの外観図］
図２は、図１のカメラボード３１の外観図である。
【００２１】
図２に示すように、カメラボード３１の端部には、四角形状のイメージセンサ６１が設けられている。
【００２２】
［カメラボードの構成例］
図３は、図１のカメラボード３１の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図３のカメラボード３１は、同期信号生成部７１、イメージセンサ６１、同期検出部７２、抽出部７３、FIFO（First-In First-Out）７４、フレームメモリ７５、USBI/F７６、および不揮発性メモリ７７により構成される。
【００２４】
カメラボード３１の同期信号生成部７１は、所定のクロック信号（INCK）に基づいて、イメージセンサ６１の駆動に必要な垂直同期信号(XVS)と水平同期信号（XHS）を生成する。同期信号生成部７１は、垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック信号（INCK）をイメージセンサ６１に供給する。
【００２５】
イメージセンサ６１は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどにより構成され、撮像部として機能する。イメージセンサ６１は、ステージ２２に載置された被写体としての標本からの光を、図１の光学系２１を介して取得することにより、撮像を行う。具体的には、イメージセンサ６１は、同期信号生成部７１から供給される垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック（INCK）に基づいて駆動することにより、光学系２１を介して入力される光を電気信号に光電変換し、フレーム単位の画像データ（DATA）を生成する。また、イメージセンサ６１は、各画素の画像データに同期するクロック信号（DPCK/DMCK）を生成する。イメージセンサ６１は、撮像の結果得られる画像データ（DATA）と、クロック信号（DPCK/DMCK）を同期検出部７２に供給する。
【００２６】
同期検出部７２は、イメージセンサ６１からのクロック信号（DPCK/DMCK）を用いて、イメージセンサ６１から供給される画像データ（DATA）に含まれる同期パターンを検出する。同期検出部７２は、検出された同期パターンに基づいて、画像データ（DATA）のうちの有効な画像データ（DATA）を水平ラインごとに抽出する。同期検出部７２は、抽出された有効な画像データ（DATA）と所定のクロック信号(CLK)を抽出部７３に供給する。
【００２７】
抽出部７３は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数とを読み出す。なお、オフセットとは、有効な画像データ（DATA）のうちの、カメラボード３１から出力する画像データのx方向の範囲（以下、x方向の出力範囲という）を表す情報である。具体的には、オフセットは、有効な画像データ（DATA）のx方向の先頭の画素からx方向の出力範囲の先頭の画素までの画素数である。また、水平画素数は、x方向の出力範囲の画素数である
【００２８】
抽出部７３は、同期検出部７２から供給されるクロック信号(CLK)を用いて、有効な画像データ（DATA）のうちの、各水平ラインのx方向の先頭の画素からオフセット番目の画素から、水平画素数分の画素の画像データを抽出する。これにより、有効な画像データのうちの、x方向の位置がx方向の出力範囲内であり、y方向の位置が有効な画像データのy方向の範囲内にある画素の画像データが抽出される。抽出部７３は、抽出された画像データ（DATA）と、クロック信号（CLK）をFIFO７４に供給する。
【００２９】
FIFO７４は、抽出部７３から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、抽出部７３から供給される画像データ（DATA）を順次記憶する。また、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データ（DATA）を所定の単位で読み出し、フレームメモリ７５に供給する。
【００３０】
フレームメモリ７５は、RAM（Random Access Memory）などにより構成され、保持部として機能する。フレームメモリ７５は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の画像データを一時的に保持する。
【００３１】
USBI/F７６は、フレームメモリ７５に保持されている１フレーム分の画像データを読み出し、撮像画像の画像データとして、USBを介して図１のＰＣ１３に送信する。また、USBI/F７６は、ＰＣ１３からUSBを介して送信されてくるオフセットと水平画素数を不揮発性メモリに供給する。なお、オフセットは、例えば、製造時に、光学系２１とカメラボード３１の中心のx方向のずれ（以下、位置ずれという）に基づいて決定される。
【００３２】
不揮発性メモリ７７は、USBI/F７６から供給されるオフセットと水平画素数を記憶する。
【００３３】
なお、オフセットと水平画素数を記憶するメモリは、揮発性メモリであってもよい。この場合、カメラボード３１に電源が供給されるたびに、ＰＣ１３からオフセットと水平画素数が送信され、記憶される。
【００３４】
また、オフセットと水平画素数は、ＰＣ１３から送信されて記憶されるのではなく、不揮発性メモリ７７に予め記憶されていてもよい。
【００３５】
［オフセットと位置ずれの関係の説明］
図４乃至図６は、オフセットと位置ずれの関係を説明する図である。
【００３６】
図４に示すように、光学系２１とイメージセンサ６１の中心のx方向の位置が同一である場合、即ち位置ずれが０である場合、オフセットは所定値である。一方、図５に示すように、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より負の方向にある場合、オフセットは、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ小さい。また、図６に示すように、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より正の方向にある場合、オフセットは、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ大きい。
【００３７】
なお、以下では、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より負の方向にあることを、位置ずれが負であるといい、光学系２１の中心のｘ方向の位置がイメージセンサ６１の中心のx方向の位置より正の方向にあることを、位置ずれが正であるという。
【００３８】
［抽出部による抽出の説明］
図７は、図３の抽出部７３により抽出される画像データに対応するイメージセンサ６１の受光面の領域を示す図である。
【００３９】
図７に示すように、イメージセンサ６１の受光面９０は、被写体からの光が照射され、その光を電気信号に変換する有効画素領域(Effective Pixel Area)９１、並びに、被写体からの光が照射されないオプティカルブラック（Optical Black）領域９２および９３からなる。なお、図７の例では、受光面９０のx方向の画素数が4382であり、y方向の画素数が2944である。また、1画素のサイズが5.5μm×5.5μmである。
【００４０】
図４に示したように、位置ずれが０である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの領域１０１の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４１】
一方、図５に示したように、位置ずれが負である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの、領域１０１より左側の領域１０２の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４２】
以上のように、位置ずれが負である場合、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ左側（負のx方向）の領域１０２が抽出されるので、領域１０２の中心が光学系２１の中心と一致する。これにより、光学系２１とイメージセンサ６１の中心の位置のずれを補正することができる。
【００４３】
また、図６に示したように、位置ずれが正である場合、抽出部７３は、オフセットと水平画素数に基づいて、有効画素領域９１とオプティカルブラック領域９２のうちの、x方向の位置が左端からオフセット分の画素だけ右側の画素から、水平画素数の画素だけ右側の画素までの、領域１０１より右側の領域１０３の画像データを抽出する。また、抽出部７３は、オプティカルブラック領域９３に対応する画像データを抽出する。
【００４４】
以上のように、位置ずれが正である場合、位置ずれが０である場合に比べて、光学系２１とイメージセンサ６１の中心どうしのｘ方向の距離に対応する画素数だけ右側（正のx方向）の領域１０３が抽出されるので、領域１０３の中心が光学系２１の中心と一致する。これにより、光学系２１とイメージセンサ６１の中心の位置のずれを補正することができる。
【００４５】
図８は、図３の抽出部７３における抽出タイミングを示すタイミングチャートである。
【００４６】
なお、図８において、横軸は時刻を表している。
【００４７】
図８の例では、垂直同期信号(XVS)の1周期は、水平同期信号（XHS）の2948周期である。また、クロック信号（INCK）の周波数は54MHzであり、水平同期信号（XHS）の1周期は、クロック信号（INCK）の3492周期である。さらに、クロック信号（DPCK/DMCK）の周波数は108MHzである。
【００４８】
また、図８において、正方形は、イメージセンサ６１から出力される各画素の画像データを表し、正方形内に記述された文字や番号は、その正方形が表す画像データの内容を表す。具体的には、SAVが記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの開始を表す同期パターンであることを表し、EAVが記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの終了を表す同期パターンであることを表す。また、数字が記述された正方形は、その正方形が表す画像データが、有効な画像データの先頭の画素から、記述された数字番目の画素の画像データであることを表す。これらのことは、後述する図９および図１２においても同様である。
【００４９】
図８に示すように、イメージセンサ６１から出力される画像データには、同期パターンが含まれている。同期検出部７２は、画像データから同期パターンを検出し、同期パターン間の画像データを有効な画像データとして抽出する。抽出部７３は、水平ラインごとに、まず、有効な画像データの開始時刻のクロックを0番目のクロックとして、オフセット番目のクロックのクロック信号（DPCK/DMCK）に同期して画像データの抽出を開始する。そして、抽出部７３は、そのクロック信号を0番目のクロックとして、水平画素数番目のクロックのクロック信号に同期して画像データの抽出を終了する。
【００５０】
具体的には、図８の例では、位置ずれが０である場合のオフセットが720画素であり、水平画素数は2944画素である。従って、この場合、水平ラインごとに、有効な画像データの開始時刻のクロックから720番目のクロックのクロック信号に同期して、画像データの抽出が開始される。そして、そのクロック信号から2944番目のクロック、即ち有効な画像データの開始時刻のクロックから3664番目のクロックのクロック信号に同期して、画像データの抽出が終了される。その結果、有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素から720番目の画素から3663番目の画素までの画像データが抽出される。
【００５１】
次に、抽出部７３は、水平ラインごとに、有効な画像データの終了時刻のクロックから、オプティカルブラック領域９３のx方向の画素数（図８の例では、64）のクロックだけ前のクロック信号に同期して画像データの抽出を開始する。そして、抽出部７３は、有効な画像データの終了時刻のクロックに同期して画像データの抽出を終了する。
【００５２】
[フレームメモリの説明]
図９は、図３のフレームメモリ７５に記憶される画像データを説明する図である。
【００５３】
図９に示すように、フレームメモリ７５は、抽出部７３により抽出された、イメージセンサ６１から出力される画像データの有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データと、オプティカルブラック領域９３の画像データを記憶する。
【００５４】
［カメラボードの処理の説明］
図１０は、図３のカメラボード３１の撮像処理を説明するフローチャートである。
【００５５】
図１０のステップＳ１１において、カメラボード３１の同期信号生成部７１は、所定のクロック信号（INCK）に基づいて、垂直同期信号(XVS)と水平同期信号（XHS）を生成する。同期信号生成部７１は、垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック信号（INCK）をイメージセンサ６１に供給する。
【００５６】
ステップＳ１２において、イメージセンサ６１は、同期信号生成部７１から供給される垂直同期信号(XVS)、水平同期信号（XHS）、およびクロック（INCK）に基づいて、ステージ２２に載置された標本からの光を、光学系２１を介して取得することにより、撮像を行う。また、イメージセンサ６１は、クロック信号（DPCK/DMCK）を生成する。イメージセンサ６１は、撮像の結果得られる画像データ（DATA）と、クロック信号（DPCK/DMCK）を同期検出部７２に供給する。
【００５７】
ステップＳ１３において、同期検出部７２は、イメージセンサ６１からのクロック信号（DPCK/DMCK）を用いて、イメージセンサ６１からの画像データに含まれる同期パターンを検出し、その同期パターンに基づいて、画像データのうちの有効な画像データを水平ラインごとに抽出する。同期検出部７２は、抽出された有効な画像データとクロック信号(CLK)を抽出部７３に供給する。
【００５８】
ステップＳ１４において、抽出部７３は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。
【００５９】
ステップＳ１５において、抽出部７３は、同期検出部７２からのクロック信号(CLK)を用いて、同期検出部７２からの有効な画像データのうちの、各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出する。そして、抽出部７３は、抽出された画像データ（DATA）と、クロック信号（CLK）をFIFO７４に供給する。
【００６０】
ステップＳ１６において、FIFO７４は、抽出部７３から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、抽出部７３から供給される画像データ（DATA）を順次記憶する。
【００６１】
ステップＳ１７において、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データ（DATA）を所定の単位で読み出し、フレームメモリ７５に供給する。
【００６２】
ステップＳ１８において、フレームメモリ７５は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の画像データを一時的に記憶する。
【００６３】
ステップＳ１９において、USBI/F７６は、フレームメモリ７５に記憶されている１フレーム分の画像データを読み出す。
【００６４】
ステップＳ２０において、USBI/F７６は、読み出された画像データを、撮像画像の画像データとして、USBを介してＰＣ１３に送信する。
【００６５】
以上のように、カメラボード３１は、イメージセンサ６１による撮像の結果得られる画像データのうちの、オフセットに基づいて決定される範囲の画像データを抽出し、撮像画像の画像データとして出力する。従って、イメージセンサ６１の駆動タイミングを変更することなく、光学系２１とイメージセンサ６１の位置のずれを容易に補正することができる。
【００６６】
［カメラボードの他の構成例］
図１１は、図１のカメラボード３１の他の構成例を示すブロック図である。
【００６７】
図１１に示す構成のうち、図３の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
【００６８】
図１１のカメラボード３１の構成は、主に、フレームメモリ７５、抽出部７３の代わりに、フレームメモリ１２１、抽出部１２２が設けられている点が図３の構成と異なる。図１１のカメラボード３１では、フレームメモリ１２１が有効な画像データを記憶し、抽出部１２２が、水平ラインごとに、その有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出する。
【００６９】
具体的には、フレームメモリ１２１は、図３のフレームメモリ７５と同様に、RAMなどにより構成され、保持部として機能する。フレームメモリ１２１は、クロック信号(CLK2)を用いて、同期検出部７２からFIFO７４を介して供給される１フレーム分の有効な画像データを一時的に保持する。
【００７０】
抽出部１２２は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。また、抽出部１２２は、USBI/F７６の制御により、フレームメモリ１２１に保持されている１フレーム分の有効な画像データを読み出す。抽出部１２２は、オフセットと水平画素数に基づいて、水平ラインごとに、有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出し、USBI/F７６に供給する。
【００７１】
[フレームメモリの説明]
図１２は、図１１のフレームメモリ１２１に記憶される画像データを説明する図である。
【００７２】
図１２に示すように、フレームメモリ１２１は、FIFO７４により出力された、イメージセンサ６１から出力される画像データのうちの有効な画像データを記憶する。
【００７３】
［他のカメラボードの処理の説明］
図１３は、図１１のカメラボード３１の撮像処理を説明するフローチャートである。
【００７４】
図１３のステップＳ３１乃至Ｓ３３の処理は、図１０のステップＳ１１乃至Ｓ１３の処理と同様であるので、説明は省略する。
【００７５】
ステップＳ３４において、FIFO７４は、同期検出部７２から供給されるクロック信号（CLK）を用いて、同期検出部７２により抽出された有効な画像データを順次記憶する。
【００７６】
ステップＳ３５において、FIFO７４は、クロック信号(CLK2)を用いて、記憶している最も古い画像データを所定の単位で読み出し、フレームメモリ１２１に供給する。
【００７７】
ステップＳ３６において、フレームメモリ１２１は、クロック信号(CLK2)を用いて、FIFO７４から供給される１フレーム分の有効な画像データを一時的に記憶する。
【００７８】
ステップＳ３７において、抽出部１２２は、不揮発性メモリ７７からオフセットと水平画素数を読み出す。
【００７９】
ステップＳ３８において、抽出部１２２は、USBI/F７６の制御により、フレームメモリ１２１に記憶されている１フレーム分の有効な画像データを読み出す。
【００８０】
ステップＳ３９において、抽出部１２２は、オフセットと水平画素数に基づいて、読み出された有効な画像データのうちの各水平ラインの先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データを抽出し、USBI/F７６に供給する。
【００８１】
ステップＳ４０において、USBI/F７６は、抽出部１２２から供給される画像データを、撮像画像の画像データとして、USBを介してＰＣ１３に送信する。
【００８２】
なお、カメラボード３１とＰＣ１３を接続するバスは、データを通信可能なバスであればどのようなバスであってもよく、USB2.0規格に準拠したUSBの他、Gigabit Ether,USB3.0、Camera LINK,IEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、PCI（Peripheral Component Interconnect） express、SATA（Serial Advanced Technology Attachment）などの規格に準拠したバスであるようにすることができる。
【００８３】
また、カメラボード３１はＰＣ１３に内蔵され、カメラボード３１とＰＣ１３は内部I/Fで接続されるようにしてもよい。この場合、図１１のカメラボード３１には抽出部１２２が設けられず、ＰＣ１３の制御により、フレームメモリ１２１に記憶されている有効な画像データのうちの、先頭の画素からオフセット番目の画素から水平画素数分の画素の画像データのみが内部I/Fを介して読み出されるようにすることもできる。
【００８４】
なお、本明細書において、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８５】
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。
【００８６】
さらに、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術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。
【００８７】
また、本技術は、以下のような構成もとることができる。
【００８８】
（１）
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部と
を備え、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像装置。
（２）
前記撮像部の水平走査方向の前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の前記水平走査方向の位置のずれに基づいて決定され、
前記撮像部の垂直走査方向の前記所定の範囲は、前記撮像部による撮像の結果得られる画像の前記垂直走査方向の範囲と同一である
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記抽出部により抽出された前記撮像画像を保持する保持部
をさらに備える
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記撮像部による撮像の結果得られる画像を保持する保持部
をさらに備え、
前記抽出部は、前記保持部により保持された前記画像のうちの、前記所定の範囲の画像を前記撮像画像として出力する
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（５）
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部を備える撮像装置が、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出ステップ
を含み、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像方法。
【符号の説明】
【００８９】
３１ カメラボード， ６１ イメージセンサ， ７３ 抽出部， ７５ フレームメモリ， １２１ フレームメモリ， １２２ 抽出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部と
を備え、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像装置。
【請求項２】
前記撮像部の水平走査方向の前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の前記水平走査方向の位置のずれに基づいて決定され、
前記撮像部の垂直走査方向の前記所定の範囲は、前記撮像部による撮像の結果得られる画像の前記垂直走査方向の範囲と同一である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記抽出部により抽出された前記撮像画像を保持する保持部
をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部による撮像の結果得られる画像を保持する保持部
をさらに備え、
前記抽出部は、前記保持部により保持された前記画像のうちの、前記所定の範囲の画像を前記撮像画像として出力する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部を備える撮像装置が、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出ステップ
を含み、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像方法。
【請求項１】
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部と、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出部と
を備え、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像装置。
【請求項２】
前記撮像部の水平走査方向の前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の前記水平走査方向の位置のずれに基づいて決定され、
前記撮像部の垂直走査方向の前記所定の範囲は、前記撮像部による撮像の結果得られる画像の前記垂直走査方向の範囲と同一である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記抽出部により抽出された前記撮像画像を保持する保持部
をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部による撮像の結果得られる画像を保持する保持部
をさらに備え、
前記抽出部は、前記保持部により保持された前記画像のうちの、前記所定の範囲の画像を前記撮像画像として出力する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体からの光を、光学系を介して取得することにより撮像を行う撮像部を備える撮像装置が、
前記撮像部による撮像の結果得られる画像のうちの、所定の範囲の画像を撮像画像として出力する抽出ステップ
を含み、
前記所定の範囲は、前記光学系と前記撮像部の位置のずれに基づいて決定される
撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５８８３１（Ｐ２０１３−５８８３１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４８２７（Ｐ２０１１−１９４８２７）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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