CN107645625B - 图像生成装置以及图像生成方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供图像生成装置以及图像生成方法。图像生成装置(10)具备：照明物质的第1光源(141A)以及第2光源(141B)；配置物质的图像传感器(150)；具有透射光的透光部分以及遮挡光的遮光部分并且位于图像传感器(150)与第1光源(141A)以及第2光源(141B)之间的位置的掩模(142)；以及明暗图像处理部(120)，图像传感器(150)，在利用第1光源(141A)照明时，取得物质的第1图像，在利用第2光源(141B)照明时，取得物质的第2图像，明暗图像处理部(120)，通过导出第1图像所含的像素的辉度值、与第2图像所含且位于与所述第1图像所含的像素同一位置的像素的辉度值的差分，来生成该物质的第3图像。

Description

图像生成装置以及图像生成方法

技术领域

本公开例如涉及无透镜显微镜等生成图像的图像生成装置以及图像生成方法。

背景技术

想要以不对培养细胞实施染色的方式连续地观察该培养细胞这一要求，属于治疗用细胞的产生或药效的试验等、或者将培养细胞用于医疗或产业的诸多领域。但是，由于细胞大多都是几乎无色透明的，因此在基于透射光的光学显微镜下的拍摄中，由于对比度小，因此难以观察。作为对比度小的一个要因，可以举出被拍摄对象周边的介质以及被拍摄对象自身的光的散射或折射。

在专利文献1中，示出从光束的照射以及照射停止的明暗两种状态的辉度中除去反射光的噪声分量的方法。

然而，培养细胞的连续的观察，是在用于维持培养细胞用的多湿的环境的培养箱这一受限的空间内进行的。为了在这样的受限的空间内进行观察，专利文献2以及专利文献3公开了能够不使用透镜地观察微小的细胞的无透镜显微镜。在这些文献中，使用通过从多个不同的位置照射的照明而拍摄到的多个图像，生成分辨率高的图像。另外，非专利文献1公开了使用高频照明的散射光去除技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5403458号公报

专利文献2：日本专利第5789766号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2014/0133702号说明书

非专利文献

非专利文献1：IEEE International Conference on ComputationalPhotography(ICCP2013)Apr.2013,Cambridge‘Descattering of transmissiveobservation using parallel high-frequency illumination’

发明内容

但是，在专利文献1的方法中，存在装置会大型化这一问题。也即是，在该方法中，在记录照明的反射光的辉度来计测对象物表面的凹凸的装置中，使用平行光和数字微镜器件。并且，通过照射第1明暗图案而记录的辉度与照射第2明暗图案而记录的辉度的差分，求取相对辉度，由此，会容易比较按各物镜的位置的辉度。但是，若想将明暗的图案扩展至图像传感器整体，则会需要透镜，装置会大型化。另一方面，如专利文献2以及专利文献3那样，在用多光源进行拍摄的情况下，需要变更照明的位置。一边变更光源以及数字微镜器件的位置、一边进行拍摄，相应地装置会大型化，因此，将基于数字微镜器件的明暗的反转组合于无透镜显微镜是困难的。

于是，本公开提供能够实现小型化的图像生成装置以及图像生成方法。

本公开的一个技术方案的图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：第1光源，其照明所述物质；第2光源，其从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质；图像传感器，其供所述物质配置；掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分以及遮挡所述光的遮光部分，并且位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间；以及处理电路，所述图像传感器，在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，所述处理电路，通过导出所述第1图像所含的像素的辉度值、与所述第2图像所含且位于与所述第1图像所含的像素同一位置的像素的辉度值的差分，生成所述物质的第3图像。

另外，本公开的一个技术方案的图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：包括多个光源的光源组，该多个光源包括照明所述物质的第1光源、以及从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质的第2光源；图像传感器，其供所述物质配置；掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分、以及遮挡所述光的遮光部分；以及处理电路，所述图像传感器，(a)在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，(b)在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，(c)在利用所述光源组所含的光源照明时，取得所述物质的第4图像，其中，所述第1图像以及所述第2图像，经由位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间的所述掩模取得，所述第4图像不经由所述掩模取得，所述处理电路，从所述第1图像以及所述第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，通过导出基于所述选择的图像与所述第4图像的差分，生成所述物质的第5图像。

此外，上述总括性或具体的技术方案既可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的记录介质来实现，也可以通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质例如包括CD-ROM(CompactDisc-Read Only Memory，光盘只读存储器)等非易失性记录介质。

根据本公开，能够使图像生成装置小型化。从本说明书以及附图中可知晓本公开的一个技术方案的附加的益处以及优点。该益处和/或优点可能单独地由本说明书以及附图所公开的各种技术方案以及特征提供，无需为了获得一个以上的益处和/或优点而实施所有的技术方案以及特征。

附图说明

图1A是实施方式1的细胞培养容器的立体图。

图1B是实施方式1的细胞培养容器的截面图。

图2是示出实施方式1的图像生成装置的功能构成的一例的框图。

图3是示意性地示出实施方式1的照明器的构造的一例的图。

图4是示意性地示出实施方式1的多个点光源的配置的一例的图。

图5是示意性地示出实施方式1的掩模的构造的一例的图。

图6是说明实施方式1的图像传感器与对象物的位置关系的示意图。

图7是示出实施方式1的点光源的位置与图像传感器150接受的光的关系的一例的图。

图8是示出实施方式1的存储部所存储的内容的一例的图。

图9是示出实施方式1的明暗图像处理部的功能构成的一例的框图。

图10是示出实施方式1的图像生成装置的工作的一例的流程图。

图11是示出实施方式1的拍摄部的工作的一例的流程图。

图12A是说明实施方式1的明区间与暗区间的周期的具体例的示意图。

图12B是说明实施方式1的明区间与暗区间的周期的具体例的示意图。

图13是示出实施方式1的图像传感器上的各位置处的光的强度的图。

图14是示出实施方式1的明暗图像处理部的工作的一例的流程图。

图15是示出实施方式1的使用了掩模的图像传感器的拍摄结果的一例的图。

图16是示出实施方式1的变形例的明暗图像处理部的工作的一例的流程图。

图17是示出实施方式2的图像生成装置的功能构成的一例的框图。

图18是示意性地示出实施方式2的照明器的构造的一例的图。

图19是示出实施方式2的存储部所存储的内容的一例的图。

图20是示出实施方式2的拍摄部的工作的一例的流程图。

图21是示出实施方式2的明暗图像处理部的工作的一例的流程图。

图22是示出实施方式2的明暗图像处理部的工作的另一例的流程图。

图23是示出实施方式2的变形例的拍摄部的工作的一例的流程图。

图24是示出实施方式2的变形例的明暗图像处理部的工作的一例的流程图。

图25是示出实施方式2的变形例的明暗图像处理部的工作的另一例的流程图。

图26A是示出照射基于点光源的照明并且在无掩模的状态下拍摄到的图像的图。

图26B是示出用实施方式1的方法拍摄并且合成后的图像的图。

图27是示出图26A的图像与图26B的图像的辉度轮廓的图。

图28A是示出照射点光源的照明并且在无掩模的状态下拍摄到的图像的图。

图28B是示出用实施方式2的方法拍摄并且合成后的图像的图。

图29是示出图28A的图像与图28B的图像的辉度轮廓的图。

标号的说明

10、20图像生成装置；100、200拍摄部；110、127存储部；120明暗图像处理部；121数据取得部；122最大值决定部；123最小值决定部；124计算部；125图像生成部；126像素选择部；130输出部；140、240照明器；141点光源；142、242掩模；160、260控制部；150图像传感器；243驱动部

具体实施方式

本公开的一个技术方案的图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：第1光源，其照明所述物质；第2光源，其从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质；图像传感器，其供所述物质配置；掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分以及遮挡所述光的遮光部分，并且位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间；以及处理电路，所述图像传感器，在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，所述处理电路，通过导出所述第1图像所含的像素的辉度值、与所述第2图像所含且位于与所述第1图像所含的像素同一位置的像素的辉度值的差分，生成所述物质的第3图像。

由此，通过位于相互分离的位置的第1光源以及第2光源的照明，能够取得明暗图案不同的第1图像和第2图像。因此，通过导出它们的差分，能够减少散射光或折射光的噪声，能够生成基于直接光的清晰的第3图像。另外，为了取得明暗图案不同的2个图像，切换照明物质的光源即可，因此，能够无需变更例如光源或数字微镜器件等构造物的位置，能够将装置整体小型化。

也即是，本公开的一个技术方案的图像生成装置，是无透镜显微镜，使来自点光源的漫射光通过例如具有狭缝或方格图案的掩模。并且，基于在具有第1明暗图案的照明下所拍摄的图像和在具有明暗与第1明暗图案相互错开的第2明暗图案的照明下所拍摄的图像，生成对象物的图像。

由此，不使用数字微镜器件地通过多光源拍摄进行在明暗两个状态下的拍摄，由此能够生成将噪声减少的拍摄图像。换言之，在将物质设置图像传感器上并利用透射光拍摄的无透镜的拍摄系统中，通过使用在明暗两个状态下拍摄到的图像，能够生成减少了噪声的高画质的图像。

另外，也可以是，所述图像传感器的受光面的一部分的区域，在所述掩模的所述透光部分配置在照明所述物质的第1光源与所述区域之间的状态下，取得所述第1图像，在所述掩模的所述遮光部分配置在照明所述物质的第2光源与所述区域之间的状态下，取得所述第2图像。例如，所述图像传感器的受光面的一部分的区域，在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质时，取得包含所述第1图像以及所述第2图像在内的辉度值相互不同的多个图像，所述处理电路，将所述多个图像中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，将所述多个图像中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像。

由此，能够导出在明区间拍摄到的第1图像与在暗区间拍摄到的第2图像的差分，能够进一步减少噪声，能够生成更清晰的第3图像。

另外，也可以是，所述第1光源位于距离所述第2光源半个周期的位置，所述图像传感器的受光面的一部分的区域，在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质的情况下，取得具有最大的辉度值的图像和具有最小的辉度值的图像，所述处理电路，选择包含具有最大的辉度值的辉度最大图像的第1图像组和包含具有最小的辉度值的辉度最小图像的第2图像组中、辉度值的方差小的图像组，(i)在所选择的所述图像组是所述第1图像组的情况下，将所述第1图像组中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，将在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，(ii)在所选择的所述图像组是所述第2图像组的情况下，将所述第2图像组中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，将在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像。

由此，即便辉度的最大值或最小值不稳定，也能够基于周期，适当地选择在明区间拍摄到的第1图像和在暗区间拍摄到的第2图像。由此，能够生成更清晰的图像。

另外，本公开的一个技术方案的图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：包括多个光源的光源组，该多个光源包括照明所述物质的第1光源、以及从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质的第2光源；图像传感器，其供所述物质配置；掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分、以及遮挡所述光的遮光部分；以及处理电路，所述图像传感器，(a)在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，(b)在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，(c)在利用所述光源组所含的光源照明时，取得所述物质的第4图像，其中，所述第1图像以及所述第2图像，经由位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间的所述掩模取得，所述第4图像不经由所述掩模取得，所述处理电路，从所述第1图像以及所述第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，通过导出基于所述选择的图像与所述第4图像的差分，生成所述物质的第5图像。例如，所述第1图像、所述第2图像、所述第4图像以及所述第5图像的各图像，具有与所述图像传感器所含的同一像素对应的辉度值。

由此，通过第1光源或第2光源的照明，能够取得具有明暗图案的第1图像或第2图像和一样地明亮但没有明暗图案的第4图像。因此，通过导出基于它们的差分，能够减少基于散射光或折射光的噪声，能够生成基于直接光的清晰的第5图像。另外，无需为了取得具有明暗图案的图像和一样的明亮但没有明暗图案的图像，而变更例如数字微镜器件等复杂的构造物的位置，能够将装置整体小型化。

另外，所述掩模中的所述透光部分与所述遮光部分的面积比也可以是1:1。此时，所述处理电路，也可以通过导出所述选择的图像的辉度值的2倍与所述第4图像的辉度值的差分，生成所述第5图像的辉度值。例如，所述处理电路，在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有大的辉度值的图像的情况下，通过从所述选择的图像的辉度值的2倍减去所述第4图像的辉度值，生成所述第5图像的辉度值。或者，所述处理电路，在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有小的辉度值的图像的情况下，通过从所述第4图像的辉度值减去所述选择的图像的辉度值的2倍，生成所述第5图像的辉度值。

由此，能够利用掩模的透光部分以及遮光部分的面积比，减少因散射光或折射光而产生的噪声，生成基于直接光的清晰的第5图像。

此外，这些总括性的或者具体的技术方案，既可以通过装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等记录介质来实现，又可以通过装置、方法、集成电路、计算机程序或记录介质的任意组合来实现。

以下，参照附图对本公开的一个技术方案的图像生成装置以及图像生成方法具体地进行说明。

此外，以下要说明的实施方式，都是表示概括性的或具体的例子的实施方式。在以下的实施方式中示出的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等仅是一例，并不旨在限定技术方案。另外，对于以下的实施方式中的构成要素中未记载在表示最上位概念的独立技术方案的构成要素，作为任意的构成要素被说明。

(实施方式1)

实施方式1的图像生成装置具备：多个点光源；照明器，由如狭缝或方格图案那样形成了透射光的透光部分和遮挡光的遮光部分的掩模构成；图像传感器；以及处理电路。该照明器中的相互位于不同的位置的多个点光源，依次对位于图像传感器上的对象物照明。此时，图像传感器，一边切换达到该图像传感器以及对象物的光的明暗的图案，一边进行对象物的拍摄。由此，取得明暗图案不同的多个图像。处理电路，按图像传感器的各个像素，在多个图像中求取该像素的辉度最高的图像与该像素的辉度最低的图像的辉度的差，并生成将按像素的辉度的差作为像素的辉度值的图像。

在此，实施方式1的图像生成装置，例如以容纳于细胞培养容器的混合液中的细胞作为对象物来进行拍摄。首先，对该细胞培养容器等进行详细地说明。此外，本实施方式中的拍摄的对象物，例如是细胞，但是，只要是具有透光性的物质即可，也可以是细胞以外的物质。

[1.细胞培养容器的构造]

图1A是实施方式1的盘子型细胞培养容器1000的立体图。图1B是实施方式1的盘子型细胞培养容器1000的截面图。如图1A以及图1B所示，细胞培养容器1000具备：容器部1010、照明器140以及图像传感器150。此外，细胞培养容器1000是被称为浅底盘或陪替氏培养皿(petri dish)的盘子型容器，但是也可以是横置的烧瓶型容器。

容器部1010是容纳包含细胞以及培养液的混合液的容器。也即是，容器部1010是使混合液位于内部的容器。容器部1010例如是玻璃制或树脂制的透明的容器，具备盖部1011和主体部1012。

主体部1012是形成容器部1010的底部以及侧部的有底筒状的部件。

盖部1011，是通过与主体部1012嵌合而封闭主体部1012的开口的有底筒状的部件。盖部1011形成容器部1010的上部。

照明器140设置在盖部1011的内表面，将光向容器部1010内的混合液照射。结果，被照射的光，在混合液中透射，而作为透射光输出。也即是，透射光是指从照明器140透射混合液后的光，是在作为半透明物质的混合液中折射以及衰减后的光。具体而言，照明器140，被固定于盖部1011的内表面，从上方向容器部1010内的混合液照射光。此外，照明器140也可以固定于盖部1011的外表面。

另外，在本实施方式中，照明器140从容器部1010的上部向容器部1010的内部突出，照明器140中的光的出射面140s，位于容器部1010内的包含细胞C1以及培养液L1的混合液中。也即是，照明器140中的光的出射面140s，位于比混合液的液面L2靠下方、并且比容器部1010的底部靠上方的位置。

图像传感器150设置于容器部1010的底部，接受从混合液输出的透射光。图像传感器150例如是CCD图像传感器(Charge Coupled Device Image Sensor)或CMOS图像传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等固体拍摄元件。在图像传感器150中，多个像素配置成矩阵状。向图像传感器150的各像素入射从照明器140照射的光。图像传感器150，通过被照射光而拍摄形成于图像传感器150的受光面的细胞的光学像。

具体而言，如图1B所示，图像传感器150，嵌入形成于容器部1010的底部的开口。被透明保护膜150a被覆的图像传感器150的受光面，在容器部1010内的空间露出。细胞C1沉在充满容器部1010内的培养液L1中，以直接接触透明保护膜150a之上的状态被培养。如图1B所示，在细胞C1与图像传感器150之间不存在聚光透镜。

这样，作为拍摄的对象物的细胞C1，以经由透明保护膜150a被载置在图像传感器150的受光面上的状态被培养。

[2.图像生成装置的构成]

图2是实施方式1的图像生成装置10的功能框图。图1所示的图像生成装置10，是生成细胞等具有透光性的物质的图像的装置，具备拍摄部100、存储部110、明暗图像处理部120以及输出部130。

[2-1.拍摄部]

首先，对拍摄部100的构成进行说明。拍摄部100具备：照明器140、图像传感器150、控制部160。拍摄部100取得作为对象物的物质的拍摄图像(photographic image)。其中，拍摄部100不具有聚焦透镜。此外，实施方式1的图像生成装置10，具备控制部160、存储部110以及输出部130，但是这些构成要素不是必需的，图像生成装置10也可以不具备这些构成要素。

实施方式1中的照明器140具备：第1光源141A、第2光源141B以及掩模142。第1光源141A是照明物质的点光源。第2光源141B是从距离第1光源141A预定距离的位置对该物质照明的点光源。掩模142，具有透射来自第1光源141A以及第2光源141B的光的透光部分以及遮挡该光的遮光部分，位于图像传感器150与第1光源141A以及第2光源141B之间。此外，上述的预定距离是下述的周期的1/3的距离。

以下，对该照明器140的详细情况进行说明。

图3是示意性地示出实施方式1中的照明器140的构造的一例的图。具体而言，照明器140具备：包含上述的第1光源141A以及第2光源141B的多个点光源141、掩模142。掩模142具有狭缝或方格图案。也即是，掩模142，具有透射光的透光部分和遮挡光的遮光部分。

图4是示出多个点光源141的配置的一例的示意图。在图4的例子中，多个点光源141以等间隔排列。多个点光源141的各点光源，例如具有发光的直径10μm的发光面，以从设置于遮光板的直径10μm的针孔露出该发光面的方式安装于该遮光板。设为光从点光源141向所有方向均匀地扩展。

图5示出掩模142的例子。具体而言，图5的(a)示出具有狭缝的掩模142的一例，图5的(b)示出具有方格图案的掩模142的一例。此外，图5中的黑色的部分是上述的遮光部分，白色的部分是上述的透光部分。在图5的例子中，在(a)的狭缝中，黑色线的遮光部分和白色线的透光部分的宽度相同。另外，在(b)的方格图案中，黑色正方形的遮光部分和白色正方形的透光部分的大小相同。另外，多个透光部分和多个遮光部分在掩模142上等间隔地被设定。也即是，掩模142的多个透光部分以及多个遮光部分，呈周期地整齐地配置。另外，将狭缝中的线的宽度或方格图案中的正方形的一边的长度设定为：通过从任一个点光源141通过掩模142后的光束，对象物的一部分变明亮，其余部分变暗。也即是，将上述的宽度或正方形的一边的长度设定为：通过该光束产生的对象物以及图像传感器150上的光的明暗图案将对象物分割为至少2个区域(明亮的区域和暗的区域)。例如，在对象物为100μm的情况下，狭缝中的线的宽度或方格图案的正方形的一边的长度例如为30μm。掩模142例如通过在玻璃上蒸镀金属而实现。

图6是设置于图像传感器150之上的对象物的一例。此外，在图6中，省略了透明保护膜150a等。在图像传感器150之上直接地设置拍摄的对象物。对象物例如是多个半透明的物质。多个物质位于三维地重叠的位置。物质的具体例是细胞或培养细胞。在图6的例子中，对象物是早期胚。

图像传感器150具有多个像素，供上述的物质配置。图像传感器150的各像素，配置于受光面，取得从多个点光源141照射的光的强度(即辉度值)。图像传感器150，基于由各像素取得的光的强度，取得拍摄图像。也即是，图像传感器150在由多个点光源141中的第1光源141A照明时，取得物质的第1图像，在由多个点光源141中的第2光源照明时，取得物质的第2图像。

图像传感器150的例子是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器或CCD(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器。

照明器140的多个点光源141按顺序照射光。多个点光源141配置在相互不同的位置，从相互不同的方向通过掩模142向对象物照射光。

控制部160对基于多个点光源141的光的照射以及基于图像传感器150的拍摄进行控制。具体而言，控制部160，按多个点光源141照射光的顺序，控制多个点光源141照射光的时间间隔。控制部160由包括CPU(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read-Only Memory)等的计算机系统(未图示)构成。控制部160的构成要素的一部分或全部的功能也可以通过CPU将RAM作为作业用的存储器使用并执行记录于ROM的程序来达成。另外，控制部160的构成要素的一部分或全部的功能，也可以通过专用的硬件电路来达成。

图7示出点光源141的位置与图像传感器150接受的光的关系的一例。例如，图7的(a)所示，从点光源141透射掩模142的透光部分后的光，照射物质的一部分和图像传感器150的受光面的一部分的区域b。此时，照射物质的一部分和图像传感器150的区域b的光，不仅包含来自点光源141的直接光，还包含折射光。折射光是从点光源141透射掩模142的透光部分而由培养液或具有透射性的物质折射、反射或散射后的光。另一方面，来自点光源141的一部分的直接光，被掩模142的遮光部分遮挡，而不到达图像传感器150的受光面的区域a。但是，折射光会到达该区域a。因此，图像传感器150的受光面的区域a，不接受直接光，而接受折射光，因而暗，区域b接受直接光和折射光，因而明亮。

但是，当图7的(a)所示的点光源141熄灭、图7的(b)所示的其他的点光源141点亮时，图像传感器150的受光面中不同于区域a的区域e仅接受折射光而会变暗。另外，图像传感器150的受光面中不同于区域b的区域f，接受折射光和直接光，因而会变明亮。

也即是，当照明物质的点光源141的位置不同时，图像传感器150的受光面的一部分的区域，因接受折射光和直接光而会变明亮、或者因不接受直接光而接受折射光从而会变暗。在实施方式1中，如图4所示那样配置的多个点光源141，具体而言，沿着掩模142的透光部分以及遮光部分交替地规则排列的方向的多个点光源141按顺序进行照明。因此，图像传感器150的受光面的一部分的区域(具体而言像素)，因照明的位置不同而周期地变明亮或变暗。以下，将变明亮的照明位置的区间称为明区间，将变暗的照明位置的区间称为暗区间。在实施方式1中，利用按该图像传感器150的受光面的各个区域(例如像素)，因该照明位置不同而明辉度(即辉度值)发生的变化，生成除去了折射光的噪声后的物质的图像。

[2-2.存储部]

存储部110，将由图像传感器150取得的图像与在由控制部160设定的拍摄时照明或点亮的点光源141的位置(以下，也称为照明位置)相对应地存储。

图8是存储部110所存储的信息的例子。存储部110，将识别由图像传感器150取得的图像的ID和在拍摄时点亮的点光源141的照明位置相对应地存储。照明位置，例如被表示为：将图像传感器150的由多个有效像素构成的平面的左上角设为原点、将图像传感器150的横向设为x轴、将纵向设为y轴的坐标上的点。在实施方式1的照明器140的例子中，多个点光源141被配置成：在与图像传感器150的表面(即受光面)平行的平面上，与该图像传感器150的表面相对向。也即是，从图像传感器150的表面到所有的点光源141的各点光源的距离是相同的。因此，照明位置用二维表现。照明位置也可以用三维表现。另外，在所有的点光源141呈直线状配置的情况下，照明位置也可以用一维表现。

[2-3.明暗图像处理部]

明暗图像处理部120由至少1个控制电路或处理电路实现。在实施方式1中，明暗图像处理部120，通过导出上述的第1图像与第2图像的差分，生成物质的第3图像。其中，在实施方式1中，第1图像、所述第2图像以及所述第3图像的各图像，具有与图像传感器150所含的同一像素对应的辉度值。

图9是示出明暗图像处理部120的详细的构成的功能框图。如图9所示，明暗图像处理部120包括：数据取得部121、最大值决定部122、最小值决定部123、计算部124、图像生成部125、像素选择部126、存储部127。

数据取得部121从存储部110取得在图像处理中使用的图像、即该图像所含的各像素的辉度值和与该图像对应的照明位置。

像素选择部126，从图像传感器150的多个像素、即欲生成的图像中的多个像素，选择进行辉度计算的像素。此外，以下，也将由该像素选择部126选择的像素称为选择像素。

最大值决定部122，对存储部110所存储的多个图像的各自的、位于与像素选择部126所选择的像素同一位置的像素的辉度值进行比较，从该多个图像特定包含具有最大的辉度值的像素的图像。最大值决定部122，将该最大的辉度值决定为选择像素的辉度的最大值。

最小值决定部123，对存储部110所存储的多个图像的各自的、位于与像素选择部126所选择的像素同一位置的像素的辉度值进行比较，从该多个图像特定包含具有最小的辉度值的像素的图像。最小值决定部123，将该最小的辉度值决定为选择像素的辉度的最小值。

存储部127，将数据取得部121通过存储部110取得的图像以及照明位置、最大值决定部122所决定的最大值、最小值决定部123所决定的最小值进行存储。

计算部124，按想要生成的图像的各选择像素，从由最大值决定部122决定的与该选择像素对应的最大值减去由最小值决定部123决定的、与该选择像素对应的最小值。由此，计算想要生成的图像的各像素的辉度值。

图像生成部125生成由计算部124计算出的各像素的辉度值构成的图像。

即，在实施方式1中，图像传感器150的受光面的一部分的区域，在包含第1光源以及第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明物质时，取得包含第1图像以及第2图像在内的辉度值相互不同的多个图像。具体而言，图像传感器150的受光面的一部分的区域是像素。该情况下，作为处理电路的明暗图像处理部120，将该多个图像中具有最大的辉度值且在由第1光源141A照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第1图像。另外，明暗图像处理部120，将多个图像中具有最小的辉度值且在由第2光源141B照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第2图像。

此外，明暗图像处理部120所含的数据取得部121、最大值决定部122、最小值决定部123、计算部124以及图像生成部125，由包括CPU(Complementary Metal-OxideSemiconductor)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read-Only Memory)等的计算机系统(未图示)构成。明暗图像处理部120的构成要素的一部分或全部的功能，也可以通过由CPU将RAM作为作业用的存储器使用并执行记录于ROM的程序而达成。另外，明暗图像处理部120的构成要素的一部分或全部的功能，也可以通过专用的硬件电路达成。

[2-4.输出部]

输出部130，是提示由明暗图像处理部120生成的图像的输出装置、或将该图像作为电子数据输出的单元。提示图像的输出装置，例如是显示器。作为电子数据输出的单元，例如是USB连接器。

[3.图像生成装置的工作]

接下来，对以上那样构成的图像生成装置10的工作进行说明。

图10是示出实施方式1的图像生成装置10的工作的一例的流程图。

图像生成装置10，通过未图示的工作开始命令的输入而开始工作。

(步骤S1200)

拍摄部100进行多光源拍摄。即，拍摄部100按顺序使用照明器140的多个点光源141的各光源，利用通过掩模142后的光照明对象物，拍摄该对象物的多个图像。具体而言，拍摄部100，每当照明器140的多个点光源141的各光源照明对象物时，记录到达图像传感器150的受光面的光的强度，由此取得对象物的图像。所取得的图像，与拍摄时照明对象物的点光源141的位置信息(即照明位置)一起在存储部110中存储。在此，多个点光源141的位置，对于图像传感器150是固定的，多个点光源141的各自的位置信息是预先规定的。多光源拍摄的详细情况下述。

(步骤S1300)

明暗图像处理部120，利用照明器140的掩模142，对步骤S1200中拍摄到的图像上的明部和暗部，进行明暗图像处理。在步骤S1200中，利用相互不同的多个位置的点光源141的各点光源进行照明并进行拍摄，由此，每个图像中明部和暗部的位置不同。明暗图像处理部120，对于在步骤S1200中拍摄到的多个图像，对同一像素位置的辉度，在图像间进行比较。明暗图像处理部120，按各像素，从辉度的最大值减去最小值，由此，决定各像素的辉度值。明暗图像处理的详细情况下述。

(步骤S1400)

明暗图像处理部120的图像生成部125，基于在步骤S1300按各像素决定的辉度值生成图像，并输出。之后，图像生成装置10结束工作。

这样，实施方式1的图像生成方法，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成方法，使用第1光源141A、第2光源141B、图像传感器150、掩模142。并且，在该图像生成方法中，在步骤S1200中，(a)当由第1光源141A照明时，图像传感器150取得物质的第1图像，(b)当由第2光源141B照明时，图像传感器150取得物质的第2图像。进而，在该图像生成方法中，在步骤S1300以及步骤S1400中，(c)通过导出第1图像的辉度值与第2图像的辉度值的差分，生成物质的第3图像。

[3-1.多光源拍摄]

在此，对图10所示的步骤S1200的拍摄部100的工作的详细内容进行说明。

图11是示出拍摄部100的工作的一例的流程图。

(步骤S1210)

控制部160，参照表示预先确定的多个照明位置的列表、即表示照明器140的多个点光源141的位置的列表(以下，称为照明位置列表)，判定从各照明位置照明的对象物的拍摄是否结束。

在此，在基于来自照明位置列表所含的所有的照明位置的照明的拍摄结束的情况下(步骤S1210中“是”)，移向步骤S1300。另一方面，在基于来自照明位置列表内的某一个照明位置的照明的拍摄未结束的情况下(步骤S1210中“否”)，移向步骤S1120。此外，基于来自照明位置列表所含的所有的照明位置的照明的拍摄结束的情况是指，与2个周期对应的图像的拍摄结束。在此，在各像素中，1个周期是将接受直接光与折射光的明区间和不接受直接光而接受折射光的暗区间合在一起的区间。与2个周期对应的图像是指，在各像素中，在按照明位置的配置顺序排列通过来自多个照明位置的照明拍摄到的多个图像时，包含接受直接光与折射光的照明位置的范围即明区间和不接受直接光而接受折射光的照明位置的范围即暗区间各2次的、通过配置于照明位置的范围内的多个照明拍摄到的多个图像。关于该与2个周期对应的周期的详细，使用图12A、图12B在下文说明。

(步骤S1220)

控制部160从照明位置列表所含的多个照明位置中，选择还未进行照明的照明位置，向照明器140输出控制信号。该控制信号中包含所选择的照明位置。照明位置列表中的各照明位置、即各点光源141的位置，例如，由按各点光源141分配的编号来表示。或者，各照明位置例如由将图像传感器150表面设为xy平面的xyz空间中的坐标值或在与图像传感器150表面平行的面上设定的xy平面中的坐标值来表示。照明位置的选择，例如，按照明位置列表的升序进行。

(步骤S1230)

照明器140，根据在步骤S1220中由控制部160输出的控制信号，开始向对象物的照明。也即是，照明器140所含的多个点光源141中位于在步骤S1220中选择出的照明位置的点光源141开始光的照射。

(步骤S1240)

在利用点光源141照明对象物的期间，图像传感器150，取得由从该点光源141通过掩模142、进而透射对象物后的光形成的图像。

(步骤S1250)

控制部160，将在步骤S1240中取得的图像和在该图像的取得时照明的点光源141的照明位置相对应地向存储部110输出。存储部110将图像与照明位置相对应地存储。

(步骤S1260)

之后，控制部160，向照明器140输出控制信号，使向对象物的照明停止。此外，照明的停止，也可以不根据来自控制部160的控制信号进行。例如，也可以是，照明器140，对从点光源141中的1个点光源的照明开始起的时间长度进行计时，在计时的时间长度超过预先确定的时间长度后主动地停止照明。或者，也可以是，在步骤S1240中图像传感器150结束了图像的取得后，图像传感器150，向照明器140输出用于停止照明的控制信号。步骤S1260之后，返回步骤S1210。

通过反复进行步骤S1210到步骤S1260的处理，从照明位置列表所含的所有的照明位置的点光源141依次向对象物照射光。并且，每当通过掩模142向对象物照射光时，图像传感器150取得图像。

[3-2.点光源配置]

在此，对照明位置即多个点光源141的位置、明区间、暗区间、以及将明区间与暗区间合在一起的周期详细地进行说明。

图12A是说明图像传感器150上的任意的1个像素中的、基于点光源141的位置和掩模142的位置的明暗的图案的示意图。掩模142的全涂黑的长方形表示遮光部分，镂空的长方形表示透射光的透光部分。假定为点光源141a、点光源141b、点光源141c存在。

从点光源141a到达图像传感器150上的任意的像素A的光，是光线1，在掩模142的遮光部分142b与透光部分142a的边界线上通过。从点光源141b到达像素A的光，是光线2，在掩模142的遮光部分142b与透光部分142c的边界线上通过。在点光源141位于包含点光源141a和点光源141b的直线上、并且与图12A中的点光源141a相比位于朝向纸面的左侧、并且与点光源141b相比位于朝向纸面的右侧的情况下(在图12A中，点光源141位于表示为“在像素A的暗区间”的区间的情况下)，从该点光源141向像素A照射的光线，被掩模142的遮光部分142b遮光。即，对于像素A，点光源141a的位置与点光源141b之间的直线上的区间(在图12A中，点光源141位于表示为“在像素A的暗区间”的区间的情况下)，来自点光源的直接光被掩模142的遮光部分142b遮光而光线无法到达。由于折射光到达而直接光不到达，因此，相对地辉度值变低，成为取得暗的图像作为图像的区间(以后表示为暗区间)。此外，暗区间是指，假定为存在点光源141a的场所与假定为存在点光源141b的场所之间的直线上的连续区间，但是，在存在于暗区间的一个点光源照明的情况下像素A所检测的光量，比下述说明的存在于明区间的一个点光源照明的情况下像素A所检测的光量小。有时将存在于一个暗区间的1个或多个光源点亮的一系列的时间称为暗区间。

另一方面，从点光源141c到达像素A的光线，是光线3，在掩模142的透光部分142c与遮光部分142d的边界线上通过。在点光源141位于包含点光源141b和点光源141c的直线上、并且与图12A中的点光源141b相比位于朝向纸面的左侧并且与点光源141c相比位于朝向纸面的右侧的情况下(在图12A中，点光源141位于表示为“在像素A的明区间”的区间的情况下)，从该点光源141向像素A照射的光线，透射掩模142的透光部分142c，而到达图像传感器150表面的像素A。即，对于像素A，关于点光源141b的位置与点光源141c之间的直线上的区间(在图12A中，点光源141位于表示为“在像素A的明区间”的区间的情况下)，来自点光源的直接光到达，同时折射光也到达，相对地辉度值变高，成为取得明亮的图像作为图像的区间(以后表示为明区间)。此外，明区间是指假定为存在点光源141b的场所与假定为存在点光源141c的场所之间的直线上的连续区间，但是，在存在于明区间的1个点光源照明的情况下像素A所检测的光量，比存在于上述的暗区间的1个点光源照明的情况下像素A所检测的光量大。有时将存在于1个明区间的1个或多个光源点亮的一系列的期间称为明区间。

存在于与掩模142的1个透射部分对应的明区间(场所)的1个或多个点光源点亮的时间的区间即1个明区间和接着该1个明区间的、存在于与该1个透射部分相邻的掩模142的1个遮光部分对应的暗区间(场所)的点光源点亮的时间的区间即1个暗区间相加而成为照明的1个周期。换言之，在照明器140中的多个点光源141的各点光源隔开等间隔地被配置、按预先确定的各时间按顺序照明的情况下，“配置于1个明区间(场所)和与该1个明区间(场所)相邻的1个暗区间(场所)的多个点光源141的各点光源按顺序照明的期间”成为1个周期。

此外，在点光源141中，根据点光源的位置不同而拍摄时的优先度不同的情况下，有时存在于1个暗区间或明区间的多个照明不在一系列的时间区间进行照明。例如，设为按1个周期的1/6配置点光源141并进行拍摄。点光源141按至少1个周期的1/3配置。即，按1个周期的1/3的照明是一定必要的，设这些点光源的位置为优先度高的位置，设配置于按1/3之间的点光源的位置为优先度低的位置。在拍摄时间不充分的情况下，首先进行优先度高的位置的点光源的照明的拍摄，优先度低的位置的点光源的照明的拍摄，在优先度高的位置的照明的拍摄结束后进行。在这样的情况下，配置于1个周期(场所)的区间的6个点光源，不在一系列的时间区间进行照明。因此，作为时间的1个周期即“配置于1个明区间(场所)和与该1个明区间(场所)相邻的1个暗区间(场所)的多个点光源141的各点光源按顺序照明的期间”不存在。在点光源141的各点光源隔开等间隔地配置的情况下，将配置于1个明区间(场所)和与该1个明区间(场所)相邻的1个暗区间(场所)的多个点光源141的各点光源所配置的区间设为1个周期的区间，将在配置于1个周期的区间的、多个点光源141的各点光源进行了照明的状态下拍摄到的多个图像设为与1个周期对应的图像。

即便存在于1个明区间(场所)和与该明区间(场所)相邻的暗区间(场所)的照明未在一系列的时间区间进行照明的情况下，也将由1个明区间(场所)和与该明区间(场所)相邻的1个暗区间(场所)的照明进行照明的状态视为场所即空间的1个周期。

在图12A中的位置不同于像素A的像素B中，明区间与暗区间的边界位置与针对像素A的边界位置不同。但是，针对像素A的明区间和暗区间的大小与针对像素B的明区间和暗区间的大小相同。这是因为，对于像素A和像素B，掩模142的遮光部分和透光部分的大小、掩模142与图像传感器150表面的距离以及点光源141与图像传感器150表面的距离相同。即，在图像传感器150上的任意的像素中，明暗的周期相同，但是，根据像素的位置不同，明区间的照明位置与暗区间的照明位置会不同。

在图10所示的步骤S1300中，明暗图像处理部120，针对图像传感器150的各像素，从通过拍摄取得的多个图像的各自的同一位置的像素中的辉度的最大值减去最小值。该辉度的最大值和最小值分别与图像传感器150上的各像素的明区间和暗区间对应。

即，在实施方式1中，图像传感器150的受光面的一部分的区域，在照明物质的第1光源与该区域之间配置有掩模142的透光部分的状态下取得第1图像。由此，取得位于明区间的第1图像。另外，图像传感器150的受光面的一部分的区域，在照明物质的第2光源与该区域之间配置有掩模142的遮光部分的状态下取得第2图像。由此，取得位于暗区间的第2图像。

在此，在拍摄到的图像的全部像素，为特定辉度的最大值和最小值而需要的拍摄的条件是：在图像传感器150上的全部像素，进行位于明区间的点光源141的照明的拍摄和位于暗区间的点光源141的照明的拍摄这双方。

在图像传感器150上的全部像素的各像素，即便是同一点光源，根据不同像素，该点光源位于明区间、还是位于暗区间是不同的。例如图12B所示，对于点光源141d，在像素A直接光被遮光部分142b遮光而成为暗区间，但是在像素B从点光源141a射出的光透射掩模142的透光部分142a而到达像素B。即在像素B，点光源141d位于明区间。

在图像传感器150上的2个不同的像素中，照明的明区间与暗区间的区间大小相同，但是其位置不同。根据2个像素间的距离，明区间与暗区间的位置偏离。例如图12A的像素A与像素B的情况。在假定了通过像素B和掩模142的遮光部分142b与透光部分142a的边界的照明位置即点光源141a’和通过像素B和掩模142的遮光部分142b与透光部分142c的边界的照明位置即点光源141b’的情况下，点光源141a和点光源141a’、点光源141b和点光源141b’的位置不同，但是，点光源141a与点光源141b的距离即像素A中的暗区间的大小和点光源141a’与点光源141b’的距离即像素B中的暗区间的大小相同。对于相邻的明区间也是同样，在像素A和像素B中，暗区间和明区间的大小相同。即，针对按各像素的照明的位置的照明的周期是相同的。

因此，关于像素A、像素B，至少需要从配置于图12A所示的各个像素中的明区间的1个点光源141和配置于图12A所示的各个像素中的暗区间的1个点光源141进行照明时的拍摄。即，在将1个暗区间的距离与1个明区间的距离相加而得的距离设为1个周期的距离的情况下，相邻的点光源间的距离需要为1/2周期的距离以下。实际上，在按顺序照射来自多个点光源141的光的情况下，直接光透射掩模142的透光部分而到达图像传感器150表面的明区间和直接光被掩模142的遮光部分遮挡而不到达图像传感器150表面的暗区间的边界，并不分明。

图13表示图像传感器150上的各位置处的光的强度。例如，如图13所示，边界部分的辉度平稳地变化。因此，即便将相邻的点光源141间的距离设为1/2周期的距离、即在将1个暗区间的距离与1个明区间的距离相加而得的距离设为1个周期的距离的情况下，也存在如下情况：即便在1个周期的距离中设置2个点光源，也无法得到在图像传感器150上的全部像素的在明区间和暗区间的拍摄结果。发明人们在凭经验将1个暗区间的距离与1个明区间的距离相加而得的距离设为1个周期的距离的情况下，以1/3周期的距离间隔配置点光源141、即在1个周期的距离配置3个点光源，逐次点亮点光源141并进行拍摄，在此情况下，确认了在图像传感器150上的全部像素得到在明区间和暗区间的拍摄结果。也即是，照明器140中的多个点光源141的间隔，为1/2周期的距离以下，优选为1/3周期的距离以下。并且，上述的第1光源141A与第2光源141B之间的预定距离，是针对图像传感器150上的任意的像素的明区间的照明位置和针对该像素的暗区间的照明位置之间的距离。具体而言，在多个点光源141的间隔为1/3周期的距离的情况下，上述的第1光源141A与第2光源141B之间的预定距离，在将1个暗区间的距离与1个明区间的距离相加而得的距离设为1个周期的距离的情况下，是其周期的1/3的距离。

在步骤S1210中参照的照明位置列表，例如是示出以1/3周期的距离间隔配置点光源141即在1个周期的距离配置3个点光源并且在横穿狭缝的方向上配置了点光源141时的7点照明位置的列表。在此，照明设为2个周期，以1/3周期的距离间隔配置点光源141，因此，包含照明周期的两端，在2个周期的区间配置7点的照明。此外，横穿狭缝的方向是指掩模142的遮光部分和透光部分交替地排列的方向。

[3-3.明暗图像处理]

说明图10所示的步骤S1300的明暗图像处理部120的工作的详细。

图14是示出实施方式1的明暗图像处理部120的工作的一例的流程图。

(步骤S1301)

明暗图像处理部120的数据取得部121，判定多个图像和与该多个图像的各图像对应的照明位置是否保存于存储部110。该多个图像和多个照明位置的各位置，是在步骤S1200中配置于2个周期的区间的多个点光源141分别按顺序照明时取得的图像以及照明位置。数据取得部121，当判定为保存时(步骤S1301中“是”)，继续进行明暗图像处理(移向步骤S1310)。

(步骤S1310)

数据取得部121通过存储部110取得在步骤S1200取得的多个图像以及与该多个图像的各图像对应的照明位置。

(步骤S1320)

像素选择部126，对生成的图像所含的全部像素，判定辉度值的计算处理是否结束。更具体而言，该计算处理意味着从步骤S1320到步骤S1360的处理。

在对生成的图像所含的全部像素结束计算处理的情况下(步骤S1320中“是”)，明暗图像处理部120，结束明暗图像处理(移向步骤S1400)。

在对生成的图像所含的某一个像素未结束计算处理的情况下(步骤S1320中“否”)，明暗图像处理部120，继续进行明暗图像处理(移向步骤S1330)。

生成的图像，包含比步骤S1200中取得的多个图像中像素最少的图像少的像素。即，生成的图像的像素数，比所取得的多个图像的任意一个的像素数少。

(步骤S1330)

像素选择部126，从生成的图像所含的多个像素中选择1个像素。在此，选择的1个像素、也即是选择像素是生成的图像所含的多个像素中还未执行计算处理的像素。此外，生成的图像的像素值(即辉度值)的初始值是0。

(步骤S1341)

最大值决定部122，针对在步骤S1330中选择的像素(即选择像素)，对步骤S1200中拍摄到的多个图像的各图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值进行比较。该比较的结果，最大值决定部122，将最大的辉度值决定为该选择像素的辉度的最大值。

(步骤S1342)

最小值决定部123，针对在步骤S1330选择的像素(即选择像素)，对在步骤S1200拍摄到的多个图像的各图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值进行比较。该比较的结果，最小值决定部123，将最小的辉度值决定为该选择像素的辉度的最小值。

此外，步骤S1341和步骤S1342先进行哪一个都可以。另外也可以并行地进行。

(步骤S1350)

计算部124，从在步骤S1341决定的辉度的最大值，减去在步骤S1342决定的辉度的最小值。

(步骤S1360)

图像生成部125，将在步骤S1350计算出的辉度值作为该选择像素的辉度值存储。

明暗图像处理部120，能够通过反复进行步骤S1320到步骤S1360，生成要生成的图像的全部像素的辉度值。

[4.效果]

根据如上的实施方式1的图像生成装置10，将来自位置不同的多个点光源141的光，通过掩模142向对象物以及图像传感器150投射，进行基于透射光的拍摄。掩模142具有狭缝或方格图案等遮光部分和透光部分反复的图案。从通过该拍摄取得的多个图像，按想要生成的图像中的各像素(即选择像素)，特定在光通过掩模142的透光部分而作为直接光到达了该像素的状态下拍摄到的图像。并且，将该特定的图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值决定为辉度的最大值。同样地，从通过拍摄取得的多个图像中，按各选择像素，特定在利用掩模142的遮光部分遮挡了来自点光源141的直接光的状态下拍摄到的图像。并且，将该特定出的图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值决定为辉度的最小值。辉度的最大值，表示对应于直接光和基于对象物的散射光或折射光的辉度。辉度的最小值，表示对应于直接光以外的基于对象物的散射光或折射光的辉度。通过从辉度的最大值减去最小值，能够求出由直接光得到的辉度值。由此，能够减少因散射光或折射光而产生的噪声，能够生成基于直接光的清晰的图像。

在此，非专利文献1公开了使用高频照明的散射光除去技术。

考虑在高频照明中，改变从光源输出的光的种类和通过向对象物照射的光生成明暗图案的方法。

在非专利文献1中，设想对象物与光源以及掩模之间的距离充分地分离。因此，通过使用光源，用平行光或近似平行光的光进行照明，来拍摄对象物的图像。

利用向对象物照射的光生成明暗图案的方法存在如下方法：(ⅰ)利用具有明暗图案的光的方法；和(ⅱ)在照明与对象物之间设置遮光用掩模的方法。进而，在考虑到在对象物的上面，使照射的光的明暗图案的位置移动的情形的情况下，存在如下方法：(ⅲ)改变光源的位置的方法；和(ⅳ)改变掩模的位置的方法。

如非专利文献1那样，在使用平行光或近似平行光的光拍摄图像的情况下，即便固定掩模的位置、并且移动光源的位置，通过掩模向对象物照射的光也不变化。也即是，难以采用通过(ⅲ)改变光源的位置来使照射的光的明暗图案的位置移动的方法。

另一方面，在具有光源以及掩模与对象物之间的距离小的条件的显微镜的情况下，难以容易地获得平行光。因此，作为从光源输出的光的种类，考虑使用漫射光。

在使用漫射光的情况下，当从掩模到对象物位置的距离大时，明暗的图案扩展，难以得到高频照明的效果。

例如，在将掩模靠近对象物的情况下，(ⅳ)存在伴随掩模的移动而产生对细胞那样的微小的对象物的影响的可能性。具体而言，存在伴随掩模的移动，而微小的对象物移动或旋转的可能性。在拍摄细胞那样的微小的对象物的图像的情况下，光源以及掩模与对象物之间的距离变小。因此，在掩模与对象物之间的距离小、并且不得不使用照射漫射光的光源的情况下，将掩模固定，并且使光源移动，由此，通过使光的明暗图案的位置移动，能够有效地进行高频照明。

<实施方式1的效果>

图26A以及图26B，是拍摄具有0.04mm的平均直径的多个玻璃珠用树脂固定到一起的状态的图像。图26A以及图26B所示的多个球与玻璃珠相当。

图26A的图像，是照射基于点光源的照明、并且在无掩模的状态下拍摄到的图像。图26B的图像是通过实施方式1的方法拍摄并且合成后的图像。图26B的图像，与图26A的图像相比，对比度大、并且轮廓清晰。

图27示出图26A的图像以及图26B的图像辉度轮廓。在图27中，用实线表示图26A的图像的辉度轮廓，用虚线表示通过图26B的实施方式1的方法拍摄合成后的图像的辉度轮廓。图27的横轴是用像素数表示图像的横轴位置的值，纵轴是辉度值。图27所示的辉度轮廓，是在由图26A以及图26B的箭头表示的位置算出的。

在图27的横轴为50以上的区域中，图26B的图像(虚线)的辉度梯度比图26A的图像的辉度梯度(实线)大。因此，如图27所示，能够确认利用实施方式1的方法拍摄并且合成后的图像，具有比以无掩模的状态拍摄到的图像高的对比度。

(实施方式1的变形例)

接下来，对实施方式1的变形例进行说明。在实施方式1中，以1个周期以上的范围拍摄各像素，按各选择像素，决定多个图像的各图像中的、与该选择像素同一位置的像素的最大的辉度值和最小的辉度值。并且，从最大的辉度值减去最小的辉度值而求出了该选择像素的辉度。在本变形例中，将最大的辉度值和最小的辉度值中方差小、即稳定的辉度值采用为选择像素的辉度的最大值或最小值。并且，如果所采用的辉度值是最大值，则使用得到该最大值时的照明位置和上述的周期，决定选择像素的辉度的最小值。另一方面，如果所采用的辉度值是最小值，则使用得到该最小值时的照明位置和上述的周期，决定选择像素的辉度的最大值。

图15表示使用了掩模142的图像传感器150的拍摄结果的一例。具体而言，图15示出使来自点光源141的光通过狭缝的掩模142，在与掩模142平行地设置的图像传感器150的表面受光时，进行拍摄而得到的图像的例子。在该例中，没有对象物。如图15所示，存在如下情况：由于通过了掩模142的光的干涉等，产生强度不均匀，得到最大值或最小值的照明位置会不稳定。在这样的情况下，表示辉度的最大值的图像可能与明区间的直接光最强的图像不同。或者，表示辉度的最小值的图像可能与暗区间的直接光最少的图像不同。

在本变形例中，在这样的情况下，能够使得按各像素的辉度的计算结果更稳定。

即，在本变形例的图像生成装置10中，图像传感器的受光面的一部分区域(具体而言，选择像素)，在包含第1光源141A以及第2光源141B在内的多个光源的各光源按顺序照明物质的情况下，按各周期取得具有最大的辉度值的图像和具有最小的辉度值的图像。并且，作为处理电路的明暗图像处理部120，选择包含按各周期取得的具有最大的辉度值的辉度最大图像的第1图像组和包含按各周期取得的具有最小的辉度值的辉度最小图像的第2图像组中、辉度值的方差小的图像组。在此，明暗图像处理部120，(i)在所选择的图像组是第1图像组的情况下，将第1图像组中、具有最大的辉度值且在第1光源141A照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第1图像。进而，明暗图像处理部120，将由图像传感器150取得第1图像后在错来该周期的半个周期的定时由图像传感器150取得并且在第2光源141B照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第2图像。另一方面，明暗图像处理部120，(ii)在所选择的图像组是第2图像组的情况下，将第2图像组中、具有最小的辉度值且在第2光源141B照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第2图像。进而，明暗图像处理部120，将由图像传感器150取得第2图像后在错开该周期的半个周期的定时由图像传感器150取得并且在第1光源141A照明物质时由图像传感器150取得的图像选择为第1图像。此外，具体而言，第1图像以及第2图像的各图像，具有与图像传感器150所含的同一像素对应的辉度值。

更具体而言，图像生成装置10，在3个周期以上的范围进行拍摄，按各周期求出辉度的最大值和最小值。以下，也将1个周期中的最大值称为1个周期内最大值，将1个周期中的最小值称为1个周期内最小值。选择由各周期的1个周期内最大值构成的最大值组和由各周期的1个周期内最小值构成的最小值组中、方差小的组。并且，如果所选择的组是最大值组，则从该最大值组所含的多个1个周期内最大值，选择最大的1个周期内最大值作为全周期内最大值，并且作为选择像素的辉度的最大值而采用。另一方面，如果所选择的组是最小值组，则从该最小值组所含的多个1个周期内最小值，选择最小的1个周期内最小值作为全周期内最小值，并且作为选择像素的辉度的最小值而采用。在此，在选择了全周期内最大值时，特定与取得了与该全周期内最大值对应的图像时的照明位置相距与半个周期相当的距离的照明位置的点光源141照明时所拍摄的图像。并且，将该特定的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值，作为选择像素的辉度的最小值而采用。另一方面，在选择了全周期内最小值时，特定与取得与该全周期内最小值对应的图像时的照明位置相距与半个周期相当的距离的照明位置的点光源141照明时所拍摄的图像。并且，将该特定的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值，作为选择像素的辉度的最大值而采用。

以下，对于实施方式1的变形例，以不同于实施方式1的点为中心进行说明。另外，本变形例的图像生成装置10的构成，与实施方式1同样，因此省略详细的说明。

[1.图像生成装置的工作]

对本变形例的图像生成装置10的工作进行说明。本变形例的图像生成装置10的整体的概略工作，与实施方式1的图10所示的流程图中示出的工作同样。但是，本变形例的步骤S1200的多光源拍摄以及步骤S1300的明暗图像处理的各自的详细的工作，与实施方式1不同。另外，本变形例的步骤S1400的图像生成的工作，与实施方式1同样，因而省略该工作的说明。

[1-1.多光源拍摄]

对本变形例的步骤S1200的多光源拍摄的详细进行说明。在本变形例的步骤S1200中，图11所示的步骤S1210至步骤S1260的工作中的步骤S1210的工作与实施方式1不同。

在实施方式1中，在步骤S1210中控制部160，参照表示预先确定的多个照明位置的照明位置列表，判定从各照明位置照明的对象物的拍摄是否结束。具体而言，照明位置列表所示的多个点光源141的照明位置，在2个周期的区间中，隔开1/3周期的间隔而相互分离，并且沿着横穿狭缝的方向配置。在本变形例中，照明位置列表所示的多个点光源141的照明位置，分别在3个周期以上、例如5个周期的区间中，隔开1/6周期的间隔而相互分离，并且沿着横穿狭缝的方向配置。也即是，在本变形例中的照明位置列表中，1个周期的区间中6个照明，配置于5个周期的区间。示出包含配置在两端的照明在内的31点的照明位置。

在此，在基于来自照明位置列表所含的所有的照明位置的照明的拍摄结束的情况下(步骤S1210中“是”)，移向步骤S1300。另一方面，在基于来自照明位置列表内的某一个照明位置的照明的拍摄未结束的情况下(步骤S1210中“否”)，移向步骤S1220。

由此，在照明的3个周期以上的各周期中，在本变形例中照明的5个周期的各周期中，进行在明区间和暗区间的拍摄。因此，即便在明区间和暗区间的光的强度存在不均匀的情况下，也能够参照多个明区间的辉度的最大值和多个暗区间的辉度的最小值。

[1-2.明暗图像处理]

接下来，对本变形例的步骤S1400的明暗图像处理的详细情况进行说明。

图16是示出本变形例的明暗图像处理部120的工作的详细的一例的流程图。图16所示的流程图中，对于与实施方式1的图14所示的步骤S1301至步骤S1330、步骤S1350、步骤S1360同样的步骤，标注同一标号，并省略详细的说明。

在步骤S1310中，数据取得部121，通过存储部110取得在步骤S1200中取得的多个图像以及与该多个图像的各图像对应的照明位置。在步骤S1320中，像素选择部126，判定是否对于生成的图像所含的全部像素结束了辉度值的计算处理。

在对生成的图像所包含的全部像素结束计算处理的情况下(步骤S1320中“是”)，明暗图像处理部120结束明暗图像处理(移向步骤S1400)。

在对生成的图像所包含的某像素未结束计算处理的情况下(步骤S1320中“否”)，明暗图像处理部120继续进行明暗图像处理(移向步骤S1330)。

在步骤S1330中，像素选择部126，将生成的图像所含的多个像素中还未执行计算处理的1个像素选择为选择像素。

(步骤S2301)

像素选择部126，将在步骤S1310由数据取得部121取得的多个图像的各图像分类为周期不同的多个组、即进行组化。也即是，像素选择部126，基于与多个图像的各图像对应的照明位置，按由明区间和暗区间构成的各周期，将与1个周期对应的多个照明位置的各照明位置的图像分类为1个组。该多个组的各组，与由明区间以及暗区间构成的周期对应。此外，周期的始点和终点，无需是明区间和暗区间的边界。在本变形例中，步骤S1200中参照的预先确定的照明位置列表，表示位于3个周期以上的区间的多个照明位置。在本变形例中，示出位于5个周期的区间的1个周期附近的6个照明的位置。即，在步骤S2301中，多个图像，组化为3个以上的组，在本变形例中组化为5个组。在步骤S1200中，在进行了基于来自位于与5个周期对应的区间的多个照明位置的照明的拍摄的情况下，在步骤S2301中，多个图像，被组化为5个组。

(步骤S2302)

进而，像素选择部126，对通过步骤S2301中的组化生成的所有的组、即所有的周期的各周期，判定是否决定了选择像素的辉度的最大值和该选择像素的辉度的最小值。该辉度的最大值，是上述的1个周期内最大值，该辉度的最小值，是上述的1个周期内最小值。也即是，在步骤S2302中，在所有的周期的各周期中，判定是否决定了选择像素的1个周期内最大值以及1个周期内最小值。

在对于全组结束了辉度的最大值和最小值的决定的情况下(步骤S2302中“是”)，移向步骤S2307。

在未对于全组结束辉度的最大值和最小值的决定的情况下(步骤S2302中“否”)，明暗图像处理部120，继续进行最大值以及最小值的决定处理(移向步骤S2303)。该决定处理是步骤S2303～S2306的处理。

(步骤S2303)

像素选择部126，决定全部周期(即所有的组)中、还未执行选择像素的辉度的最大值和最小值的决定的1个周期(即组)。

(步骤S2304)

最大值决定部122，比较分类为该决定出的1个周期(即组)的多个图像的各图像的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值。具体而言，最大值决定部122，在步骤S1200中拍摄到的多个图像中由配置于在步骤S2303中决定的1个周期的区间的多个照明拍摄到的多个图像之中，比较位于与步骤S1330中选择出的像素同一位置的像素的辉度值。由此，最大值决定部122，对该1个周期(即组)，决定选择像素的辉度的最大值(即1个周期内最大值)。

(步骤S2305)

最小值决定部123，比较分类为该决定出的1个周期(即组)的多个图像的各图像的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值。具体而言，最小值决定部123，在步骤S1200中拍摄到的多个图像中由配置于在步骤S2303中决定的1个周期的区间的多个照明拍摄到的多个图像之中，比较位于与步骤S1330中选择出的像素同一位置的像素的辉度值。由此，最小值决定部123，对该1个周期(即组)，决定选择像素的辉度的最小值(即1个周期内最小值)。

(步骤S2306)

存储部127，存储在步骤S2304中决定的辉度的最大值和通过拍摄得到该最大值时的点光源141的照明位置。进而，存储部127，存储在步骤S2305中决定的辉度的最小值和通过拍摄得到该最小值时的点光源141的照明位置。此时，存储部127，与在步骤S2303中选择的周期相配合地存储：最大的辉度值、与该最大的辉度值对应的照明位置、最小的辉度值、与该最小的辉度值对应的照明位置。之后，明暗图像处理部120，反复执行从步骤S2302到步骤S2306的处理。

明暗图像处理部120，通过反复从步骤S2302到步骤S2306的处理，对3个周期以上的全周期的各周期，求出选择像素的辉度的最大值以及最小值，决定与该最大值以及最小值的各值对应的照明位置。

(步骤S2307)

计算部124，求出在步骤S2306存储的按各周期的辉度的最大值的方差。进而，计算部124，求出按各周期的辉度的最小值的方差。进而，计算部124，对辉度的最大值的方差和最小值的方差进行比较。

在步骤S2307中辉度的最小值的方差比最大值的方差小的情况下，即在步骤S2307中“是”的情况下，移向步骤S2308。在步骤S2307中辉度的最小值的方差比最大值的方差大、或最小值的方差与最大值的方差相等的情况下，即在步骤S2307中“否”的情况下，移向步骤S2310。即，计算部124，选择由各周期的1个周期内最大值构成的最大值组和由各周期的1个周期内最小值构成的最小值组中、方差小的组。

(步骤S2308)

计算部124，将在步骤S2306中存储的各按周期的最小值中最小的值决定为选择像素所采用的最终的辉度的最小值。该最终的辉度的最小值，是上述的全周期内最小值。即，计算部124，如果在步骤S2307中选择的组是最小值组，则从该最小值组所含的多个1个周期内最小值，选择最小的1个周期内最小值，作为全周期内最小值，并且作为选择像素的辉度的最小值而采用。

(步骤S2309)

计算部124，特定偏离了与步骤S2308中决定的选择像素的辉度的最小值(即全周期内最小值)对应的照明位置半个周期的距离的照明位置。并且，计算部124，从存储部127所保持的多个图像，参照通过该特定出的照明位置的点光源141的照明拍摄到的图像。计算部124，将该参照的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值决定为该选择像素所采用的最终的辉度的最大值。该最终的辉度的最大值，是上述的全周期内最大值。即，计算部124，在步骤S2308中选择了全周期内最小值时，特定距离取得与该全周期内最小值对应的图像时的照明位置半个周期的距离的照明位置的点光源141照明时所拍摄的图像。并且，计算部124，将该特定出的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值作为选择像素的辉度的最大值而采用。

(步骤S2310)

计算部124，将在步骤S2306中存储的按各周期的最大值中最大的值决定为选择像素所采用的最终的辉度的最大值。该最终的辉度的最大值，是上述的全周期内最大值。即，计算部124，如果在步骤S2307中选择的组是最大值组，则从该最大值组所含的多个1个周期内最大值，选择最大的1个周期内最大值作为全周期内最大值，并且作为选择像素的辉度的最大值而采用。

(步骤S2311)

计算部124，特定偏离了与步骤S2310中决定的选择像素的辉度的最大值(即全周期内最大值)对应的照明位置半个周期的距离的照明位置。并且，计算部124，从存储部127所保持的多个图像中，参照通过该特定出的照明位置的点光源141的照明拍摄到的图像。计算部124，将该参照的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值决定为该选择像素所采用的最终的辉度的最小值。该最终的辉度的最小值，是上述的全周期内最小值。即，计算部124，在步骤S2310中选择出全周期内最大值时，特定距离取得与该全周期内最大值对应的图像时的照明位置半个周期的距离的照明位置的点光源141照明时所拍摄的图像。并且，计算部124，将该特定出的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值作为选择像素的辉度的最小值而采用。

(步骤S1350)

计算部124，从步骤S2309或步骤S2310中决定的选择像素的辉度的最大值减去步骤S2308或步骤S2311中决定的选择像素的辉度的最小值。

(步骤S1360)

图像生成部125，将在步骤S1350中计算出的最大值与最小值的差分作为选择像素的辉度值而存储。

明暗图像处理部120，通过反复步骤S1320至步骤S1360，能够生成要生成的图像的全部像素的辉度值。

此外，在实施方式1的变形例中，计算部124，在步骤S2307中，比较按各周期求出的最大值的方差和最小值的方差，决定了最大值和最小值中稳定的值。但是，计算部124，也可以求出在相互相邻的周期的各周期中得到辉度的最大值的照明位置之间的距离的方差、即最大值间的距离的方差。该情况下，计算部124，同样地，求出在相互相邻的周期的各周期中得到辉度的最小值的照明位置之间的距离、即最小值间的距离的方差。并且，计算部124，也可以比较最大值间的距离的方差与最小值间的距离的方差，决定最大值和最小值中稳定的值。

[2.效果]

如以上那样，存在如下情况：应通过透过掩模142的透光部分的光的拍摄得到的辉度的最大值和应通过在由掩模142的遮光部分遮挡了直接光的状态的拍摄得到的辉度的最小值，会不稳定。作为其原因，可以举出光通过掩模142时的干涉等。但是，根据实施方式1的变形例的图像生成装置10，按照包括3个周期以上的包含明区间和暗区间的周期的方式，设定照明位置并进行拍摄。并且，选择辉度的最小值和最大值中某一稳定的一方作为基准，在计算中使用基于从与该基准对应的照明位置错开了半个周期的照明位置的拍摄结果的辉度。也即是，在本变形例中，不使用因干涉等而变为不稳定的值，而使用根据掩模142的周期产生的辉度的最大值和最小值的组合。由此，能够减少基于散射光或折射光的噪声，生成基于直接光的清晰的图像。即，即便存在干涉等不稳定的状态，也能够生成基于直接光的辉度。

(实施方式2)

对实施方式2进行说明。在实施方式1中，以明区间和暗区间的1个周期以上的范围拍摄各像素，按各选择像素，决定辉度的最大值和最小值，通过从最大值减去最小值而求出该选择像素的辉度值。另外，在实施方式1的变形例中，在3个周期以上的区间进行拍摄，按各周期求出辉度的最大值和最小值，选择按各周期的最大值和最小值中方差小的值。并且，如果方差小的值是最大值，则将按各周期的最大值中的最大的值作为基准，相反地，如果方差小的值是最小值，则将按各周期的最小值中最小的值作为基准处理。将从取得了具有基准的值的图像时的照明位置错开了半个周期的距离的照明位置的点光源141照明时所拍摄的图像中位于与选择像素同一位置的像素的辉度作为选择像素的辉度的最小值或最大值采用。由此，在图15所示那样的辉度的最大值或最小值不稳定的情况下，也能够减少噪声，生成由直接光照明的物质的图像。

在实施方式2中，以无掩模142进行拍摄，使用以无掩模142拍摄到的图像和在有掩模142的状态下拍摄到的图像。由此，即便在图15所示那样的辉度的最大值或最小值不稳定的情况下，也能够除去散射光或折射光。也即是，在实施方式2中，也能够减少噪声，生成由直接光照明的物质的图像。以下，对实施方式2详细地进行说明。

[1.图像生成装置的构成]

图17是实施方式2的图像生成装置20的功能框图。如图17所示，图像生成装置20是生成细胞等具有透光性的物质的图像的装置，具备：拍摄部200、存储部110、明暗图像处理部120以及输出部130。拍摄部200具备：照明器240、控制部260以及图像传感器150。照明器240具备第1光源141A、第2光源141B、掩模242以及驱动部243。

也即是，实施方式2的图像生成装置20与实施方式1的图像生成装置10同样，具备存储部110、明暗图像处理部120以及输出部130。但是，图像生成装置20，在取代拍摄部100而具备拍摄部200的点，与实施方式1的图像生成装置10不同。另外，实施方式2的拍摄部200与实施方式1的拍摄部100同样，具备图像传感器150。但是，拍摄部200，在取代照明器140而具备照明器240并且取代控制部160而具备控制部260的点，与实施方式1的拍摄部100不同。另外，实施方式2的照明器240，与实施方式1的照明器140同样，具备第1光源141A以及第2光源141B。但是，照明器240，在取代掩模142而具备掩模242、此外还具备驱动部243的点，与实施方式1的照明器140不同。此外，对于实施方式2中的各构成要素中与实施方式1同样的构成要素标注同一标号，省略详细的说明。

在实施方式2中，与实施方式1同样，照明器240所含的位置相互不同的多个点光源141经由掩模242，依次照明作为对象物的物质，由此，切换到达图像传感器150以及对象物的光的明暗的图案。此外，实施方式2的掩模242，与实施方式1同样，具有狭缝或方格图案。也即是，掩模242，具有供光透射的透光部分和遮挡光的遮光部分。进而，在实施方式2中，在没有掩模242的状态下、即点光源141的所有光线都不被遮挡地到达图像传感器150以及对象物的状态下，也进行拍摄。并且，在实施方式2中，根据无掩模242下的拍摄结果和明区间的图像以及暗区间的图像，生成清晰的图像。

此外，实施方式2的图像生成装置20具备：控制部260、存储部110、输出部130以及驱动部243，但是这些构成要素不是必须的，图像生成装置20也可以不具备这些构成要素。

[1-1.拍摄部]

首先，对拍摄部200的构成进行说明。拍摄部200具备：照明器240、图像传感器150、控制部260。

实施方式2的照明器240具备：由包含第1光源141A以及第2光源141B在内的多个光源构成的光源组、掩模242、驱动部243。第1光源141A是照明物质的点光源。第2光源141B是从距离第1光源141A预定距离的位置对该物质照明的点光源。掩模242具有：供来自第1光源141A以及第2光源141B的光透射的透光部分、以及遮挡该光的遮光部分。另外，驱动部243对掩模242驱动。

以下，对该照明器240的详细进行说明。

图18是示意性地示出实施方式2中的照明器240的构造的一例的图。具体而言，照明器240具备：包含上述的第1光源141A以及第2光源141B在内的多个点光源141、掩模242、驱动部243。

照明器240的多个点光源141分别按顺序照射光。多个点光源141配置于相互不同的位置，从相互不同的方向使光通过掩模242而向对象物照射。

掩模242具有狭缝或方格图案。也即是，掩模242具有透射光的透光部分和遮挡光的遮光部分。驱动部243，是进行掩模242的设置或除去的、包含例如马达等致动器的机构。具体而言，驱动部243，在图像传感器150与第1光源141A以及第2光源141B之间，设置掩模242，或者，将该设置的掩模242除去。

图像传感器150，具有多个像素，供上述的物质配置。图像传感器150的各像素，配置于受光面，取得从多个点光源141照射的光的强度(即辉度值)。图像传感器150，基于通过各像素取得的光的强度，取得拍摄图像。也即是，图像传感器150，在利用由多个点光源141构成的光源组中的第1光源141A照明时，取得物质的第1图像，在利用由多个点光源141构成的光源组中的第2光源141B照明时，取得物质的第2图像。另外，图像传感器150，在利用该光源组所含的光源照明时，取得物质的第4图像。在此，该第1图像以及第2图像，经由位于图像传感器150与第1光源141A以及第2光源141B之间的掩模242而取得。第4图像不经由掩模242而取得。

控制部260，控制基于多个点光源141的光的照射、以及基于图像传感器150的拍摄。进而，控制部260，向驱动部243输出用于设置和除去掩模242的控制信号。具体而言，控制部260，向驱动部243输出设置掩模242的信号、或除去掩模242的信号。另外，控制部260，按多个点光源141照射光的顺序，控制多个点光源141照射光的时间间隔。

[1-2.存储部]

存储部110，将由图像传感器150取得的图像与在控制部260中设定的拍摄时的照明位置、有无掩模242的信息相对应地存储。有无掩模242的信息表示：在图像传感器150与多个点光源141之间设置有掩模242(即有掩模242)、还是从其中间除去了掩模242(即无掩模242)。

图19是存储部110所存储的信息的例子。存储部110，将识别由图像传感器150取得的图像的ID、在拍摄时点亮的点光源141的照明位置、有无掩模242的信息相对应地存储。此外，掩模242的有无的“有”表示设置有掩模242的状态，“无”表示除去掩模242的状态。

[1-3.明暗图像处理部]

明暗图像处理部120具有与实施方式1的明暗图像处理部120同样的构成，由至少1个控制电路或处理电路实现。实施方式2的明暗图像处理部120，从上述的第1图像以及第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，导出基于所选择的图像与第4图像的差分，由此，生成物质的第5图像。在此，在实施方式2中，该第1图像、第2图像、第4图像以及第5图像的各图像，具有与图像传感器150所含的同一像素对应的辉度值。

更具体而言，明暗图像处理部120，与实施方式1的图9所示的明暗图像处理部120同样，包括：数据取得部121、最大值决定部122、最小值决定部123、计算部124、图像生成部125、像素选择部126、存储部127。

数据取得部121，从存储部110取得图像处理所使用的图像、即该图像所含的按各像素的辉度值和与该图像对应的照明位置。

像素选择部126，从图像传感器150的多个像素、即想要生成的图像中的多个像素，选择进行辉度计算的像素作为选择像素。

最大值决定部122，比较存储部110所存储的多个图像的各图像的位于与选择像素同一位置的像素的辉度值，特定包含具有最大的辉度值的像素的图像，将该最大的辉度值决定为选择像素的辉度的最大值。

最小值决定部123，比较存储部110所存储的多个图像的各图像的位于与选择像素同一位置的像素的辉度值，特定包含具有最小的辉度值的像素的图像，将该最小的辉度值决定为选择像素的辉度的最小值。

存储部127，将数据取得部121所取得的图像和照明位置进行存储，另外，将最大值决定部122所决定的最大值与照明位置相对应地存储，将最小值决定部123所决定的最小值与照明位置相对应地存储。

计算部124，按想要生成的图像的各选择像素，从由最大值决定部122决定的该选择像素的辉度的最大值的2倍减去在无掩模242的状态下拍摄的图像所含的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。或者，计算部124，按各选择像素，从在无掩模242的状态下拍摄的图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值，减去由最小值决定部123决定的该选择像素的最小值的2倍。由此，计算想要生成的图像的各像素的辉度值。

这样，计算部124，从上述的第1图像以及第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，导出基于所选择的图像与第4图像的差分，由此生成物质的第5图像。此外，该第1图像、第2图像、第4图像以及第5图像的各图像，具有图像传感器150所含的同一像素的辉度值。

在此，掩模242中的透光部分和遮光部分的面积比为1:1。因此，计算部124，通过导出所选择的图像的辉度值的2倍与第4图像的辉度值的差分，生成第5图像的辉度值。

具体而言，计算部124，在从第1图像以及第2图像中选择了具有大的辉度值的图像的情况下，从所选择的图像的辉度值的2倍减去第4图像的辉度值，由此生成第5图像的辉度值。或者，计算部124，在从第1图像以及第2图像中选择了具有小的辉度值的图像的情况下，从第4图像的辉度值，减去所选择的图像的辉度值的2倍，由此生成第5图像的辉度值。

图像生成部125生成由计算部124计算的各像素的辉度值构成的图像。

[1-4.输出部]

输出部130，是输出由明暗图像处理部120生成的图像的输出装置、或将该图像作为电子数据输出的单元。

[2.图像生成装置的工作]

接下来，对如上构成的图像生成装置20的工作进行说明。实施方式2的图像生成装置20的整体的概略工作，与实施方式1的图10的流程图所示的图像生成装置10的整体的概略工作同样，因而省略说明。

即，实施方式2的图像生成方法是生成具有透光性的物质的图像的图像生成方法，使用由包含第1光源141A以及第2光源141B在内的多个光源构成的光源组、图像传感器150、掩模242。并且，在该图像生成方法中，在步骤S1200中，进行以下的(a)～(e)的工作，在步骤S1300以及步骤S1400中，进行以下的(f)以及(g)的工作。在该(a)中，在图像传感器150与第1光源141A以及第2光源141B之间配置掩模242。在(b)中，在配置有掩模242的状态下利用第1光源141A照明时，图像传感器150取得物质的第1图像。在(c)中，在配置有掩模242的状态下，利用第2光源141B照明时，图像传感器150取得物质的第2图像。在(d)中，从图像传感器150与第1光源141A以及第2光源141B之间除去掩模242。在(e)中，在除去了掩模242的状态下，利用上述的光源组所含的光源进行照明时，图像传感器150取得物质的第4图像。在(f)中，从第1图像以及第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像。在(g)中，通过导出基于所选择的图像与第4图像的差分，生成物质的第5图像。

[2-1.多光源拍摄]

图20是示出实施方式2的图像生成装置20的拍摄部200的工作的详细的一例的流程图。根据图20，对拍摄部200的工作的详细进行说明。

(步骤S2210)

控制部260向驱动部243输出掩模除去信号。驱动部243将照明器240的掩模242从多个点光源141与图像传感器150之间除去、即移动。由此，控制部260设定从多个点光源141射出的光不被掩模242遮挡的状态。

(步骤S2220)

控制部260，输出将多个点光源141中位于图像传感器150的中央的正上的点光源141点亮的中央点亮信号。照明器240，接收来自控制部260的中央点亮信号，仅开始多个点光源141中位于图像传感器150的中央的正上的点光源141的光的照射。

(步骤S2230)

在通过点光源141照明对象物的期间，图像传感器150，取得由从该点光源141透射对象物后的光形成的图像。此时，从该点光源141射出的光不通过掩模242。即，从该点光源141射出的光，不被遮挡地到达对象物以及图像传感器150。

(步骤S2240)

控制部260，将在步骤S2230中取得的图像、在取得该图像时的照明位置、有无掩模242的信息(具体而言“无”)和在一起，向存储部110输出。存储部110，将图像、照明位置、有无掩模242的信息相对应地，例如图19所示那样进行存储。

(步骤S2250)

控制部260，向驱动部243输出掩模设置信号。驱动部243，使照明器240的掩模242移动，而设置于多个点光源141与图像传感器150之间。由此，控制部260，设定从多个点光源141射出的光通过掩模242向对象物以及图像传感器150照射的状态。

以后的工作，与实施方式1的拍摄工作(图11所示的步骤S1200)同样。图20的流程图中，对于与实施方式1的图11相同的工作标注相同标号，省略详细的说明。

(步骤S1210)

控制部260，参照照明位置列表，判定从各照明位置照明的对象物的拍摄是否结束。

在此，在基于来自照明位置列表所含的所有的照明位置的照明的拍摄结束的情况下(步骤S1210中“是”)，移向步骤S1300。另一方面，在基于来自照明位置列表内的某照明位置的照明的拍摄未结束的情况下(步骤S1210中“否”)，移向步骤S1220。

(步骤S1220)

控制部260，从照明位置列表所含的多个照明位置中选择还未进行照明的照明位置，并向照明器240输出控制信号。

(步骤S1230)

照明器240，根据在步骤S1220中由控制部260输出的控制信号，开始向对象物的照明。也即是，照明器140所含的多个点光源141中位于在步骤S1220中选择出的照明位置的点光源141开始光的照射。

(步骤S1240)

在通过点光源141照明对象物的期间，图像传感器150，取得由从该点光源141通过掩模242进而透射对象物后的光形成的图像。

(步骤S2260)

控制部260，将步骤S1240中取得的图像、取得了该图像时的照明位置、有无掩模242的信息(具体而言“有”)相对应地向存储部110输出。存储部110，将图像、照明位置和有无掩模242的信息相对应地存储。

(步骤S1260)

之后，控制部260，向照明器240输出控制信号，停止对对象物的照明。步骤S1260之后，返回步骤S1210。

通过反复步骤S1210至步骤S1260的处理，从照明位置列表所含的所有的照明位置的点光源141依次向对象物照射光。并且，图像传感器150，每当通过掩模242向对象物照射光时，取得图像。

[2-2.明暗图像处理]

说明步骤S1300的明暗图像处理部120的工作的详细。

图21是示出实施方式2的明暗图像处理部120的工作的一例的流程图。图21所示的流程图中，对于与实施方式1的图14所示的步骤S1301至步骤S1330、步骤S1360同样的步骤，标注同一标号，并省略详细的说明。

(步骤S1310)

明暗图像处理部120的数据取得部121，通过存储部110取得在步骤S1200中取得的多个图像、与该多个图像的各图像对应的照明位置、有无掩模242的信息，并存储于存储部127。

(步骤S1320)

像素选择部126判定对生成的图像所含的全部像素的辉度值的计算处理是否结束。

在对生成的图像所含的全部像素结束计算处理的情况下(步骤S1320中“是”)，明暗图像处理部120结束明暗图像处理(移向步骤S1400)。

在对生成的图像所含的某像素未结束计算处理的情况下(步骤S1320中“否”)，明暗图像处理部120继续进行明暗图像处理(移向步骤S1330)。

(步骤S1330)

像素选择部126，从生成的图像所含的多个像素中选择1个像素。在此选择的1个像素、也即是选择像素，是生成的图像所含的多个像素中、还未执行计算处理的像素。

(步骤S2331)

最大值决定部122，对步骤S1330中选择的像素(即选择像素)，比较在有掩模242时在步骤S1240中拍摄到的多个图像的各图像所含的、与该选择像素位于同一位置的像素的辉度值。该比较的结果，最大值决定部122，将最大的辉度值决定为该选择像素的辉度的最大值。

(步骤S2332)

计算部124，从步骤S2331中决定的该选择像素的辉度的最大值的2倍，减去在无掩模242时在步骤S2230中拍摄到的图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。

(步骤S1360)

图像生成部125，将在步骤S2332中计算出的辉度值，作为该选择像素的辉度存储。

明暗图像处理部120，通过反复步骤S1320至步骤S1360，能够生成要生成的图像的全部像素的辉度值。

在此，对步骤S2332的计算进行说明。

在除去了掩模242的情况下，将图像传感器150上的任意的像素所接收的光中从点光源141透射对象物并直进而到达图像传感器150的光设为直接分量D。另外，将从点光源照向介质或对象物而折射或散射后的光设为范围分量G。也即是，在除去了掩模242的情况下，图像传感器150上的任意的像素所接收的光为D+G。

在设置有掩模242的情况下，在任意的像素，当理想地照射明区间的光时，在实施方式2中，该像素中的辉度值成为最大。该情况下，来自点光源141的直接分量，与除去了掩模242的情况下的直接分量D相等。但是，在设置了掩模242的情况下，从点光源141射出的光的一半被遮光部分遮挡。此外，掩模242中的透光部分和遮光部分的面积比为1:1。因此，在设置有掩模242的情况下，与除去了掩模242的情况相比，折射或散射的光会减少为一半。即，在设置有掩模242的情况下，范围分量，与除去了掩模242的情况下的范围分量G的一半会相等。因此，在设置有掩模242的情况下，明区间中的图像传感器150上的任意的像素所接收的光，成为

在设置有掩模242的情况下，在任意的像素，在理想的暗区间的状态的情况下，在实施方式2中，该像素中的辉度值会成为最小。该情况下，来自点光源141的直接分量，被掩模242遮挡，因此，不接收光。所接收的光是以从点光源141直接到达图像传感器150上的其他的像素的方式通过透光部分的光折射或散射而到达该像素的范围分量。也即是，由于掩模242的透光部分与遮光部分的面积比为1:1，因此，暗区间中的像素所接收的光，是从点光源141射出的光的一半中一部分的光折射或散射而到达该像素的范围分量。该范围分量，是除去了掩模242的情况下的范围分量G的一半。因此，在暗区间的理想状态、即得到辉度的最小值时，像素接收的光，成为

折射或散射的光成为噪声，使基于直接光的图像不清晰，因此，通过除去折射光或散射光、即范围分量G，能够使图像清晰化。于是，在实施方式2的图21所示的步骤S2332中，为了决定直接分量D，将明区间的辉度值设为2倍，即将辉度的最大值设为2倍。并且，如以下的(式1)所示，从该最大值的2倍减去在除去了掩模242的状态下受光时的分量、即以无掩模拍摄时的辉度值。

另外，在暗区间接收的光、即辉度的最小值是范围分量。因此，为了决定直接分量D，也可以如以下的(式2)那样，从以无掩模进行拍摄时的辉度值，减去在暗区间接收的光的2倍、即辉度的最小值的2倍。

图22是示出实施方式2的明暗图像处理部120的工作的另一例的流程图。具体而言，图22的流程图示出使用了上述(式2)的减法的工作。

图22的流程图，取代了图21的流程图的步骤S2331和S2332，而包含步骤S2341和步骤S2342。

(步骤S2341)

最小值决定部123，对步骤S1330中选择出的像素(即选择像素)，比较在有掩模242时在步骤S1240中拍摄到的多个图像的各图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。该比较的结果，最小值决定部123，将最小的辉度值决定为该选择像素的辉度的最小值。

(步骤S2342)

计算部124，从无掩模时步骤S2230中拍摄到的图像所含的、位于与选择像素同一位置的像素的辉度值，减去在步骤S2341中决定的选择像素的辉度的最小值的2倍。由此，能够生成基于该选择像素的直接分量的辉度值。

[3.效果]

如以上那样，根据实施方式2的图像生成装置20，使光通过具有遮光部分和透光部分反复的图案的掩模242而向对象物以及图像传感器150投射。并且，按想要生成的图像所含的各选择像素，将由透射光拍摄到的多个图像的各图像中的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值中最大的辉度值作为该选择像素的辉度的最大值而求出。进而，按想要生成的图像所含的各选择像素，从该选择像素的辉度的最大值的2倍减去在无掩模242的状态下拍摄到的图像的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。由此，能够生成由光中的除去了折射光或散射光后的直接分量照明而得的对象物的图像。或者，按想要生成的图像所含的各选择像素，将由透射光拍摄到的多个图像的各图像中的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值中最小的辉度值作为该选择像素的辉度的最小值而求出。进而，按想要生成的图像所含的各选择像素，从在无掩模242的状态下拍摄到的图像的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值减去该选择像素的辉度的最小值的2倍。由此，能够生成由光中的除去了折射光或散射光后的直接分量照明而得的对象物的图像。

这样，在实施方式2中，能够减少基于散射光或折射光的噪声，生成基于直接光的清晰的图像。

(实施方式2的变形例)

对实施方式2的变形例进行说明。在实施方式2中，在没有用于计算的掩模242的状态下进行拍摄时，使用了位于图像传感器150的中央的正上的点光源141。但是，严格地讲，来自点光源141的光的直接分量，根据点光源141的位置与图像传感器150上的像素的位置的关系而不同。因此，如实施方式2那样，在与包含最大值或最小值的辉度的像素的图像对应的照明位置和在无掩模242的状态下的拍摄时的照明位置不一定一致的情况下，直接分量中含有误差。

于是，在实施方式2的变形例中，将在有掩模242的状态下进行拍摄时所使用的多个照明位置都用于在无掩模242的状态下的拍摄。在辉度值的计算处理中，使用在相同照明位置被使用时拍摄到的、在有掩模242的状态下的图像的辉度和在无掩模242的状态下的图像的辉度，计算选择像素的辉度值。由此，能够消除因照明位置的不一致而产生的直接分量的误差。以下，对于实施方式2的变形例，以不同于实施方式2的点为中心进行说明。

本变形例的图像生成装置20的构成，与实施方式2同样，因而省略说明。

[1.图像生成装置的工作]

对本变形例的图像生成装置20的工作进行说明。本变形例的图像生成装置20的整体的概略工作，与实施方式1的图10的流程图所示的图像生成装置10的整体的概略工作同样。但是，本变形例的步骤S1200的多光源拍摄以及步骤S1300的明暗图像处理的各自的详细工作，与实施方式1或2不同。另外，本变形例的步骤S1400的图像生成的工作，与实施方式1或2同样，因而省略该工作的说明。

[1-1.多光源拍摄]

图23是示出实施方式2的变形例的图像生成装置20的拍摄部200的详细工作的一例的流程图。也即是，图23示出实施方式2的变形例中的多光源拍摄(图10的步骤S1200)的详细工作的一例。根据图23，对步骤S1200的详细进行说明。对于本变形例的多光源拍摄所含的各工作中与实施方式1的图11以及实施方式2的图20共同的工作，标注同一标号，并省略说明。

(步骤S2210)

控制部260向驱动部243输出掩模除去信号。驱动部243，使照明器240的掩模242，从多个点光源141与图像传感器150之间移动。由此，控制部260，设定从多个点光源141射出的光不被掩模242遮挡的状态。

(步骤S4210)

控制部260，参照照明位置列表，判定从各照明位置照明的对象物的拍摄是否结束。该照明位置列表，与在设置了掩模242的条件下使用的照明位置列表通用。

在此，在基于来自照明位置列表所含的全部的照明位置的照明的拍摄结束的情况下(步骤S4210中“是”)，移向步骤S2250。另一方面，在基于来自照明位置列表内的某照明位置的照明的拍摄未结束的情况下(步骤S4210中“否”)，移向步骤S4220。

(步骤S4220)

控制部260，从照明位置列表所含的多个照明位置中，选择还未进行照明的照明位置，向照明器240输出控制信号。

(步骤S4230)

照明器240，根据在步骤S4220中由控制部260输出的控制信号，开始该照明器240所含的多个点光源141中位于在步骤S4220中选择的照明位置的点光源141的光的照射。

(步骤S4240)

在通过点光源141照明对象物的期间，图像传感器150，取得由从该点光源141射出并透射对象物后的光形成的图像。

(步骤S4250)

控制部260，将在步骤S4240中取得的图像、取得该图像时的照明位置、有无掩模242的信息(具体而言“无”)相对应地向存储部110输出。存储部110，将图像、照明位置、有无掩模242的信息相对应地存储。

(步骤S4260)

之后，控制部260，向照明器240输出控制信号，停止向对象物的照明。在步骤S4260之后，返回步骤S4210。

步骤S2210之后，通过反复从步骤S4210到步骤S4260的处理，从照明位置列表所含的所有的照明位置的点光源141依次向对象物照射光。并且，图像传感器150，每当向对象物照射光，就在无掩模242的状态下取得图像。

(步骤S2250)

在以无掩模242的状态的拍摄结束后，控制部260，向驱动部243输出掩模设置信号。驱动部243，使照明器240的掩模242移动，设置在多个点光源141与图像传感器150之间。由此，控制部260，设定从多个点光源141射出的光通过掩模242向对象物以及图像传感器150照射的状态。

(步骤S1210)

控制部260，参照照明位置列表，判定从各照明位置照明的对象物的拍摄是否结束。该照明位置列表，与在步骤S4210参照的照明位置列表相同。

在此，在基于来自照明位置列表所含的所有的照明位置的照明的拍摄结束的情况下(步骤S1210中“是”)，移向步骤S1300。另一方面，在基于来自照明位置列表内的某一照明位置的照明的拍摄未结束的情况下(步骤S1210中“否”)，移向步骤S1120。

(步骤S1220)

控制部260，从照明位置列表所含的多个照明位置中选择还未进行照明的照明位置，向照明器240输出控制信号。

(步骤S1230)

照明器240，根据在步骤S1220中由控制部260输出的控制信号，开始向对象物进行照明。也即是，照明器240所含的多个点光源141中位于在步骤S1220选择的照明位置的点光源141开始光的照射。

(步骤S1240)

在利用点光源141照明对象物的期间，图像传感器150，取得由从该点光源141通过掩模242、进而透射对象物后的光形成的图像。

(步骤S2260)

控制部260，将在步骤S1240取得的图像、取得该图像时的照明位置、有无掩模242的信息(具体而言“有”)相对应地向存储部110输出。存储部110，将图像、照明位置、有无掩模242的信息相对应地存储。

(步骤S1260)

之后，控制部260，向照明器240输出控制信号，停止向对象物的照明。在步骤S1260之后，返回步骤S1210。

通过反复步骤S1210到步骤S1260的处理，从照明位置列表所含的所有的照明位置的点光源141依次向对象物照射光。并且，图像传感器150，每当光通过掩模242向对象物照射时，就取得图像。

[1-2.明暗图像处理]

对步骤S1300的明暗图像处理部120的工作的详细进行说明。

图24是示出实施方式2的变形例的明暗图像处理部120的工作的一例的流程图。在图24所示的流程图中，对于与实施方式1的图14和实施方式2的图21的各步骤同样的步骤，标注同一标号，省略详细的说明。

(步骤S4310)

明暗图像处理部120的数据取得部121，通过存储部110取得在步骤S1200取得的多个图像、与该多个图像的各图像对应的照明位置、有无掩模242的信息，并存储于存储部127。

(步骤S4320)

像素选择部126，对生成的图像所含的全部像素判定辉度的计算处理是否结束。

在对生成的图像所含的全部像素结束了计算处理的情况下(步骤S4320中“是”)，明暗图像处理部120，结束明暗图像处理(移向步骤S1400)。

在对生成的图像所含的某一像素未结束计算处理的情况下(步骤S4320中“否”)，明暗图像处理部120，继续进行明暗图像处理(移向步骤S4330)。

(步骤S4330)

像素选择部126，从生成的图像所含的多个像素中选择1个像素。在此选择的1个像素、也即是选择像素，是生成的图像所含的多个像素中还未执行计算处理的像素。

(步骤S4331)

最大值决定部122，对步骤S4330中选择的像素(即选择像素)，比较有掩模242时在步骤S1240中拍摄到的多个图像的各图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。该比较的结果，最大值决定部122，将最大的辉度值决定为该选择像素的辉度的最大值。进而，最大值决定部122，特定包含具有该最大的辉度值的像素的图像被拍摄的照明位置。

(步骤S4332)

计算部124，通过存储部127选择在步骤S4331特定的照明位置时，在无掩模242的状态下拍摄的图像。

(步骤S4333)

计算部124，从步骤S4331中决定的该选择像素的辉度的最大值的2倍减去步骤S4332中选择的图像中的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。此外，在步骤S4332中选择出的图像，是位于与包含具有最大的辉度值的像素的图像被取得时的照明位置同一照明位置的点光源141不通过掩模242地照明对象物时拍摄到的图像。

(步骤S1360)

图像生成部125，将在步骤S4333中计算出的辉度值作为该选择像素的辉度值而存储。

明暗图像处理部120，能够通过反复步骤S4320至步骤S1360，来生成要生成的图像的全部像素的辉度值。

此外，在图24所示的例子中，如上述(式1)那样，在同一照明位置的点光源141照明时，从以存在掩模242的状态得到的辉度的最大值的2倍减去以无掩模242的状态拍摄到的图像的辉度。但是，如上述(式2)那样，也可以是，当同一照明位置的点光源141照明时，从以无掩模242的状态拍摄到的图像的辉度减去以有掩模242的状态得到的辉度的最小值的2倍。

图25是示出实施方式2的变形例的明暗图像处理部120的工作的另一例的流程图。在图25所示的流程图中，对于与图24同样的步骤，标注同一标号，省略详细的说明。在该图25所示的流程图中，取代图24的步骤S4331以及步骤S4333，而进行步骤S4341以及步骤S4343的工作。

(步骤S4341)

最小值决定部123，对步骤S4330中选择的像素(即选择像素)，比较在设置有掩模242时在步骤S1240中拍摄到的多个图像的各图像所含的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值。该比较的结果，最小值决定部123，将最小的辉度值决定为该选择像素的辉度的最小值。进而，最小值决定部123，特定包含具有该最小的辉度值的像素的图像被拍摄的照明位置。

(步骤S4343)

计算部124，从步骤S4332中选择的图像中的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值，减去在步骤S4341中决定的该选择像素的辉度的最小值的2倍。此外，在步骤S4332选择的图像，是位于与取得包含具有最小的辉度值的像素的图像时的照明位置同一照明位置的点光源141不通过掩模242地照明对象物时被拍摄的图像。

[2.效果]

如以上那样，根据实施方式2的变形例的图像生成装置20，通过具有遮光部分和透光部分反复的图案的掩模242，使光向对象物以及图像传感器150投射。并且，按想要生成的图像所含的各选择像素，将通过透射光拍摄到的多个图像的各图像中的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值中最大的辉度值作为该选择像素的辉度的最大值而求出。进而，按各选择像素，将从与通过拍摄而得到该辉度的最大值时同一照明位置照明、并且在无掩模242的状态下拍摄到的图像中位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值作为无掩模拍摄辉度值而求出。并且，按各选择像素，从该选择像素的辉度的最大值的2倍，减去与该选择像素对应的无掩模拍摄辉度值。由此，能够生成由光中的除去了折射光或散射光后的直接分量照明而得的对象物的图像。

或者，按想要生成的图像所含的各选择像素，将由透射光拍摄到的多个图像的各图像中的、位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值中最小的辉度值作为该选择像素的辉度的最小值而求出。进而，按各选择像素，将从与通过拍摄得到该辉度的最小值时同一照明位置照明、并且在无掩模242的状态下拍摄到的图像中的位于与该选择像素同一位置的像素的辉度值作为无掩模拍摄辉度值而求出。并且，按各选择像素，从与该选择像素对应的无掩模拍摄辉度值减去该选择像素的辉度的最小值的2倍。由此，能够生成由光中的除去了折射光或散射光后的直接分量照明而得的对象物的图像。

这样，在实施方式2的变形例中，能够减少散射光或折射光的噪声，能够无照明位置的误差地生成基于直接光的清晰的图像。

<实施方式2的效果>

图28A以及图28B，与图26A、图26B同样地，是拍摄了具有0.04mm的平均直径的多个玻璃珠被树脂固定的状态的图像。图28A的图像，与图26A的图像相同。图28B的图像是用实施方式2的方法拍摄并且合成后的图像。图28B的图像，与图28A的图像相比，对比度大并且轮廓清晰。

图29示出图28A的图像以及图28B的图像辉度轮廓。在图29中，用实线示出图28A的图像的辉度轮廓，用虚线示出用图28B的实施方式2的方法拍摄合成后的图像的辉度轮廓。图29的横轴，是用像素数示出图像的横轴位置的值，纵轴是辉度值。图29所示的辉度轮廓，是在用图28A以及图28B的箭头示出的位置算出的。

关于图29中的高辉度的峰值，在图28A的无掩模的状态下拍摄到的图像和用图28B的实施方式2的方法拍摄并且合成后的图像中，未发现大的差异。但是，关于图29中的低辉度的部分，图28B的图像(虚线)的辉度，比图28A的图像的辉度(实线)低。也即是，图28B的图像(虚线)的辉度的差比图28A的图像的辉度(实线)的差大。因此，如图29所示，能够确认：用实施方式2的方法拍摄并且合成后的图像比在无掩模的状态下拍摄到的图像具有高的对比度。

(其他的实施方式)

以上，对于一个或多个技术方案的图像生成装置，基于各实施方式及其变形例进行了说明，但是，本公开不限定于这些各实施方式及其变形例。只要不脱离本公开的主旨，将本领域技术人员所想到的各种变形施加于上述各实施方式或其变形例而得的形态、和/或将不同的实施方式中的构成要素组合而构筑的形态，也可以包含于本公开的范围内。

例如，在上述各实施方式以及各变形例中，将想要生成的图像或图像传感器150所含的1个像素按顺序选择为选择像素，对该各选择像素计算辉度值。但是，也可以不按顺序选择想要生成的图像或图像传感器150所含的1个像素，而按顺序选择例如由4×4像素或8×8像素等构成的块。在该情况下，上述的第1图像～第5图像的各图像，是与图像传感器150所含的同一块对应的图像。

另外，在上述实施方式2及其变形例中，使掩模242移动，但是也可以利用液晶快门构成掩模242，由此，不使该掩模242移动。即，掩模242，在设置于多个点光源141与图像传感器150之间的状态下被固定。掩模242，如上述那样具有狭缝或方格图案，但是，例如在施加电压时，一样地变为透明。也即是，此时，掩模242的整体成为透光部分，能够在光学上实现与从多个点光源141与图像传感器150之间除去了掩模242的状态同样的状态。因此，在该情况下，照明器240不具备驱动部243，控制部260，切换向掩模242施加电压和该施加的停止，由此，能够进行与掩模242的设置以及除去同样的工作。由此，能够实现图像生成装置20的进一步小型化。

此外，在上述各实施方式以及各变形例中，各构成要素，可以由专用的硬件构成，也可以通过执行适于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素，还可以通过CPU或处理器等程序执行部，读出并执行记录于硬盘或半导体存储器等记录介质的软件程序来实现。在此，实现上述各实施方式或各变形例的图像生成装置等的软件程序，是使计算机执行图10、图14、图16、以及图20～图25所示的流程图所含的各步骤的程序。

另外，在本公开中，单元、器件的全部或一部分、或图2、图9以及图17所示的框图的功能块的全部或一部分，也可以由半导体装置、半导体集成电路(IC)或包含LSI(largescale integration)的一个或一个以上的电子电路执行。LSI或IC，既可以集成于一个芯片，又可以将多个芯片组合而构成。例如，存储元件以外的功能块，可以集成于一个芯片。在此，被称为LSI或IC，但称呼方法也可以根据集成的程度而改变，还可能被称为系统LSI、VLSI(very large scale integration)、或者ULSI(ultra large scale integration)。在LSI的制造后可编程的现场可编程门阵列(FPGA；Field Programmable Gate Array)、或能够重构LSI内部的接合关系或能够设置LSI内部的电路区划的可重构逻辑器件(reconfigurable logic device)也能够以相同目的使用。

进而，单元、装置、或装置的一部分、全部或一部分的功能或操作，能够通过软件处理来执行。该情况下，软件记录于一个或一个以上的ROM、光盘、硬盘驱动器等非暂时性的记录介质，在软件通过处理装置(processor)执行的情况下，软件使处理装置(processor)和周边的设备执行软件内的特定的功能。系统或装置，还可以具备记录了软件的一个或一个以上的非暂时性的记录介质、处理装置(processor)以及必要的硬件设备，例如接口。

本公开能够广泛地利用于例如生成培养中的细胞或胚等细胞块的图像的装置等，在培养箱内拍摄对象物时有用。

Claims (18)

1.一种图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：

第1光源，其照明所述物质；

第2光源，其从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质；

图像传感器，其供所述物质配置；

掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分以及遮挡所述光的遮光部分，并且位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间；以及

处理电路，

所述图像传感器，

在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，

所述处理电路，

通过导出所述第1图像所含的像素的辉度值、与所述第2图像所含且位于与所述第1图像所含的像素同一位置的像素的辉度值的差分，生成所述物质的第3图像，

所述第1光源位于距离所述第2光源半个周期的位置，1个所述周期的距离为将1个暗区间的距离和与所述暗区间相邻的1个明区间的距离相加而得的距离，

所述图像传感器的受光面的一部分的区域，

在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质的情况下，取得具有最大的辉度值的图像和具有最小的辉度值的图像，

所述处理电路，

选择包含具有最大的辉度值的辉度最大图像的第1图像组和包含具有最小的辉度值的辉度最小图像的第2图像组中、辉度值的方差小的图像组，

(i)在所选择的所述图像组是所述第1图像组的情况下，

将所述第1图像组中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，

将在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，

(ii)在所选择的所述图像组是所述第2图像组的情况下，

将所述第2图像组中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，

将在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像。

2.根据权利要求1所述的图像生成装置，

所述图像传感器的受光面的一部分区域，

在所述掩模的所述透光部分配置在照明所述物质的第1光源与所述区域之间的状态下，取得所述第1图像，

在所述掩模的所述遮光部分配置在照明所述物质的第2光源与所述区域之间的状态下，取得所述第2图像。

3.根据权利要求2所述的图像生成装置，

所述图像传感器的受光面的一部分的区域，

在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质时，取得包含所述第1图像以及所述第2图像在内的辉度值相互不同的多个图像，

所述处理电路，

将所述多个图像中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，

将所述多个图像中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像。

4.一种图像生成装置，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成装置，该装置具备：

包括多个光源的光源组，该多个光源包括照明所述物质的第1光源、以及从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质的第2光源；

图像传感器，其供所述物质配置；

掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分、以及遮挡所述光的遮光部分；以及

处理电路，

所述图像传感器，

(a)在利用所述第1光源照明时，取得所述物质的第1图像，

(b)在利用所述第2光源照明时，取得所述物质的第2图像，

(c)在利用所述光源组所含的光源照明时，取得所述物质的第4图像，

其中，所述第1图像以及所述第2图像，经由位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间的所述掩模取得，所述第4图像不经由所述掩模取得，

所述处理电路，

基于所述第1图像中包含的像素的辉度值以及所述第2图像包含的位于与所述第1图像所含的所述像素同一位置的像素的辉度值，从所述第1图像以及所述第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，通过导出基于所述选择的图像与所述第4图像的差分，生成所述物质的第5图像。

5.根据权利要求4所述的图像生成装置，

所述第1图像、所述第2图像、所述第4图像以及所述第5图像的各图像，具有与所述图像传感器所含的同一像素对应的辉度值。

6.根据权利要求4或5所述的图像生成装置，

所述掩模中的所述透光部分与所述遮光部分的面积比为1:1。

7.根据权利要求6所述的图像生成装置，

所述处理电路，

通过导出所述选择的图像的辉度值的2倍与所述第4图像的辉度值的差分，生成所述第5图像的辉度值。

8.根据权利要求7所述的图像生成装置，

所述处理电路，

在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有大的辉度值的图像的情况下，

通过从所述选择的图像的辉度值的2倍减去所述第4图像的辉度值，生成所述第5图像的辉度值。

9.根据权利要求7所述的图像生成装置，

所述处理电路，

在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有小的辉度值的图像的情况下，

通过从所述第4图像的辉度值减去所述选择的图像的辉度值的2倍，生成所述第5图像的辉度值。

10.一种图像生成方法，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成方法，该方法使用：

第1光源，其照明所述物质；

第2光源，其从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质；

图像传感器，其供所述物质配置；以及

掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分、以及遮挡所述光的遮光部分，并且位于所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间，

该方法包括：

(a)在利用所述第1光源照明时，所述图像传感器取得所述物质的第1图像，

(b)在利用所述第2光源照明时，所述图像传感器取得所述物质的第2图像，

(c)通过导出所述第1图像所含的像素的辉度值与所述第2图像所含且位于与所述第1图像所含的像素同一位置的像素的辉度值的差分，生成所述物质的第3图像，

所述第1光源位于距离所述第2光源半个周期的位置，1个所述周期的距离为将1个暗区间的距离和与所述暗区间相邻的1个明区间的距离相加而得的距离，

在所述(a)以及(b)中，

所述图像传感器的受光面的一部分的区域，

在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质时，取得具有最大的辉度值的图像和具有最小的辉度值的图像，由此，取得包含所述第1图像以及所述第2图像在内的多个图像，

在所述(c)中，

选择包含所取得的具有最大的辉度值的辉度最大图像的第1图像组和包含所取得的具有最小的辉度值的辉度最小图像的第2图像组中、辉度值的方差小的图像组，

(i)在所选择的所述图像组是所述第1图像组的情况下，

将所述第1图像组中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，

将在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，

(ii)在所选择的所述图像组是所述第2图像组的情况下，

将所述第1图像组中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像，

将在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像。

11.根据权利要求10所述的图像生成方法，

所述图像传感器的受光面的一部分的区域，

在所述(a)中，

在所述掩模的所述透光部分配置在照明所述物质的第1光源与所述区域之间的状态下，取得所述第1图像，

在所述(b)中，

在所述掩模的所述遮光部分配置在照明所述物质的第2光源与所述区域之间的状态下，取得所述第2图像。

12.根据权利要求11所述的图像生成方法，

在所述(a)以及(b)中，

所述图像传感器的受光面的一部分的区域，

在包含所述第1光源以及所述第2光源在内的多个光源的各光源按顺序照明所述物质时，取得包含所述第1图像以及所述第2图像在内的辉度值相互不同的多个图像，

在所述(c)中，

将所述多个图像中具有最大的辉度值且在所述第1光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第1图像，

将所述多个图像中具有最小的辉度值且在所述第2光源照明所述物质时由所述图像传感器取得的图像选择为所述第2图像。

13.一种图像生成方法，是生成具有透光性的物质的图像的图像生成方法，该方法使用：

包括多个光源的光源组，该多个光源包括照明所述物质的第1光源、以及从距离所述第1光源预定距离的位置照明所述物质的第2光源；

图像传感器，其供所述物质配置；以及

掩模，其具有透射来自所述第1光源以及所述第2光源的光的透光部分、以及遮挡所述光的遮光部分，

该方法包括：

(a)在所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间配置所述掩模，

(b)在配置有所述掩模的状态下，在利用所述第1光源照明时，所述图像传感器取得所述物质的第1图像，

(c)在配置有所述掩模的状态下，在利用所述第2光源照明时，所述图像传感器取得所述物质的第2图像，

(d)从所述图像传感器与所述第1光源以及所述第2光源之间除去所述掩模，

(e)在除去所述掩模的状态下，在利用所述光源组所含的光源照明时，所述图像传感器取得所述物质的第4图像，

(f)基于所述第1图像中包含的像素的辉度值以及所述第2图像包含的位于与所述第1图像所含的所述像素同一位置的像素的辉度值，从所述第1图像以及所述第2图像，选择具有大的辉度值的图像或具有小的辉度值的图像，

(g)通过导出基于所述选择的图像与所述第4图像的差分，生成所述物质的第5图像。

14.根据权利要求13所述的图像生成方法，

所述第1图像、所述第2图像、所述第4图像以及所述第5图像的各图像，具有与所述图像传感器所含的同一像素对应的辉度值。

15.根据权利要求13或14所述的图像生成方法，

所述掩模中的所述透光部分与所述遮光部分的面积比为1:1。

16.根据权利要求15所述的图像生成方法，

在所述(g)中，

通过导出所述选择的图像的辉度值的2倍与所述第4图像的辉度值的差分，生成所述第5图像的辉度值。

17.根据权利要求16所述的图像生成方法，

在所述(g)中，

在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有大的辉度值的图像的情况下，

通过从所述选择的图像的辉度值的2倍减去所述第4图像的辉度值，生成所述第5图像的辉度值。

18.根据权利要求16所述的图像生成方法，

在所述(g)中，

在从所述第1图像以及所述第2图像选择了具有小的辉度值的图像的情况下，

通过从所述第4图像的辉度值减去所述选择的图像的辉度值的2倍，生成所述第5图像的辉度值。

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