特許 5841398 拡大観察装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5841398

(24)【登録日】2015年11月20日

(45)【発行日】2016年1月13日

(54)【発明の名称】拡大観察装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/00 20060101AFI20151217BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20151217BHJP

   H04N 5/222 20060101ALI20151217BHJP

【ＦＩ】

   G02B21/00

   H04N5/225 F

   H04N5/222 B

   H04N5/225 A

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2011-222575(P2011-222575)

(22)【出願日】2011年10月7日

(65)【公開番号】特開2013-83743(P2013-83743A)

(43)【公開日】2013年5月9日

【審査請求日】2014年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000129253

【氏名又は名称】株式会社キーエンス

(74)【代理人】

【識別番号】100098305

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 祥人

(72)【発明者】

【氏名】関谷 傑

(72)【発明者】

【氏名】康 宇範

(72)【発明者】

【氏名】猪俣 政寛

【審査官】 越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−００３５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６６７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１６９９３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０２４９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９０７１５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０００９９８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２１／００

Ｈ０４Ｎ ５／２２２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステージ支持部と、
観察対象物が載置される載置面を有し、前記載置面に対して略垂直で前記ステージ支持部に関して位置が一定な回転軸の周りで回転可能でかつ前記載置面に略平行な面内で互いに交差する第１および第２の軸に沿って移動可能に前記ステージ支持部上に設けられたステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を撮像することにより撮像領域の画像データを取得する撮像部と、
前記撮像部により取得される画像データに基づいて観察対象物の画像を観察画像として表示する表示部と、
前記ステージの回転角度を検出し、検出した角度を示す角度検出信号を出力する回転角度センサと、
前記第１および第２の軸に沿って前記ステージを前記撮像部に関して相対的に移動させるステージ駆動部と、
前記ステージの移動方向の指示を受け付ける指示受付部と、
前記ステージ駆動部に前記第１および第２の軸に沿った前記ステージの移動量を与えることにより前記ステージの移動を制御する制御部とを備え、
前記ステージの前記第１および第２の軸は、前記ステージと一体的に前記回転軸の周りで回転し、
前記撮像部は、前記撮像部の光軸と前記回転軸とが平行となるように固定可能であり、
前記撮像部の前記撮像領域には、互いに交差する第３および第４の軸が設定され、
前記制御部は、所定の校正時に前記撮像部により取得された画像データに基づいて前記ステージの前記第１および第２の軸と前記撮像領域の前記第３および第４の軸との角度差を検出し、通常時に、前記回転角度センサからの角度検出信号と前記角度差とに基づいて、前記撮像部の撮像領域における観察対象物の移動方向が前記指示受付部により受け付けられた方向に一致するように前記ステージ駆動部に与える前記第１および第２の軸に沿った移動量を制御するように構成された、拡大観察装置。

【請求項2】

前記撮像部の光軸と前記ステージとの交差位置をほぼ一定に維持しつつ前記ステージに対する前記撮像部の光軸の角度を調整可能に前記撮像部を保持する保持部をさらに備える、請求項１記載の拡大観察装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記ステージ駆動部により前記ステージが移動された場合の前記観察画像の移動方向に基づいて前記ステージの前記第１および第２の軸と前記撮像領域の前記第３および第４の軸との角度差を検出するように構成された、請求項１または２記載の拡大観察装置。

【請求項4】

前記ステージに前記第１および第２の軸の方向を特定するための方向特定部が設けられ、
前記制御部は、前記観察画像に含まれる前記方向特定部の画像に基づいて前記ステージの前記第１および第２の軸と前記撮像領域の前記第３および第４の軸との角度差を検出するように構成された、請求項１または２記載の拡大観察装置。

【請求項5】

前記表示部は、前記ステージにおける前記撮像領域の位置を示す位置特定画像を表示する、請求項１〜４のいずれかに記載の拡大観察装置。

【請求項6】

前記位置特定画像は、前記ステージにおける前記撮像領域よりも広い領域を表す第１の画像および前記撮像領域に対応する第２の画像とを含み、
前記制御部は、前記回転角度センサからの角度検出信号に基づいて前記第１の画像を前記第２の画像に対して相対的に回転させる、請求項５記載の拡大観察装置。

【請求項7】

前記撮像部は、前記撮像領域よりも広い領域を撮像可能に構成され、
前記表示部は、前記撮像部により前記広い領域の撮像時に得られる画像データに基づいて前記第１の画像を表示する、請求項６記載の拡大観察装置。

【請求項8】

前記第１の画像は、前記ステージにおける前記撮像領域よりも広い領域を特定するための図形を示す、請求項６記載の拡大観察装置。

【請求項9】

前記第１の画像は、前記ステージにおける撮像領域の相対的な移動可能範囲に対応する、請求項６〜８のいずれかに記載の拡大観察装置。

【請求項10】

前記指示受付部は、前記位置特定画像における任意の位置の指定を受け付け可能に構成され、
前記制御部は、前記ステージにおいて前記指示受付部により指定された位置に対応する位置に前記撮像領域が移動するように前記ステージ駆動部による前記ステージの移動を制御する、請求項５〜９のいずれかに記載の拡大観察装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記ステージが移動された場合の前記観察画像の移動量を検出し、検出された移動量に基づいて前記観察画像の移動量と前記ステージの移動量との関係を算出し、算出された前記関係に基づいて前記ステージ駆動部に与える移動量を補正するように構成された、請求項１〜１０のいずれかに記載の拡大観察装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、拡大観察装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、観察対象物を観察するために、顕微鏡を備えた拡大観察装置が用いられる。顕微鏡は、観察対象物を撮像するための撮像装置を含む。撮像装置により撮像された観察対象物の画像が、表示部により表示される。ユーザは、表示部により表示される画像に基づいて、観察対象物の詳細な情報を取得することができる。

【0003】

特許文献１に記載される顕微鏡は、観察対象物を測定するためのカメラおよび観察対象物が載置されるステージを有する。カメラは、Ｚ軸方向（鉛直方向）に沿うようにカメラ取付部に取り付けられる。カメラの下方において、回転可能にステージが設けられる。ステージは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージからなる。ステージがＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動されることにより、カメラの撮像領域に対する観察対象物の位置合わせが行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−３３７４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の顕微鏡においては、ステージの回転軸が固定され、ステージの回転に伴いステージのＸ軸およびＹ軸が回転する。この場合、ステージのＸ軸およびＹ軸が回転することにより、ステージの移動方向の制御が困難であり、観察対象物を所望の方向に移動させることができない。

【0006】

一方、ステージのＸ軸およびＹ軸が固定され、ステージのＸ軸方向およびＹ軸方向への移動に伴いステージの回転軸が移動する構成も考えられる。しかしながら、カメラの撮像領域からステージの回転軸が外れると、ステージの回転により、撮像領域に対する観察対象物の移動量が大きくなる。それにより、観察対象物の所望の領域が撮像領域から外れやすくなる。

【0007】

本発明の目的は、ステージが回転された場合でも観察対象物を所望の方向に容易に移動させることが可能でかつステージの回転によって観察対象物の所望の領域が撮像領域から外れることを防止可能な拡大観察装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る拡大観察装置は、ステージ支持部と、観察対象物が載置される載置面を有し、載置面に対して略垂直でステージ支持部に関して位置が一定な回転軸の周りで回転可能でかつ載置面に略平行な面内で互いに交差する第１および第２の軸に沿って移動可能にステージ支持部上に設けられたステージと、ステージに載置された観察対象物を撮像することにより撮像領域の画像データを取得する撮像部と、撮像部により取得される画像データに基づいて観察対象物の画像を観察画像として表示する表示部と、ステージの回転角度を検出し、検出した角度を示す角度検出信号を出力する回転角度センサと、第１および第２の軸に沿ってステージを撮像部に関して相対的に移動させるステージ駆動部と、ステージの移動方向の指示を受け付ける指示受付部と、ステージ駆動部に第１および第２の軸に沿ったステージの移動量を与えることによりステージの移動を制御する制御部とを備え、ステージの第１および第２の軸は、ステージと一体的に回転軸の周りで回転し、撮像部は、撮像部の光軸と回転軸とが平行となるように固定可能であり、撮像部の撮像領域には、互いに交差する第３および第４の軸が設定され、制御部は、所定の校正時に撮像部により取得された画像データに基づいてステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を検出し、通常時に、回転角度センサからの角度検出信号と角度差とに基づいて、撮像部の撮像領域における観察対象物の移動方向が指示受付部により受け付けられた方向に一致するようにステージ駆動部に与える第１および第２の軸に沿った移動量を制御するように構成されたものである。

【0009】

その拡大観察装置においては、載置面に対して略垂直な回転軸の周りで撮像部に関して相対的に回転可能でかつ載置面に略平行な面内で互いに交差する第１および第２の軸に沿って移動可能にステージが設けられる。ステージの載置面上に観察対象物が載置される。撮像部によって観察対象物が撮像されることにより撮像領域の画像データが取得される。撮像部により取得される画像データに基づいて観察対象物の画像が観察画像として表示部により表示される。

【0010】

ステージの移動方向の指示が指示受付部により受け付けられることにより、制御部からステージ駆動部に第１および第２の軸に沿ったステージの移動量が与えられる。与えられる移動量に基づいて、ステージ駆動部により第１および第２の軸に沿って撮像部に関して相対的にステージが移動される。それにより、撮像領域に対して相対的に観察対象物が移動する。

【0011】

ステージの第１および第２の軸は、ステージと一体的に回転軸の周りで回転する。この場合、撮像部に関してステージの回転軸を移動させることなくステージを移動させることができる。そのため、ステージの回転軸上に撮像領域を配置することにより、ステージの回転によって観察対象物の所望の領域が撮像領域から外れることを防止することができる。それにより、観察対象物の所望の領域を撮像しつつ観察対象物の向きを変更することができる。

【0012】

ステージが回転された場合には、回転角度検出センサにより検出される回転角度に基づいて撮像部の撮像領域における観察対象物の移動方向が指示受付部により受け付けられた方向と一致するようにステージ駆動部に与えられる第１および第２の軸に沿った移動量が制御される。これにより、ステージが回転された場合でも、撮像領域において観察対象物を所望の方向に容易に移動させることができる。
また、所定の校正時に、ステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差が検出されるので、撮像領域の第３および第４の軸が予め定められた状態からずれても、撮像領域の第３および第４の軸を基準に観察対象物を移動させることができる。それにより、ユーザは、撮像部の向きを認識することなく表示部に表示される観察対象物を見ながら撮像領域において観察対象物を容易に移動させることができる。

【0013】

（２）拡大観察装置は、撮像部の光軸とステージとの交差位置をほぼ一定に維持しつつステージに対する撮像部の光軸の角度を調整可能に撮像部を保持する保持部をさらに備えてもよい。

【0015】

（３）制御部は、ステージ駆動部によりステージが移動された場合の観察画像の移動方向に基づいてステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を検出するように構成されてもよい。

【0016】

この場合、ステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を容易に検出することができ、検出された角度差を用いてステージの第１および第２の軸に沿った移動量を補正することができる。

【0017】

（４）ステージに第１および第２の軸の方向を特定するための方向特定部が設けられ、制御部は、観察画像に含まれる方向特定部の画像に基づいてステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を検出するように構成されてもよい。

【0018】

この場合、ステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を容易に検出することができ、検出された角度差を用いてステージの第１および第２の軸に沿った移動量を補正することができる。

【0019】

（５）表示部は、ステージにおける撮像領域の位置を示す位置特定画像を表示してもよい。

【0020】

この場合、ユーザがステージにおける撮像領域の位置を容易に認識することができる。それにより、ユーザが観察対象物の所望の領域を撮像領域に効率よく位置合わせすることができる。

【0021】

（６）位置特定画像は、ステージにおける撮像領域よりも広い領域を表す第１の画像および撮像領域に対応する第２の画像とを含み、制御部は、回転角度検出部により検出された回転角度に基づいて第１の画像を第２の画像に対して相対的に回転させてもよい。

【0022】

この場合、ユーザがステージと撮像領域との位置関係および撮像領域に対するステージの回転角度を容易に認識することができる。それにより、ユーザが観察対象物の所望の領域を撮像領域に効率よく位置合わせすることができる。

【0023】

（７）撮像部は、撮像領域よりも広い領域を撮像可能に構成され、表示部は、撮像部により広い範囲の撮像時に得られる画像データに基づいて第１の画像を表示してもよい。

【0024】

この場合、ユーザがステージ上の観察対象物と撮像領域との位置関係を容易に認識することができる。それにより、ユーザが観察対象物の所望の領域を撮像領域に効率よく位置合わせすることができる。

【0025】

（８）第１の画像は、ステージにおける撮像領域よりも広い領域を特定するための図形を示してもよい。

【0026】

この場合、制御部の処理負担を増大させることなく容易に第１の画像を表示部に表示させることができる。

【0027】

（９）第１の画像は、ステージにおける撮像領域の相対的な移動可能範囲に対応してもよい。

【0028】

この場合、ユーザがステージにおける撮像領域の相対的な移動可能範囲を容易に認識することができる。それにより、ユーザが観察対象物の所望の領域を撮像領域に効率よく位置合わせすることができる。

【0029】

（１０）指示受付部は、位置特定画像における任意の位置の指定を受け付け可能に構成され、制御部は、ステージにおいて指示受付部により指定された位置に対応する位置に撮像領域が移動するようにステージ駆動部によるステージの移動を制御してもよい。

【0030】

この場合、ユーザが位置特定画像上で所望の位置を指定することにより、その位置に対応するステージ上の位置が撮像領域となるようにステージが移動する。それにより、ユーザが観察対象物の所望の領域を撮像領域に効率よく位置合わせすることができる。

【0031】

（１１）制御部は、ステージが移動された場合の観察画像の移動量を検出し、検出された移動量に基づいて観察画像の移動量とステージの移動量との関係を算出し、算出された関係に基づいてステージ駆動部に与える移動量を補正するように構成されてもよい。

【0032】

この場合、観察画像の移動量とステージの移動量との関係に誤差が生じることが防止される。それにより、観察画像に基づいてステージの移動を正確に制御することができる。
（１２）参考形態に係る拡大観察装置は、観察対象物を撮像することにより撮像領域の画像データを取得する撮像部と、撮像部により取得される画像データに基づいて観察対象物の画像を観察画像として表示する表示部と、観察対象物が載置される載置面を有し、載置面に対して略垂直な回転軸の周りで撮像部に関して相対的に回転可能でかつ載置面に略平行な面内で互いに交差する第１および第２の軸に沿って移動可能に設けられたステージと、ステージの回転角度を検出する回転角度検出部と、第１および第２の軸に沿ってステージを撮像部に関して相対的に移動させるステージ駆動部と、ステージの移動方向の指示を受け付ける指示受付部と、ステージ駆動部に第１および第２の軸に沿ったステージの移動量を与えることによりステージの移動を制御する制御部とを備え、ステージの第１および第２の軸は、ステージと一体的に回転軸の周りで回転し、制御部は、回転角度検出部により検出された回転角度に基づいて、撮像部の撮像領域における観察対象物の移動方向が指示受付部により受け付けられた方向に一致するようにステージ駆動部に与える第１および第２の軸に沿った移動量を制御するように構成されたものである。
（１３）撮像部の撮像領域には、互いに交差する第３および第４の軸が設定され、制御部は、所定の校正時に、ステージの第１および第２の軸と撮像領域の第３および第４の軸との角度差を検出し、通常時に、検出された角度差に基づいてステージ駆動部に与えるステージの第１および第２の軸に沿った移動量を補正するように構成されてもよい。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、ステージが回転された場合でも、観察対象物を所望の方向に容易に移動させることが可能になるとともに、ステージの回転によって観察対象物の所望の領域が撮像領域から外れることを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の顕微鏡を示す斜視図である。

【図3】顕微鏡の撮像装置がＺ軸と平行に固定されている状態を示す模式図である。

【図4】顕微鏡の撮像装置がＺ軸から所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。

【図5】ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量の算出方法の一例を示す模式図である。

【図6】ＣＰＵによるステージ駆動処理のフローチャートである。

【図7】ステージの載置面に載置される観察対象物の一例を示す平面図である。

【図8】ステージ装置の動作と表示部に表示される観察画像との関係を示す図である。

【図9】ステージ装置の動作と表示部に表示される観察画像との関係を示す図である。

【図10】ステージ装置の動作と表示部に表示される観察画像との関係を示す図である。

【図11】ステージ装置の動作と表示部に表示される観察画像との関係を示す図である。

【図12】ステージ装置の動作と表示部に表示される観察画像との関係を示す図である。

【図13】ステージの移動方向の補正について説明するための図である。

【図14】ステージの移動方向の補正について説明するための図である。

【図15】ＣＰＵによる傾斜角度取得処理のフローチャートである。

【図16】位置特定画像の一例を示す図である。

【図17】表示部による位置特定画像の表示例を示す図である。

【図18】表示部による位置特定画像の表示例を示す図である。

【図19】表示部による位置特定画像の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置について図面を参照しながら説明する。

【0036】

（１）拡大観察装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、拡大観察装置３００は、顕微鏡１００および画像処理装置２００を備える。

【0037】

顕微鏡１００は、撮像装置１０、ステージ装置２０および回転角度センサ３０を含む。撮像装置１０は、カラーＣＣＤ（電荷結合素子）１１、ハーフミラー１２、対物レンズ１３、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）１５、照明用光源１６およびレンズ駆動部１７を含む。ステージ装置２０は、ステージ２１、ステージ駆動部２２およびステージ支持部２３を含む。ステージ２１上には、観察対象物Ｓが載置される。

【0038】

顕微鏡１００において、水平面内で直交するＸ軸およびＹ軸、ならびにＸ軸およびＹ軸に垂直をＺ軸（鉛直方向）が定義される。以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向をＸ軸方向と呼び、Ｙ軸に平行な方向をＹ軸方向と呼び、Ｚ軸に平行な方向をＺ軸方向と呼ぶ。

【0039】

照明用光源１６は、例えば白色光を発生するハロゲンランプまたは白色ＬＥＤ（発光ダイオード）である。照明用光源１６により発生された白色光は、ハーフミラー１２により反射された後、対物レンズ１３によりステージ２１上の観察対象物Ｓに集光される。

【0040】

観察対象物Ｓにより反射された白色光は、対物レンズ１３およびハーフミラー１２を透過してカラーＣＣＤ１１に入射する。カラーＣＣＤ１１は、赤色波長の光を受光する複数の赤色用画素、緑色波長の光を受光する複数の緑色用画素、および青色波長の光を受光する複数の青色用画素を有する。複数の赤色用画素、複数の緑色用画素および複数の青色用画素は二次元的に配列される。カラーＣＣＤ１１の各画素からは、受光量に対応する電気信号が出力される。カラーＣＣＤ１１の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１５によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号は、画像データとして画像処理装置２００に順次与えられる。カラーＣＣＤ１１に代えてＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の撮像素子が用いられてもよい。

【0041】

対物レンズ１３は、例えばズームレンズであり、手動または自動で倍率を変更可能に構成される。対物レンズ１３の倍率は、図示しない倍率検出部により検出される。また、対物レンズ１３は、Ｚ軸方向に移動可能に設けられる。レンズ駆動部１７は、画像処理装置２００の制御により対物レンズ１３をＺ軸方向に移動させる。それにより、撮像装置１０の焦点の位置がＺ軸方向において移動する。

【0042】

ステージ２１は、Ｚ軸に平行な回転軸の周りで回転可能にステージ支持部２３上に設けられる。ステージ駆動部２２は、画像処理装置２００から与えられる移動指令信号（駆動パルス）に基づいてステージ２１を撮像装置１０に関して相対的に後述するｘ軸およびｙ軸に沿って移動させる。また、ステージ駆動部２２は、画像処理装置２００から与えられる回転指令信号（駆動パルス）に基づいてステージ２１を撮像装置１０に関して相対的にＺ軸に平行な回転軸の周りで回転させる。ステージ２１の回転軸の位置は、ステージ支持部２３に関して一定である。ステージ駆動部２２には、ステッピングモータが用いられる。回転角度センサ３０は、ステージ２１の回転角度を検出し、検出した角度を示す角度検出信号を画像処理装置２００に与える。

【0043】

画像処理装置２００は、インタフェース２１０、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２２０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２３０、記憶装置２４０、入力装置２５０、表示部２６０および作業用メモリ２７０を含む。

【0044】

ＲＯＭ２３０には、システムプログラムが記憶される。記憶装置２４０は、ハードディスク等からなる。記憶装置２４０には、種々の制御プログラムおよびプログラムが記憶されるとともに、顕微鏡１００からインタフェース２１０を通して与えられる画像データ等の種々のデータを記憶する。入力装置２５０は、キーボードおよびポインティングデバイスを含み、ユーザまたは外部装置からのステージ２１の移動指示および回転指示を受け付け可能に構成される。本実施の形態では、移動指示は、移動方向および移動量を含み、回転指示は回転方向および回転角度を含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。

【0045】

表示部２６０は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。後述のように、表示部２６０には、互いに直交するｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸が設定される。ｘ_ｄ軸は、表示部２６０の画面の横方向に対応し、ｙ_ｄ軸は、表示部２６０の画面の縦方向に対応する。

【0046】

作業用メモリ２７０は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）からなり、種々のデータの処理のために用いられる。ＣＰＵ２２０は、記憶装置２４０に記憶された制御プログラムを実行することにより作業用メモリ２７０を用いて種々の処理を行うとともに、画像データに基づく画像を表示部２６０に表示させる。また、ＣＰＵ２２０は、インタフェース２１０を通して顕微鏡１００のカラーＣＣＤ１１、照明用光源１６、レンズ駆動部１７およびステージ駆動部２２を制御する。

【0047】

図２は、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置３００の顕微鏡１００を示す斜視図である。図２においては、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が矢印で示される。

【0048】

図２に示すように、顕微鏡１００はベース１を有する。ベース１上には、第１の支持台２が取り付けられるとともに、この第１の支持台２の前面に嵌め込まれるように第２の支持台３が取り付けられる。

【0049】

第１の支持台２の上端部には、連結部４がＹ軸方向に延びる回動軸Ｒ１の周りに回動可能に取り付けられる。連結部４には回動支柱５が取り付けられる。それにより、回動支柱５は連結部４の回動に伴って回動軸Ｒ１を支点としてＺ軸に平行な垂直面内で傾斜可能である。使用者は、固定つまみ９により連結部４を第１の支持台２に対して固定することができる。

【0050】

連結部６の前面には環状の支持部７が取り付けられる。支持部７には、略円筒状の撮像装置１０が取り付けられる。図２の状態では、撮像装置１０の光軸Ｒ２はＺ軸に平行である。支持部７は、撮像装置１０を水平面内で移動させるための複数の調整ネジ４１を有する。複数の調整ネジ４１を用いて撮像装置１０の光軸Ｒ２が回動軸Ｒ１に垂直に交差するように撮像装置１０の位置を調整することができる。

【0051】

ベース１上の第２の支持台３の前面には、Ｚ軸方向に摺動可能にスライダ８が取り付けられる。第２の支持台３の側面には、調整つまみ４２が設けられる。スライダ８のＺ軸方向（高さ方向）の位置は、調整つまみ４２により調整可能である。

【0052】

ステージ装置２０の支持部２３は、スライダ８上に取り付けられる。ステージ２１は、支持部２３に対してＺ軸に平行な回転軸Ｒ３の周りに回転可能に設けられる。ステージ２１は、観察対象物Ｓが載置される載置面２１ａを有する。ステージ２１には、水平面内で互いに直交するｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸が設定される。ステージ２１は、図１のステージ駆動部２２によりｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に沿って移動可能に設けられる。ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りに回転すると、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸も回転する。それにより、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に対して水平面内で傾斜する。

【0053】

ステージ２１の載置面２１ａ上における撮像装置１０の撮像範囲（視野範囲）は、撮像装置１０の倍率（対物レンズ１３の倍率）により異なる。以下、撮像装置１０の撮像範囲を撮像領域と呼ぶ、後述のように、撮像領域には、互いに直交するｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸が設定される。撮像領域のｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸は、表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸にそれぞれ対応する。

【0054】

撮像領域の画像データに基づいて、図１の表示部２６０に観察対象物Ｓの画像が表示される。以下、表示部２６０に表示される観察対象物Ｓの画像を観察画像と呼ぶ。後述のように、観察画像には、互いに直交するｘ_ｉ軸およびｙ_ｉ軸が設定される。観察画像のｘ_ｉ軸はステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸にそれぞれ対応する。

【0055】

図３は顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ軸と平行に固定されている状態を示す模式図である。また、図４は顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ軸に対して所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。

【0056】

図３に示すように、回動支柱５がＺ軸に平行な状態で固定つまみ９を締めることにより連結部４が第２の支持台３に固定される。それにより、撮像装置１０の光軸Ｒ２がＺ軸に平行な状態で回動軸Ｒ１に垂直に交差する。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２はステージ２１の表面に垂直となる。

【0057】

固定つまみ９を緩めることにより連結部４が回動軸Ｒ１の周りに回動可能となり、回動支柱５が回動軸Ｒ１を支点として傾斜可能となる。それにより、図４に示すように、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ軸に対して任意の角度θ_１傾斜させることができる。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２は回動軸Ｒ１に垂直に交差する。同様にして、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ軸に対して図４と逆側に任意の角度傾斜させることができる。

【0058】

したがって、ステージ２１上の観察対象物Ｓの表面の高さを回動軸Ｒ１の高さに一致させることにより、観察対象物の同じ部分を垂直な方向および斜め方向から観察することができる。

【0059】

（２）ステージ装置の動作
ユーザまたは外部装置から画像処理装置２００（図１）の入力装置２５０にステージ２１の移動指示またはステージ２１の回転指示が与えられると、ＣＰＵ２２０がステージ駆動部２２に移動指令信号または回転指令信号を与える。ステージ駆動部２２は、ＣＰＵ２２０からの移動指令信号に基づいてステージ２１をｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に沿って移動させ、ＣＰＵ２２０からの回転指令信号に基づいてステージ２１を回転軸Ｒ３の周りで回転させる。

【0060】

本実施の形態では、ＣＰＵ２２からの移動指令信号は、ｘ_ｔ軸に沿ったステージ２１の移動量（以下、ｘ_ｔ移動量と呼ぶ）およびｙ_ｔ軸に沿ったステージ２１の移動量（以下、ｙ_ｔ移動量と呼ぶ）を含む。ＣＰＵ２２からの回転指令信号は、ステージ２１の回転方向および回転角度を含む。

【0061】

ここで、上記のように、ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りで回転されると、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸がＸ軸およびＹ軸に対して傾斜する。そのため、移動指示として与えられる移動方向にステージ２１を移動させるためには、ステージ２１の回転角度に応じてｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を制御する必要がある。本実施の形態では、回転角度センサ３０により検出されたステージ２１の回転角度に基づいて、移動指示として与えられる移動方向と実際のステージ２１の移動方向とが一致するようにｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出される。

【0062】

図５は、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量の算出方法の一例を示す模式図である。図５の例では、ｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸がＸ軸およびＹ軸に対して角度θ_０傾斜している。図５（ａ）に示すように、入力装置２５０に移動指示として移動方向Ａ０および移動量Ｂ０が与えられる。この場合、図５（ｂ）に示すように、移動方向Ａ０および移動量Ｂ０に基づいて、Ｘ軸に沿った移動量ｄｘ１およびＹ軸に沿った移動量ｄｙ１が算出される。さらに、図５（ｃ）に示すように、算出された移動量ｄｘ１，ｄｙ１および回転角度センサ３０により検出されたステージ２１の回転角度θ_０に基づいて、ｘ_ｔ移動量ｄｘ２およびｙ_ｔ移動量ｄｙ２が算出される。

【0063】

図６は、ＣＰＵ２２０によるステージ駆動処理のフローチャートである。ＣＰＵ２２０は、記憶装置２４０に記憶される制御プログラムに基づいて、図６のステージ駆動処理を行う。

【0064】

図６に示すように、まず、ＣＰＵ２２０は、入力装置２５０にステージ２１の移動指示が与えられたか否かを判定する（ステップＳ１）。ステージ２１の移動指示が与えられた場合、ＣＰＵ２２０は、回転角度センサ３０からの角度検出信号に基づいて、ステージ２１の回転角度を取得する（ステップＳ２）。次に、ＣＰＵ２２０は、与えられた移動指示および取得された回転角度に基づいて、上記のように、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を算出する（ステップＳ３）。次に、ＣＰＵ２２０は、算出されたｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を移動指令信号としてステージ駆動部２２に与える（ステップＳ４）。その後、ＣＰＵ２２０は、ステップＳ１の処理に戻る。

【0065】

ステップＳ１において、ステージ２１の移動指示が与えられていない場合、ＣＰＵ２２０は、入力装置２５０にステージ２１の回転指示が与えられたか否かを判定する（ステップＳ５）。ステージ２１の回転指示が与えられていない場合、ＣＰＵ２２０は、ステップＳ１の処理に戻る。ステージ２１の回転指示が与えられた場合、ＣＰＵ２２０は与えられた回転指示に基づいて、回転方向および回転角度を回転指令信号としてステージ駆動部２２に与える（ステップＳ６）。その後、ＣＰＵ２２０は、ステップＳ１の処理に戻る。

【0066】

このように、入力装置２５０に与えられた移動指示および回転角度センサ３０により検出された回転角度に基づいてｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出され、算出されたｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量がステージ駆動部２２に与えられる。そのｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量に基づいて、ステージ駆動部２２によりステージ２１がｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に沿って移動される。これにより、ステージ２１が回転された場合でも、撮像領域において観察対象物Ｓを所望の方向に移動させることができる。

【0067】

なお、回転角度センサ３０により検出されたステージ２１の回転角度が、表示部２６０により表示されてもよい。この場合、ユーザが、ステージ２１の回転角度を容易に認識することができる。

【0068】

本例では、移動指示として移動量および移動方向が与えられるが、これに限らない。例えば、移動すべき位置を示す座標（以下、目標座標と呼ぶ）が移動指示として与えられてもよい。例えば、Ｘ軸およびＹ軸を座標軸とするＸＹ座標系およびｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸を座標軸とするｘ_ｔｙ_ｔ座標系が設定される。この場合、ＸＹ座標系における目標座標が移動指示として与えられる。与えられた目標座標が、ステージ２１の回転角度に基づいてｘ_ｔｙ_ｔ座標系における座標に変換される。変換された目標座標に基づいて、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を算出することができる。

【0069】

また、移動指示として移動量および移動方向が与えられた場合でも、上記同様に、ＸＹ座標系およびｘ_ｔｙ_ｔ座標系を用いて、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出されてもよい。例えば、与えられた移動量および移動方向に基づいて、ＸＹ座標系における目標座標が算出される。算出された目標座標が、ステージ２１の回転角度に基づいてｘ_ｔｙ_ｔ座標系における座標に変換される。変換された目標座標に基づいて、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を算出することができる。

【0070】

（３）ステージ装置の動作と観察画像との関係
以下、ステージ装置２０の動作と表示部２６０に表示される観察画像との関係について説明する。図７は、ステージ２１の載置面２１ａに載置される観察対象物Ｓの一例を示す平面図である。図８〜図１０は、ステージ装置２０の動作と表示部２６０に表示される観察画像との関係を示す図である。図８〜図１０の（ａ）には、ステージ２１と撮像領域との位置関係が示され、図８〜図１０の（ｂ）には、表示部２６０に表示される観察画像が示される。また、図８〜１０の（ａ）には、Ｘ軸およびＹ軸、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸、ならびに撮像領域のｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸が示され、図８〜図１０の（ｂ）には、表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸、ならびに観察画像のｘ_ｉ軸およびｙ_ｉ軸が示される。

【0071】

以下の説明において、方向Ａｎ（ｎは自然数）は、ステージ２１の移動または回転の方向であり、方向Ｃｎは、観察画像ＩＭの移動または回転の方向である。Ｘ軸およびＹ軸に関して相対的な方向Ａｎは、表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸に関して相対的な方向Ｃｎと一致する。また、移動量Ｂｎは、ステージ２１の移動量であり、移動量Ｄｎは観察画像の移動量である。本例では、移動量Ｂｎと移動量Ｄｎとの比が一定である。

【0072】

図８（ａ）の状態では、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸がＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致している。また。撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致している。この場合、図８（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭのｘ_ｉ軸およびｙ_ｉ軸が表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸とそれぞれ一致する。

【0073】

図９（ａ）に示すように、回転方向Ａ２および回転角度θ_２が回転指示として入力装置２５０に与えられると、ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りでＡ２方向に角度θ_２だけ回転される。この場合、図９（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭが回転方向Ｃ２に角度θ_２だけ回転する。

【0074】

なお、本例では、回転軸Ｒ３が撮像領域ＩＲの中心部に位置するように、撮像装置１０の位置が調整される。そのため、ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りで回転されても、観察対象物Ｓの所望の領域が撮像領域ＩＲから外れることが防止される。したがって、観察対象物Ｓの所望の領域を撮像装置１０により撮像しつつ観察対象物Ｓを回転させることができる。

【0075】

特に、図４の例のように、撮像装置１０がＺ軸に対して傾斜する状態で、ステージ２１が回転された場合、観察対象物Ｓの所望の領域が種々の角度から撮像される。それにより、ユーザは、観察対象物Ｓの所望の領域を立体的に観察することができる。

【0076】

また、本例では、ステージ２１の回転軸Ｒ３の位置がステージ支持部２３に関して固定されるが、これに限らず、ステージ２１の回転軸Ｒ３の位置がステージ支持部２３に関して変更可能であってもよい。この場合、回転軸Ｒ３が撮像領域ＩＲの中心部に位置するように、ステージ２１の回転軸Ｒ３の位置を調整することができる。

【0077】

図１０（ａ）に示すように、移動方向Ａ３および移動量Ｂ３が移動指示として入力装置２５０に与えられると、ステージ２１が移動方向Ａ３に移動量Ｂ３だけ移動する。この場合、上記のように、移動方向Ａ３、移動量Ｂ３および角度θ_２に基づいてｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出され、そのｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量に基づいてステージ２１が移動される。図１０（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭは方向Ｃ３に移動量Ｄ３だけ移動する。

【0078】

（４）撮像装置のずれ
図８および図９の例では、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致しているため、Ｘ軸およびＹ軸に対するステージ２１の移動方向と表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸に対する観察画像ＩＭの移動方向とが一致する。実際には、組み付け誤差等により撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してずれる場合がある。また、撮像装置１０が支持部７に着脱可能に設けられる場合には、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してずれた状態で撮像装置１０が支持部７に取り付けられることがある。撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してずれている場合には、次のような問題が生じる。

【0079】

図１１および図１２は、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してずれている場合のステージ装置２０の動作と表示部２６０に表示される観察画像との関係を示す図である。

【0080】

図１１（ａ）の状態では、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸がＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致し、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ角度θ_３だけ傾斜している。この場合、図１１（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭのｘ_ｉ軸およびｙ_ｉ軸が表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸に対してそれぞれ角度θ_３だけ傾斜する。

【0081】

図１２（ａ）に示すように、移動方向Ａ４および移動量Ｂ４が移動指示として入力装置２５０に与えられると、ステージ２１が移動方向Ａ４に移動量Ｂ４だけ移動する。この場合、図１２（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭが方向Ｃ４と異なる方向Ｃ４’に移動量Ｄ４だけ移動する。

【0082】

このように、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸がＸ軸およびＹ軸に対してずれている場合、Ｘ軸およびＹ軸に対するステージ２１の移動方向と表示部２６０のｘ_ｄ軸およびｙ_ｄ軸に対する観察画像ＩＭの移動方向とが異なる。そのため、観察画像ＩＭが所望の方向と異なる方向に移動する場合がある。そこで、本実施の形態では、観察画像ＩＭの移動方向に基づいて、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に対する撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸の角度が検出される。検出された角度に基づいて、Ｘ軸およびＹ軸に対する撮像領域のｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸の角度（以下、撮像領域傾斜角度と呼ぶ）が算出され、算出された撮像領域傾斜角度に基づいてステージ２１の移動方向が補正される。

【0083】

図１３および図１４は、ステージ２１の移動方向の補正について説明するための図である。ここでは、図１１および図１２の例における観察画像ＩＭの移動方向に基づいてステージ２１の移動方向が補正される例を説明する。図１３（ａ）の観察画像ＩＭは、図１１（ｂ）の観察画像ＩＭに相当し、図１４（ｂ）の観察画像ＩＭは、図１２（ｂ）の観察画像ＩＭに相当する。また、本例では、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸がＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致するので、ステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に対する撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸の角度が撮像領域傾斜角度と等しい。

【0084】

まず、図１３（ａ）に示すように、移動前の観察画像ＩＭから特徴点ＣＰが検出される。例えば、コントラストの変化が相対的に大きい部分等が特徴点ＣＰとして検出される。続いて、ステージ２１が移動される。この場合、特徴点ＣＰが表示部２６０の画面から外れないように、撮像装置１０の倍率に応じてステージ２１の移動量が設定される。本例では、上記のように、ステージ２１が移動方向Ａ４に移動量Ｂ４だけ移動される。続いて、図１３（ｂ）に示すように、移動後の観察画像ＩＭから例えばパターンマッチングにより特徴点ＣＰが検出される。

【0085】

移動前の観察画像ＩＭにおける特徴点ＣＰの位置および移動後の観察画像ＩＭにおける特徴点ＣＰの位置に基づいて、特徴点ＣＰの移動方向Ｃ４’が観察画像ＩＭの移動方向として特定される。特定された移動方向Ｃ４’に基づいて、撮像領域傾斜角度θ_３（図１２）が取得される。

【0086】

取得された撮像領域傾斜角度θ_３に基づいて、所望の方向に観察画像ＩＭが移動するように、ステージ２１の移動方向が制御される。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、観察画像ＩＭを方向Ｃ５に移動量Ｄ５だけ移動させたい場合、図１４（ａ）に示すように、移動方向Ａ５から撮像領域傾斜角度θ_３だけずれた方向Ａ５’に移動量Ｂ５だけステージ２１が移動されるように、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出される。算出されたｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量に基づいて、ステージ２１が移動される。これにより、所望の方向に観察画像ＩＭが移動する。それにより、ユーザが、観察画像ＩＭを見ながら容易に観察対象物Ｓの所望の領域を撮像領域ＩＲに位置合わせすることができる。

【0087】

撮像領域傾斜角度の取得は、画像処理装置２００のＣＰＵ２２０が、記憶装置２４０に記憶される制御プログラムに基づいて傾斜角度取得処理を行うことによって実現される。図１５は、ＣＰＵ２２０による傾斜角度取得処理のフローチャートである。傾斜角度取得処理が行われるタイミングは特に限定されない。例えば、画像処理装置２００の起動時に傾斜角度取得処理が行われてもよく、またはユーザによる指示に応じて傾斜角度取得処理が行われてもよい。

【0088】

図１５に示すように、まず、ＣＰＵ２２０は、図示しない倍率検出部から撮像装置１０の倍率（対物レンズ１３の倍率）を取得する（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ２２０は、取得された撮像装置１０の倍率に基づいて、ＸＹ平面上におけるステージ２１の移動量を決定する（ステップＳ１２）。次に、ＣＰＵ２２０は、撮像装置１０の焦点が観察対象物Ｓの表面に一致するように、レンズ駆動部１７により撮像装置１０をＺ方向に移動させる（ステップＳ１３）。

【0089】

次に、ＣＰＵ２２０は、図１３（ａ）に示したように、移動前の観察画像ＩＭから特徴点ＣＰを検出する（ステップＳ１４）。次に、ＣＰＵ２２０は、ステップＳ１２で決定された移動量だけステージ２１を移動させる（ステップＳ１５）。ステージ２１の移動方向は、予め定められてもよく、検出される特徴点の位置に応じて適宜設定されてもよい。

【0090】

次に、ＣＰＵ２２０は、移動後の観察画像ＩＭから例えばパターンマッチングによりステップＳ１３で検出された特徴点ＣＰを検出する（ステップＳ１６）。次に、ＣＰＵ２２０は、ステップＳ１３，Ｓ１４で検出された特徴点ＣＰの位置に基づいて、特徴点ＣＰの移動方向を特定する（ステップＳ１７）。次に、ＣＰＵ２２０は、算出された移動方向に基づいて、撮像領域傾斜角度を取得し（ステップＳ１８）、処理を終了する。

【0091】

取得された撮像領域傾斜角度は、記憶装置２４０または作業用メモリ２７０に記憶される。以後、入力装置２５０にステージ２１の移動指示が与えられると、ＣＰＵ２２０は、記憶された撮像領域傾斜角度を用いて、所望の方向に観察画像ＩＭが移動するように、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を算出する。

【0092】

このように、本実施の形態では、所定の校正時（傾斜角度取得処理時）に、観察画像ＩＭの移動方向に基づいて、撮像領域傾斜角度が算出され、その後の通常時に、算出された撮像領域傾斜角度に基づいてステージ２１の移動方向が補正される。それにより、観察画像ＩＭが所望の方向に移動するように、ステージ２１の移動を制御することができる。したがって、ユーザが、観察画像ＩＭを見ながら容易に観察対象物Ｓの所望の領域を撮像領域ＩＲに位置合わせすることができる。また、操作性を損なうことなく、観察目的またはユーザの好み等に応じて撮像領域傾斜角度を適宜変更することができる。

【0093】

（５）位置特定画像
本実施の形態では、表示部１６０がステージ２１における撮像領域ＩＲの位置を示す位置特定画像を表示することができる。図１６は、位置特定画像の一例を示す図である。図１６の位置特定画像ＮＩは、ステージ２１における現在の撮像領域ＩＲよりも広い領域を表す広域画像ＢＤおよび撮像領域ＩＲに対応する撮像領域対応画像ＣＩを含む。

【0094】

本例において、広域画像ＢＤは、撮像装置１０により取得された画像データに基づいて表示される。例えば、予め撮像装置１０により現在よりも低倍率で観察対象物Ｓが撮像されることにより、高視野の画像データが取得され、その画像データに基づいて広域画像ＢＤが表示される。または、ステージ２１がｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸に沿って順次移動されるとともに、撮像装置１０により撮像領域ＩＲの画像データが順次取得される。取得された複数の画像データに基づく複数の画像が連結されることにより広域画像ＢＤが表示される。

【0095】

また、広域画像ＢＤは、ステージ２１における撮像領域ＩＲの相対的な移動可能範囲に対応することが好ましい。この場合、ユーザが、ステージ２１における撮像領域ＩＲの相対的な移動可能範囲を容易に認識することができる。それにより、ユーザが観察対象物Ｓの所望の領域を効率よく撮像領域ＩＲに位置合わせすることができる。

【0096】

また、広域画像ＢＤが、ステージ２１における現在の撮像領域ＩＲよりも広い領域を表す図形であってもよい。図形は、直線または曲線等によって構成され、例えば、矩形、円形、括弧および矢印等を含む。この場合、ＣＰＵ２２０の処理負担を増大させることなく、広域画像ＢＤを表示することができる。

【0097】

本例において、撮像領域対応画像ＣＩは、矩形の図形である。広域画像ＢＤ内における撮像領域対応画像ＣＩの位置が、ステージ２１上における撮像領域ＩＲの位置に対応する。

【0098】

図１７〜図１９は、表示部２６０による位置特定画像ＮＩの表示例を示す図である。図１７の例では、観察画像ＩＭの一部と重なるように位置特定画像ＮＩが表示される。この場合、ユーザは、位置特定画像ＮＩに基づいてステージ２１と撮像領域ＩＲとの位置関係を容易に認識することができる。また、観察すべき観察対象物Ｓの部分が観察画像ＩＭとして表示されていない場合、ユーザは、位置特定画像ＮＩに基づいてステージ２１を移動させるべき方向および移動量を容易に認識することができる。

【0099】

図１７の状態でステージ２１が回転されると、図１８に示すように、観察画像ＩＭが回転されるとともに、位置特定画像ＮＩも回転される。これにより、ユーザは、撮像領域ＩＲに対するステージ２１の回転角度を容易に認識することができる。

【0100】

本実施の形態において、入力装置２５０は、位置特定画像ＮＩにおける任意の位置の指定を受け付け可能に構成される。ＣＰＵ２２０は、入力装置２５０により指定された位置に対応するステージ２１上の位置が撮像領域ＩＲとなるように、ステージ駆動部２２によるステージ２１の移動を制御する。

【0101】

例えば、図１９（ａ）の位置特定画像ＮＩにおいて、ユーザが入力装置２５０を操作することにより位置ＰＳを指定する。この場合、図１９（ｂ）に示すように、位置ＰＳに対応するステージ２１上の位置が撮像領域ＩＲとなるように、ステージ２１が移動される。

【0102】

具体的には、ＣＰＵ２２０が、入力装置２５０により指定された位置特定画像ＮＩ上の位置に基づいてｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を算出し、そのｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を移動指示としてステージ駆動部２２に与える。ステージ駆動部２２が、与えられた移動指示に基づいて、ステージ２１を移動させる。これにより、ユーザは、観察対象物Ｓの所望の領域を撮像領域ＩＲに効率よく位置合わせすることができる。

【0103】

ＣＰＵ２２０は、ステージ２１が移動された場合の観察画像ＩＭの移動量に基づいて位置特定画像ＮＩにおける画素単位の移動量と実際のステージ２１の移動量との関係を算出し、算出された関係に基づいてステージ駆動部２２に与えるｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を補正してもよい。

【0104】

例えば、図１３に示したように、移動前後の観察画像ＩＭから共通の特徴点ＣＰを検出することにより、特徴点ＣＰの移動量を画素単位で取得することができる。これにより、観察画像ＩＭにおける画素単位の移動量と実際のステージ２１の移動量との関係を算出することができる。また、撮像装置１０の倍率および位置特定画像ＮＩの倍率に基づいて、観察画像ＩＭにおける画素単位の移動量と位置特定画像ＮＩにおける画素単位の移動量との関係を算出することができる。その結果、位置特定画像ＮＩにおける画素単位の移動量と実際のステージ２１の移動量との関係を算出することができる。このようにして算出された関係に基づいてｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が補正されることにより、ステージ２１の移動精度が向上される。

【0105】

本例では、位置特定画像ＮＩにおいて位置が指定されることによりステージ２１が移動されるが、これに限らず、観察画像ＩＭ上で所望の位置が指定されることによりステージ２１が移動されてもよい。例えば、観察画像ＩＭ上の任意の位置が指定されると、その指定された位置に対応するステージ２１上の位置が撮像領域ＩＲの中心に移動するようにステージ２１が移動される。

【0106】

この場合も、上記同様に、ＣＰＵ２２０が、ステージ２１が移動された場合の観察画像ＩＭの移動量に基づいて観察画像ＩＭにおける画素単位の移動量と実際のステージ２１の移動量との関係を算出し、算出された関係に基づいてステージ駆動部２２に与えるｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量を補正してもよい。

【0107】

（６）他の実施の形態
上記実施の形態では、回転角度センサ３０によりステージ３０の回転角度が検出されるが、これに限らず、他の方法でステージ３０の回転角度が検出されてもよい。例えば、ステージ３０の載置面３０ａに、Ｘ軸またはＹ軸の少なくとも一方を表す線が付され、この線が撮像装置１０により撮像されてもよい。この場合、観察画像ＩＭにおける線の傾きに基づいて、ステージ３０の回転角度を検出することができる。

【0108】

また、上記実施の形態では、観察画像ＩＭの移動方向に基づいて、撮像領域傾斜角度が算出され、算出された撮像領域傾斜角度に基づいてステージ２１の移動方向が補正されるが（図１３〜図１５参照）、他の方法でステージ２１の移動方向が補正されてもよい。例えば、ステージ３０の載置面３０ａにＸ軸またはＹ軸の方向を特定するための方向特定部が設けられ、観察画像ＩＭに含まれる方向特定部の画像に基づいて撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸に対するステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸の角度が検出され、検出された角度に基づいてステージ２１の移動方向が補正されてもよい。方向特定部は、例えば、Ｘ軸またはＹ軸の少なくとも一方を表す線、突起または溝等である。

【0109】

具体的には、所定の校正時（例えば、画像処理装置２００の起動時）に、ステージ３０上の方向特定部が撮像され、観察画像ＩＭ中の方向特定部により示される方向に基づいて、撮像領域ＩＲのｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸に対するステージ２１のｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸の角度が検出される。これにより、初期状態における撮像領域ＩＲとステージ２１との相対的な角度が検出される。その後の通常時には、検出された角度を用いて、上記の例と同様にして、観察画像ＩＭが所望の方向に移動するようにステージ２１の移動方向を補正することができる。

【0110】

また、上記実施の形態では、移動指示としてステージ２１の移動方向および移動量が与えられるが、これに限らず、ステージ２１に関して相対的な撮像領域ＩＲの移動方向および移動量が与えられてもよい。この場合、例えば撮像領域ＩＲの移動方向および移動量が、ステージ２１の移動方向および移動量に変換され、変換された移動方向および移動量に基づいて、上記同様に、ｘ_ｔ移動量およびｙ_ｔ移動量が算出される。

【0111】

また、上記実施の形態では、ステージ駆動部２２がＣＰＵ２２０からの回転指令信号に基づいてステージ２１を回転させるが、これに限らず、手動でステージ２１を回転させてもよい。

【0112】

（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

【0113】

上記実施の形態においては、撮像装置１０が撮像部の例であり、表示部２６０が表示部の例であり、ステージ２１がステージの例であり、載置面２１ａが載置面の例であり、回転角度センサ３０が回転角度検出部の例であり、ステージ駆動部２２がステージ駆動部の例であり、入力装置２５０が指示受付部の例であり、ＣＰＵ２２０が制御部の例である。

【0114】

また、支持部７が支持部の例であり、広域画像ＢＤが第１の画像の例であり、撮像領域対応画像ＣＩが第２の画像の例であり、ｘ_ｔ軸およびｙ_ｔ軸が第１および第２の軸の例であり、ｘ_ｒ軸およびｙ_ｒ軸が第３および第４の軸の例であり、Ｘ軸およびＹ軸が第５および第６の軸の例である。

【0115】

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0116】

本発明は、種々の拡大観察装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0117】

１０ 撮像装置
１１ カラーＣＣＤ
１２ ハーフミラー
１３ 対物レンズ
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ 照明用光源
１７ レンズ駆動部
２０ ステージ装置
２１ ステージ
２２ ステージ駆動部
２３ ステージ支持部
３０ 回転角度センサ
１００ 顕微鏡
２１０ インタフェース
２２０ ＣＰＵ
２３０ ＲＯＭ
２４０ 記憶装置
２５０ 入力装置
２６０ 表示部
２７０ 作業用メモリ
３００ 拡大観察装置
ＢＤ 広域画像
ＣＩ 撮像領域対応画像
ＩＭ 観察画像
ＩＲ 撮像領域
ＮＩ 位置特定画像
Ｓ 観察対象物

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】