特許 6249725 顕微鏡システム

(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】6249725

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】顕微鏡システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/03 20060101AFI20171211BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/03 H

   G02B21/00

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-232120(P2013-232120)

(22)【出願日】2013年11月8日

(65)【公開番号】特開2015-94595(P2015-94595A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】菅 一大

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０８８０５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２０２１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８１４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１８７０６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ９／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｃ １／００ − １／１４

Ｇ０１Ｃ ５／００ − １５／１４

Ｇ０１Ｎ ２１／００ − ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ − ２１／６１

Ｇ０２Ｂ １９／００ − ２１／００

Ｇ０２Ｂ ２１／０６ − ２１／３６

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｔ １１／６０ − １３／８０

Ｇ０６Ｔ １７／０５

Ｇ０６Ｔ １９／００ − １９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

標本を載置し、水平方向に移動可能なステージと、
前記ステージと対向して配置され、前記標本を観察する観察光学系と、
前記観察光学系の倍率に関する倍率情報を検出する倍率情報検出部と、
複数の画素を有し、前記観察光学系を介して前記標本を撮像し、互いに異なる２つの測定視野領域の画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像を表示可能な表示部と、
前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内において前記観察光学系の光軸が通過する位置であって、前記ステージの水平面における位置に関する位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記位置情報検出部が検出した前記位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した互いに異なる２つの測定視野領域の各画像データに対応する画像の位置関係を反映させて前記表示部に表示させる表示制御部と、
前記表示部が表示する前記画像内において、少なくとも２箇所を指定する指示信号の入力を受け付ける入力部と、
前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の１画素の幅に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における前記指示信号に応じて指定された２箇所の２点間の距離を算出する距離算出部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。

【請求項2】

前記距離算出部は、前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の１画素の幅に基づいて、互いに異なる２つの測定視野領域の各画像データに対応する画像内における前記指示信号に応じて指定された２箇所の２点間の距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。

【請求項3】

前記ステージを前記ステージが載置される載置面と直交する上下方向へ移動させる焦準部と、
前記撮像素子が前記画像データを生成した際に、前記ステージの上下方向の位置に関する上下位置情報を検出する上下位置情報検出部と、
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記上下位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における上下方向における前記指示信号に応じて指定された２箇所の高さを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステージ上に載置された標本を撮像することによって生成された画像データに対応する画像を表示する顕微鏡システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、標本を測定する顕微鏡において、標本を載置するステージに、ステージの移動量を測定するスケールを設け、対物レンズを介して接眼レンズまたは撮像装置により標本を観察しながらステージを移動させ、その移動量をスケールで測定することによって、標本の任意の２箇所の距離を測定する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、任意の２箇所の距離の測定を行う場合、標本の測定点を対物レンズの光軸上に配置することにより、標本の測定を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０８−１７８６２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１では、標本の測定点を対物レンズの光軸上に配置するのには高度な技術が必要であり、技量が低い使用者にとって難しかった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができる顕微鏡システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、標本を載置し、水平方向に移動可能なステージと、前記ステージと対向して配置され、前記標本を観察する観察光学系と、前記観察光学系の倍率に関する倍率情報を検出する倍率情報検出部と、複数の画素を有し、前記観察光学系を介して前記標本を撮像し、前記標本の画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内において前記観察光学系の光軸が通過する位置であって、前記ステージの水平面における位置に関する位置情報を検出する位置情報検出部と、前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の１画素の幅に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における任意の２点間の距離を算出する距離算出部と、を備えたことを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記撮像素子は、互いに異なる２つの測定視野領域の前記画像データをそれぞれ生成し、前記距離算出部は、前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の１画素の幅に基づいて、互いに異なる２つの測定視野領域の各画像データに対応する画像内における任意の２点間の距離を算出することを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像を表示可能な表示部と、前記位置情報検出部が検出した前記位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した互いに異なる２つの測定視野領域の各画像データに対応する画像の位置関係を反映させて前記表示部に表示させる表示制御部と、をさらに備えたことを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記表示部が表示する前記画像内において、少なくとも２箇所を指定する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備えたことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記ステージを前記ステージが載置される載置面と直交する上下方向へ移動させる焦準部と、前記撮像素子が前記画像データを生成した際に、前記ステージの上下方向の位置に関する上下位置情報を検出する上下位置情報検出部と、をさらに備え、前記距離算出部は、前記上下位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における上下方向における任意の２箇所の高さを算出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る顕微鏡システムによれば、距離算出部が倍率情報検出部によって検出された観察光学系の倍率、位置情報検出部によって検出されたステージの位置に関する位置情報および撮像素子の１画素の幅に基づいて、撮像素子が生成した画像データに対応する画像内における任意の２点間の距離を算出するので、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが備える表示部が表示する表示画面の一例を示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが備える距離算出部が算出する算出方法の概要を示す模式図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが備える表示部が表示する測定視野画像表示領域の画像の一例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが備える距離算出部が算出する算出方法の概要を示す模式図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが備える表示部が表示する測定視野画像表示領域の画像の別の一例を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって、本発明が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。

【0014】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。図１において、顕微鏡システム１が載置される平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面と垂直な方向をＺ方向として説明する。

【0015】

図１に示す顕微鏡システム１は、標本ＳＰを観察する顕微鏡装置２と、顕微鏡装置２を介して標本ＳＰを撮像し、標本ＳＰの画像データを生成する撮像装置３と、撮像装置３が生成した画像データに対応する画像を表示するとともに、顕微鏡システム１の各種の操作の入力を受け付ける表示入力部４と、顕微鏡装置２、撮像装置３および表示入力部４の駆動を制御する顕微鏡制御装置５と、を備える。顕微鏡装置２、撮像装置３、表示入力部４および顕微鏡制御装置５は、データが送受信可能に有線または無線で接続される。

【0016】

まず、顕微鏡装置２の構成について説明する。顕微鏡装置２は、略Ｃ字状の本体部１００と、本体部１００に取り付けられたステージ機構１０１と、ステージ機構１０１と対向して配置された対物レンズ１０２と、倍率が異なる複数の対物レンズ１０２を保持するレボルバ１０３と、標本ＳＰを透過させる光を照射する透過照明光学系１０４と、標本ＳＰに光を照射する落射照明光学系１０５と、本体部１００に取り付けられた三眼鏡筒ユニット１０６と、三眼鏡筒ユニット１０６を介して取り付けられた接眼レンズユニット１０７と、三眼鏡筒ユニット１０６に連結された結像レンズユニット１０８と、を備える。また、結像レンズユニット１０８の端部には、撮像装置３が設けられている。なお、本実施の形態１では、対物レンズ１０２と結像レンズユニット１０８が観察光学系として機能する。なお、本体部１００に三眼鏡筒ユニット１０６を設けず、本体部１００に直接、撮像装置３を設けても良い。

【0017】

ステージ機構１０１は、ＸＹ平面内で水平方向に移動自在に構成されたステージ１０１ａと、ステージ１０１ａをＸＹ平面内で移動させるＸＹ駆動部１０１ｂと、ステージ１０１ａの位置を検出する位置情報検出部１０１ｃと、を有する。

【0018】

ＸＹ駆動部１０１ｂは、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて構成される。ＸＹ駆動部１０１ｂは、顕微鏡制御装置５の制御のもと、ステージ１０１ａをＸＹ平面内で移動させることによって、標本ＳＰの観察箇所（観察領域）へステージ１０１ａを移動させる。なお、ステージ機構１０１は、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて電動でステージ１０１ａを移動させるステージ機構としたが、手動でステージ１０１ａを移動させるステージ機構でもよい。

【0019】

位置情報検出部１０１ｃは、リニアスケールやガラススケールまたはフォトインタラプタ等を用いて構成される。位置情報検出部１０１ｃは、図示しないＸＹ位置の原点センサによってＸＹ平面における所定の原点位置を検出し、この原点位置を基点としてステージ１０１ａのＸ位置およびＹ位置に関する位置情報（ＸＹ座標）を顕微鏡制御装置５へ出力する。なお、位置情報検出部１０１ｃによる所定の原点位置検出は、行わなくてもよく、任意の位置を原点位置として設定してもよい。

【0020】

対物レンズ１０２は、倍率が互いに異なる複数の対物レンズ（たとえば、５０倍の対物レンズ１０２ａ、１００倍の対物レンズ１０２ｂ）がレボルバ１０３に取り付けられている。

【0021】

レボルバ１０３は、本体部１００に対して回転自在に設けられ、対物レンズ１０２を標本ＳＰの上方に配置する。レボルバ１０３は、回転することによって、観察光路Ｌ上に配置された標本ＳＰの観察に用いる対物レンズ１０２を択一的に切り換えることで、視野内の画像の倍率を変化させる。また、レボルバ１０３は、観察光路Ｌ上における対物レンズ１０２の種類や倍率を検出するレボルバ検出部１０３ａを有する。なお、レボルバ検出部１０３ａが無くとも、例えば表示装置入力部４に表示された対物レンズ倍率を指定する手段を用いて測定者がマニュアルで現在の対物レンズ１０２の倍率を指定し、それを顕微鏡制御装置５によって処理し、正しい倍率と指定された倍率でサンプルの測定を行う構成としてもよい。

【0022】

レボルバ検出部１０３ａは、観察光路Ｌ上に挿入された対物レンズ１０２の種類および倍率を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置５へ出力する。なお、対物レンズ１０２の種類および倍率の検出は、レボルバ検出部１０３ａによる方法以外に、ユーザが使用している対物レンズ１０２の種類および倍率を直接入力するようにしても良い。

【0023】

透過照明光学系１０４は、透過照明光を出射する透過照明用光源１０４ａと、透過照明用光源１０４ａが出射した透過照明光を集光して観察光路Ｌの方向へ導く種々の透過光学部材１０４ｂと、有する。

【0024】

透過照明用光源１０４ａは、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成される。透過照明用光源１０４ａは、顕微鏡制御装置５の制御のもと、透過照明光を出射する。

【0025】

透過光学部材１０４ｂは、ミラー、コレクタレンズ、フィルタユニット、視野絞り、シャッタ、開口絞り、コンデンサ光学素子ユニットおよびトップレンズユニット等を用いて構成される。

【0026】

落射照明光学系１０５は、落射照明光を出射する落射照明用光源１０５ａと、落射照明用光源１０５ａが出射した落射照明光を集光して観察光路Ｌの方向へ導く種々の落射光学部材１０５ｂと、を有する。

【0027】

落射照明用光源１０５ａは、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ等によって構成される。落射照明用光源１０５ａは、顕微鏡制御装置５の制御のもと、落射照明光を出射する。

【0028】

落射光学部材１０５ｂは、ハーフミラー、フィルタユニット、シャッタ、視野絞りおよび開口絞り等を用いて構成される。

【0029】

三眼鏡筒ユニット１０６は、対物レンズ１０２から入射した標本ＳＰの観察光を、撮像装置３の方向と接眼レンズユニット１０７の方向とに分岐する。接眼レンズユニット１０７は、ユーザが標本ＳＰを直接観察するためのものである。

【0030】

結像レンズユニット１０８には、複数のズームレンズと、これらのズームレンズの位置を変化させる駆動部（いずれも図示せず）とを含むズーム部が設けられている。ズーム部は、顕微鏡制御装置５の制御のもと、ズームレンズの位置を調整することにより、撮像視野内の撮像対象を拡大又は縮小させる。また、結像レンズユニット１０８は、ズーム倍率（投影倍率）を検出するズーム検出部１０８ａを有する。なお、本実施の形態１では、対物レンズ１０２および結像レンズユニット１０８が観察光学系として機能する。なお、ズーム部は、対物レンズ１０２と三眼鏡筒ユニット１０６の間に設けてもよい。

【0031】

ズーム検出部１０８ａは、観察光路Ｌ上における複数のズームレンズの位置に基づいて、結像レンズユニット１０８のズーム倍率を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置５へ出力する。なお、本実施の形態１では、ズーム検出部１０８ａおよびレボルバ検出部１０３ａが倍率情報検出部として機能する。

【0032】

次に、撮像装置３について説明する。撮像装置３は、結像レンズユニット１０８を介して入射された観察光を受光して光電変換を行うことによって、光を電気信号（アナログ信号）に変換する複数の画素を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子３１と、撮像素子３１から出力される電気信号に増幅（ゲイン調整）等の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換を行うことによってデジタルの標本ＳＰの画像データに変換して顕微鏡制御装置５へ出力する信号処理部と、を用いて構成される。撮像装置３は、顕微鏡制御装置５の制御のもと、結像レンズユニット１０８を介して入射された被写体である標本ＳＰの観察像を撮像して標本ＳＰの画像データを微小な時間間隔で連続的に生成する。

【0033】

次に、表示入力部４について説明する。表示入力部４は、顕微鏡制御装置５を介して撮像装置３が生成した画像データに対応する画像を表示する表示部４１と、外部からの物体の接触に応じた位置信号を出力する入力部として機能するタッチパネル４２と、顕微鏡システム１に関する各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部４３と、を備える。

【0034】

表示部４１は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部４１は、顕微鏡制御装置５を介して入力される画像データに対応する画像および顕微鏡システム１の各種操作情報を表示する。具体的には、図２に示すように、表示部４１は、撮像装置３によって連続的に生成された画像データに対応するライブ画像を表示するライブ画像表示領域ＬＶ₁、顕微鏡装置２の測定視野画像を表示する測定視野画像表示領域ＰＶ₁、ステージ１０１ａの位置に関する情報を表示する位置情報表示領域ｍ₁および後述する標本ＳＰを計測した際の測定結果を表示する測定結果表示領域ｍ₂を有する。

【0035】

タッチパネル４２は、表示部４１の表示画面上に設けられ、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付ける。具体的には、タッチパネル４２は、ユーザが表示部４１に表示される操作アイコンに従ってタッチ（接触）した位置を検出し、この検出したタッチ位置に応じた位置信号を顕微鏡制御装置５へ出力する。タッチパネル４２は、表示部４１が顕微鏡システム１の各種操作情報を表示領域内で表示することで、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）として機能する。一般に、タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等がある。本実施の形態１では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。

【0036】

入力部４３は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を顕微鏡制御装置５へ出力する。

【0037】

次に、顕微鏡制御装置５について説明する。顕微鏡制御装置５は、顕微鏡システム１に関する各種情報を記録する記録部５１と、顕微鏡システム１を構成する各部の動作を統括的に制御する制御部５２と、を備える。

【0038】

記録部５１は、フラッシュメモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて構成される。記録部５１は、顕微鏡システム１に実行させる各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。記録部５１は、制御部５２の処理中の情報を一時的に記憶する。また、記録部５１は、撮像装置３が生成した画像データに対応する画像内において、対物レンズ１０２の光軸が通過する位置（画像の中心）に位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報を対応付けて記録する位置情報記録部５１１を有する。

【0039】

制御部５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、入力部４３からの操作信号およびタッチパネル４２からの位置信号に応じて顕微鏡システム１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム１の動作を統括的に制御する。

【0040】

ここで、制御部５２の詳細な構成について説明する。制御部５２は、距離算出部５２１と、撮像制御部５２２と、表示制御部５２３と、を有する。

【0041】

距離算出部５２１は、レボルバ検出部１０３ａが検出した対物レンズ１０２の倍率とズーム検出部１０８ａが検出したズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置２の倍率に関する倍率情報、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報および撮像素子３１の１画素の幅に基づいて、撮像素子３１が生成した画像データに対応する画像内における任意の２点間の距離を算出する。また、距離算出部５２１は、レボルバ検出部１０３ａが検出した対物レンズ１０２の倍率とズーム検出部１０８ａが検出したズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置２の倍率、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報および撮像素子３１の１画素の幅に基づいて、互いに異なる測定視野領域の２つの画像データに対応する２つの画像内における任意の２点間の距離を算出する。さらに、距離算出部５２１は、タッチパネル４２または入力部４３から入力された操作信号に基づいて、対物レンズ１０２の光軸が通過する位置であって、画像内の中心を基準とした際の後述する表示部４１が表示する画像内で指定された測定位置の座標を算出する。なお、対物レンズ１０２の倍率と撮像素子３１の画素との関係については、予め校正をとられた校正部材や治具等によって対物レンズ１０２の倍率誤差および撮像素子３１の投影倍率誤差が補正されているものとする。

【0042】

撮像制御部５２２は、撮像装置３の撮影動作を制御する。具体的には、撮像制御部５２２は、入力部４３から撮影を指示する指示信号が入力された場合、撮像装置３に撮影を実行させる。

【0043】

表示制御部５２３は、撮像素子３１が生成した互いに異なる測定視野領域の２つの画像データに対応する２つの画像を並べて表示部４１に表示させる。また、表示制御部５２３は、顕微鏡システム１に関する各種情報を表示部４１に表示させる。

【0044】

以上の構成を有する顕微鏡システム１が実行する処理について説明する。図３は、顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【0045】

図３に示すように、撮像装置３は、顕微鏡装置２のステージ１０１ａに載置された標本ＳＰを撮像する（ステップＳ１０１）。

【0046】

続いて、表示制御部５２３は、撮像装置３から入力された画像データに対応するライブ画像を表示部４１のライブ画像表示領域ＬＶ₁に表示させる（ステップＳ１０２）。

【0047】

その後、タッチパネル４２または入力部４３から撮影指示があった場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、撮像制御部５２２は、撮像装置３に撮影を実行させる（ステップＳ１０４）。

【0048】

続いて、位置情報検出部１０１ｃは、ステージ１０１ａの位置情報を検出する（ステップＳ１０５）。

【0049】

その後、表示制御部５２３は、撮像装置３が生成した画像データに対応する測定視野画像を表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁に表示させる（ステップＳ１０６）。

【0050】

続いて、表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁で表示される測定視野画像に対して、タッチパネル４２または入力部４３を介して所定の位置が指定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、距離算出部５２１は、撮像素子３１の１画素の幅、撮像装置３によって測定視野画像が生成された際の顕微鏡装置２の総合倍率、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報に基づいて、測定視野画像Ｃ₁の中心から指定された位置までの距離を算出する（ステップＳ１０８）。

【0051】

図４は、距離算出部５２１が算出する算出方法の概要を示す模式図である。図４において、図面の左右方向をＸ軸とし、図面の上下方向をＹ軸とする座標系として考える。さらに、図４において、対物レンズ１０２の光軸を通過する測定視野画像Ｃ₁の中心をＰ₁（Ｘ₀₁，Ｙ₀₁）とし、ユーザによって指定された指定位置をＰ₁₁（Ｘ₁₁，Ｙ₁₂）とする。

【0052】

図４に示す場合、距離算出部５２１は、以下の式（１）によって、中心Ｐ_１から指定位置Ｐ₁₁までの距離ｄ₁を算出する。
ｄ₁＝（（Ｘ₁₁−Ｘ₀₁）²＋（Ｙ₁₁−Ｙ₀₁）²）^1/2 ・・・（１）

【0053】

図４において、単位をｍｍ、撮像素子３１の１画素の幅を２μｍ、中心Ｐ₁（Ｘ₀₁，Ｙ₀₁）を（０，０）、中心Ｐ₁からＸ軸方向に−４００画素、Ｙ軸方向に＋３００画素離れた点Ｐ₁₁（−０．８，０．６）とした場合、距離算出部５２１は、上述した式（１）を用いて距離ｄ₁を算出する。なお、撮像素子３１の１画素の幅は、縦横比が１：１とする。
ｄ₁＝（（−０.８−０）²＋（０.６−０）²）^1/2
＝１.０
その後、距離算出部５２１は、距離ｄ₁に、測定視野画像Ｃ₁を撮像した際の顕微鏡装置２の総合倍率を乗じることによって、中心Ｐ₁から指定位置Ｐ₁₁までの実際の距離ｄ₁を算出する。これにより、ユーザは、表示部４１が表示する画像を見ながら、タッチパネル４２または入力部４３を介して、所望の指定位置を指示するだけ、任意の２点間の距離を容易に把握することができる。

【0054】

ステップＳ１０８の後、制御部５２は、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報と測定視野画像Ｃ₁とを対応付けて記録部５１に記録する（ステップＳ１０９）。

【0055】

続いて、タッチパネル４２または入力部４３から標本ＳＰの測定を終了する指示信号が入力された場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ１１１へ移行する。これに対して、タッチパネル４２または入力部４３から標本ＳＰの測定を終了する指示信号が入力されていない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１０１へ戻る。

【0056】

ステップＳ１１１において、記録部５１に測定視野が異なる２つの測定視野画像データが記録されている場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、表示制御部５２３は、測定視野が異なる２つの測定視野画像データに対応する２つの測定視野画像を表示部４１に表示させる（ステップＳ１１２）。具体的には、図５に示すように、表示制御部５２３は、測定視野が異なる２つの測定視野画像データに対応する２つの測定視野画像Ｃ₁，Ｃ₂を表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁に表示させる。

【0057】

続いて、表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁で表示される測定視野が異なる２つの測定視野画像の各々に対して、タッチパネル４２または入力部４３を介して所定の位置が指定された場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、距離算出部５２１は、２つの測定視野画像の各々に対して指定された２点間の距離を算出する（ステップＳ１１４）。

【0058】

図６は、距離算出部５２１が算出する算出方法の概要を示す模式図である。図６において、図面の左右方向をＸ軸とし、図面の上下方向をＹ軸とする座標系として考える。さらに、図６において、対物レンズ１０２の光軸を通過する測定視野画像Ｃ₁の中心をＰ₁（Ｘ₀₁，Ｙ₀₁）、ユーザによって指定された指定位置をＰ₁₁（Ｘ₁₁，Ｙ₁₂）、測定視野画像Ｃ₂の中心をＰ₂（Ｘ₀₂，Ｙ₀₂）、ユーザによって指定された指定位置をＰ₂₂（Ｘ₂₂，Ｙ₂₂）とする。

【0059】

図６に示す場合、距離算出部５２１は、以下の式（１）によって、指定位置Ｐ₁₁から指定位置Ｐ₂₂までの距離ｄ₂を算出する。
ｄ₂＝（（Ｘ₁₁−Ｘ₂₂）²＋（Ｙ₁₁−Ｙ₂₂）²）^1/2 ・・・（２）

【0060】

図６において、単位をｍｍ、撮像素子３１の１画素の幅を２μｍ、中心Ｐ₁（Ｘ₀₁，Ｙ₀₁）を（０，０）、点Ｐ₁₁（−０．８，０．６）、測定視野画像Ｃ₂の中心Ｐ₂を（２０，−５０）、中心Ｐ₂からＸ軸方向に＋５０画素、Ｙ軸方向に＋１００画素離れた指定位置Ｐ₂₂（２１．１，４９．８）とした場合、距離算出部５１２は、上述した式（２）を用いて距離ｄ₂を算出する。なお、撮像素子３１の１画素の幅は、縦横比が１：１とする。
ｄ₂＝（（−０．８−２１.１）²＋（０．６＋４９.８）²）^1/2
＝５４.５６
その後、距離算出部５２１は、距離ｄ₂に、測定視野画像Ｃ₁を撮像した際の顕微鏡装置２の総合倍率を乗じることによって、指定位置Ｐ₁₁から指定位置Ｐ₂₂までの実際の距離ｄ₂を算出する。これにより、ユーザは、任意の２点間の距離を容易に把握することができる。

【0061】

ステップＳ１１４の後、表示制御部５２３は、距離算出部５２１が算出した算出結果を測定結果表示領域ｍ₂に表示させる（ステップＳ１１５）。これにより、ユーザは、測定視野が異なる２つの測定視野画像の各々に対して、指定した任意の２箇所の距離を簡易な操作で容易に測定することができる。ステップＳ１１５の後、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。

【0062】

ステップＳ１０３において、タッチパネル４２または入力部４３から撮影を指示する撮影指示がない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１１０へ移行する。

【0063】

ステップＳ１０７において、表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁で表示される測定視野画像Ｃ₁に対して、タッチパネル４２または入力部４３を介して所定の位置が指定されていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１０９へ移行する。

【0064】

ステップＳ１１１において、記録部５１に測定視野が異なる２つの測定視野画像データが記録されていない場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。

【0065】

ステップＳ１１３において、表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁で表示される測定視野が異なる２つの測定視野画像の各々に対して、タッチパネル４２または入力部４３を介して所定の位置が指定されていない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１１２へ戻る。

【0066】

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができる。

【0067】

また、本発明の実施の形態１によれば、表示制御部５２３が互いに異なる測定視野領域の２つの測定視野画像を表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁に表示させるので、複数の測定視野領域の画像を容易に把握することができる。

【0068】

また、本発明の実施の形態１によれば、表示制御部５２３が互いに異なる測定視野領域の２つの測定視野画像を表示部４１の測定視野画像表示領域ＰＶ₁に表示させる。これにより、複数の画像を貼り合わせて顕微鏡装置２の視野範囲よりも大きい画像を生成する必要がないので、簡易に標本ＳＰを測定することができる。さらに、表示制御部５２３が２つの測定視野画像を１画面中に表示するため、レポート作成時にも１頁中に測定箇所を表示できるので、レポーティングを容易に行うことができる。

【0069】

また、本発明の実施の形態１によれば、測定位置以外の複数の画像を貼り合わせて顕微鏡装置２の視野範囲よりも大きい画像を生成する場合において、標本ＳＰの測定位置が広範囲に亘るとき、複数の画像を取得する必要がないうえ、表示制御部５２３が測定位置を有する画像のみを表示部４１に表示させればよいので、測定位置を容易に認識することができる。

【0070】

また、本発明の実施の形態１によれば、距離算出部５２１がレボルバ検出部１０３ａによって検出された対物レンズ１０２の倍率とズーム検出部１０８ａによって検出されたズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置２の倍率、位置情報検出部１０１ｃによって検出された位置情報および撮像素子３１の１画素の幅に基づいて、撮像素子３１が生成した画像データに対応する画像内における任意の２点間の距離を算出する。これにより、ステージ１０１ａの位置決めを高精度で行う必要がないうえ、高価なステージ１０１ａが必要ないので、装置の構成を簡易にすることができる。

【0071】

なお、本発明の実施の形態１では、表示制御部５２３が互いに異なる測定視野で撮影された２つの画像を並べて表示部４１に表示させていたが、たとえば、図７に示すように、表示制御部５２３は、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報に基づいて、撮像素子３１が生成した互いに異なる測定視野領域の２つの画像データに対応する２つの画像を、ステージ１０１ａ上で標本ＳＰが撮影された際の距離間隔で表示部４１に表示させてもよい。

【0072】

また、本発明の実施の形態１では、表示制御部５２３は、入力部４３から入力される指示信号に応じて、表示部４１の表示画面上において２つの画像を移動、拡大、縮小および回転のいずれかを行って表示させてもよい。

【0073】

また、本発明の実施の形態１では、距離算出部５２１が１つの画像内において任意の２点間の距離を算出する場合、画像内の中心から指定位置までの距離を算出していたが、これに限らず、画像内の任意の２点間の距離も算出することができる。この場合、距離算出部５２１は、上述した式（２）を用いて算出することができる。

【0074】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と構成が異なるうえ、実行する処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１は、標本ＳＰの水平面のみの測定を行っていたが、本実施の形態２に係る顕微鏡システムは、標本ＳＰの水平面および垂直方向の高さを測定する。このため、以下において、本実施の形態２に係る顕微鏡システムの構成を説明後、本実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0075】

図８は、本実施の形態２に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。図８に示す顕微鏡システム１ａは、標本ＳＰを観察する顕微鏡装置２ａと、撮像装置３と、表示入力部４と、顕微鏡制御装置５ａと、を備える。顕微鏡装置２ａ、撮像装置３、表示入力部４および顕微鏡制御装置５ａは、データが送受信可能に有線または無線で接続される。

【0076】

顕微鏡装置２ａの構成について説明する。顕微鏡装置２ａは、本体部１００と、ステージ機構１０１と、対物レンズ１０２と、レボルバ１０３と、透過照明光学系１０４と、落射照明光学系１０５と、三眼鏡筒ユニット１０６と、接眼レンズユニット１０７と、結像レンズユニット１０８と、ステージ１０１ａをＺ軸方向へ移動させる焦準部１０９と、を備える。なお、本体部１００に三眼鏡筒ユニット１０６を設けず、本体部１００に直接、撮像装置３を設けても良い。

【0077】

焦準部１０９は、ステージ１０１ａを保持するアーム部１０９ａと、顕微鏡制御装置５ａの制御のもと、アーム部１０９ａをＺ軸方向へ移動させる焦準駆動部１０９ｂと、ステージ１０１ａの鉛直方向（Ｚ軸方向）の位置に関する鉛直位置情報を検出する上下位置情報検出部１０９ｃと、を備える。なお、焦準部１０９は、顕微鏡制御装置５ａの制御のもと、アーム部１０９ａを電動でＺ軸方向へ移動させるとしたが、手動でアーム部１０９ａをＺ軸方向へ移動させるようにしてもよい。

【0078】

焦準駆動部１０９ｂは、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて構成される。焦準駆動部１０９ｂは、顕微鏡制御装置５ａの制御のもと、ステージ１０１ａを顕微鏡装置２ａが載置された載置面と直交する上下方向へ移動させることによって、標本ＳＰの全焦点画像を撮影可能にする。

【0079】

上下位置情報検出部１０９ｃは、リニアスケールやガラススケールまたはフォトインタラプタ等を用いて構成される。上下位置情報検出部１０９ｃは、ステージ１０１ａの上下方向の上下位置情報（Ｚ座標）を顕微鏡制御装置５ａへ出力する。

【0080】

顕微鏡制御装置５ａは、記録部５１と、顕微鏡システム１ａを構成する各部の動作を統括的に制御する制御部５２ａと、を備える。

【0081】

制御部５２ａは、ＣＰＵ等を用いて構成され、入力部４３からの操作信号およびタッチパネル４２から位置信号に応じて顕微鏡システム１ａを構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム１ａの動作を統括的に制御する。

【0082】

ここで、制御部５２ａの詳細な構成について説明する。制御部５２ａは、距離算出部５２１と、撮像制御部５２２と、表示制御部５２３と、全焦点画像生成部５２４と、を有する。

【0083】

全焦点画像生成部５２４は、入力部４３から撮影の指示信号が入力された場合、焦準駆動部１０９ｂを駆動することによって、ステージ１０１ａを鉛直方向へ移動させながら、撮像装置３に連続的に標本ＳＰを撮像させて複数の画像データを生成させ、複数の画像データのうち標本ＳＰに対して最もピントが合っている画素を抽出して一枚の全焦点画像データを生成し、この全焦点画像データと上下位置情報検出部１０９ｃが検出した上下位置情報とを対応付けて記録部５１に記録する。具体的には、全焦点画像生成部５２４は、標本ＳＰに対して最もピントが合っている画素が生成された際に、上下位置情報検出部１０９ｃが検出した上下位置情報（Ｚ座標）を画素毎に対応付けて記録部５１に記録する。

【0084】

以上の構成を有する顕微鏡システム１ａが実行する処理について説明する。図９は、顕微鏡システム１ａが実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【0085】

図９のステップＳ２０１〜ステップＳ２０３は、上述した図３のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３にそれぞれ対応する。

【0086】

ステップＳ２０４において、全焦点画像生成部５２４は、標本ＳＰの全焦点画像を生成する。

【0087】

続いて、位置情報検出部１０１ｃは、ステージ１０１ａの位置情報（ＸＹ平面）を検出するとともに、上下位置情報検出部１０９ｃは、ステージ１０１ａの鉛直位置情報を検出する（ステップＳ２０５）。

【0088】

ステップＳ２０６およびステップＳ２０７は、上述した図３のステップＳ１０６およびステップＳ１０７にそれぞれ対応する。

【0089】

ステップＳ２０８において、距離算出部５２１は、撮像素子３１の１画像の幅、撮像装置３によって全焦点画像が生成された際の顕微鏡装置２ａの総合倍率、位置情報検出部１０１ｃが検出した位置情報に基づいて、測定視野画像の中心から指定された位置までの距離を算出するとともに、上下位置情報検出部１０９ｃが検出した鉛直位置情報に基づいて、全焦点画像内における任意の２点間の高さ（差）を算出する。この場合、距離算出部５２１は、全焦点画像生成部５２４によって全焦点画素の各画素に対応付けられた鉛直位置情報に基づいて、全焦点画像内における任意の２点間の高さを算出する。

【0090】

ステップＳ２０９〜ステップＳ２１３は、上述した図３のステップＳ１０９〜ステップＳ１１３にそれぞれ対応する。

【0091】

ステップＳ２１４において、距離算出部５２１は、２つの測定視野画像の各々に対して指定された２点間の距離および高さを算出する。

【0092】

ステップＳ２１５は、上述した図３のステップＳ１１５に対応する。ステップＳ２１５の後、顕微鏡システム１ａは、本処理を終了する。

【0093】

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、標本ＳＰの距離および高さを簡易な操作で容易に行うことができる。

【0094】

（その他の実施の形態）
本発明では、顕微鏡装置、撮像装置、表示入力部および顕微鏡制御装置を備えた顕微鏡システムを例に説明したが、たとえば標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能、および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、たとえばビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。

【0095】

また、本発明では、顕微鏡装置として正立型顕微鏡装置を例に説明したが、たとえば倒立型顕微鏡装置であっても本発明を適用することができる。さらに、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった各種システムにも、本発明を適用することができる。

【0096】

また、本発明では、ステージとして電動ステージを例に説明したが、たとえば手動で移動させるマニュアルステージであっても、本発明を適用することができる。

【0097】

また、本発明では、表示入力部と顕微鏡制御装置とが別々に構成されていたが、たとえば表示入力部と顕微鏡制御装置とが一体的に形成された携帯型端末であってもよい。

【0098】

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

【0099】

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。

【符号の説明】

【0100】

１，１ａ 顕微鏡システム
２，２ａ 顕微鏡装置
３ 撮像装置
４ 表示入力部
５，５ａ 顕微鏡制御装置
３１ 撮像素子
４１ 表示部
４２ タッチパネル
４３ 入力部
５１ 記録部
５２，５２ａ 制御部
１００ 本体部
１０１ ステージ機構
１０１ａ ステージ
１０１ｂ ＸＹ駆動部
１０１ｃ 位置情報検出部
１０２ 対物レンズ
１０３ レボルバ
１０３ａ レボルバ検出部
１０４ 透過照明光学系
１０５ 落射照明光学系
１０６ 三眼鏡筒ユニット
１０７ 接眼レンズユニット
１０８ 結像レンズユニット
１０８ａ ズーム検出部
１０９ 焦準機構
１０９ａ アーム部
１０９ｂ 焦準駆動部
１０９ｃ 上下位置情報検出部
５１１ 位置情報記録部
５２１ 距離算出部
５２２ 撮像制御部
５２３ 表示制御部
５２４ 全焦点画像生成部
ＳＰ 標本

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】