JP2000039564A - 拡大観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】観察対象物の観察したい領域を拡大観察装置の
視野内に容易に収めることが可能で、かつ観察したい領
域の拡大率を容易に調整可能な拡大観察装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】画像表示装置５１の画面５２上に表示され
たポインタ４１の位置を設定し、観察対象物Ｗのポイン
タ４１の位置に対応する指示位置を光学拡大手段７の視
野に対して所定の位置に移動させる制御指令を移動位置
決め手段に対して出力し、ポインタ４１によって指示し
た観察対象物Ｗの指示位置を含む所定の領域の拡大率を
指定する制御指令を光学拡大手段に出力する指示手段を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡等の光学機
器を通じて取得した観察対象物の光学拡大像を画像表示
装置に表示する拡大観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、顕微鏡などの光学機器によっ
て得られた観察対象物の光学拡大像を撮像装置によって
撮像して、画像表示装置に表示して観察する拡大観察シ
ステムでは、観察対象物のうち観察したい領域を観察視
野内に収める際に観察対象物を移動させながら観察した
い領域を探す作業や、顕微鏡の拡大倍率を調整する作業
を必要とするため、観察対象物の観察に時間を要する。
たとえば、特開平８−２１０９８７号公報では、観察対
象物の観察したい領域を顕微鏡の視野中心に自動的に移
動させ、顕微鏡の拡大率を最適な値に自動的に調整する
ことが可能な拡大観察システムが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２１０９８
７号公報に開示された技術では、観察対象物に存在する
欠陥を予め取得し、この欠陥データに基づいて観察対象
物の載置された電動ステージを駆動して、観察対象物に
存在する欠陥を拡大観察システム視野に収め、この状態
で顕微鏡の拡大率を自動調整する構成となっている。し
かしながら、このような構成では、観察対象物の欠陥を
特定しなければ観察対象物の観察したい領域を拡大観察
システム視野に収めかつ拡大率を自動調整することはで
きず、観察対象物の欠陥検査に限らず、たとえば、観察
対象物の全体像を確認したうえで、観察対象物の観察し
たい領域を拡大表示させたいような場合には対応できな
い。

【０００４】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、顕微鏡などの光学機器によって得られた観
察対象物の光学拡大像を撮像装置によって撮像して画像
表示装置に表示して観察する拡大観察装置において、観
察対象物の観察したい領域を拡大観察システムの視野内
に容易に収めることが可能で、かつ観察したい領域の拡
大率を容易に調整可能な拡大観察装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、観察対象物の
光学拡大像を得る拡大率が可変の光学拡大手段と、前記
光学拡大像を撮像する撮像手段と、前記光学拡大手段を
前記観察対象物に対して任意の相対位置に移動させ位置
決めする移動位置決め制御手段と、前記観察対象物の撮
像データを画面上に表示する画像表示装置とを有する拡
大観察装置であって、前記画像表示装置の画面上に表示
されたポインタの位置を設定し、前記観察対象物の前記
ポインタの位置に対応する指示位置を前記光学拡大手段
の視野に対して所定の位置に移動させる制御指令を前記
移動位置決め制御手段に対して出力する指示手段を有す
る。

【０００６】本発明では、画面上に表示された観察対象
物を見ながら、指定手段を操作することによって観察し
たい領域の位置をポインタによって指定する。指示手段
からは、ポインタで指定された観察対象物の領域を光学
拡大手段の視野に対して所定の位置に移動させる制御指
令が移動位置決め制御手段に対して出力される。移動位
置決め手段は、観察対象物を光学拡大手段の視野の所定
の位置に移動し、画像表示装置の所定の位置に観察した
い領域が表示される。

【０００７】前記指示手段は、前記ポインタによって指
示した前記観察対象物の指示位置の領域の拡大率を指定
する制御指令を前記光学拡大手段に出力する。このよう
な構成とすることにより、画像表示装置の所定の位置に
表示された観察したい領域の拡大および縮小が容易に行
われ、また、画像表示装置の表示を見ながら拡大率の調
整が行える。

【０００８】前記指示手段は、前記観察対象物の拡大領
域を前記ポインタによって指定可能である。

【０００９】前記移動位置決め手段は、前記光学拡大手
段の光軸に直交する方向に移動可能に設けられた前記観
察対象物を載置する電動ステージからなる。

【００１０】前記光学拡大手段は、前記光学拡大手段の
焦点位置を調整するための当該光学拡大手段を光軸方向
に移動可能な送り機構によって保持されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施
形態に係る顕微鏡拡大観察システムの構成を示す説明図
である。図１において、本実施形態に係る顕微鏡拡大観
察システムは、撮像部１と、画像処理／駆動制御装置３
１と、画像表示装置５１とを有する。撮像部１は、ベー
ス２上に設けられたＸＹテーブル３と、ベース２上に立
設されたコラム９にＺ軸方向に移動自在に設けられた顕
微鏡鏡筒７と、顕微鏡鏡筒７に取り付けられた撮像装置
８と、顕微鏡鏡筒７に取り付けられた対物レンズ６と、
コラム９に設けられた照明装置１０とを有する。

【００１２】ＸＹテーブル３は、図示しないスライダに
よってベース２上をＸ軸およびＹ軸方向に移動自在に保
持されており、ＸＹテーブル３上に観察対象物Ｗが載置
される。ＸＹテーブル３には、ＸＹテーブル３をＸ軸方
向に沿って移動位置決めするためのＸ軸送り機構４が設
けられている。Ｘ軸送り機構４は、たとえば、電動モー
タと送りネジで構成され、送りネジがＸＹテーブル３の
所定の部材に螺合され、送りネジが電動モータによって
回転駆動されることにより、ＸＹテーブル３がＸ軸方向
の任意の位置に位置決めされる。また、ＸＹテーブル３
には、ＸＹテーブル３をＹ軸方向に沿って移動位置決め
するためのＹ軸送り機構５が設けられている。Ｙ軸送り
機構５は、Ｘ軸送り機構４と同様に、たとえば、電動モ
ータと送りネジで構成され、送りネジがＸＹテーブル３
の所定の部材に螺合され、送りネジが電動モータによっ
て回転駆動されることにより、ＸＹテーブル３がＹ軸方
向の任意の位置に位置決めされる。

【００１３】顕微鏡鏡筒７は、観察対象物Ｗの光学拡大
像を得るためのものであり、たとえば、ズーム式の組み
合わせレンズから構成されている。ズームレンズは顕微
鏡鏡筒７に内蔵された電動モータ等からなるズームレン
ズ駆動部７ａにより駆動される。対物レンズ６は、観察
対象物Ｗを光学的に拡大するために顕微鏡鏡筒７の先端
に設けられている。

【００１４】撮像装置８は、例えばＣＣＤ(charge coup
led device) 撮像素子を用いたカラーカメラであり、顕
微鏡鏡筒７の上端に設けられており、対物レンズ６およ
び顕微鏡鏡筒７を通じて拡大された観察対象物Ｗの光学
拡大像を撮像する。

【００１５】顕微鏡鏡筒７は、コラム９内に内蔵された
図示しないＺ軸送り機構によって、Ｚ軸方向の任意の位
置に移動可能となっている。Ｚ軸送り機構は、上記した
Ｘ軸送り機構４およびＹ軸送り機構５と同様に、たとえ
ば、電動モータと送りネジで構成され、送りネジが顕微
鏡鏡筒７に固定された固定部材に螺合され、この送りネ
ジが電動モータによって回転駆動されることにより、顕
微鏡鏡筒７がＺ軸方向の任意の位置に位置決めされる。
これにより、顕微鏡鏡筒７の焦点位置を観察対象物Ｗに
対して任意の高さに設定することができる。

【００１６】照明装置１０は、観察対象物Ｗに光を照ら
すために、顕微鏡鏡筒８に取り付けられている。照明装
置１０から照射された光は、顕微鏡鏡筒８および対物レ
ンズ１０を通って観察対象物Ｗを上方から照らす。

【００１７】画像処理／駆動制御装置３１は、上記した
Ｘ軸送り機構４、Ｙ軸送り機構５およびＺ軸送り機構の
各電動モータの駆動制御を行い、顕微鏡鏡筒７を任意の
三次元位置に位置決めする機能を有する。また、画像処
理／駆動制御装置３１は、上記した撮像装置８の撮像し
た画像データを取り込んで、この画像データに所定の処
理を施し、これを画像表示装置５１に表示する機能を有
する。さらに、画像処理／駆動制御装置３１は、マウス
４０が接続されており、マウス４０から出力される信号
を処理して、画像表示装置５１の画面５２上に表示され
たマウスポインタ４１の画面上での位置を設定したり、
マウス４０に設けられた２つの操作ボタン４０ａおよび
４０ｂの操作によって、画像表示装置５１に所定の位置
に表示された画像処理／駆動制御装置３１の行う所定の
処理機能を実行させる信号を画像処理／駆動制御装置３
１に対して出力したりする機能を有する。

【００１８】画像処理／駆動制御装置３１は、たとえ
ば、パーソナルコンピュータに画像処理用ボードおよび
モーターコントロールボードを付加し、これらボードを
動作させるソフトウェアをパーソナルコンピュータに備
えることによって構成することができる。画像表示装置
５１は、たとえば、パーソナルコンピュータ用のモニタ
を使用することができる。

【００１９】図２は、画像処理／駆動制御装置３１の一
構成例を示す説明図である。画像処理／駆動制御装置３
１は、ＸＹテーブル駆動制御部３２と、ズームレンズ駆
動制御部３３と、マウス信号制御部３４と、画像データ
入力部３５と、画像処理部３６と、画像表示部３７とを
有している。

【００２０】画像データ入力部３５は、撮像装置８によ
って撮像された観察対象物Ｗの光学拡大像の画像データ
８ｓを画像処理／駆動制御装置３１に入力する。画像処
理部３６は、画像データ入力部３５に入力された画像デ
ータに所定の処理を施して、画像データ表示部３７に出
力する。画像処理部３６において行う処理は、たとえ
ば、画像データ入力部３５から入力された画像データの
必要な領域のみを抽出したり、画像データに電子的な拡
大、縮小を施して、表示するのに最適な画像データとす
る等の処理である。画像表示部３７は、画像処理部３６
からの画像データを画像表示装置５１に表示させる。画
像表示部３７は、たとえば、グラフィックソフトウエア
や画像処理を行うグラフィック回路から構成することが
できる。

【００２１】ＸＹテーブル駆動制御部３２は、マウス信
号制御部３４からの観察対象物Ｗの顕微鏡鏡筒７に対す
る位置を指定する位置制御信号３４ｓ1 に基づいてＸＹ
テーブル３の移動位置決め制御を行う。ズームレンズ駆
動制御部３３は、マウス信号制御部３４からの拡大率指
定信号３４ｓ2 にしたがって、顕微鏡鏡筒７に設けられ
たズームレンズ駆動部７ａを駆動する駆動信号３３ｓを
ズームレンズ駆動部７ａに出力し、顕微鏡鏡筒７の光学
拡大率を拡大率指定信号３４ｓ2 によって指定された拡
大率に設定する。

【００２２】画像処理／駆動制御装置３１に接続された
マウス４０は、たとえば、マウス４０を平面上で移動操
作することにより、マウス４０の下部に設けられたロー
ラの回転量および回転方向を検出し、これに応じた検出
信号４０ｓ1 をマウス信号制御部３４に出力する。ま
た、マウス４０は、左右の操作ボタン４０ａおよび４０
ｂを有しており、こらら操作ボタン４０ａおよび４０ｂ
を操作（クリック）することにより、操作信号４０ｓ2
および４０ｓ3 がマウス信号制御部３４に出力される。

【００２３】マウス信号制御部３４は、マウス４０から
の検出信号４０ｓ1 、操作信号４０ｓ2 および４０ｓ3
に基づいて、観察対象物Ｗのマウスポインタ４１の位置
を指定するマウス位置設定信号３４ｓ3 を生成して画像
表示部３７に出力する。たとえば、マウス信号制御部３
４は、マウスポインタ４１の画面上の座標値を常に保持
しており、マウス４０からの検出信号４０ｓ1 に基づく
回転量および回転方向に応じたマウスポインタ４１の移
動すべき座標位置を更新する。

【００２４】また、マウス信号制御部３４は、マウス４
０からの検出信号４０ｓ1 、操作信号４０ｓ2 および４
０ｓ3 に基づいて、観察対象物Ｗの顕微鏡鏡筒７に対す
る移動位置を指定する位置指令信号３４ｓ1 を生成して
ＸＹテーブル駆動制御部３２に出力する。たとえば、マ
ウス信号制御部３４は、マウスポインタ４１によって指
定されたマウスポインタ４１の画面上の座標位置を、た
とえば、マウス４０の操作ボタン４０ｂからの操作信号
４０ｓ3 に基づいて確定する。画面５２上で観察対象物
Ｗの座標位置が確定されると、マウス信号制御部３４
は、観察対象物Ｗのマウスポインタ４１で指定した位置
を顕微鏡鏡筒７の視野の中心、すなわち、画面５２の中
心に移動させる位置指令信号３４ｓ1 を生成して出力す
る。

【００２５】マウス信号制御部３４は、マウス４０から
の検出信号４０ｓ1 、操作信号４０ｓ2 および４０ｓ3
に基づいて、顕微鏡鏡筒７に設けられたズームレンズの
拡大率を指定する拡大率指定信号３４ｓ2 を生成して、
ズームレンズ駆動制御部３３に出力する。たとえば、マ
ウスポインタ４１によって指定された画面５２上の座標
位置が左側の操作ボタン４０ｂからの操作信号４０ｓ3
によって確定された後に、操作ボタン４０ａからの操作
信号４０ｓ2 が入力されると、操作信号４０ｓ2 の入力
回数に応じた拡大率を設定し、拡大率指定信号３４ｓ2
を生成する。また、たとえば、マウスポインタ４１を画
面上の所定の領域から移動したり、あるいは、操作ボタ
ン４０ａ、４０ｂを操作することによって、マウス信号
制御部３４は、画像を拡大または縮小させる拡大・縮小
モードを決定する。なお、マウス４０からの検出信号４
０ｓ1 、操作信号４０ｓ2 および４０ｓ3に基づくマウ
ス信号制御部３４による各制御信号の生成は、ソフトウ
エアを変更することにより種々変更できる。

【００２６】次に、図３および図４を参照して、本実施
形態に係る顕微鏡拡大観察システムの操作の一例につい
て説明する。本実施形態では、たとえば、画像表示装置
５１の画面５２上に表示された観察対象物Ｗを見なが
ら、マウス４０を操作することによって観察したい領域
の位置にマウスポインタ４１を移動する。まず、観察対
象物Ｗの観察したい部分を探すためには、観察対象物Ｗ
の全体像を画面５２上に表示する必要がある。このた
め、観察対象物Ｗの任意の位置にマウスポインタ４１を
移動させて、マウスポインタ４１の座標位置を確定し、
マウス４０の操作ボタン４０ａ、４０ｂを操作して顕微
鏡鏡筒７の拡大率を調整し、観察対象物Ｗの全体像を表
示させる。

【００２７】たとえば、図３（ａ）に示すように、矩形
形状の観察対象物Ｗの全体像が画面５２上に表示される
と、観察対象物Ｗの観察したい領域Ｐにマウスポインタ
４１を移動する。ここで、マウス４０の左側の操作ボタ
ン４０ｂをクリックすると、画面５２上でのマウスポイ
ンタ４１の座標位置が確定される。マウス信号制御部３
４では、マウスポインタ４１の座標位置とマウス４０の
左側の操作ボタン４０ｂの操作信号４０ｓ3 とに基づい
て、観察対象物Ｗの観察したい領域Ｐを画面５２の中央
位置に表示させるように、ＸＹテーブル３を移動位置決
めするための位置指令信号３４ｓ1 を生成する。

【００２８】ＸＹテーブル３に載置された観察対象物Ｗ
の観察したい領域Ｐは、顕微鏡鏡筒７の視野の中央位置
に移動され、この結果、図３（ｂ）に示すように、観察
対象物Ｗの観察したい領域Ｐを含む領域Ｒが画面５２の
中央位置に表示される。

【００２９】図３（ｂ）に示す状態から、画面５２上の
領域Ｒ内にマウスポインタ４１を移動することにより、
画像を拡大させる拡大モードに変更して、たとえば、図
４（ａ）に示すように、マウス４０の右側の操作ボタン
４０ａをクリックする。マウス信号制御部３４では、操
作ボタン４０ａからの操作信号４０ｓ2 の入力回数に応
じて、観察対象物Ｗの観察したい領域Ｐを含む領域Ｒを
拡大表示する拡大率を指定した拡大率指定信号３４ｓ2
を生成する。この結果、顕微鏡鏡筒７のズームレンズは
駆動され、画面５２上の観察対象物Ｗの観察したい領域
Ｐを含む領域Ｒは、図４（ａ）に示すように、拡大され
た領域Ｒ1 として表示される。これにより、観察対象物
Ｗの観察したい領域Ｐの拡大像を容易に観察することが
可能になる。

【００３０】また、図３（ｂ）に示す状態から、たとえ
ば、画面５２上の領域Ｒ外にマウスポインタ４１を移動
して画面５２上の領域Ｒ内に移動させることにより、画
像を縮小させる縮小モードに変更する。この状態で、た
とえば、図４（ａ）に示すように、マウス４０の右側の
操作ボタン４０ａをクリックする。マウス信号制御部３
４では、操作ボタン４０ａからの操作信号４０ｓ2 の入
力回数に応じて、観察対象物Ｗの観察したい領域Ｐを含
む領域Ｒを縮小する縮小拡を指定した拡大率指定信号３
４ｓ2 を生成し、画面５２上の観察対象物Ｗの観察した
い領域Ｐを含む領域Ｒ1 は、図４（ｂ）に示すように、
縮小される。

【００３１】以上のように、本実施形態では、顕微鏡鏡
筒７を通じて得られた観察対象物Ｗの光学拡大像の画像
を画像表示装置５１に表示し、画面５２を見ながらマウ
ス４０の操作によって、画面５２上に表示された観察対
象物Ｗの観察したい領域を指定することができる。ま
た、画面５２上に表示された観察対象物Ｗの表示位置お
よび拡大縮小を顕微鏡鏡筒７のズームレンズおよびＸＹ
ステージ３を駆動して任意に変更することが可能にな
る。この結果、観察対象物Ｗの観察したい領域を画像表
示装置５１にすばやく拡大表示することができる。ま
た、画面５２上に表示された観察対象物Ｗの拡大および
縮小操作が迅速かつ容易であるため、観察対象物Ｗの全
体像をすばやく画像表示装置５１に表示することがで
き、観察対象物Ｗの観察したい領域を迅速に探すことが
できる。

【００３２】なお、本実施形態では、観察対象物Ｗの観
察したい領域Ｐをマウス４０の操作ボタン４０ａおよび
４０ｂを操作することによって拡大縮小する構成とした
が、本発明はこれに限定されない。たとえば、拡大およ
び縮小する領域、たとえば、ボックス状の領域をマウス
４０の操作ボタン４０ａおよび４０ｂの操作によって指
定し、マウス４０の移動によって拡大縮小率を設定する
構成とすることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、画像表示装置に表示さ
れた観察対象物の表示画像を見ながら、画面上で観察対
象物の観察したい領域を容易に特定でき、特定された観
察したい領域の拡大率を容易に調整することができ、操
作性が非常に向上した拡大観察装置が得られる。さら
に、本発明によれば、観察対象物の表示画像を見ながら
観察対象物の拡大率を調整することができるため、観察
対象物の大きさに合わせた拡大率を迅速に設定すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡拡大観察シス
テムの構成を示す説明図である。

【図２】本実施形態に係る画像処理／駆動制御装置３１
の一構成例を示す説明図である。

【図３】本実施形態に係る画像表示装置に観察対象物Ｗ
の画像を表示し、これをマウスによって表示操作する手
順の一例を説明するための図である。

【図４】本実施形態に係る画像表示装置に観察対象物Ｗ
の画像を表示し、これをマウスによって表示操作する手
順の他の例を説明するための図である。

【符号の説明】

１…撮像部、３…ＸＹテーブル、６…対物レンズ、７…
顕微鏡鏡筒、７ａ…ズームレンズ駆動部、８…撮像装
置、３１…画像処理／駆動制御装置、３２…ＸＹテーブ
ル駆動部、３３…ズームレンズ駆動制御部、３４…マウ
ス信号制御部、３５…画像データ入力部、３６…画像処
理部、３７…画像表示部、４０…マウス、４１…マウス
ポインタ、５１…画像表示装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】観察対象物の光学拡大像を得る拡大率が可
   変の光学拡大手段と、前記光学拡大像を撮像する撮像手
   段と、前記光学拡大手段を前記観察対象物に対して任意
   の相対位置に移動させ位置決めする移動位置決め制御手
   段と、前記観察対象物の撮像データを画面上に表示する
   画像表示装置とを有する拡大観察装置であって、 前記画像表示装置の画面上に表示されたポインタの位置
   を設定し、前記観察対象物の前記ポインタの位置に対応
   する指示位置を前記光学拡大手段の視野に対して所定の
   位置に移動させる制御指令を前記移動位置決め手段に対
   して出力する指示手段を有する拡大観察装置。
2. 【請求項２】前記指示手段は、前記ポインタによって指
   示した前記観察対象物の指示位置の領域の拡大率を指定
   する制御指令を前記光学拡大手段に出力する請求項１に
   記載の拡大観察装置。
3. 【請求項３】前記指示手段は、前記観察対象物の拡大領
   域を前記ポインタによって指定可能である請求項２に記
   載の拡大観察装置。
4. 【請求項４】前記移動位置決め手段は、前記光学拡大手
   段の光軸に直交する方向に移動可能に設けられた前記観
   察対象物を載置する電動ステージからなる請求項１に記
   載の拡大観察装置。
5. 【請求項５】前記光学拡大手段は、前記光学拡大手段の
   焦点位置を調整するための当該光学拡大手段を光軸方向
   に移動可能な送り機構によって保持されている請求項１
   に記載の拡大観察装置。