JP2013145326A - Microscope device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡装置に関するものである。 The present invention relates to a microscope apparatus.
顕微鏡装置による標本の観察において、標本のうちの観察対象を観察画面に表示させて所望の観察を行っているが、観察中に、例えば、対物レンズを変更したり、ステージを移動させたりすることにより観察対象が観察視野の範囲外となり、観察画面上に表示されなくなることがある。特に、高倍率の対物レンズを用いた観察においては、観察可能な視野範囲が極めて小さいことから観察対象が観察視野の範囲外となると、観察対象を観察画面上に再度表示させるまでに時間を要してしまう。
そこで、特許文献1には、n倍の対物レンズからm倍の対物レンズに変更した際に(n<m)、n倍の対物レンズによる観察対象がm倍の対物レンズによる観察視野の範囲外となるかを判定し、m倍の対物レンズによる観察視野の範囲外となる場合に、その旨を警告表示する技術が開示されている。
When observing a specimen with a microscope device, the observation target of the specimen is displayed on the observation screen and desired observation is performed. During the observation, for example, the objective lens is changed or the stage is moved. As a result, the observation target may be out of the range of the observation visual field and may not be displayed on the observation screen. In particular, in observation using a high-magnification objective lens, since the observable visual field range is extremely small, it takes time to display the observation target again on the observation screen when the observation target is outside the observation visual field range. Resulting in.
Therefore, in Patent Document 1, when changing from an n-fold objective lens to an m-fold objective lens (n <m), the observation target with the n-fold objective lens is outside the range of the observation field of view with the m-fold objective lens. A technique for displaying a warning when it is outside the range of the observation field of view of the objective lens of m times is disclosed.
しかしながら、上記した従来の顕微鏡装置では、観察対象が観察視野範囲外となる場合に警告を行うのみであるため、例えば、観察者が誤ってステージを想定以上に移動させてしまった場合や、揺れ等の不測の事態によってステージが過剰に移動してしまった場合には依然として観察対象が観察視野から外れ、観察画面に表示されなくなる虞がある。
このような場合には、観察対象を観察画面上に再度表示させることに時間を要してしまうため、例えば、観察対象の時間的変化を観察するような場合には、所望の観察を行うことができない虞がある。
However, since the above-described conventional microscope apparatus only gives a warning when the observation target is outside the observation visual field range, for example, when the observer accidentally moves the stage more than expected or shakes. If the stage has moved excessively due to unforeseen circumstances such as this, the observation target may still be out of the observation field of view and not displayed on the observation screen.
In such a case, since it takes time to display the observation target again on the observation screen, for example, when observing a temporal change of the observation target, a desired observation is performed. There is a possibility of not being able to.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察対象を容易に観察視野範囲に収め、所望の観察を行うことができる顕微鏡装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a microscope apparatus capable of easily placing an observation target in an observation visual field range and performing desired observation.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、標本を支持するステージと、該ステージを所定の可動範囲で移動させるステージ移動手段と、前記ステージに支持された標本の観察像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した前記観察像の画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された画像上の任意の領域を観察領域として特定する領域特定手段と、前記領域特定手段により特定された観察領域が前記表示手段の中心位置に表示されるように前記ステージを移動させ、該ステージの前記ステージ移動手段による移動範囲を前記可動範囲より狭い所定範囲に制限するステージ移動制限手段と、を備えた顕微鏡装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The present invention provides a stage for supporting a specimen, a stage moving means for moving the stage within a predetermined movable range, an imaging means for capturing an observation image of the specimen supported by the stage, and the image captured by the imaging means. Display means for displaying an image of an observation image, area specifying means for specifying an arbitrary area on the image displayed on the display means as an observation area, and the observation area specified by the area specifying means is the display means. There is provided a microscope apparatus comprising stage movement restriction means for moving the stage so as to be displayed at a center position and restricting a movement range of the stage by the stage movement means to a predetermined range narrower than the movable range.
本発明によれば、撮像手段により撮像した観察像の画像のうち、任意の領域である観察領域を表示手段の中心位置に表示させるようにステージを移動させる。そして、観察領域が表示手段の中心位置に表示された状態で、ステージ移動制限手段によりステージの移動範囲がステージの可動範囲より狭い所定範囲に制限されるので、観察領域が表示手段の表示範囲(観察視野範囲)を含む所定範囲内においてのみ移動することとなる。このため、観察領域が観察視野範囲から外れても、可動範囲全体にわたって移動可能である場合と比較して、観察領域を再び表示手段に表示して観察視野範囲内に収めることが容易となり、例えば、観察の時間的変化を観察するような場合にも、所望の観察を行うことができる。また、例えば、観察領域を特定した際に用いた対物レンズよりも高倍率の対物レンズを用いて観察領域を観察する場合であっても、観察領域を中心位置に表示させるので、観察対象を容易に表示手段に表示して観察視野範囲に収め、所望の観察を行うことができる。 According to the present invention, the stage is moved so as to display an observation region, which is an arbitrary region, among the images of the observation image captured by the imaging unit at the center position of the display unit. Then, in a state where the observation area is displayed at the center position of the display means, the stage movement restriction means restricts the movement range of the stage to a predetermined range narrower than the movable range of the stage. It moves only within a predetermined range including the observation visual field range. For this reason, even when the observation region is out of the observation visual field range, it is easier to display the observation region again on the display means and to be within the observation visual field range, compared to the case where the entire movable range is movable. The desired observation can be performed also in the case of observing the temporal change of the observation. In addition, for example, even when the observation region is observed using an objective lens having a higher magnification than the objective lens used when the observation region is specified, the observation region is displayed at the center position, so that the observation target can be easily It is possible to perform desired observation by displaying it on the display means and keeping it within the observation visual field range.
上記した本発明において、前記ステージ移動制限手段が、前記観察領域の少なくとも一部が前記表示手段に表示される範囲に前記ステージの移動範囲を制限することが好ましい。
このようにすることで、観察領域の少なくとも一部が常に観察視野範囲に含まれるので、観察対象を観察視野範囲から失うことがなく、所望の観察を行うことができる。
In the present invention described above, it is preferable that the stage movement restriction unit restricts the movement range of the stage to a range where at least a part of the observation area is displayed on the display unit.
By doing in this way, since at least a part of the observation region is always included in the observation visual field range, the desired observation can be performed without losing the observation target from the observation visual field range.
上記した本発明において、前記ステージ移動制限手段が、前記観察領域の中心位置が前記表示手段に表示される範囲に前記ステージの移動範囲を制限することが好ましい。
このようにすることで、観察領域の中心が常に観察視野範囲内に含まれるので、観察対象を観察視野範囲から失うことがなく、所望の観察を行うことができる。
In the present invention described above, it is preferable that the stage movement restriction unit restricts the movement range of the stage to a range in which a center position of the observation area is displayed on the display unit.
By doing so, the center of the observation region is always included in the observation visual field range, so that the desired observation can be performed without losing the observation target from the observation visual field range.
上記した本発明において、前記観察領域を記憶する記憶手段と、前記表示手段に表示する観察領域を選択する表示領域選択手段と、を備え、前記ステージ移動手段が、該表示領域選択手段により選択された観察領域を前記記憶手段から読み出し、該観察領域を前記表示手段に表示するように前記ステージを移動させることが好ましい。 In the present invention described above, the image processing apparatus includes a storage unit that stores the observation region and a display region selection unit that selects an observation region to be displayed on the display unit, and the stage moving unit is selected by the display region selection unit. It is preferable to read the observed area from the storage means and move the stage so that the observed area is displayed on the display means.
本発明によれば、表示領域選択手段により表示手段に表示させる領域を選択して、選択された観察領域を記憶手段から読み出して、ステージを移動させることにより選択された観察領域を表示手段に表示するので、例えば、複数の観察領域が特定された場合には、所望の観察領域を選択的に表示させることができる。また、例えば、ステージ移動制限手段によるステージの移動の制限が解除され、所望の観察領域が観察視野範囲から完全に外れている場合にも、表示領域選択手段により表示させる領域を選択することで、ステージを移動させて選択された観察領域を表示手段に表示することができるので、所望の観察領域を容易に表示手段に再度表示させて観察視野範囲に収めることができる。 According to the present invention, the display area selection means selects the area to be displayed on the display means, reads the selected observation area from the storage means, and displays the selected observation area on the display means by moving the stage. Therefore, for example, when a plurality of observation areas are specified, a desired observation area can be selectively displayed. In addition, for example, when the restriction on the movement of the stage by the stage movement restriction unit is released and the desired observation area is completely out of the observation visual field range, by selecting the area to be displayed by the display area selection unit, Since the observation area selected by moving the stage can be displayed on the display means, the desired observation area can be easily displayed again on the display means to be within the observation visual field range.
本発明によれば、観察対象を容易に観察視野範囲に収め、所望の観察を行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the observation target can be easily placed in the observation visual field range and desired observation can be performed.
本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置100について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る顕微鏡装置100は、顕微鏡本体1、顕微鏡本体1における観察対象を撮像するカメラユニット(撮像手段)2、カメラユニット2により撮像された画像を表示するモニタ(表示手段)3、及びこれらを制御するコントローラ4を備えている。
顕微鏡本体1は、標本Aを支持し且つ後述する対物レンズ12の光軸に対して垂直な方向(水平方向)に移動可能なステージ10、ステージ10を後述するコントローラ4からのパルスに従って所定の可動範囲で移動させるアクチュエータ(ステージ移動手段)11、ステージ10に支持された標本Aに対して倍率を変更して観察するための対物レンズ12、異なる倍率の複数の対物レンズ12を保持するレボルバ13、入射した光を分岐するビームスプリッタ14、標本Aの像を結像する結像レンズ15、及び、観察者が標本Aの像を観察するための接眼レンズ16を備えている。
A
As shown in FIG. 1, a
The microscope main body 1 supports a specimen A and is movable in a direction (horizontal direction) perpendicular to the optical axis of an
カメラユニット2は、ステージ10に支持された標本Aの観察像を撮像して画像データを取得する。すなわち、カメラユニット2は、標本Aの観察像を対物レンズ12及び結像レンズ13を経て撮像素子(図示せず)に結像し、結像した標本Aの観察像を電気信号に変換し、更にA/D変換や所定の画像処理を行うことにより標本Aの観察像に係るデジタルの画像データを取得する。そして、カメラユニット2は、取得した画像データを後述するコントローラ4を介してモニタ3に送信する。
The
モニタ3は、カメラユニット2からコントローラ4を介して受信した画像データに基づいて、カメラユニット2が撮像した標本Aの観察像に係る画像を表示する。モニタ3は、表示された画像に対して、ステージ10上における座標情報を保持している。この座標情報は、例えば、顕微鏡装置を起動した時に、ステージ10を所定の基準位置に移動させ、ステージ10を移動する際に、後述するコントローラ4からアクチュエータ11に出力した電気信号のパルスをステージ10の移動量として常にコントローラ4が記憶しておき、ステージ10の基準位置との差分を検出することにより取得することができる。
The
コントローラ4は、ステージ10の移動範囲を決定するCPU(中央演算処理装置)20、CPU20の作業領域として機能する読み書き自在のメモリである第1記憶部21、及び、ステージ10の移動範囲を決定する際に必要となるプログラムや種々のデータが格納された第2記憶部22を備えており、コントローラ4としては汎用又は専用のコンピュータを適用することができる。
The controller 4 determines a moving range of the
CPU20は、ステージの移動範囲を決定するために第2記憶部22に格納された所定の処理プログラムを第1記憶部21に展開し、展開したプログラムを実行することによって実現される処理部として、領域特定部24、ステージ移動制限部25、表示領域選択部26を備えている。
The
領域特定部24は、モニタ3に表示された標本Aの観察像にかかる画像上の任意の領域を観察領域R1として特定する。領域の特定は、例えば、観察者がモニタ3に表示された画像に対してマウス(図示せず)やタッチ操作等により任意の領域を指定することにより行い、領域特定部24は、指定された領域を観察領域R1として第1記憶部21に送信し記憶させる。なお、図2(A)に、モニタ3上で特定した観察領域R1の例を示した。図2(A)の例では、観察すべきた対象である観察対象を含む矩形状の観察領域R1を特定する例を示したが、観察領域R1の形状は任意であり、また複数特定してもよい。
The
ステージ移動制限部25は、領域特定部24により特定された観察領域R1がモニタ3の中心位置に表示されるようにステージ10を移動させ、ステージ10のアクチュエータ11による移動範囲を可動範囲より狭い所定範囲に制限する。すなわち、ステージ移動制限部25は、例えば、領域特定部24により特定した観察領域R1の少なくとも一部がモニタ3に表示されるように、ステージ10の移動範囲を制限することができる他、観察領域R1の中心位置がモニタ3に表示されるようにステージ10の移動範囲を制限することもできる。
The stage
表示領域選択部26は、モニタ3に表示する観察領域を選択する。観察領域が複数特定され、これらの観察領域が後述する第1記憶部21に記憶されている場合において、表示領域選択部26は、何れかの観察領域を選択し、選択した観察領域を第1記憶部21から読み出して、読み出した観察領域の標本Aにおける位置に基づいてアクチュエータ11によりこの観察領域をモニタ3に表示するようにステージ10を移動させる。
The display
第1記憶部21は、領域特定部24により特定された観察領域を記憶し、後述する表示領域選択部26により選択された観察領域を必要に応じて出力する。
The 1st memory |
このように構成された顕微鏡装置100においては、以下のように標本Aの観察が行われる。図示しない光源から標本Aに対して所定波長の光を照射すると、照射した光が標本Aにおいて反射し、反射した光が対物レンズ12を介してビームスプリッタ14に入射する。ビームスプリッタ14は、入射した光を結像レンズ15側及び接眼レンズ16側の2方向に分岐する。接眼レンズ16側に分岐した光は、接眼レンズ16において標本Aの観察像として結像し、観察者は接眼レンズ16を覗き見ることにより肉眼で標本Aの観察像を観察することができる。また、結像レンズ15側に分岐した光は、結像レンズ15により標本Aの観察像としてカメラユニット2の撮像素子に結像し、カメラユニット2において標本Aの観察像の画像データが取得される。取得された画像データをモニタ3に表示することで観察者はモニタ3上で標本Aの観察像を観察することができる。
In the
ここで、標本Aの観察像にかかる画像がモニタ3に表示された状態において、標本Aの観察像における任意の領域を観察する場合について、図3のフローチャートを参照して説明する。
Here, a case where an arbitrary region in the observation image of the specimen A is observed in a state where the image related to the observation image of the specimen A is displayed on the
まず、モニタ3に表示された標本Aの観察像に係る画像上の任意の領域を観察領域R1として特定し、特定した領域を第1記憶部21に記憶する(ステップS101)。CPU20は、記憶した観察領域R1の中心位置のモニタ3における座標情報[Xc=(x1―x2)/2,Yc=(y1−y2)/2]を取得し、取得した中心位置の座標情報を第1記憶部21に記憶する(ステップS102)。なお、観察領域を複数設定した場合には、各観察領域毎に中心位置の座標情報を算出し、各座標情報を記録する。
First, an arbitrary area on the image related to the observation image of the specimen A displayed on the
続いて、CPU20において、取得した観察領域R1の中心位置とモニタ3に表示された画像の中心位置との差分を演算し、演算した差分に基づいてCPU20からアクチュエータ11にパルスを出力して、観察領域R1の中心位置がモニタ3に表示された画像の中心位置と一致するようにステージ10を移動させる(ステップS103)。
Subsequently, the
ステップS104では、ステージ移動制限部26が、第1記憶部21に記憶した観察領域R1の範囲を読み出して、ステージ10の移動範囲を決定する。ステージ10の移動範囲は、例えば、領域特定部24により特定した観察領域R1の少なくとも一部がモニタ3に表示される範囲、観察領域R1の中心位置が常にモニタ3に表示される範囲、或いは、観察領域R1の全範囲がモニタ3に表示される範囲など、対物レンズ12の倍率や観察領域R1の大きさや特性に応じて適宜決定することができる。
In step S <b> 104, the stage
また、例えば、図2に示すように、観察領域R1を特定する前後で対物レンズ12をn倍からm倍(n<m)に変更する場合であって、対物レンズ12を変更した後に、特定した観察領域R1がモニタ3よりも大きい表示範囲となる場合には、ステージ10の移動範囲を観察領域R1内のみに制限することで、常に観察領域R1をモニタ3に表示させることもできる。
次のステップS105では、決定したステージ10の移動範囲に関する情報をステージ移動制限部26がアクチュエータ11に出力し、これに基づいて、アクチュエータ11が現状のステージ10の位置を起点として、決定された範囲にステージ10の移動範囲を制限する。
Further, for example, as shown in FIG. 2, when the
In the next step S105, the stage
このように、本発明によれば、カメラユニット2により撮像した観察像の画像のうち、任意の領域である観察領域R1をモニタ3の中心位置に表示させるようにステージ10を移動させ、観察領域R1がモニタ3の中心位置に表示された状態で、ステージ移動制限部26によりステージ10の移動範囲がステージ10の可動範囲より狭い所定範囲に制限される。これにより、観察領域R1がモニタ3の表示範囲を含む所定範囲内においてのみ移動することとなるので、観察領域R1がモニタ3の画面内から外れても、ステージ10の可動範囲全体にわたって移動可能である場合と比較して、観察領域R1を再びモニタ3に表示してモニタ3の画面内に収めることが容易となる。従って、例えば、観察の時間的変化を観察するような場合にも、所望の観察を行うことができ、また、観察領域R1を特定した際に用いた対物レンズよりも高倍率の対物レンズを用いて観察領域R1を観察する場合であっても、観察領域R1を中心位置に表示させるので、観察対象を容易にモニタ3に表示して観察視野範囲に収め、所望の観察を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the
また、ステージ10の移動範囲の制限を解除して、取得した画像データに対する所望の画像処理を施す、同一の標本Aのうちの他の観察領域を観察する、他の標本に交換する等を行った場合にも、第1記憶部21に標本Aの観察領域R1が記憶されているので、観察領域R1を再度モニタ3に表示させることが容易となる。
In addition, the restriction on the movement range of the
なお、観察領域R1に対する観察の終了後に、ステージ10の移動範囲の制限を解除する方法は、例えば、モニタ3の画面上に観察像が未表示となった場合、つまり標本Aを交換した際に自動的に制御を解除する方法や、モニタ3上に「ステージ移動制限を解除」等のボタンを設けて選択することで移動制限を解除する方法、或いは、ステージ10の近傍に解除ボタンを設け、この解除ボタンを押すことにより移動制限を解除する方法等を適用することができる。また、複数の観察領域が設定されている場合においては、例えば、モニタ3上に「観察領域1」、「観察領域2」等のボタンを設けて選択可能とすることで、所望の観察領域を直ちにモニタ3の中心に表示させて観察することができる。
Note that the method for releasing the restriction on the movement range of the
1 顕微鏡本体
2 カメラユニット(撮像手段)
3 モニタ(表示手段)
4 コントローラ
10 ステージ
11 アクチュエータ(ステージ移動手段)
12 対物レンズ
13 レボルバ
14 ビームスプリッタ
15 結像レンズ
16 接眼レンズ
20 CPU
21 第1記憶部
22 第2記憶部
24 領域特定部
25 ステージ移動制限部
26 表示領域選択部
100 顕微鏡装置
1
3 Monitor (display means)
4
12
21 1st memory |
Claims (4)
該ステージを所定の可動範囲で移動させるステージ移動手段と、
前記ステージに支持された標本の観察像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記観察像の画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された画像上の任意の領域を観察領域として特定する領域特定手段と、
前記領域特定手段により特定された観察領域が前記表示手段の中心位置に表示されるように前記ステージを移動させ、該ステージの前記ステージ移動手段による移動範囲を前記可動範囲より狭い所定範囲に制限するステージ移動制限手段と、
を備えた顕微鏡装置。 A stage that supports the specimen;
Stage moving means for moving the stage within a predetermined movable range;
Imaging means for capturing an observation image of the specimen supported by the stage;
Display means for displaying an image of the observation image imaged by the imaging means;
Area specifying means for specifying an arbitrary area on the image displayed on the display means as an observation area;
The stage is moved so that the observation area specified by the area specifying means is displayed at the center position of the display means, and the moving range of the stage by the stage moving means is limited to a predetermined range narrower than the movable range. Stage movement restriction means,
A microscope apparatus comprising:
前記表示手段に表示する観察領域を選択する表示領域選択手段と、を備え、
前記ステージ移動手段が、該表示領域選択手段により選択された観察領域を前記記憶手段から読み出し、該観察領域を前記表示手段に表示するように前記ステージを移動させる請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の顕微鏡装置。
Storage means for storing the observation area;
Display area selection means for selecting an observation area to be displayed on the display means,
4. The stage according to claim 1, wherein the stage moving means reads the observation area selected by the display area selection means from the storage means, and moves the stage so that the observation area is displayed on the display means. The microscope apparatus according to claim 1.
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