JP2014089268A - 光学装置および顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】移動中の観察対象を容易に捉えられる光学装置および顕微鏡を提供する。
【解決手段】光学系と、被写体を前記光学系を通して撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、前記光学系の観察範囲の移動中において、前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する画像処理部と、を備える光学装置。前記光学装置と、前記光学系の観察範囲を移動するステージ部とを備え、前記画像処理部は、前記ステージ部により観察範囲が移動されたことに応じて前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する顕微鏡。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学装置および顕微鏡に関する。

レンズ等を含む光学系に対して観察対象を相対移動させながら、当該観察対象を観察する光学装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］ 特開２０１１−８０３２号公報

しかしながら、このような光学装置において、コントラストの低い観察対象を観察する場合、光学系の観察範囲を移動させると当該観察対象を視認することが難しくなり、移動速度を把握するのが難しくなったり当該観察対象を見失ってしまったりする、という課題がある。

本発明の第１の態様においては、光学系と、被写体を前記光学系を通して撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、前記光学系の観察範囲の移動中において、前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する画像処理部と、を備える光学装置を提供する。

本発明の第２の態様においては、本発明の第１の態様における光学装置と、前記光学系の観察範囲を移動するステージ部とを備え、前記画像処理部は、前記ステージ部により観察範囲が移動されたことに応じて前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する顕微鏡を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

顕微鏡１０の全体構成図である。 顕微鏡１０の制御系を説明するブロック図である。 顕微鏡１０によって実行される表示制御処理のフローチャートである。 撮像部３２が観察対象１０２を撮像している撮像画像である。 撮像画像１００における観察対象１０２の輪郭を強調表示した撮像画像である。 図４よりも高い倍率で撮像部３２が観察対象１０２を撮像した撮像画像１０４である。 低倍率の撮像画像１００における観察対象１０２を、高倍率の撮像画像１０４を縮小した画像で置き換えた撮像画像である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、顕微鏡１０の全体構成図である。本実施例は、光学装置の一例として、顕微鏡１０を示すが、これに代えて、レーザ顕微鏡、電子顕微鏡、Ｘ線顕微鏡、または超音波顕微鏡等であってよく、望遠鏡または双眼鏡等であってもよい。

顕微鏡１０は、本体１２と、ステージ駆動部１４と、ステージ部１６と、レボルバ駆動部１８と、レボルバ２０と、複数（例えば３個）の対物レンズ２２、２４、及び２６と、鏡筒２８と、接眼レンズ３０と、撮像部３２と、一対のランプハウス３４及び３６と、表示部３８と、入力部４０と、制御部４２とを備える。

顕微鏡１０の光学系は、対物レンズ２２、２４、及び２６を有し、ステージ部１６から対物レンズ２２、２４、又は２６を介して撮像部３２に達する、Ｚ軸方向と平行な垂直方向に延びる光軸を有する。ここで、当該光軸上には、鏡筒２８内に、撮像部３２に焦点を合わせる焦点レンズを有してもよい。これに代えて、撮像部３２が当該焦点レンズを有してもよい。また、ユーザが接眼レンズ３０を覗いて観察対象を観察する場合は、鏡筒２８内にハーフミラーを備え、当該ハーフミラーで観察対象からの光の一部を反射させて接眼レンズ３０に導いてもよい。

本体１２は、Ｘ軸およびＺ軸からなる面と平行な側面視において横Ｕ字状に形成され、ステージ駆動部１４、レボルバ駆動部１８、鏡筒２８、一対のランプハウス３４及び３６を保持する。

ステージ駆動部１４は、ステージ部１６を移動させる。ステージ駆動部１４は、例えば複数のモータ等を備え、当該複数のモータ等をそれぞれ駆動させることによってステージ部１６を光軸と直交するＸ軸方向およびＹ軸方向、並びに光軸と平行なＺ軸方向に移動させる。ステージ駆動部１４は、更に、モータ等をそれぞれ駆動させることによってステージ部１６を、光軸を中心に回転させてもよいし、Ｘ軸またはＹ軸を中心に回転させてもよい。

ステージ駆動部１４は、ステージ部１６のステージ移動量を実測して出力するようにしてもよい。この場合、ステージ駆動部１４は、リニアエンコーダ等の位置検出センサを有する。

ステージ部１６は、光学系の観察範囲を移動する。ステージ部１６は、ステージ駆動部１４によって光軸と直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することにより、光学系の観察範囲を移動する。なお、ステージ部１６は、ステージ駆動部１４に代えて、駆動ダイヤル４４等を回転させることによって、光学系の観察範囲を移動させる手動ステージであってよい。駆動ダイヤル４４は、粗動用ダイヤル４６と微動用ダイヤル４８とを有し、同一方向の移動においてそれぞれのダイヤルの回転角度に応じた移動量をそれぞれ異ならせてもよい。また、ステージ部１６は、ステージ駆動部１４の上部に設けられ、観察対象が載置されたプレート等を保持する。

レボルバ駆動部１８は、レボルバ２０を保持し、当該レボルバ２０を回転させてレボルバ２０に設けられた対物レンズを切り換える。レボルバ駆動部１８は、一例として、モータを備え、当該モータを駆動させることによってレボルバ２０を回転させる。

レボルバ２０は、レボルバ駆動部１８の下面に設けられ、複数の対物レンズを保持する。本実施例において、レボルバ２０は、３個の対物レンズ２２、２４、及び２６を保持する。レボルバ２０は、レボルバ駆動部１８によって回転され、３個の対物レンズ２２、２４、又は２６の何れか１つが光軸上に配置される。

３個の対物レンズ２２、２４、及び２６は、それぞれ異なる倍率を有し、一例として５倍、１０倍、２０倍である。すなわち、レボルバ駆動部１８がレボルバ２０を回転させることによって光軸上の対物レンズが切り換わり、切り換わった対物レンズの倍率に応じて光学系の倍率が変更される。光軸上に配置された対物レンズ２２、２４、又は２６は、ステージ部１６上の観察対象を反射または透過した光を撮像部３２および／または接眼レンズ３０へと導く。

鏡筒２８は、一例として接眼レンズ３０及び撮像部３２を保持する。接眼レンズ３０は、鏡筒２８のハーフミラーによって反射された光、即ちステージ部１６上の観察対象を反射または透過した光をユーザに視認させる。

撮像部３２は、被写体を光学系を通して撮像する。本実施例において、撮像部３２は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、ステージ部１６上の観察対象を反射または透過した光を、対物レンズ２２、２４、又は２６と焦点レンズ等を介して撮像する。撮像部３２は、当該光を撮像した画像を制御部４２へと出力する。

ランプハウス３４は、ステージ部１６上の観察対象を透過させる透過光を出力する。ランプハウス３４から出力された透過光は、ステージ部１６から撮像部３２へと光軸に沿って進行する。これにより、当該透過光は、ステージ部１６上の観察対象を透過して撮像部３２へと達する。なお、当該透過光が鏡筒２８のハーフミラーによって反射される場合、反射された一部の透過光は接眼レンズ３０へと達する。

ランプハウス３６は、ステージ部１６上の観察対象を反射させる反射光を出力する。ランプハウス３６から出力された反射光は、対物レンズ２２、２４、又は２６からステージ部１６へと光軸に沿って進行し、ステージ部１６上の観察対象で反射して撮像部３２へと光軸に沿って進行する。これにより、当該反射光は、ステージ部１６上の観察対象で反射して撮像部３２へと達する。なお、当該反射光が鏡筒２８のハーフミラーによって反射される場合、反射された一部の反射光は接眼レンズ３０へと達する。

表示部３８は、撮像部３２が撮像した画像を表示する。本実施例において、表示部３８は、撮像部３２がステージ部１６上の観察対象を反射または透過した光を撮像した画像（以下、撮像画像）を、制御部４２を介して表示する。また、表示部３８は、基準マーカが付加された画像を表示してもよい。なお、基準マーカを付した画像の表示については、後述する。表示部３８は、撮像画像等を表示可能な液晶表示パネルであってよく、ＣＲＴディスプレイ等であってもよい。

入力部４０は、ユーザの手指等が接触することによって動作指示が入力される入力デバイスである。本実施例において、入力部４０は、制御部４２に接続されたタッチパネルである。なお、入力部４０には、操作ボタンおよび／または撮像画像等を表示させる表示部を有してもよい。

入力部４０は、ユーザによる入力部４０への手指等の接触、離間、および接触箇所の移動等のジェスチャーに応じた動作指示が入力され、当該動作指示を制御部４２に送信する。

ユーザのジェスチャー入力の一例について説明する。ユーザは、ステージ部１６を移動させる動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したままステージ部１６を移動させたい方向に移動させる。これにより、制御部４２は、接触箇所の移動方向および移動距離に応じて、ステージ駆動部１４を駆動してステージ部１６を移動させる。

なお、ステージ部１６の移動は粗動と微動とに分けてもよい。この場合、制御部４２は、粗動および微動を指定するボタンを表示部３８に表示させ、ユーザの当該ボタン操作に応じて、ステージ駆動部１４を粗動で駆動させるか微動で駆動させるかを決定する。なお、制御部４２は、表示部３８に表示される撮像画像の倍率によって、ステージ駆動部１４を粗動で駆動させるか微動で駆動させるかを自動で決定してもよい。

ユーザは、ステージ部１６の移動を停止させる動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触させるタッチ、又は接触させた後に離間させるタップを２回繰り返す。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ部１６を停止させる。

ユーザは、ステージ部１６の回転を指示する動作指示の一例として、２本の指を入力部４０に接触させて、一方の指を中心として、他方の指を回転させる。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、一方の指が接触している入力部４０に表示されている撮像画像の領域を中心として、ステージ部１６を回転させる。

ユーザは、ステージ部１６を移動させた後、ステージ部１６を移動させる前の位置に戻す動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま右側が開口した半円形状に移動させる。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ部１６を移動させる前の位置に移動させる。

ユーザは、ステージ部１６を部分的（例えば２つ前の動作指示における位置）に戻す動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま上側が開口した半円形状に移動させる。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ部１６を部分的に戻す。

ユーザは、ステージ部１６を部分的に戻した後、再度移動させる動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触したまま接触箇所を更に移動させる。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、接触箇所の移動に合わせて、ステージ部１６を再度移動させる。

ユーザは、表示部３８に表示された撮像画像を巻き戻す場合、すなわち、表示部３８が現在表示している撮像画像よりも前に表示していた撮像画像を表示させる動作指示の一例として、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま円状に移動させる。これにより、制御部４２は、表示部３８が前に表示していた撮像画像を表示部３８に表示させる。

なお、ユーザが、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま２回転させた場合、表示部３８が現在表示している撮像画像よりも２つ前に表示していた撮像画像を表示部３８に表示させてもよい。また、ユーザが、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま反時計回りに移動させた場合、前に表示した撮像画像を表示部３８に表示させてよく、時計回りに回した場合は、未表示の撮像画像を表示部３８に表示させてもよい。

ユーザは、現在のステージ部１６の位置を記憶させる動作指示の一例として、３本指で入力部４０をタップする。これにより、制御部４２は、現在のステージ部１６の位置の座標情報を記憶する。ユーザは、ランプハウス３４及び３６の明るさを変更する動作指示の一例として、２本指で入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま移動させる。これにより、制御部４２は、移動方向によって、ランプハウス３４及び３６の明るさを強く又は弱くする。

ユーザは、光学系の倍率を変更する動作指示の一例として、２本指で入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま２本の指の間隔を変更する。例えば、ユーザが２本の指の間隔を広げた場合、制御部４２は、レボルバ駆動部１８を駆動してレボルバ２０を回転させ、高倍率の対物レンズ２６を光軸上に配置する。一方、ユーザが２本の指の間隔を縮めた場合、制御部４２は、レボルバ駆動部１８を駆動してレボルバ２０を回転させ、低倍率の対物レンズ２２を光軸上に配置する。

ユーザは、観察対象を探索する動作指示の一例として、入力部４０上で形状を指定する。例えば、ユーザが手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま三角形状に移動させると、制御部４２は、撮像画像内から三角形状をした観察対象を探索する。更に、ユーザが、観察対象を検索する方向を指定すると、制御部４２は、指定された方向における撮像画像内から三角形状をした観察対象を探索する。例えば、ユーザが、手指を入力部４０に接触させ、当該入力部４０に接触したまま下部から上部へと接触箇所を移動させると、制御部４２は、現在位置よりも上方向の撮像画像内から三角形状をした観察対象を探索する。

このように、ユーザは、顕微鏡の操作を１箇所で操作することができる。このため、ユーザは、顕微鏡の操作部材の位置を覚えなくても、また、顕微鏡の操作部材の位置を確認しなくても、適切に操作することができる。したがって、ユーザは、使い慣れていない顕微鏡であっても、観察対象から目を離すことなしに顕微鏡１０を操作することができる。また、入力部４０は、ジェスチャー入力を可能とするタッチパネルを構成するので、コンパクトかつスリムにすることができる。

なお、上記入力部４０は、制御部４２に接続する部品として説明したが、本実施例はこれに限られることはない。例えば、入力部４０は、本体１２（一例として側面）に設けてもよい。また、表示部３８が、入力部４０の機能を有するタッチパネル・ディスプレイであってもよい。

制御部４２は、顕微鏡１０の制御全般を司る。制御部４２は、一例として、コンピュータである。制御部４２による制御については、次に述べる。

図２は、制御部４２の制御系を説明するブロック図である。なお、図１と共通の要素には、図１と同一の符号を付し、その説明を省略する。図２に示すように、制御部４２は、処理部５０と、記憶部５２とを有する。処理部５０は、一例として、ＣＰＵ（中央演算処理装置）又はマイクロコントローラである。処理部５０は、記憶部５２に格納された表示制御プログラムを読み込むことによって、取得部６０、特定部６２、及び画像処理部６６として機能する。

取得部６０は、ユーザが入力する指示および顕微鏡１０の各部の状態等を取得する。本実施例において、取得部６０は、入力部４０、撮像部３２、表示部３８、記憶部５２、画像処理部６６、ステージ駆動部１４、及びレボルバ駆動部１８と接続する。

本実施例において、取得部６０は、入力部４０からユーザの指示を取得し、取得した指示に応じた指示を記憶部５２、特定部６２、および／または画像処理部６６に出力する。例えば、取得部６０は、観察範囲の移動の指示を取得する。取得部６０は、入力部４０から入力されたジェスチャーを解析し、当該ジェスチャーに応じた指示を取得する。取得部６０は、入力されたジェスチャーがステージ部１６を移動させる指示であった場合、当該ジェスチャーを観察範囲の移動指示として取得し、取得した観察範囲の移動指示を特定部６２へ出力する。

また、取得部６０は、撮像部３２から撮像画像を取得し、取得した撮像画像を表示部３８、記憶部５２、および／または画像処理部６６に出力する。また、取得部６０は、ステージ駆動部１４から現在のステージ部１６の位置を示す座標データを取得し、取得した座標データを特定部６２、記憶部５２、および／または画像処理部６６に出力する。また、取得部６０は、レボルバ駆動部１８から光軸上に配置されている対物レンズ２２、２４、または２６を示す倍率データを取得し、取得した倍率データを特定部６２、記憶部５２、および／または画像処理部６６に出力する。

特定部６２は、観察範囲を移動させる移動量を特定する。本実施例において、特定部６２は、取得部６０から観察範囲の移動指示が入力されると、ステージ部１６を現在位置から移動先の位置までの距離を算出し、観察範囲を移動させる移動量を特定する。特定部６２は、取得部６０からステージ部１６の現在位置を示す座標データと移動先の座標データとを取得し、これら座標データ同士の差から移動距離を算出する。特定部６２は、当該算出結果を、観察範囲を移動させる移動量として特定する。特定部６２は、特定した移動量をステージ駆動部１４へ出力する。

また、特定部６２は、光軸上に設定する倍率を特定する。本実施例において、特定部６２は、取得部６０から光学系の倍率を設定する設定指示が入力されると、レボルバ駆動部１８から取得部６０を介して現在光軸上に設定されている対物レンズ２２、２４、又は２６の倍率データを取得し、光軸上に設定されている対物レンズ２２、２４、又は２６を変更する必要があるか否かを判定する。特定部６２は、当該判定結果が"必要である"場合に、対物レンズを切り換える駆動指示をレボルバ駆動部１８へ出力する。

例えば、特定部６２は、取得部６０から入力された設定指示が５倍であり、かつ現在光軸上に倍率５の対物レンズ２２が配置されている場合、対物レンズ２２を変更する必要がないと判定する。この場合、特定部６２は、レボルバ駆動部１８へ駆動指示を出力しない。一方、特定部６２は、取得部６０から入力された設定指示が２０倍であり、かつ現在光軸上に倍率５の対物レンズ２２が配置されている場合、対物レンズ２２を変更する必要があると判定する。この場合、特定部６２は、レボルバ駆動部１８へ回転指示を出力して、光軸上の倍率５の対物レンズ２２を倍率２０の対物レンズ２８へと切り換える。

画像処理部６６は、光学系の観察範囲の移動中において、画像内に含まれる観察対象を強調表示する。なお、画像処理部６６は、取得部６０が観察範囲の移動の指示を取得したことに応じて、観察対象を強調表示してもよい。例えば、画像処理部６６は、取得部６０が、入力部４０からステージ部１６の移動指示を取得したことに応じて、観察対象を強調表示する。

また、画像処理部６６は、観察範囲の移動中において、画像のコントラストが基準以下であることを条件として、観察対象を強調表示してもよい。例えば、画像処理部６６は、取得部６０が入力部４０から観察範囲の移動指示を取得すると、光学系の観察範囲が移動中であると判断する。そして画像処理部６６は、観察範囲の移動中において撮像画像のコントラストが予め定められた基準値以下であると判断した場合に、撮像画像内に含まれる観察対象を強調表示する。

ここで、コントラストとは、表示部３８が表示している撮像画像内において、最も暗い部分と最も明るい部分の輝度の差であってよく、これに代えて、撮像画像内のユーザが指定する領域内の、最も暗い部分と最も明るい部分の輝度の差であってもよい。ユーザは、撮像画像内の領域を指定する場合、入力部４０からジェスチャーによって入力してよい。また、コントラストの基準値は、例えば出荷時に予め定められたものであってもよいし、ユーザが顕微鏡１０を使用する前に予め定めたものであってもよい。

画像処理部６６は、光学系の観察範囲の移動が停止したことに応じて、観察対象の強調表示を解除する。例えば、画像処理部６６は、取得部６０が入力部４０から観察範囲の移動停止指示を取得すると、光学系の観察範囲が停止したと判断し、撮像画像内に含まれる観察対象の強調表示を解除する。

画像処理部６６は、観察対象の強調表示として、例えば、観察対象の境界近傍を強調する。画像処理部６６は、画像認識技術等により観察対象を検出し、検出した観察対象の輪郭を強調する。また、画像処理部６６は、観察対象または観察対象の境界近傍を着色して強調してもよい。また、画像処理部６６は、観察対象または観察対象の境界近傍を点滅表示してしてもよい。

例えば、画像処理部６６は、撮像画像内またはユーザが指定する領域内において、隣り合う画素の輝度の変化が予め定められた値以上の画素について、予め定められた輝度および／または色に変換してよい。また、画像処理部６６は、変換した画素が連続して、予め定められた長さ以上の線状に並ぶ場合、または閉じた図形等を形成する場合は、当該線または図形を、予め定められた太さ、輝度、および色の線で描画してもよい。

これに代えて、画像処理部６６は、表示部３８が表示している撮像画像内において、予め定められた輝度または表示画像内の輝度の平均値等に比べて、輝度の高い画素または低い画素が隣り合う画素領域を抽出する。画像処理部６６は、撮像画像内またはユーザが指定する領域内において、抽出した画素領域が予め定められた面積よりも広い場合、当該画素領域を観察対象として、当該画素領域の境界近傍を強調してもよい。

また、画像処理部６６は、表示部３８が表示している撮像画像内において、ユーザにより観察対象を指定された場合は、当該観察対象の境界近傍を強調してよい。ここで、ユーザによる指定が、表示された観察対象の形状に対応して、入力部４０上を指で当該形状と同様の形状をなぞるジェスチャー入力の場合、ユーザがなぞった形状に対応する撮像画像内の画素を予め定められた輝度および／または色に変換してよい。

これに代えて、画像処理部６６は、表示部３８が表示している撮像画像全体またはユーザが指定する領域全体に対して、コントラスト強調処理をしてもよい。画像処理部６６のコントラストの強調手段は、ユーザによって予め指定されてよく、また、ユーザによって画像処理方法をプログラミングされてもよい。

画像処理部６６は、表示部３８に表示する画像に対し、光学系の倍率に応じた基準マーカを付加してもよい。なお、画像処理部６６は、画像のコントラストが基準以下の場合に、基準マーカを付加してもよい。本実施例において、画像処理部６６は、表示部３８に表示する撮像画像のコントラストが予め定められた基準値以下であると判断した場合に、光軸上に配置された対物レンズ２２、２４、又は２６の倍率に応じた基準マーカを、表示部３８に表示する撮像画像に対して付加する。コントラストの基準値は、例えば出荷時に予め定められた値であってもよいし、ユーザが設定した値であってもよい。

基準マーカは一例としてグリッドである。画像処理部６６は、観察対象に追従するようにステージ部１６の動きと同期してグリッドを表示部３８にスクロール表示させる。具体的には、画像処理部６６は、ステージ駆動部１４から取得部６０を介して入力される単位時間あたりの座標データの変化量（座標データの変化量／時間）からステージ部１６の移動速度を算出し、当該移動速度に応じてグリッドを表示部３８にスクロール表示させる。

これにより、コントラストが予め定められた基準値よりも低い撮像画像をスクロール表示させた場合において、グリッドがステージ部１６の動きと同期してスクロール表示される。これにより、ユーザは、テクスチャの乏しい撮像画像を表示部３８にスクロール表示させも、ステージ部１６が移動していることを容易に視認することができる。

画像処理部６６は、更に、光軸上に配置された対物レンズ２２、２４、又は２６の倍率に応じてグリッドの色、太さ、および／または間隔を変えてもよい。例えば、画像処理部６６は、レボルバ駆動部１８から取得部６０を介して入力される倍率データに応じてグリッドの色、太さ、および／または間隔の表示態様を変える。

一例として、画像処理部６６は、倍率データに応じて色を変える場合、５倍率を青色、１０倍率を緑色、２０倍率を赤色で表示する。なお、画像処理部６６は、色、太さ、及び間隔を組み合わせて、倍率毎に異ならせて表示してもよい。

このように、画像処理部６６が倍率に応じて色、太さ、および／または間隔を変えることにより、ユーザは、観察対象を何倍の倍率で観察しているのかを視覚的に把握することができる。なお、画像処理部６６が倍率に応じてグリッドの間隔を変える場合、ユーザは、グリッドの間隔から、観察対象をどちらの方向にどれだけ移動させればよいかを視覚的に把握することもできる。

また、画像処理部６６は、入力部４０から取得部６０を介して入力されるユーザの指示（例えば強調表示の設定の指示）に応じて、グリッドの表示態様（色、太さ、および／または間隔）を切り換えてもよい。また、画像処理部６６は、入力部４０から取得部６０を介して入力されるユーザの指示（例えば強調表示の設定の指示）に応じて、グリッド表示の有効／無効を切り換えてもよいし、強調表示の有効／無効を切り換えてもよい。

記憶部５２は、撮像部３２が撮像した画像を記憶する。本実施例において、記憶部５２は、取得部６０から入力された撮像画像を記憶する。なお、記憶部５２は、ステージ部１６の移動に伴って、撮像部３２が順次撮像する撮像画像を記憶してもよい。記憶部５２は、さらに、ステージ部１６の移動が停止した場合には、撮像画像の記憶を停止してもよい。

記憶部５２は、取得部６０から入力された座標データ及び倍率データを記憶する。一例として、記憶部５２は、取得部６０から入力された撮像時の座標データ及び倍率データを撮像画像の属性情報（以下、メタデータと示す。）として記憶する。なお、記憶部５２は、当該メタデータを撮像画像に含めて記憶してもよいし、撮像画像は別に記憶してもよい。

記憶部５２は、出力指示が入力されると撮像画像を出力する。一例として、記憶部５２は、取得部６０から出力指示が入力されると、記憶した撮像画像を取得部６０へ出力する。取得部６０は、取得した当該撮像画像を表示部３８および／または入力部４０へ入力し、表示部３８および／または入力部４０に表示させる。

図３は、制御部４２によって実行される表示制御処理のフローチャートである。表示制御処理は、処理部５０が記憶部５２に格納されている表示制御プログラムを読み込むことによって実行される。

図３に示すように、表示制御処理では、画像処理部６６は、取得部６０が入力部４０から入力されるユーザの移動指示を取得するまで待機状態となる（Ｓ１０）。当該待機状態において、撮像部３２は撮像動作を続けてよく、取得部６０は、撮像部３２から取得した撮像画像を順次表示する。

取得部６０は、移動指示を取得すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、撮像部３２から取得している撮像画像を画像処理部６６へ出力する。画像処理部６６は、入力された撮像画像のコントラストが予め定められた基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。画像処理部６６は、入力された撮像画像のコントラストが予め定められた基準値以下である場合、処理をステップＳ１４に進める。図４には、観察対象１０２を撮像した撮像画像１００のコントラストが、予め定められた基準値以下である場合の一例を示す。

画像処理部６６は、観察対象を強調表示する（Ｓ１４）。すなわち、画像処理部６６は、ステージ部１６により観察範囲が移動されたことに応じて画像内に含まれる観察対象を強調表示する。また、画像処理部６６は、ステージ部１６の動きと同期したグリッドを撮像画像に付加して表示する（Ｓ１６）。なお、観察対象の強調表示およびグリッド表示については、前述したのでここでは省略する。図５には、撮像画像１００に観察対象１０２の強調表示およびグリッド表示を施した場合の一例を示す。

一方、画像処理部６６は、入力された撮像画像のコントラストが予め定められた基準値よりも大きい値である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１８に進める。画像処理部６６は、取得部６０が入力部４０から入力されるユーザの移動停止指示を取得するまで観察対象の強調表示およびグリッド表示を続けてよい。ここで、本実施例の画像処理部６６は、ステップＳ１２の処理に戻り、ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を繰り返す。

これにより、画像処理部６６は、初期状態においてコントラストが十分な撮像画像が得られ、かつ、ステージ部１６の移動途中で撮像画像のコントラストが予め定められた基準値以下となった場合においても、観察対象を強調表示することができる。

取得部６０は、移動停止指示を取得すると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、移動停止指示を取得部６０へ出力する。画像処理部６６は、取得部６０から移動停止指示を取得すると、観察対象の強調表示およびグリッド表示を解除する（Ｓ２０）。

以上説明したように、本実施形態の顕微鏡１０は、光学系の観察範囲の移動中において、撮像部３２が撮像した撮像画像内に含まれるコントラストの低い観察対象を強調表示する。これにより、顕微鏡１０は、ユーザがコントラストの低い観察対象を観察し、光学系の観察範囲を移動させた場合に、当該観察対象を視認させることができる。また、顕微鏡１０は、ユーザが光学系の観察範囲の移動速度を上げても、当該観察対象を見失わせずに視認させ続けることができる。また、顕微鏡１０は、観察範囲の移動と共に、当該移動と同期させてグリッドを表示させるので、ユーザに対して移動距離および移動速度等を、観察対象を見続けながら感覚的に認識させることができる。

なお、上記表示制御処理では、ステップＳ１２において、強調表示およびグリッド表示をするか否かを判定するコントラストの基準値を同一の場合で説明したが、本実施例はこれに限られることはない。例えば、強調表示およびグリッド表示のそれぞれに対して、コントラストの基準値を異ならせてもよい。この場合、強調表示およびグリッド表示を別々の表示制御処理としてよい。

また、上記表示制御処理では、撮像部３２から取得している撮像画像のコントラストが予め定められた基準値よりも大きい値である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、画像処理部６６がステップＳ１４及びステップＳ１６の処理をスキップすることを説明した。

しかし、本実施例はこれに限られることはない。例えば、ステップＳ１２の判定がＮｏであった場合、画像処理部６６は、強調表示およびグリッド表示が実行されているか否かを更に判定してもよい。画像処理部６６は、当該判定がＹｅｓであった場合、これらの表示を解除する。これにより、画像処理部６６は、初期状態においてコントラストが不十分な撮像画像であっても、ステージ部１６の移動途中で撮像画像のコントラストが予め定められた基準値より大きくなった場合、観察対象の強調表示を解除することができる。一方、画像処理部６６は、当該判定がＮｏであった場合、強調表示およびグリッド表示を解除する処理をスキップする。

以上の本実施形態の画像処理部６６は、撮像画像に画像処理を施して、撮像画像に含まれるコントラストの低い観察対象を強調表示することを説明した。ここで、記憶部５２が、撮像部３２で観察対象を撮像している光学系の倍率よりも高い倍率で撮像した観察対象の高倍率画像を記憶している場合において、画像処理部６６は、画像内の観察対象の画像を、高倍率画像に置き換えて表示してもよい。このような変形例にかかる当該表示処理の詳細について、図４、図６、及び図７を用いて説明する。

図４は、撮像部３２が観察対象１０２を撮像した撮像画像１００である。図４の観察対象１０２のコントラストは、予め定められたコントラストの基準値以下である。

図６は、図４よりも高い倍率で撮像部３２が観察対象１０２を撮像した撮像画像１０４である。図６の観察対象１０２のコントラストは、予め定められたコントラストの基準値よりも大きいことを示す。このように、観察対象１０２は、高倍率で観察することにより、コントラストが高く視認性が向上する場合がある。そこで、画像処理部６６は、ユーザが観察対象１０２を高倍率で観察した後に、光学系を低倍率に切り換えてから観察範囲を移動させた場合、観察対象１０２の高倍率画像を切り換えた低倍率に応じて縮小して低倍率画像の観察対象と置き換えてもよい。

図７は、低倍率の撮像画像１００における観察対象１０２を、高倍率の撮像画像１０４を縮小した画像で置き換えた撮像画像の一例である。画像処理部６６は、ユーザから観察範囲の移動の指示に応じて、このように、コントラストの高い画像と置き換えて、観察対象１０２を強調表示してよい。

このような変形例において、画像処理部６６がコントラストの高い画像に置き換える処理は、以下のとおりである。取得部６０は、入力部４０から観察範囲の移動の指示を取得すると、記憶部５２から置き換え用の撮像画像を取得して画像処理部６６へ出力する。取得部６０は、記憶部５２に記憶された撮像時の座標データ及び倍率データを検索して、観察範囲の高倍率画像が記憶されている場合、当該高倍率画像を取得して画像処理部６６に出力する。

画像処理部６６は、高倍率の撮像画像１０４の倍率と、撮像部３２から取得した低倍率の撮像画像１００の倍率とを比較して、高倍率の撮像画像１０４の縮小率を決めて縮小する。即ち、画像処理部６６は、高倍率の撮像画像１０４を縮小して、低倍率の撮像画像１００と略同一の縮尺に変換する。

また、画像処理部６６は、高倍率の撮像画像１０４の座標データと、低倍率の撮像画像１００の座標データとを比較して、低倍率の撮像画像１００内において、縮小した高倍率の撮像画像１０４を置き換える領域を決めて置き換える。このようにして、画像処理部６６は、コントラストの低い観察対象をコントラストの高い高倍率画像の観察対象に置き換えて表示することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、顕微鏡１０は、ステージ部１６の移動に伴って移動していく様々な観察対象の撮像画像を順次取得し、後に一の撮像画像が選択されたことに応じて、その撮像画像に対応付けられた撮像時の位置にステージ部１６を戻すと共に、撮像時の光学系の倍率に対物レンズを戻してもよい。

このような動作において、顕微鏡１０が実行する表示制御処理および移動制御処理は、以下のとおりである。まず、取得部６０は、ステージ部１６の移動に伴って撮像部３２により順次撮像されていく複数の撮像画像を、それぞれメタデータ（すなわち例えば撮像時のステージ部１６の座標データ及び倍率データ等）と対応付けて記憶部５２に記憶する。そして、取得部６０は、順次撮像された複数の撮像画像を、一例として撮像時刻順に並べて表示部３８および／または入力部４０に表示させる。

ユーザが複数の撮像画像の中から一の撮像画像を選択すると、取得部６０は、選択された撮像画像を取得し、当該撮像画像のメタデータを参照して撮像時の座標データを取得する。取得部６０は、ステージ部１６を現在位置から選択された撮像画像の撮像時における位置へと移動させる移動指示を特定部６２へと与える。これを受けて特定部６２は、現在位置から移動先の位置への移動量を特定し、ステージ駆動部１４を制御してステージ部１６を撮像時における位置へと移動させる。

また、取得部６０は、撮像時の倍率データと同じ倍率を設定する設定指示を併せて特定部６２へ出力してもよい。これを受けて特定部６２は、取得部６０から入力された設定指示および現在の倍率に基づいて、光学系の倍率を切り換えるか否かを決め、切り換える場合は、レボルバの回転指示をレボルバ駆動部１８へと与える。これを受けてレボルバ駆動部１８は、当該回転指示に応じて対物レンズを切り換える。以上により、ユーザは、記憶部５２に記憶された撮像画像に基づき、当該撮像画像と略同一の視野を再現することができる。

このような表示制御処理により、ユーザは、表示部３８に並べて表示された撮像画像を参照することにより、観察対象の検出を開始してから終了するまでの履歴、すなわち、観察対象を探し始めてから見つけるまでの履歴を参照することができる。

また、このような移動制御処理により、ユーザは、表示部３８に並べて表示された撮像画像の中から一の撮像画像を選択することにより、過去に観察した位置にステージ部１６を移動させて、前と同じ観察対象を再度観察することができる。更に、光学系の倍率が自動で設定されるので、ユーザは、過去に観察した条件と同じ条件をいちいち確認して設定せずにすむ。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 顕微鏡、 １２ 本体、 １４ ステージ駆動部、 １６ ステージ部、 １８ レボルバ駆動部、 ２０ レボルバ、 ２２ 対物レンズ、 ２４ 対物レンズ、 ２６ 対物レンズ、 ２８ 鏡筒、 ３０ 接眼レンズ、 ３２ 撮像部、 ３４ ランプハウス、 ３６ ランプハウス、 ３８ 表示部、 ４０ 入力部、 ４２ 制御部、 ４４ 駆動ダイヤル、 ４６ 粗動用ダイヤル、 ４８ 微動用ダイヤル、 ５０ 処理部、 ５２ 記憶部、 ６０ 取得部、 ６２ 特定部、 ６６ 画像処理部、 １００ 撮像画像、 １０２ 観察対象、 １０４ 撮像画像

Claims (10)

1. 光学系と、
   被写体を前記光学系を通して撮像する撮像部と、
   前記撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、
   前記光学系の観察範囲の移動中において、前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する画像処理部と、
   を備える光学装置。
2. 前記観察範囲の移動の指示を取得する取得部を備え、
   前記画像処理部は、前記取得部が前記観察範囲の移動の指示を取得したことに応じて、前記観察対象を強調表示する請求項１に記載の光学装置。
3. 前記画像処理部は、前記観察範囲の移動中において、前記画像のコントラストが基準以下であることを条件として、前記観察対象を強調表示する請求項１または２に記載の光学装置。
4. 前記画像処理部は、前記観察対象の境界近傍を強調する請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置。
5. 前記画像処理部は、前記観察対象または前記観察対象の境界近傍を着色して強調する請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置。
6. 前記撮像部が撮像した画像を記憶する記憶部を更に備え、
   前記記憶部が、前記撮像部で前記観察対象を撮像している前記光学系の倍率よりも高い倍率で撮像した前記観察対象の高倍率画像を記憶している場合において、前記画像処理部は、前記画像内の前記観察対象の画像を、前記高倍率画像に置き換えて表示する請求項１から５のいずれか一項に記載の光学装置。
7. 前記画像処理部は、前記光学系の観察範囲の移動が停止したことに応じて、前記観察対象の強調表示を解除する請求項１から６のいずれか一項に記載の光学装置。
8. 前記画像処理部は、前記表示部に表示する画像に対し、前記光学系の倍率に応じた基準マーカを付加し、
   前記表示部は、前記基準マーカが付加された画像を表示する請求項１から７のいずれか一項に記載の光学装置。
9. 前記画像処理部は、前記画像のコントラストが基準以下の場合に、前記基準マーカを付加する請求項８に記載の光学装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の光学装置と、
    前記光学系の観察範囲を移動するステージ部と
    を備え、
    前記画像処理部は、前記ステージ部により観察範囲が移動されたことに応じて前記画像内に含まれる観察対象を強調表示する顕微鏡。

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