JP2014235408A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとって、手間をかけずにＤＩＣ観察での最適な画像を取得することを可能とする顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】微分干渉プリズムを有し、微分干渉観察を行うことのできる顕微鏡装置であって、ユーザからの標本２の画像観察の開始指示を受け付けると、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能な第１の範囲について、粗動探索を行い、輝度に関する情報に基づき、０次暗黒位置に最も近い第１の位置を認識する。制御部２０は、第１の位置を含み、第１の範囲よりも狭い第２の範囲について、微動探索を行い、輝度に関する情報に基づき、第２の範囲から、０次暗黒位置である第２の位置を認識する。制御部２０は、第２の位置に基づき、ＤＩＣプリズム６ａを所定の色に対応する位置に移動させるようステッピングモータ６ｂを駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、微分干渉観察を行うことのできる顕微鏡装置に関する。

光は、標本を透過する際に、透過した部位の屈折率と厚さの違いにより、透過光の光路差が生じる。このことを利用した観察方法を、微分干渉観察（ＤＩＣ観察）という。
ＤＩＣ観察では、標本の屈折率と厚みにより観察像が変わってしまうため、標本に合わせて光学素子である微分干渉プリズム（ＤＩＣプリズム）の位置を調整して観察を行う。これにより、標本の表面にある傷や凹凸のコントラストがよいＤＩＣ観察画像を取得することができる。以下の説明では、このようなコントラストのよいＤＩＣ観察画像を、「最適なＤＩＣ観察画像」という。

従来における最適なＤＩＣ観察画像を得るための方法の１つに、ＤＩＣプリズムの位置を一定間隔で変えながら、順次取得した画像をモニタに表示していき、ユーザが、表示された複数の観察画像の中から好みのＤＩＣ観察画像を選択することによる方法がある。これによれば、ユーザが選択したＤＩＣ観察画像に対応する位置にＤＩＣプリズムを移動して、その位置でＤＩＣ観察画像を取得する。

従来における最適なＤＩＣ観察画像を得るための他の方法としては、以前に最適なＤＩＣ観察画像を取得できたＤＩＣプリズムの位置を、メモリ等の記憶部に記憶しておく方法もある。これによれば、標本を変えたときに、メモリ等からＤＩＣプリズムの位置を読み出して、ＤＩＣプリズムを読み出した値のＤＩＣプリズム位置に移動させる。これにより、先に行ったＤＩＣ観察と同一の条件に戻して観察を行う。

この他、ＤＩＣ観察機能を有する光学顕微鏡のレタデーション調整に関して、ＤＩＣプリズムの移動指示が継続する時間を計時して、計時した時間に応じてＤＩＣプリズムの移動量を変化させる技術について開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２８６８７１号公報

上記の従来のＤＩＣプリズムの位置を一定間隔で変えながら順次取得した画像をモニタに表示していく方法によれば、常に同じ位置から処理を開始し、最適なＤＩＣ観察画像が得られるまで、処理を繰り返すことになる。最適なＤＩＣ観察画像が得られるまで、すなわち、ユーザにより好みの画像が選択されるまで、何回もＤＩＣプリズムの位置を変えてそれぞれの位置の画像を取得していく必要があるため、手間を要することとなる。

また、以前に最適なＤＩＣ観察画像を取得できたＤＩＣプリズムの位置を、メモリ等の記憶部に記憶しておく方法によれば、図１５に例示するように、標本によりＤＩＣプリズムの鋭敏色の関係がシフトしてしまうため、最適なＤＩＣ観察画像が得られるＤＩＣプリズム位置を特定することは難しい。すなわち、顕微鏡観察で使用する標本には、半導体表面等の産業用途の標本や、細胞等の生物の標本等、多くの種類がある。このため、上記の最適なＤＩＣ観察画像を取得できたＤＩＣプリズムの位置をメモリ等に記憶しておき、これを読み出して一律に所定の位置にＤＩＣプリズムを移動させて観察を行ったとしても、所望の最適なＤＩＣ観察画像が取得できるとは限らない。例えば、ある標本では灰色鋭敏色で見える場合であっても、同一のＤＩＣプリズム位置で他の標本を観察すると、青色鋭敏色で見える場合もある。このように、メモリ等から読み出した情報を元に決定したＤＩＣプリズムの位置では最適なＤＩＣ観察画像を得ることができない場合は、ＤＩＣプリズムの位置を再調整する必要が生じ、同様に、手間を要することとなってしまう。

本発明は、ユーザにとって、手間をかけずにＤＩＣ観察での最適な画像を取得することを可能とする顕微鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、微分干渉プリズムを有し、微分干渉観察を行うことのできる顕微鏡装置であって、ユーザからの前記標本の画像観察の開始指示を受け付ける操作部と、前記操作部を介して所定の色での微分干渉観察の開始指示がなされたことを認識すると、前記微分干渉プリズムを駆動する駆動部を制御して、前記微分干渉プリズムを、前記色に対応する所定の位置に移動させるよう、前記駆動部の制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記微分干渉プリズムの移動可能な第１の範囲について、第１のピッチで前記微分干渉プリズムを移動させて第１の探索処理である粗動探索を行い、前記輝度に関する情報に基づき、粗動探索において前記駆動部を駆動させて前記微分干渉プリズムを移動させていった位置の中で、０次暗黒位置に最も近い第１の位置を認識し、前記第１の位置を含み、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲について、前記第１のピッチよりも小さい第２のピッチで前記微分干渉プリズムを移動させて第２の探索処理である微動探索を行い、前記輝度に関する情報に基づき、微動探索において前記駆動部を駆動させて前記微分干渉プリズムを移動させていった位置の中から、０次暗黒位置である第２の位置を認識し、前記第２の位置に基づき、前記微分干渉プリズムを前記所定の色に対応する位置に移動させるよう前記駆動部を駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、顕微鏡装置のユーザにとっては、手間をかけずにＤＩＣ観察での最適な画像を取得することが可能となる。

第１の実施形態に係る顕微鏡装置の構成図である。 第１の実施形態に係る顕微鏡装置のブロック図であり、顕微鏡装置の制御部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ観察画像を得ることのできるＤＩＣプリズムの位置を求める処理を示したフローチャートである。 第１の実施形態による粗動探索処理において、画像処理部のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。 粗動探索処理について説明するための図である。 第１の実施形態による微動探索処理において、画像処理部のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。 微動探索処理について説明するための図である。 ユーザに最適なＤＩＣ観察画像を選択させるための処理について説明する図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣＰプリズムの位置を求める処理を示したフローチャートである。 第１の実施形態の第１の変形例による粗動探索処理において、画像処理部のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。 第１の実施形態の第１の変形例による微動探索処理において、画像処理部のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。 第２の実施形態に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣプリズムの位置を求める処理を示したフローチャートである。 ＢＦ画像とＤＩＣ画像を例示する図である。 最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣプリズムの位置を判断する方法について説明する図である。 プリズム位置と鋭敏色との関係について説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面の記載においては、同一の構成には同一の符号を付すこととする。
＜第１の実施形態＞

図１は、本実施形態に係る顕微鏡装置の構成図である。図１に示す顕微鏡装置においては、顕微鏡本体１には、標本２を載置するステージ３が取付けられている。標本２の観察光学系の光路上には、対物レンズ４が配置される。レボルバ５は、対物レンズ４を保持している。図１においては不図示であるが、図１の顕微鏡装置は、レボルバ５をＺ軸方向に駆動させる機構を備え、これにより、標本２の形状に合わせてピント合わせを行う。

顕微鏡装置の鏡筒８には、接眼レンズ９が取付けられている。観察者は、接眼レンズ９を覗き込むことで、標本２を観察することができる。鏡筒８内には、光源１１からの照明光学系の光路上に配置されるダイクロイックミラー１２やポラライザ１３等が配置されている。また、鏡筒８の上には、標本２の像を取得し、取得した画像を、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置３０（以下、ＰＣ３０とする）の画像処理部に送信するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ１０が配置されている。ＰＣ３０の画像処理部で必要な処理を施された画像は、モニタ４０に表示される。

図１に示すとおり、観察光学系の光路上には、ＤＩＣ（Differential Interference Contrast、微分干渉）プリズムを、光軸と直交する平面上にスライドさせることのできるＤＩＣユニット６及びアナライザ７が配置されている。アナライザ７は、ポラライザ１３と直交ニコルに配置される。アナライザ７とポラライザ１３については、図１においては不図示のモータにより、電動で光路外に移動させて、ＤＩＣ観察以外の観察を行うことも可能に構成されている。

光がポラライザ１３、ＤＩＣユニット６のＤＩＣプリズム、及びアナライザ７を経由することにより、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子においては、標本２についてのＤＩＣ画像の画像信号が取得される。本実施形態に係る顕微鏡装置によれば、ＤＩＣ観察を行うに当たり、最適な（コントラストのよい）ＤＩＣ観察画像を得ることができるよう、制御部２０において、ＤＩＣユニット６を制御してＤＩＣプリズムの位置を適切に調整する。図２を参照して、本実施形態に係る顕微鏡装置の制御部２０の構成について具体的に説明する。

図２は、本実施形態に係る顕微鏡装置のブロック図であり、顕微鏡装置の制御部２０の機能を説明する図である。図２においては、最適なＤＩＣ観察画像を得るためにＤＩＣプリズムの位置を調整する処理に関する構成を示し、他の構成については省略している。

制御部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２及びＲＯＭ（Read Only Memory）２３がバス２４を介して相互に接続され、ＤＩＣプリズムを移動させるためのモータドライバ２５と光源１１を制御するための照明部２６とを有する。

ＣＰＵ２１は、顕微鏡装置と接続している各入力装置や記憶装置より入力されるデータを演算し、各出力装置や記憶装置にデータを出力する。ＲＡＭ２２は、演算データ等の各種データが格納される。ＲＯＭ２３は、顕微鏡装置の制御プログラム等を格納する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３の制御プログラムを読み出して、照明部２６やモータドライバ２５を動作させて、それぞれ光源１１やＤＩＣユニット６の制御を行う。

モータドライバ２５は、ＣＰＵ２１の指示に応じて、ＤＩＣユニット６のステッピングモータ６ｂを駆動する。なお、ＣＰＵ２１は、予めＲＯＭ１７に保存されている座標情報より、ＤＩＣユニット６のＤＩＣプリズム６ａの位置を判断することができる。

照明部２６は、定電流回路で構成されており、ＣＰＵ２１の指示に応じて、定電流回路に流す電流値の基準電圧を決定し、光源１１に適切な駆動電流を流す。なお、光源１１の仕様によっては、基準電圧に基づき印加電圧を決定してこれを出力することにより光源１１を調光してもよい。

ＤＩＣユニット６は、ＤＩＣプリズム６ａとステッピングモータ６ｂとを含む。
ＤＩＣユニット６においては、モータドライバ１９からの駆動パルス信号を受けたステッピングモータ６ｂにより、ＤＩＣプリズム６ａの光路上の位置を移動させることができる。ステッピングモータ６ｂの駆動範囲のリミット位置にセンサを配置して、センサからの情報をＣＰＵ２１が受け取ることで、ＤＩＣプリズム６ａがリミット位置にあることを把握できるように構成してもよい。

モニタ４０には、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子からの画像を表示する。モニタ４０は、取得したＤＩＣプリズム６ａの位置ごとのＤＩＣ観察画像を複数表示させることもでき、観察者等のユーザは、ＰＣ３０のアプリケーションソフト３１から所望の画像を選択することもできる。

ＰＣ３０は、画像処理部３２とアプリケーションソフト３１とを含み、顕微鏡装置と接続され、制御部２０のＣＰＵ２１と双方向での通信が可能である。顕微鏡装置のユーザは、ＰＣ３０等を介して、顕微鏡装置に対してＤＩＣ観察の開始を指示する。

図１の説明においても記載したとおり、顕微鏡装置の光源１１から発せられた光は、標本にて反射して、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子に入射する。ＰＣ３０の画像処理部３２は、基板で構成され、ＰＣ３０の拡張ポートに接続されている。画像処理部３２は、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子において取得した画像より生成されるデジタル画像信号に対して必要な画像処理を施し、ＤＩＣ観察画像を得る。また、画像処理部３２は、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子において取得した画像より生成されるデジタル画像信号より、画像の平均輝度値等の輝度に関する情報を算出する。アプリケーションソフト３１は、画像処理部３２が算出した平均輝度値等の情報を、画像処理部３２内の図２においては不図示のＲＡＭ等に格納する。

画像処理部３２は、制御部２０のＣＰＵ２１からの指示に応じて、ＣＣＤカメラ１０より受信した画像信号をモニタ４０に出力することもできるし、算出した平均輝度値等の情報をＣＰＵ２１に出力することもできる。

本実施形態においては、制御部２０（のＣＰＵ２１）は、ユーザからＰＣ３０等を介して所定の色でのＤＩＣ観察の開始指示を受け付けると、最適なＤＩＣ観察画像の得られるＤＩＣプリズム６ａの位置を認識し、これに応じた制御を行う。最適なＤＩＣ観察画像の得られるＤＩＣプリズム６ａの位置は、画像処理部３２が、ＤＩＣプリズム６ａの位置ごとに取得したＤＩＣ観察画像より輝度に関する情報を求め、アプリケーションソフト３１が、これを互いに比較した結果より求まる。制御部２０のＣＰＵ２１においては、ＰＣ３０の画像処理部３２からの通知に応じて、ＤＩＣプリズム６ａを、最適なＤＩＣ観察画像を得ることのできる位置に移動させる。以下に、フローチャート等を参照して、本実施形態に係る顕微鏡装置が、最適なＤＩＣ観察画像を得ることのできるＤＩＣプリズム６ａの位置を求める方法について、具体的に説明する。

図３は、本実施形態に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ観察画像を得ることのできるＤＩＣプリズム６ａの位置を求める処理を示したフローチャートである。顕微鏡装置の制御部２０は、例えば、顕微鏡装置のユーザにより、ＰＣ３０等を介してＤＩＣ観察モードが設定されたことを契機として、図３に示す一連の処理を開始する。

まずは、ステップＳ１−１〜ステップＳ１−８の粗動探索処理により、ＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置の見当を付ける。粗動探索とは、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能な全範囲を対象に、後述する微動探索に対してＤＩＣプリズム６ａを大きいピッチで移動させて探索を行うことをいう。以下においては、ＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置の見当を付ける処理を、以下においては、第１探索処理ともいう。

具体的には、ステップＳ１−１で、制御部２０は、第１探索開始位置にＤＩＣプリズム６ａを移動させる。第１探索開始位置とは、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能な全範囲について粗動探索を行う場合の探索開始時のＤＩＣプリズム６ａの位置をいう。実施例では、ＤＩＣプリズム６ａは、例えば「０‐１００」の範囲を移動可能であり、第１探索開始位置は、「位置０」とする。また、実施例では、粗動探索においてはＤＩＣプリズム６ａを例えば、１０ピッチずつ移動させていくこととする。ここでは、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを基準となる位置０に移動させるようモータドライバ２５に指示を出す。モータドライバ２５は、ステッピングモータ６ｂを駆動して、ＤＩＣプリズム６ａを位置０にまで移動させる。

また、ステップＳ１−１では、制御部２０は、第１探索開始位置から１０ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを順次移動させて探索を行っていった場合に、ＤＩＣプリズム６ａの各位置（第１探索開始位置から何ピッチ移動させたか）をカウントするためのカウンタｉを初期化し、１を設定すると、ステップＳ１−２に進む。

ステップＳ１−２で、制御部２０は、ＰＣ３０の画像処理部３２に輝度値を検出するよう指示を出す。画像処理部３２は、第１探索開始位置においてＣＣＤカメラ１０の撮像素子で取得した画像信号より、平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値を、ＰＣ３０のアプリケーションソフト３１に送る。アプリケーションソフト３１は、画像処理部３２のＲＡＭ（図２等においては不図示）に平均輝度値を保存する。画像処理部３２は、アプリケーションソフト３１による平均輝度値の保存処理が完了すると、顕微鏡装置の制御部２０にその旨を通知する。

ステップＳ１−３で、制御部２０は、上記カウンタｉが１０以下であるか否かを判定する。第１探索開始位置においては、ｉ＝１（ステップＳ１−３でＹｅｓの場合）であるため、処理をステップＳ１−４へと移行させる。

ステップＳ１−４では、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを１０ピッチ移動させるようモータドライバ２５に指示する。モータドライバ２５は、ＤＩＣユニット６のステップモータ６ｂを駆動して、ＤＩＣプリズム６ａの位置を０から１０に移動させ、ステップＳ１−５に進む。

ステップＳ１−５においては、ステップＳ１−１と同様に、制御部２０は画像処理部３２に輝度値を検出するよう指示を出す。画像処理部３２がＣＣＤカメラ１０の撮像素子で取得した画像信号より平均輝度値を算出すると、ステップＳ１−６に進む。

ステップＳ１−６で、アプリケーションソフト３１は、ステップＳ１−５で画像処理部３２が算出した平均輝度値とＲＡＭに保存されている値とを比較し、先に求めた平均輝度値が、極小値であるか否かを判定する。先に求めた平均輝度値が極小値でない場合（ステップＳ１−６でＮｏの場合）は、ステップＳ１−７に進む。カウンタ値ｉ＝１の場合は、２つの位置（位置０及び位置１０）での平均輝度値しか求めておらず、極小値であるか否かを判定することができないため、そのままステップＳ１−７に進む。

ステップＳ１−７で、アプリケーションソフト３１は、画像処理部３２のＲＡＭに保存されている２つの値のうち、先に求めた方の値を、ステップＳ１−５で算出された平均輝度値に更新する。カウンタｉ＝１の場合は、ＲＡＭに保存されている平均輝度値は１つであるため、既に保存されている値は残しつつ、ステップＳ１−５で算出した平均輝度値の保存を行う。ステップＳ１−８で、ＰＣ３０側から通知を受けた顕微鏡装置の制御部２０が、カウンタｉの値を１加算し、ステップＳ１−３に戻る。

このように、粗動探索処理においては、ＤＩＣプリズム６ａの位置を１０ピッチずつ移動させて、その位置で取得した画像信号より平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値を、先に求めてＲＡＭに保存しておいた値と比較する。算出した平均輝度値をＲＡＭに保存されている値と比較した結果、前回求めた平均輝度値が極小値であると判定される（ステップＳ１−６でＹｅｓの場合）か、あるいは、カウンタｉの値が１０を超える（ステップＳ１−３でＮｏの場合）まで、上記のステップＳ１−３〜ステップＳ１−８の処理を繰り返す。極小値の求め方については、図４を参照して詳しく説明する。

なお、ステップＳ１−３において、カウンタｉの値が１０より大きいと判定した場合は、粗動探索エラーとして、ステップＳ１−２１において、制御部２０は、モニタ４０にその旨を表示し、ＤＩＣプリズム６ａを位置０に戻すよう制御して、処理を終了する。

図４は、本実施形態による粗動探索処理において、画像処理部３２のＲＡＭ等のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。ステップＳ１−６で比較する３つの平均輝度値のうち、ステップＳ１−５で新たに算出した値を「輝度値Ａ」、先にＲＡＭ等に保存しておいた値を「輝度値Ｂ」及び「輝度値Ｃ」とする。なお、ステップＳ１−３では、カウンタｉが１０以下であるか否かを判定したが、この「１０」の値は、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能範囲を「０‐１００」とし、ＤＩＣプリズム６ａを１０ピッチずつ移動させる場合の値の一例であって、移動可能な全範囲を粗動探索できればよく、移動可能範囲や移動ピッチによって適宜変更可能である。

図４に示す例では、新たにカウンタ値ｉ＝７で求めた輝度値Ａを、先にカウンタ値ｉ＝６、５でそれぞれ求めた輝度値Ｂ、Ｃと比較する。比較した結果、カウンタ値ｉ＝６において輝度値Ｂは、平均輝度値「５」であり、その前後で平均輝度値は減少から増加に転じている。このことから、０次暗黒位置は、カウンタｉ＝６に対応する位置周辺にあるとして、上記の粗動探索処理を終了して、ステップＳ１−６からステップＳ１−９へと処理を移行させる。粗動探索処理において０次暗黒位置の見当を付ける方法について、図５を参照して説明する。

図５は、粗動探索処理について説明するための図である。縦軸には、輝度に関する情報（輝度値／コントラスト値）を、横軸には、ＤＩＣプリズム６ａの位置（０〜１００）を表している。ここでは、図３のフローチャートで用いている（平均）輝度値を例に説明する。

位置０から１０ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを順に移動させて輝度値を求めていくと、ＤＩＣプリズム６ａの位置によって、得られるＤＩＣ画像の色が変化する。ＤＩＣプリズム６ａの暗黒位置においては、画像の輝度値は最も小さくなる。０次暗黒位置は、第１探索開始位置から１０ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させ、順に輝度値の大きさをみていくと、最初に現れる極小値に対応する位置周辺に存在することがわかる。

これを、図４の具体的な数値に当てはめてみる。カウンタ値ｉ＝６に対応するプリズム位置での平均輝度値「５」を、その前後の位置での平均輝度値、すなわち、カウンタｉ＝５及び７での平均輝度値「３０」及び「４０」と比較する。比較の結果、カウンタｉ＝６に対応するプリズム位置６０において、平均輝度値は極小値をとることがわかる。このため、位置６０の周辺に０次暗黒位置があると判断することができる。このように、今回求めた平均輝度値ＡとＲＡＭに保存されている先に求めた輝度値Ｂ、Ｃの平均輝度値とを比較していくことにより、０次暗黒位置の見当が付くと、一連の粗動探索処理を終了する。

なお、図５にも示すとおり、輝度値以外にも、画像のコントラスト値を用いても、同様に０次暗黒位置の見当を付けることが可能である。これについては、本実施形態の第４の変形例の説明において述べることとする。

ステップＳ１−９〜ステップＳ１−１７の微動探索処理では、ＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置を特定する。微動探索とは、上記の粗動探索において見当を付けた位置の周辺に範囲を絞り込み、絞り込んだ範囲内で、粗動探索より小さいピッチで（例えば、１ピッチずつ）ＤＩＣプリズム６ａを移動させて探索を行うことをいう。なお、微動探索する移動ピッチは、粗動探索より小さければよく、1ピッチ以外でもよい。以下においては、微動探索によりＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置を特定する処理を、第２探索処理ともいう。

微動探索では、まず、ステップＳ１−９で、制御部２０は、第２探索開始位置にＤＩＣプリズム６ａを移動させる。第２探索開始位置とは、微動探索を行う場合の探索開始時のＤＩＣプリズム６ａの位置をいう。実施例では、粗動探索を行った範囲において平均輝度値が極小となった位置を基準として、基準となる位置から例えば、１０ピッチ戻した位置を第２探索開始位置とし、第２探索開始位置から例えば、２０ピッチ分の範囲について、微動探索を行う。ここでは、制御部２０は、ステップＳ１−６において平均輝度値が極小と判定されたＤＩＣプリズム６ａの位置から例えば、１０ピッチ分戻すよう制御を行う。なお、戻すピッチ及び、第２探索開始位置からの微動探索範囲については、上記に限らず、適宜変更可能である。ＤＩＣプリズム６ａのＤＩＣプリズム６ａの移動を制御する方法については、ステップＳ１−１やステップＳ１−４の説明において記載した方法と同様である。なお、ここで示した微動探索範囲は一例であり、適宜範囲を変更してもよい。

また、ステップＳ１−９では、制御部２０は、第２探索開始位置から１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させて探索を行っていった場合に、ＤＩＣプリズム６ａの位置（第２探索位置から何ピッチ移動させたか）をカウントするためのカウンタｊを初期化し、１を設定すると、ステップＳ１−１０に進む。

ステップＳ１−１０では、ステップＳ１−２と同様の処理を行う。すなわち、画像処理部３２がＣＣＤカメラ１０の撮像素子で取得した信号より平均輝度値を算出し、アプリケーションソフト３１が画像処理部３２のＲＡＭに平均輝度値を保存すると、ステップＳ１−１１に進む。

ステップＳ１−１１では、制御部２０は、上記カウンタｊの値が２０以下であるか否かを判定する。第２探索開始位置においては、ｊ＝１（ステップＳ１−１１においてＹｅｓの場合）であるため、処理をステップＳ１−１２へと移行させる。ステップＳ１−１１において、カウンタｊの値が２０より大きいと判定した場合は、微動探索エラーとして、ステップＳ１−２１に進む。ステップＳ１−２１の処理の詳細については、前述のとおりであり、モニタ４０にエラーが生じた旨を表示し、ＤＩＣプリズム６ａを位置０に戻すよう制御して、処理を終了する。

ステップＳ１−１２では、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを１ピッチ移動させるようモータドライバ２５に指示する。モータドライバ２５は、ＤＩＣユニット６のステップモータ６ｂを駆動して、ＤＩＣプリズム６ａの位置を４０から４１に移動させ、ステップＳ１−１３に進む。

ステップＳ１−１３〜ステップＳ１−１５においては、それぞれ上記のステップＳ１−５〜ステップＳ１−７と同様の処理を実行する。すなわち、画像処理部３２において、画像の平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値をＲＡＭ等に保存されている先に求めた値と比較する。算出した平均輝度値が先に求めた値以下である場合は、ＲＡＭを更新して新たに算出した値を保存し、ステップＳ１−１６で、カウンタｊを１加算する。こうして、１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させていき、新たに算出した平均輝度値の方が大きくなる（ステップＳ１−１４でＹｅｓの場合）か、あるいは、ｊの値が２０を超える（ステップＳ１−１１でＮｏの場合）まで、ステップＳ１−１１〜ステップＳ１−１６の処理を繰り返す。

図６は、本実施形態による微動探索処理において、画像処理部３２のＲＡＭ等のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。ステップＳ１−１４で比較する２つの平均輝度値のうち、ステップＳ１−１３で新たに算出した方を「輝度値Ｄ」、先にＲＡＭ等に保存しておいた方を「輝度値Ｅ」とする。

図６に示す例では、カウンタｊの値が７であるときの輝度値Ｃは、平均輝度値「６」であり、この値は、カウンタｊの値が６であるときの輝度値Ｄの平均輝度値「４」よりも大きい。この場合は、上記の微動探索処理を終了して、ステップＳ１−１４からステップＳ１−１７へと処理を移行させる。微動探索処理において０次暗黒位置を特定する方法について、図７を参照して説明する。

図７は、微動探索処理について説明するための図である。図５と同様に、縦軸は、輝度に関する情報（輝度値／コントラスト値）を、横軸は、ＤＩＣプリズム６ａの位置を表している。但し、横軸のＤＩＣプリズム６ａの位置に関しては、微動探索の範囲である位置４０〜６０を示す。

第２探索開始位置である位置４０から１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させていった場合も、ＤＩＣプリズム６ａの位置により、得られるＤＩＣ画像の色が変化する。微動探索においては、ＤＩＣプリズム６ａを移動させる前後の輝度値を比較して、輝度値が最小となる位置を探索することで、０次暗黒位置を特定する。

微動探索においては、ＤＩＣプリズム６ａの移動量を１ピッチ分とし、また探索範囲を限定しているため、上記の方法で最小の輝度値をとる箇所を探索していくことで、０次暗黒の位置を正確に求めることが可能となる。但し、微動探索の範囲を実施例よりも広くとる場合等には、粗動探索と同様に、３つの連続するＤＩＣプリズム６ａの位置についてそれぞれの輝度値を求め、極小値をとる位置を探索することが望ましい。微動探索において極小値を取るＤＩＣプリズム６ａの位置を探索することで、微動探索における探索範囲によらずに、正確に０次暗黒の位置が求めることができる。

最小の輝度値をとるプリズム位置から０次暗黒位置を求める処理について、図６の具体的な数値に当てはめてみる。カウンタ値ｊ＝７のときに、位置４６と４７とで平均輝度値を比較すると、先に位置４６で求めた平均輝度値「４」よりも、今回位置４７において求めた平均輝度値「６」の方が大きくなっている。このため、ＤＩＣプリズム６ａは、位置４６において平均輝度値が最小、すなわち位置４６が０次暗黒位置であると判断することができる。このように、今回求めた平均輝度値ＤとＲＡＭに保存されている先に求めた平均輝度値Ｅとを比較していくことにより、０次暗黒位置を特定する。

微動探索処理においても、粗動探索処理と同様に、画像のコントラスト値を用いることが可能である。詳細は、第４の変形例の説明において述べることとする。
図３の説明に戻ると、ステップＳ１−１７で、制御部２０は、０次暗黒位置を決定する。具体的には、上記のステップＳ１−１１〜ステップＳ１−１６の処理により求まる平均輝度値が最小となるＤＩＣプリズム６ａの位置を、０次暗黒位置とする。

ステップＳ１−１８以降においては、粗動探索及び微動探索で求めた０次暗黒位置より求まるＤＩＣ観察に使用する色に対応する位置にまで、ＤＩＣプリズム６ａを移動させる。そして、最終的にユーザがいずれの色でＤＩＣ観察を行うかを決定するときにユーザに参照させるための画像を取得・表示する処理を実行する。以下においては、所定の色近傍の範囲から、ユーザがＤＩＣ観察に使用する色、すなわちＤＩＣ観察におけるＤＩＣプリズム６ａの位置を求めるための処理を、上記の第１探索処理（粗動探索処理）や第２探索処理（微動探索処理）に対し、第３探索処理ともいう。

まず、ステップＳ１−１８で、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａの第３探索開始位置を決定する。第３探索開始位置とは、第３探索処理を行う場合の探索開始時のＤＩＣプリズム６ａの位置をいう。実施例では、制御部２０は、ステップＳ１−１７で０次暗黒位置と決定した位置から所定のピッチ分だけＤＩＣプリズム６ａを移動させるよう制御を行う。ＤＩＣプリズム６ａの移動を制御する方法については、上記と同様である。実施例では、０次暗黒位置である位置から、灰色の画像に対応する５ピッチ分だけＤＩＣプリズム６ａを移動させる。

ステップＳ１−１９で、制御部２０は、図１のモニタ４０への表示範囲と、ＤＩＣ画像の表示間隔とを決定し、これにしたがって、ＣＣＤカメラ１０より画像信号を取得して、各位置でのＤＩＣ画像を得る。ここで、「表示範囲」とは、所望の観察に使用する色（ＤＩＣプリズム６ａの位置）をユーザに選択させるために、モニタ４０に選択肢として表示する複数の画像に対応するＤＩＣプリズム６ａの範囲をいう。「表示間隔」とは、「表示範囲」内においてＤＩＣプリズム６ａの各位置でＤＩＣ画像を取得していくときに、ＤＩＣプリズム６ａを移動させるピッチをいう。

ＤＩＣ画像の表示範囲及び表示間隔は、取得するＤＩＣ画像の枚数と、顕微鏡装置の仕様や設定とから決定される。例えば、取得可能な画像枚数が１０枚で、ＤＩＣプリズム６ａの移動ピッチが１ピッチと設定されている場合であって、ＤＩＣプリズム６ａの第３探索開始位置が「５０」であるとする。この場合に、ＤＩＣ画像の表示間隔を「１」とすると、ＤＩＣ画像の表示範囲は「５０〜５９」と決まる。ＤＩＣ画像の表示間隔を大きくとると、表示範囲を広げることができる一方で、ユーザが微妙な色の違いを判断して観察に使用する色を選択することは難しくなる。

図８は、ユーザに最適なＤＩＣ観察画像を選択させるための処理について説明する図である。縦軸及び横軸は、それぞれ輝度に関する情報（輝度値／コントラスト値）及びＤＩＣプリズム６ａの位置であり、図５や図７と同様である。

図８に示す例では、ステップＳ１−１７において０次暗黒位置と判断した位置（図３では位置４５とする）より、ステップＳ１−１８で所定のピッチ分ＤＩＣプリズム６ａを移動させる。上記の灰色のＤＩＣ観察画像を使用する場合においては、５ピッチ分移動させて、ＤＩＣプリズム６ａを位置「５０」に移動させる。そして、ステップＳ１−１９で、決定した画像表示範囲「５０〜５９」について、１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させて各位置のＤＩＣ画像を取得していく。

ステップＳ１−２０で、制御部２０は、ステップＳ１−１９で取得したＤＩＣ画像をモニタ４０に表示させて、処理を終了する。顕微鏡装置のユーザは、ステップＳ１−２０でモニタ４０に表示された複数のＤＩＣ画像の中から所望の画像を選択することで、その画像に対応する位置にＤＩＣプリズム６ａを移動させて、その位置でＤＩＣ観察を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置によれば、最適なＤＩＣ観察画像を得るために、まず、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能な範囲を対象に粗動探索処理（第１探索処理）を行って、０次暗黒位置の見当を付ける。次に、ＤＩＣプリズム６ａの移動可能な範囲よりも限定した範囲を対象に、微動探索処理（第２探索処理）を行い、０次暗黒位置を決定する。そして、第３探索処理で、ＤＩＣ観察に使用する色近傍のＤＩＣ画像を複数取得する。このように、ユーザは、第３探索処理において得られた複数のＤＩＣ画像の中から所望の色を選択可能に構成される。粗動探索処理においては、例えば１０ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させてゆき、平均輝度値等の画像の輝度に関する情報を用いて、どの辺りに０次暗黒位置があるかを大まかに把握し、微動探索処理において、正確な０次暗黒位置を求める。これらの処理により、正確に観察に使用する色付近のＤＩＣ画像を取得して、ユーザに選択肢として提示することができる。ここで、仮に１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させ、各位置について平均輝度値を求めて最小値をとる位置を探索していくとすると、０次暗黒位置を判定する処理に時間を要することとなる。しかし、上記のような構成とすることで、処理全体として、ＤＩＣプリズム６ａを移動させて平均輝度値を比較する回数を抑えることができ、これにより、処理に要する時間を抑えることができる。したがって、顕微鏡装置のユーザにとっては、手間をかけずに、高速にＤＩＣ観察での最適な画像を取得することが可能となる。

なお、上記の実施例では、粗動探索処理において、ＤＩＣプリズム６ａを基準となる位置０から順に１０ピッチずつ移動させていき、新たに算出した平均輝度値とが前回及び前々回に算出した値とを比較する。３つの平均輝度値を比較することにより、平均輝度値の極小を判断し、極小となる位置を０次暗黒位置に近いと判断しているが、これに限定されるものではない。平均輝度値が極小となるＤＩＣプリズム６ａの位置を検出できればよく、他の方法によることとしてもよい。
＜第１の実施形態の第１の変形例＞

上記の実施形態では、粗動探索及び微動探索において、ＤＩＣプリズム６ａを所定のピッチずつ移動させていき、今回測定した平均輝度値と、ＲＡＭ等に保存されている先に測定した平均輝度値との比較を行って、平均輝度値が極小（微動探索においては、最小）となる位置を判断している。これに対し、本変形例によれば、粗動探索及び微動探索において、それぞれ所定の範囲内でＤＩＣプリズム６ａを所定のピッチで移動させていき、各位置でＤＩＣ画像を取得する。そして、取得した画像の平均輝度値をそれぞれ求め、その中から平均輝度値が最小となる位置を判断する。

以下に、上記の実施形態と異なる点を中心に、本変形例について説明する。なお、顕微鏡装置の構成については、上記第１の実施形態のそれと同様であり、図１や図２に示すとおりであるので、ここではその説明は省略する。

図９は、本変形例に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣＰプリズム６ａの位置を求める処理を示したフローチャートである。図３のフローチャートと同様に、顕微鏡装置の制御部２０は、例えば、顕微鏡装置のユーザにより、ＰＣ３０等を介してＤＩＣ観察モードが設定されたことを契機として、図９に示す一連の処理を開始する。

まず、粗動探索処理において、ステップＳ１´−１で、制御部２０は、カウンタｉの値が１０以下であるか否かを判定する。カウンタｉは、上記において定義したとおりであり、図９のフロー開始時には、初期値ｉ＝１が設定されている。カウンタｉの値が１０以下である場合（ステップＳ１´−１でＹｅｓの場合）は、ステップＳ１´−２に進む。

ステップＳ１´−２では、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを１０ピッチ分移動させるよう制御を行う。ＤＩＣプリズム６ａを所定のピッチ分移動させるための制御の方法については、図３の説明においても述べたとおりである。

ステップＳ１´−３では、ＰＣ３０の画像処理部３２は、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子より取得した画像信号より、ＤＩＣ画像を得て、ステップＳ１´−４で、制御部２０が、カウンタｉを１加算すると、ステップＳ１´−１に戻る。

こうして、１０ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させて、各位置での画像を取得していく。カウンタｉが１０を超えていると判定される（ステップＳ１´−１においてＮｏの場合となる）と、制御部２０は、粗動探索に必要な画像を全て取得したと判断し、処理をステップＳ１´−５へと移行させる。

ステップＳ１´−５で、画像処理部３２は、取得した画像のそれぞれについて、平均輝度値を検出する。画像処理部３２が、検出した輝度値をアプリケーションソフト３１に送り、アプリケーションソフト３１が画像処理部３２のＲＡＭ等に平均輝度値を保存することについては、図３の処理と同様である。

ステップＳ１´−６で、ＰＣ３０のアプリケーションソフト３１は、ステップＳ１´−５で保存した平均輝度値の中から、最小値を検出する。
図１０は、本変形例による粗動探索処理において、画像処理部３２のＲＡＭ等のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。上記のとおり、カウンタｉ＝１〜１０、すなわちＤＩＣプリズム６ａの位置０〜１００の範囲において、ＤＩＣプリズム６ａを１０ピッチずつ移動させていった場合の各位置の平均輝度値が格納されている。

先に図５を参照して説明したように、画像の平均輝度値は、ＤＩＣプリズム６ａの位置により変化し、０次暗黒位置では最小となる。図１０に示す例では、カウンタ値ｉ＝５で平均輝度値は「１０」であり、最小値をとる。これより、ｉ＝５のときに、平均輝度値は最小となり、ＤＩＣプリズム６ａの位置５０の周辺に、０次暗黒位置があると判断できる。

図９の説明に戻ると、ステップＳ１´−７では、制御部２０は、画像処理部３２を介して、アプリケーションソフト３１において検出した平均輝度値の最小Ｍｉｎの通知を受けて、ＤＩＣプリズム６ａの位置をこれにしたがって移動させる。具体的には、制御部２０は、粗動探索において平均輝度値の最小Ｍｉｎが検出された位置よりも１０ピッチだけ戻すよう、制御を行う。

次に、微動探索処理を行い、ステップＳ１´−８で、制御部２０は、カウンタｊの値が２０以下であるか否かを判定する。カウンタｊの定義は、上記と同様であり、初期値はｊ＝１である。カウンタｊの値が２０以下である場合（ステップＳ１´−８でＹｅｓの場合）は、ステップＳ１´−９に進む。

ステップＳ１´−９では、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを１ピッチ分移動させるよう制御を行う。ステップＳ１´−１０の処理は、ステップＳ１´−３と同様である。ステップＳ１´−１１で、カウンタｊを１加算すると、ステップＳ１´−８に戻る。

こうして、１ピッチずつＤＩＣプリズム６ａを移動させて、各位置での画像を取得していく。カウンタｊが２０を超えていると判定される（ステップＳ１´−８でＮｏの場合となる）と、制御部２０は、微動探索に必要な画像を全て取得したと判断し、処理をステップＳ１´−１２へと移行させる。

ステップＳ１´−１２及びステップＳ１´−１３の処理については、それぞれステップＳ１´−５及びステップＳ１´−６と同様である。すなわち、画像処理部３２において、各位置の画像の平均輝度値を求め、ＲＡＭ等のメモリに保存すると、その中から、最小値をとるＭｉｎを検出する。

図１１は、本変形例による微動探索処理において、画像処理部３２のＲＡＭ等のメモリに保存される輝度値情報を例示する図である。カウンタｊ＝１〜２０に対応する各位置にＤＩＣプリズム６ａがあるときの各位置の平均輝度値が格納されている。

図１１に示す例では、カウンタ値ｊ＝５で、平均輝度値は「８」であり、最小値をとる。これより、ｊ＝５に対応するＤＩＣプリズム６ａの位置において、平均輝度値は最小となる、すなわち、０次暗黒位置であると判断できる。

ステップＳ１´−１４〜ステップＳ１´−１６の処理については、それぞれ図３のステップＳ１−１８〜ステップＳ１−２０の処理と同様である。こうして、ユーザに所望の画像を選択させるため、複数のＤＩＣ画像を取得してモニタ４０に表示させると、処理を終了する。

このように、本変形例によれば、平均輝度値等の輝度に関する情報にピークが複数現れる場合であっても、正確に０次暗黒位置を求めることができ、上記の実施形態と同様の効果を得る。
＜第１の実施形態の第２の変形例＞

上記の実施形態においては、微動探索により０次暗黒位置を決定すると、ＤＩＣプリズム６ａを５ピッチ分移動させる構成としている。これに対し、本変形例においては、ユーザがＤＩＣ観察に使用したい色に応じてＤＩＣプリズム６ａの移動量を決定する。

０次暗黒位置と各鋭敏色との位置関係は色ごとに一定であることから、ユーザが観察に利用したい色に応じたピッチ分だけＤＩＣプリズム６ａを移動させることで、所望の色のＤＩＣ画像について、最適なＤＩＣ画像を得ることが可能となる。

上記第１の実施形態で例示した灰色画像以外の例としては、例えば、紫色の画像について最適なＤＩＣ画像の得られるプリズム位置を探索するために、決定した０次暗黒位置が「４５」とすると、ＤＩＣプリズム６ａを＋４５ピッチ分移動させる。そして、位置９０〜１００の範囲で上記実施形態と同様にＤＩＣ画像を取得して、ユーザにその中から所望の画像を選択させる構成とすることができる。あるいは、橙色の画像について最適なＤＩＣ画像の得られるプリズム位置を探索するために、０次暗黒位置「４５」に対し、ＤＩＣプリズム６ａを−４５ピッチ分移動させる。そして、例えば位置０〜１５の範囲で同様にＤＩＣ画像を取得して、ユーザに所望の画像を選択させる構成とすることができる。

本変形例によれば、ＤＩＣ観察画像の色によらずに、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第１の実施形態の第３の変形例＞

上記第２の変形例では、微動探索により決定した０次暗黒位置から所望の色に相当する位置までＤＩＣプリズム６ａを移動させ、移動後の位置より、第３探索処理を開始する。これに対し、本変形例では、決定した０次暗黒位置から第３探索処理を開始する点で異なる。

このような構成をとる場合であっても、図３のステップＳ１−１９で決定するＤＩＣ画像の表示範囲や表示間隔等を適切に設定することにより、第２の変形例と同様の効果を得る。
＜第１の実施形態の第４の変形例＞

上記の実施形態においては、平均輝度値を用いて０次暗黒位置を決定している。これに対し、本変形例においては、コントラスト値を用いて０次暗黒位置を決定する点で異なる。

先に説明した図５等にも示されているように、コントラスト値についても、輝度値と同様に、ＤＩＣプリズム６ａの位置すなわち画像の色により変化する。ＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置では、コントラスト値は、最大となる。

このことを利用して、第１探索処理（粗動探索処理）においては、例えば図３のステップＳ１−２やステップＳ１−５の平均輝度値を算出する処理の代わりに、コントラスト値を算出する。ステップＳ１−６の判定においては、今回算出したコントラスト値と、ＲＡＭ等のメモリに保存されているコントラスト値とを比較して、粗動探索においてコントラスト値が極大となるＤＩＣプリズム６ａの位置を求める。

その後、第２探索処理（微動探索処理）においては、粗動探索においてコントラスト値が極大となる位置を含む所定の範囲（実施例では、２０ピッチ分）の各位置の画像を取得して、それぞれコントラスト値を算出する。図７に示すように、輝度値の場合のように、０次暗黒位置においてピークが現れず、コントラスト値によれば、０次暗黒位置は、２つのピークの間に位置する。そこで、第２探索処理では、粗動探索で０次暗黒位置の見当を付けた位置を含む範囲の各位置について画像を取得して、各画像のコントラスト値の中から２つのピークを特定する。特定した２つのピークのＤＩＣプリズム６ａの位置より、更に０次暗黒位置の探索を行う。例えば、２つのピークがＤＩＣプリズム６ａの位置４０及び位置５０に現れる場合は、位置４０〜５０範囲の中からコントラスト値が最小となる位置を、０次暗黒位置と判断する。

このように、微動探索処理においては、ＤＩＣプリズム６ａの位置を変えて画像を取得していった場合に生じる２つのピークの間の領域を探索することで、コントラスト値を利用する場合であっても、平均輝度値を利用する場合と同様に、０次暗黒位置を決定することができる。これにより、上記実施形態と同様の効果を得る。
＜第２の実施形態＞

第１の実施形態においては、顕微鏡装置において、第１及び第２の探索処理により、０次暗黒位置を決定する。第３探索処理においては、決定した０次暗黒位置に基づき、ＤＩＣプリズム６ａの一定の範囲からＤＩＣ観察画像を取得して、これをユーザに提示し、その中からユーザがＤＩＣ観察に使用する画像（ＤＩＣプリズム６ａの位置）を決定する構成である。これに対し、本実施形態では、第３探索処理において、装置が最適なＤＩＣ観察画像を判断し、ユーザにこれを提示する点で異なる。

以下に、上記第１の実施形態と異なる点を中心に、本実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。顕微鏡装置の構成については、第１の実施形態のそれと同様であり、図１や図２に示すとおりである。

図１２は、本実施形態に係る顕微鏡装置による、最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣプリズム６ａの位置を求める処理を示したフローチャートである。図３や図９のフローチャートと同様に、顕微鏡装置の制御部２０は、例えば、顕微鏡装置のユーザにより、ＰＣ３０等を介してＤＩＣ観察モードが設定されたことを契機として、図１２に示す一連の処理を開始する。

まず、第１探索処理（粗動探索処理）においては、ステップＳ２−１で、制御部２０は、顕微鏡装置及びＰＣ３０の画像処理部３２に対し、明視野観察画像（以下、ＢＦ（Bright Field）画像とする）と、ＤＩＣ画像とを取得するよう指示を出す。画像処理部３２は、指示にしたがって、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子からの信号を処理して、ＢＦ画像及びＤＩＣ画像を取得する。ＤＩＣ画像の取得方法については、先述のとおりである。ＢＦ画像については、制御部２０の制御により、図１のアナライザ７、ポラライザ１３及びＤＩＣユニット６を、照明光学系の光路から外すことで取得することができる。

ステップＳ２−２で、画像処理部３２は、ＢＦ画像とＤＩＣ画像とで共通するテクスチャ成分を検出し、検出結果より、ＤＩＣ画像のうち、ステップＳ２−３以降の処理において使用する範囲（領域）を決定する。これについて、図１３を参照して説明する。

図１３は、ＢＦ画像とＤＩＣ画像を例示する図である。ＤＩＣ画像だけでなくＢＦ画像においても現れるテクスチャ成分については、図１３においては破線で囲い、強調している。

ここで、画像全体について輝度値やコントラスト値を求めてＤＩＣプリズム６ａの位置ごとに画像を比較していった場合には、ＤＩＣ画像及びＢＦ画像に共通して現れるテクスチャ成分のコントラストが影響し、所望のＤＩＣ画像を得ることが難しいケースも存在する。そこで、本実施形態においては、図１３では破線で強調する、ＢＦ画像にも現れるテクスチャ成分については、画像から除去した上で、平均輝度値等の輝度に関する情報を算出する。

図１２の説明に戻ると、ステップＳ２−３において、制御部２０は、図３に示す第１の実施形態に係る処理のうち、第１及び第２の探索処理を実行するよう各部を制御し、ＤＩＣプリズム６ａの第３探索処理における探索範囲を決定する。具体的には、図３のステップＳ１−１〜ステップＳ１−１７の処理を実行する。ステップＳ１−１７までの処理により、０次暗黒位置が決定すると、これに基づき、例えば、灰色鋭敏色の探索範囲を決定する。

ステップＳ２−４で、制御部２０は、ステップＳ２−３で決定した探索範囲に基づき、ＤＩＣプリズム６ａを第３探索処理の開始位置にまで移動させる。これとともに、制御部２０は、灰色鋭敏色の探索範囲内におけるＤＩＣプリズム６ａの位置をカウントするためのカウンタｋを初期化し、１を設定すると、ステップＳ２−５に進む。

ステップＳ２−５で、制御部２０は、カウンタｋの値が１０以下であるか否かを判定する。カウンタｋの値が１０以下である場合（ステップＳ２−５でＹｅｓの場合）は、処理をステップＳ２−６へと移行させる。

ステップＳ２−６で、制御部２０は、ＤＩＣプリズム６ａを１ピッチ移動させるよう制御を行う。制御方法については、第１の実施形態と同様である。ステップＳ２−７で、画像処理部３２は、ＣＣＤカメラ１０の撮像素子で取得した信号に対して所定の処理を実行し、ＤＩＣ画像を得ると、ステップＳ２−８で、制御部２０がカウンタｋを１加算し、ステップＳ２−５に戻る。

こうして、カウンタｋの値が１０を超えると（ステップＳ２−５でＮｏの場合）、ステップＳ２−９に進み、画像処理部３２は、ステップＳ２−５〜ステップＳ２−８の処理で取得した、第３探索処理における探索範囲の各位置のＤＩＣ画像について、コントラスト値を２乗した値を算出する。コントラスト値の２乗は、以下の式により求める。
上の（１）式において、ｖ及びｈは、それぞれ画像の横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）を表し、ｌ及びｍは、それぞれ横方向及び縦方向の画素サイズである。ｎは、図１の対物レンズ４の光学分解能より小さい値であって、コントラスト値を求める２つの画素の間隔を表す値である。ｎは、予め所定の値が設定されている。なお、ｎの値が小さすぎると得られたコントラスト値が、例えば、テクスチャの凹凸によるものなのか、ノイズ成分によるものなのか判別することが難しくなるため適切な値の設定が必要である。「Ｐ_ｉｖ」は、Ｘ方向の位置ｖの画素の輝度値を表し、「Ｐ_ｉｖ−ｎ」は、位置ｖに対してｎ画素分離れた位置の画素の輝度値を表す。

ステップＳ２−１０で、画像処理部３２は、ＤＩＣプリズム６ａの各位置について上記（１）式より求めたコントラスト値の２乗の中から、最大値ＭＡＸを求め、コントラスト値の２乗が最大となるＤＩＣプリズム６ａの位置を制御部２０に通知する。

図１４は、最適なＤＩＣ画像を得ることのできるＤＩＣプリズム６ａの位置を判断する方法について説明する図である。縦軸は、コントラスト値またはその２乗を、横軸は、ＤＩＣプリズム６ａの位置である。

上記の（１）式のようにコントラストの２乗をとることで、図１４に例示するように、探索範囲である位置５０〜６０の中に、ＤＩＣプリズム６ａの位置５４においてピークが現れる。図１４の例では、画像処理部３２は、「位置５４」を、最大値ＭＡＸをとるＤＩＣプリズム６ａの位置と判断し、制御部２０に通知する。

なお、例えば、テクスチャの凹凸が、対物レンズ４の光学分解能よりも小さい画像であっても、上記ｎの値を適切に設定して、上記（１）式のコントラスト演算を行うことで、ピークを検出することが可能となる。

ステップＳ２−１１で、制御部２０は、コントラスト値の２乗が最大値ＭＡＸをとる位置にＤＩＣプリズム６ａを移動させるよう制御を行う。そして、ステップＳ２−１２で、ステップＳ２−１１で移動させた位置でＤＩＣ画像を取得し、モニタ４０に表示するよう制御を行って、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置によれば、粗動探索及び微動探索により、ＤＩＣプリズム６ａの０次暗黒位置を決定し、０次暗黒位置より所定の位置にまでＤＩＣプリズム６ａを移動させる。その後、移動させた位置周辺のＤＩＣ画像より、コントラスト値の２乗を演算して、コントラスト値の２乗が最大となるＤＩＣプリズム６ａの位置を、最適なＤＩＣ画像を得ることのできる位置として決定する。コントラスト値の演算には、予めＢＦ画像にもテクスチャ成分が現れる領域を除いた画像を用いる。ＢＦ画像にも現れるテクスチャ成分の領域も含むこととすると、コントラスト演算結果に影響し、正確に比較することができなくなる可能性がある。本実施形態においては、ＢＦ画像とＤＩＣ画像の両方に現れるテクスチャ成分を除去した範囲についてコントラスト演算を行って、コントラスト値の２乗が最大となるＤＩＣプリズム６ａを求めている。これにより、上記第１の実施形態と同様の効果を得つつ、更に、高精度で最適なＤＩＣ画像をユーザに提示することが可能となる。

なお、上記においては、ＤＩＣ画像と比較する画像の一例として、ＢＦ画像を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、暗視野観察画像（ＤＦ（Dark Field）画像）とＤＩＣ画像を比較した場合であっても、同様の効果を得る。
＜第２の実施形態の第１の変形例＞

上記第２の実施形態においては、顕微鏡装置が、ＤＩＣ画像及びＢＦ画像の両方に現れるテクスチャ成分を検出し、これを第３探索処理の探索対象から除外している。これに対し、本変形例においては、ユーザがマニュアルで第３探索処理から除外する領域を指定し、顕微鏡装置は、指定された領域を除く画像領域を対象として、探索処理を実行する点で異なる。

具体的には、図１２のステップＳ２−１において、画像処理部３２がＢＦ画像とＤＩＣ画像とを取得すると、ＰＣ３０は、取得したこれらの画像を図１のモニタ４０に表示する。ユーザがポインティングデバイス等の入力手段を用いて、ドラッグ等の操作を行い、例えば探索から除外する領域を指定すると、画像処理部３２においては、これを認識して、画像処理部３２に探索対象から除外すべき領域として、図１２のステップＳ２−３以降の処理を実行する。

このような構成としても、上記第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本変形例は、画像全体では良好なコントラストを得られず、第３探索処理で最適なＤＩＣ観察画像を得ることができないような場合に特に有効である。すなわち、画像全体では良好なコントラストを得られない場合であっても、ユーザが、例えばテクスチャ成分の少ない領域を探索対象の画像領域に選択することで、その領域に対して上記のコントラスト演算を行って、最適なＤＩＣ観察画像を得ることが可能となり得る。
＜第２の実施形態の第２の変形例＞

上記第２の実施形態においては、画像のＸ方向及びＹ方向の２方向について、コントラスト値の２乗を求め、コントラスト値の２乗が最大となるＤＩＣプリズム６ａの位置を決定している。これに対し、本変形例においては、画像の１方向（Ｘ方向あるいはＹ方向）のみについてコントラスト値の２乗を求め、これを用いてＤＩＣプリズム６ａの位置を決定する。

本変形例によれば、１次元のみについてコントラスト値の２乗を算出すれば足りるため、コントラスト演算に要する時間を短縮することができ、したがって、上記第２の実施形態と同様の効果を得つつ、更に、最適なＤＩＣ画像をユーザに提示するために要する時間を短縮することが可能となる。
＜第２の実施形態の第３の変形例＞

上記第２の実施形態においては、図３のステップＳ２−３において、０次暗黒位置より所定のピッチ分移動をさせて、その位置から探索を行っている。これに対し、本変形例においては、０次暗黒位置から探索を行う。

このような構成とした場合であっても、探索範囲を適切に設定することにより、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第２の実施形態の第４の変形例＞

上記第２の実施形態においては、第３探索処理の探索範囲を、０次暗黒位置からＤＩＣプリズム６ａを所定の量だけ移動させ、ＤＩＣプリズム６ａのうち、ＤＩＣ観察に使用する色の位置を中心とする範囲について、最適なＤＩＣ観察画像の探索を行っている。これに対し、本変形例においては、０次暗黒位置を中心に、第３探索処理を行う点で異なる。

図１４に示す例では、第２の実施形態においては、０次暗黒位置である位置４５に対して、位置５０〜６０を探索範囲としているのに対し、本変形例では、０次暗黒位置の前後を探索範囲としている。

本変形例では、探索範囲を広く設定することが望ましい。図１４に示す例では、ＤＩＣプリズム６ａの位置３０〜６０を探索範囲としている。探索範囲を広くとることで、コントラスト値の２乗が最大となる位置が探索範囲に含まれる確度を高めつつ、０次暗黒位置の前後から、それぞれコントラスト値の２乗が最大となる位置を検出することが可能となる。

０次暗黒位置の前後では、同じ灰色鮮鋭色画像であっても、一方は凹部が際立つ画像、他方は凸部が際立つ画像である。図１４の例では、０次暗黒位置の前側（位置５４）は、凸が際立ち、後側（位置３１）は、凹が際立つ画像が得られる。０次暗黒位置の前後でそれぞれコントラスト値の２乗が最大となる位置を検出することで、上記の第２の実施形態と同様の効果を得つつ、更に、ユーザが凹／凸それぞれを強調した画像の中から所望の画像を選択して、観察に利用することが可能となる。

なお、本発明に係る顕微鏡装置によれば、上記の構成以外にも、制御部２０が、ＰＣ３０の画像処理部３２において求めた平均輝度値等の情報を受け取り、受け取った情報を用いて粗動探索や微動探索、最適なＤＩＣ画像に相当するＤＩＣプリズム６ａの位置の探索等の各種処理を実行する構成としても、同様の効果を得ることができる。

本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。

１ 顕微鏡本体
２ 標本
３ ステージ
４ 対物レンズ
５ レボルバ
６ ＤＩＣユニット
６ａ ＤＩＣプリズム（微分干渉プリズム）
６ｂ ステッピングモータ
７ アナライザ
８ 鏡筒
９ 接眼レンズ
１０ ＣＣＤカメラ
１１ 光源
１２ ダイクロイックミラー
１３ ポラライザ
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２４ バス
２５ モータドライバ
２６ 照明部
３０ ＰＣ
３１ アプリケーションソフト
３２ 画像処理部
４０ モニタ

これを、図４の具体的な数値に当てはめてみる。カウンタ値ｉ＝６に対応するプリズム位置での平均輝度値「５」を、その前後の位置での平均輝度値、すなわち、カウンタｉ＝５及び７での平均輝度値「３０」及び「４０」と比較する。比較の結果、カウンタｉ＝６に対応するプリズム位置５０において、平均輝度値は極小値をとることがわかる。このため、位置５０の周辺に０次暗黒位置があると判断することができる。このように、今回求めた平均輝度値ＡとＲＡＭに保存されている先に求めた輝度値Ｂ、Ｃの平均輝度値とを比較していくことにより、０次暗黒位置の見当が付くと、一連の粗動探索処理を終了する。

最小の輝度値をとるプリズム位置から０次暗黒位置を求める処理について、図６の具体的な数値に当てはめてみる。カウンタ値ｊ＝７のときに、位置４５と４６とで平均輝度値を比較すると、先に位置４５で求めた平均輝度値「４」よりも、今回位置４６において求めた平均輝度値「６」の方が大きくなっている。このため、ＤＩＣプリズム６ａは、位置４５において平均輝度値が最小、すなわち位置４５が０次暗黒位置であると判断することができる。このように、今回求めた平均輝度値ＤとＲＡＭに保存されている先に求めた平均輝度値Ｅとを比較していくことにより、０次暗黒位置を特定する。

Claims (7)

1. 微分干渉プリズムを有し、微分干渉観察を行うことのできる顕微鏡装置であって、
   ユーザからの前記標本の画像観察の開始指示を受け付ける操作部と、
   前記操作部を介して所定の色での微分干渉観察の開始指示がなされたことを認識すると、前記微分干渉プリズムを駆動する駆動部を制御して、前記微分干渉プリズムを、前記色に対応する所定の位置に移動させるよう、前記駆動部の制御を行う制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記微分干渉プリズムの移動可能な第１の範囲について、第１のピッチで前記微分干渉プリズムを移動させて第１の探索処理である粗動探索を行い、前記輝度に関する情報に基づき、粗動探索において前記駆動部を駆動させて前記微分干渉プリズムを移動させていった位置の中で、０次暗黒位置に最も近い第１の位置を認識し、
   前記第１の位置を含み、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲について、前記第１のピッチよりも小さい第２のピッチで前記微分干渉プリズムを移動させて第２の探索処理である微動探索を行い、前記輝度に関する情報に基づき、微動探索において前記駆動部を駆動させて前記微分干渉プリズムを移動させていった位置の中から、０次暗黒位置である第２の位置を認識し、
   前記第２の位置に基づき、前記微分干渉プリズムを前記所定の色に対応する位置に移動させるよう前記駆動部を駆動させる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記粗動探索においては、前記駆動部を駆動させて前記第１のピッチ分ずつ前記微分干渉プリズムを移動させて、各位置の輝度に関する情報を取得していき、前記第１の範囲において取得した各位置での輝度に関する情報同士を比較した結果より、前記第１の位置を認識し、
   前記微動探索においては、前記駆動部を駆動させて前記第２のピッチ分ずつ前記微分干渉プリズムを移動させて、各位置の輝度に関する情報を取得していき、前記第２の範囲において取得した各位置での輝度に関する情報同士を比較した結果より、前記第２の位置を認識する
   ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
3. 前記制御部は、前記微動探索により求まる前記第２の位置に基づき、前記微分干渉プリズムを所定の色に対応する位置に移動させてから、該移動後の位置を含む所定の範囲内で所定のピッチで画像を取得し、前記表示部に表示させるよう制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡装置。
4. 前記制御部は、
   微分干渉観察による画像と共に、前記標本に照明光を照射する照明光学系の光路上に配置されて光を直線偏光に変換するポラライザ及び前記ポラライザと直交ニコルに配置されるアナライザを前記照明光学系の光路から退避させて、明視野観察または暗視野観察による画像を取得し、
   前記明視野観察画像または暗視野観察画像、及び前記微分干渉観察画像のいずれにも含まれるテクスチャ成分以外の領域を、第３の探索処理の探索対象領域に設定し、
   前記第３の探索処理においては、前記微分干渉プリズムを、上記の粗動探索及び微動探索により求まる前記所定の色に対応する位置を含む所定の範囲内で所定のピッチで移動させて各位置で画像を取得し、それぞれの画像について、前記探索対象領域のコントラスト値の２乗を求め、コントラスト値の２乗が最大となる画像に対応する位置に前記微分干渉プリズムを移動させ、
   前記コントラスト値の２乗が最大となる前記微分干渉プリズムの位置において画像を取得して前記表示部に表示させる
   処理を更に実行することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
5. ユーザの指定にしたがって、前記第３の探索処理の探索対象領域を設定する
   ことを特徴とする請求項４記載の顕微鏡装置。
6. 前記コントラスト値の２乗は、画像のＸ方向及びＹ方向のうち、１方向について求めた値を使用する
   ことを特徴とする請求項４記載の顕微鏡装置。
7. 前記第３の探索処理においては、前記微動探索により求まる０次暗黒位置の前後の範囲において前記微分干渉プリズムを順次移動させて画像を取得していき、
   ０次暗黒位置の前後それぞれについて、コントラスト値の２乗が最大となる位置を求め、少なくとも一方の位置で取得した画像を前記表示部に表示させる
   ことを特徴とする請求項４記載の顕微鏡装置。