JP4774745B2

JP4774745B2 - 顕微鏡システム

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Publication number: JP4774745B2
Application number: JP2005013085A
Authority: JP
Inventors: 政詞今井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-01-20
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Description

本発明は、顕微鏡によって観察対象を撮像するための顕微鏡システムに関する。

カメラにより顕微鏡での観察画像を撮像可能な顕微鏡システムが特許文献１によって知られている。この顕微鏡システムでは、顕微鏡は、カメラのマウント部に電気的配線を組み込んで、カメラを電気的に接続することで、カメラが接続されたポートを自動で判定する。

特開２００１−２９２３５２号公報

しかしながら、従来の顕微鏡システムでは、カメラが接続されたポートを判定するためにマウント部に電気的配線を組み込む必要があるため、マウント部の製造コストが高価となり、さらに汎用性に欠けるという問題が生じていた。

請求項１に記載の顕微鏡システムは、複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、前記指示手段は、前記観察条件変更手段に対して観察条件の変更指示を行う前後に、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示し、前記検出手段は、前記観察条件の変更を指示する前後で撮像された画像を比較した結果に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出することを特徴とする。
請求項２に記載の顕微鏡システムは、請求項１に記載の顕微鏡システムにおいて、前記顕微鏡は、前記複数のカメラ接続ポートのうち、いずれか一つのカメラ接続ポートに観察光を導くために内部光路を切り替える光路切替手段をさらに備え、前記指示手段は、前記光路切替手段に対して光路の切り替えを指示し、前記検出手段は、前記観察条件の変更を指示する前後で撮像した画像を比較した結果に基づいて、前記光路切替手段に対して前記内部光路の切り替え先として指示した前記カメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続されているか否かを判定して、前記検出を行うことを特徴とする。
請求項３に記載の顕微鏡システムは、複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、前記観察条件の変更は、前記顕微鏡の照明光量の変更であり、前記検出手段は、前記照明光量の変更を指示する前後で撮像した複数の画像から算出される測光値または、前記複数の画像の光量に基づいて前記検出を行うことを特徴とする。
請求項４に記載の顕微鏡システムは、複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、前記観察条件の変更は、前記顕微鏡の対物レンズとステージとの相対位置関係の変更であり、前記検出手段は、前記相対位置関係の変更を指示する前後で撮像した複数の画像のコントラスト値を比較した結果に基づいて前記検出を行うことを特徴とする。
請求項５に記載の顕微鏡システムは、請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕微鏡システムにおいて、前記カメラヘッドで撮像した画像を表示するモニタをさらに備え、前記顕微鏡の内部光路が、前記カメラヘッドが接続されているカメラ接続ポートから、前記カメラヘッドが接続されていない他のカメラ接続ポート、もしくは、肉眼観察部に対する光路に切り替えられたとき、前記モニタへの表示画像の更新を停止することを特徴とする。
請求項６に記載の顕微鏡システムは、請求項５に記載の顕微鏡システムにおいて、前記モニタへの表示画像の更新を停止しているとき、前記顕微鏡の内部光路が、前記カメラヘッドが接続されていない他のカメラ接続ポート、もしくは、肉眼観察部に対する光路から前記カメラヘッドが接続されているカメラ接続ポートに切り替えられたとき、前記モニタへの表示画像の更新を再開することを特徴とする。

本発明によれば、カメラヘッドで撮像した画像に基づいて、カメラ接続ポートへのカメラヘッドの接続の有無を検出することとした。これによって、顕微鏡のマウント部にカメラのマウント状況を電気的に検出するために特殊な構造を設ける必要がなく、汎用的なマウント部で機器を構成することができるため、特殊な構造を有するマウント部に比べて機器を安価に構成でき、さらにマウント部に汎用性を持たせることができる。

―第１の実施の形態―
図１は、第１の実施の形態における顕微鏡システムの一実施の形態の構成を示す図である。顕微鏡システム１００は、顕微鏡１０１と、顕微鏡用撮像装置、すなわちカメラ１０２と、モニタ１０３とを備えている。顕微鏡１０１とカメラ１０２とは、双方に搭載されたＵＳＢインターフェースを介してＵＳＢケーブルで接続され、データの送受信を行う。また、モニタ１０３は、カメラ１０２と接続され、カメラ１０２で撮像した画像を表示する。

顕微鏡１０１は双眼部（肉眼観察部）１０１ａを有し、使用者が肉眼で試料を観察することができる。また顕微鏡１０１は、カメラ１０２を構成するカメラヘッド部がマウントされるフロントポート１０１ｂおよびリアポート１０１ｃを有し、カメラ１０２で撮像した画像をモニタ１０３で観察することができる。このため、顕微鏡１０１の内部には、双眼部１０１ａ、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃのいずれかに観察光を導くための光路切替装置が設けられる。また、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃには、汎用的な公知のＣマウントによりカメラ１０２のカメラヘッド２００をマウントすることができ、カメラ１０２は各ポートを介して観察画像を撮像することができる。顕微鏡１０１はまた、カメラ１０２との接続インターフェースであるＵＳＢインターフェース（ＵＳＢＩ／Ｆ）１０１ｄと、観察対象の標本を載せるステージ１０１ｅと、ステージ１０１ｅの下部から光を照射するためのランプ１０１ｆとを備えている。

図２は、カメラ１０２の一実施の形態を示すブロック図である。カメラ１０２は、カメラヘッド２００とＣＣＵ（ＣａｍｅｒａＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３００とを備えており、カメラヘッド２００とＣＣＵ３００とは、それぞれに搭載されたカメラＩ／Ｆ２０３、３０４を介して、カメラＩＦケーブル４００で接続されている。カメラヘッド２００は、撮像素子としてのＣＣＤ２０１と、制御装置２０２と、ＣＣＵ３００との接続インターフェースであるカメラＩ／Ｆ２０３とを備えている。ＣＣＤ２０１で撮像された画像データは、制御装置２０２によってＡ／Ｄ変換され、カメラＩＦケーブル４００を介してＣＣＵ３００へ転送される。

ＣＣＵ３００は、カメラヘッド２００から転送されてきた画像データを格納する画像メモリ３０１と、顕微鏡１０１との接続インターフェースであるＵＳＢＩ／Ｆ３０２と、カメラヘッド２００のシャッター速度やＡＥの設定などを制御するとともに後述する各種画像処理を行う制御装置３０３と、カメラヘッド２００との接続インターフェースであるカメラＩ／Ｆ３０４と、モニタ１０３との接続インターフェースであるモニタＩ／Ｆ３０５と、使用者によって操作される入力装置３０６とを備えている。

制御装置３０３は、第１の画像処理部３０３ａと、第２の画像処理部３０３ｂと、第３の画像処理部３０３ｃと、制御部３０３ｄとを有している。これらの画像処理部は、例えばそれぞれ個別の集積回路（ＩＣ）によって実現されている。第１の画像処理部３０３ａは、画像メモリ３０１からカメラヘッド２００による撮像画像、すなわち画像データを連続して読み込んで、公知の技術であるノイズリダクションやシェーディング補正等の前処理を行う。また、あらかじめ設定された設定値に基づいて、デジタルデータに対するゲインの設定やデジタル的な露光の設定を行う。そして、これらの前処理が完了した画像データを第２の画像処理部３０３ｂへ転送する。

第２の画像処理部３０３ｂは、前処理が完了した画像データをＲＧＢ変換して、ＲＧＢ形式の画像データとする。ＲＧＢ変換されたＲＧＢ画像データは、第３の画像処理部３０３ｃへ転送される。第３の画像処理部３０３ｃは、ＲＧＢ画像データをあらかじめ設定された画像サイズに変換する。例えば１０２４画素×７６８画素（ＸＧＡ）の画像サイズに変換する。そして、変換した画像をモニタ１０３に表示する。

制御部３０３ｄは、第２の画像処理部３０３ｂでＲＧＢ変換された画像データから測光値を算出し、測光値の算出結果に基づいて測光値があらかじめ設定した所定値以内に収まるように、第１の画像処理部３０３ａにおけるゲインの設定値を補正する。また、測光値の算出結果に基づいてカメラＩ／Ｆ３０４を介してカメラヘッド２００のシャッター時間の調整を行う。なお、本実施の形態において、画像の測光値は、画像の全画素における測光値の総和を、全画素数で割ることによって算出する。

制御部３０３ｄはまた、ＵＳＢＩ／Ｆ３０２を介して顕微鏡１０１に制御コマンドを送信し、顕微鏡１０１に設けられた光路切替装置による光路の切り替え、ステージ１０１ｅの位置の変更、ランプ１０１ｆから照射する光量の調整（ランプレベルの調整）、および絞りの調整を制御して、顕微鏡１０１の観察条件を変更することができる。そして、制御部３０３ｄは、図３により後述するマウントポート認識処理を実行する。すなわち顕微鏡１０１を制御して、観察条件を変更しながらカメラヘッド２００で撮像した画像を画像処理して、カメラヘッド２００が顕微鏡１０１のどのポートにマウントされているか、すなわち顕微鏡１０１のフロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃいずれにマウントされているかを認識する。すなわち、カメラヘッド２００の顕微鏡１０１の各ポートへの接続状態を検出する。

また、顕微鏡１０１側で使用者によって光路の切り替え指示がなされた場合には、制御部３０３ｄは、顕微鏡１０１から送られてくる光路切替え信号に基づいて、カメラヘッド２００がマウントされているポート、例えばフロントポート１０１ｂからその他のポート、例えばリアポート１０１ｃまたは双眼部１０１ａへ切り替える指示か否かを判断する。そして、カメラヘッド２００がマウントされているポートからその他のポートまたは双眼部１０１ａへの切り替え指示と判断した場合には、図４により後述するようにフリーズ処理を実行して、モニタ１０３への画像の表示をフリーズ、すなわち画像更新を一時停止する。

そして、顕微鏡１０１から送られてくる光路切替え信号に基づいて、光路を再びカメラヘッド２００がマウントされているポートに切り替える指示がなされたと判断したときに、モニタ１０３のフリーズ画像の表示を中止してスルー画表示を再開する。これにより、顕微鏡１０１において、カメラヘッド２００がマウントされていないポートや双眼部１０１ａへ観察光を導く光路に切り替わったことによって、モニタ１０３に使用者が意図しない画像、例えば真っ暗な画像が表示されてしまうことを防ぐことができる。

図３は、上述したマウントポート認識処理の流れを示すフローチャートである。図３に示す処理は、カメラ１０２の電源がオンされると起動するプログラムとして、ＣＣＵ３００の制御装置３０３によって実行される。なお、図３における処理の中で、制御装置３０３から顕微鏡１０１へ上述した制御コマンド（以下、「コマンド」）を送信した場合には、顕微鏡１０１側で制御コマンドに基づいて処理が実行されるものとする。

ステップＳ１０において、カメラ１０２の初期動作を開始し、ＵＳＢＩ／Ｆ３０２を介して顕微鏡１０１に対して通信確認用のコマンドを送受信することによって、カメラ１０２が顕微鏡１０１と接続されていることを確認する。その後、ステップＳ２０へ進み、カメラヘッド２００にＡＥ機能をロックするコマンドを送信して、画像撮像時にカメラが露出値を自動調整しないようにする。その後、ステップＳ３０へ進み、ステージ１０１ｅを光路から外れる位置に退避するコマンドを顕微鏡１０１へ送信する。これによって、ステージ１０１ｅに光が当たると問題が発生するような標本（細胞などの生物試料）が載っている場合であっても、標本に光が当たらないようにすることができる。

なお、この時点では、いずれかのポートにマウントされたカメラヘッド２００には、何らかの画像、すなわちステージ方向からの画像か、または対象物が無い、例えば真っ暗な画像が取得されている状態になっている。

その後、ステップＳ４０へ進み、顕微鏡１０１の光路をフロントポート１０１ｂに切り替えるコマンドを送信して、ステップＳ５０へ進む。ステップＳ５０では、光量調整コマンドを顕微鏡１０１へ送信する。すなわち、光量調整コマンドにより顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ基準値に設定し、現在光路が設定されているポート、すなわちフロントポート１０１ｂに入射する光量を後述する基準測光値を算出するための光量とする。その後、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、ステップＳ５０のコマンドによって光量が制御された状態でカメラヘッド２００によって撮像された画像データから、上述したように画像の測光値を算出する。ここで算出した測光値は基準測光値として保持される。

その後、ステップＳ７０へ進み、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ最大に設定するためのコマンドを顕微鏡１０１へ送信して、ステップＳ８０へ進む。ステップＳ８０では、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値がそれぞれ最大の状態で撮像した画像の測光値を算出する。その後、ステップＳ９０へ進み、ステップＳ８０で算出した測光値と、ステップＳ６０で算出した基準測光値との差が、あらかじめ設定された所定の基準値以上であるか否かを判断する。

測光値と基準測光値との差が、所定の基準値未満であると判断した場合には、ステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０に進む場合とは、顕微鏡１０１の光量を増加させたにも関わらず、算出した測光値と基準測光値との間に差が生じていない場合である。すなわち、ステップＳ４０で選択されたフロントポート１０１ｂにカメラヘッド２００はマウントされていないと判断する。したがって、カメラヘッド２００がマウント可能な別のポート、すなわちリアポート１０１ｃにマウントされているか否かを判断するために、顕微鏡１０１の光路をリアポート１０１ｃに切り替えるコマンドを送信して、ステップＳ５０へ戻り、上述した処理を繰り返す。

これに対して、測光値と基準測光値との差が、所定の基準値以上であると判断した場合には、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、顕微鏡１０１の光量を増加させた結果、現在の測光値と基準測光値との間に差が生じたことから、カメラヘッド２００は、光路が設定されているフロントポート１０１ｂにマウントされていると判断する。その後、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、顕微鏡１０１へステージ１０１ｅの位置、ランプレベル、および絞り値を初期値に戻すためのコマンドを送信して、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、カメラヘッド２００で撮像した画像をモニタ１０３に出力して、画像を表示する。その後、ステップＳ１３０へ進み、顕微鏡１０１から光路切替え指示を示す信号が受信されたか否かを判断する。顕微鏡１０１から光路切替え指示を示す信号が受信されないと判断した場合には、後述するステップＳ１５０へ進む。一方、顕微鏡１０１から光路切替え指示を示す信号が受信されたと判断した場合には、ステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１４０では、図４により後述するフリーズ処理を実行して、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、カメラ１０２の電源がオフされたか否かを判断して、オフされないと判断した場合には、ステップＳ１３０へ戻り、処理を繰り返す。これに対して、カメラ１０２の電源がオフされたと判断した場合には、処理を終了する。

次に、ステップＳ１４０で実行されるフリーズ処理について説明する。図４は、フリーズ処理の流れを示したフローチャートである。ステップＳ２１０において、顕微鏡１０１の光路の切り替え先が、上述したマウントポート認識処理で認識したマウントポートであるか否かを判断する。光路がカメラヘッド２００がマウントされているポート（マウントポート）以外のポートに切り替えられると判断した場合には、ステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０では、第１の画像処理部３０３ａは、画像データの第２の画像処理部３０３ｂへの転送を停止する。これによって、カメラヘッド２００で撮像された画像データは、第１の画像処理部３０３ａで遮断され、モニタ１０３に表示される画像は更新されなくなる。その後、ステップＳ２３０へ進み、モニタ１０３に、現在画像をフリーズ中である旨を通知するメッセージを表示して、図３に示す処理に復帰する。

これに対して、光路がマウントポートに切り替えられると判断した場合には、ステップＳ２４０へ進む。ステップＳ２４０では、第１の画像処理部３０３ａは、画像データの第２の画像処理部３０３ｂへの転送を再開して、ステップＳ２５０へ進む。これによって、ステップＳ２５０でカメラヘッド２００による撮像画像のモニタ１０３への表示が再開される。その後、図３に示す処理に復帰する。

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）顕微鏡の光路に入射する光量を変化させ、その変化前後に撮像した画像データの測光値を比較することによって、カメラが顕微鏡のいずれのポートにマウントされているかを認識することとした。これによって、顕微鏡のマウント部にカメラのマウント状況を電気的に検出するために特殊な構造を設ける必要がなく、汎用的なマウント部で機器を構成することができるため、機器を安価に構成でき、さらにマウント部に汎用性を持たせることができる。
（２）顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ基準値に設定して撮像した画像から基準測光値を算出し、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ最大に設定して撮像した画像から算出した測光値と、基準測光値との差、すなわち測光値の変化状況により、顕微鏡１０１で指示されているポートにカメラヘッド２００がマウントされているか否かを認識することとした。これによって、顕微鏡１０１にカメラヘッド２００をマウント可能なポートが複数ある場合に、現在のマウントポートを正確に認識することができる。
（３）顕微鏡１０１側で、現在カメラヘッド２００がマウントされているポートからその他のポートや双眼部１０１ａへ光路が切り替えられた場合には、モニタ１０３への画像の更新をフリーズすることとした。これによって、光路が設定されていないポートをカメラヘッド２００が撮像した場合に、モニタ１０３に使用者が意図しない画像が表示されるのを防ぐことができる。

―第２の実施の形態―
第１の実施の形態では、使用者によって、顕微鏡１０１側で光路の切り替え指示がなされ、ＣＣＵ３００が顕微鏡１０１から送られてくる光路切替え信号に基づいて、図４に示すフリーズ処理を実行することとした。これに対して、第２の実施の形態では、使用者がカメラ１０２側で光路の切り替え指示を出し、カメラ１０２が顕微鏡１０１を制御して光路の切り替えを行って、当該光路の切り替えに伴ってフリーズ処理を実行する。なお、図１に示す顕微鏡システムの構成図、および図２に示すカメラ１０２のブロック図、および、図４に示すフリーズ処理のフローチャートについては、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

図５は、第２の実施の形態におけるＣＣＵ３００の処理を示すフローチャートである。図５に示す処理は、カメラ１０２の電源がオンされると起動するプログラムとして、制御装置３０３によって実行される。なお、図５に示す処理においても、第１の実施の形態と同様に、制御装置３０３から顕微鏡１０１へコマンドを送信した場合には、顕微鏡１０１側でコマンドに基づいて処理が実行されるものとする。

ステップＳ３１０において、カメラ１０２の初期動作を開始し、ＵＳＢＩ／Ｆ３０２を介して顕微鏡１０１に対して通信確認用のコマンドを送受信することによって、カメラ１０２が顕微鏡１０１と接続されていることを確認する。その後、ステップＳ３２０へ進み、入力装置３０６を介して、使用者によって顕微鏡１０１の光路切り替えが指示されたか否かを判断する。光路切り替えが指示されたと判断した場合には、ステップＳ３３０へ進む。

ステップＳ３３０では、使用者の指示したポートまたは双眼部１０１ａを切り替え先として、光路を切り替えるためのコマンドを顕微鏡１０１へ送信する。その後、ステップＳ３４０へ進み、顕微鏡１０１から送られてくる光路切替え動作開始信号を受信したたか否かを判断する。顕微鏡１０１から光路切替え動作開始信号を受信したと判断した場合には、ステップＳ３５０へ進む。

ステップＳ３５０では、図４により上述したフリーズ処理を実行して、ステップＳ３６０へ進む。ステップＳ３６０では、切り替え後の光路をモニタ１０３に表示して、ステップＳ３７０へ進む。ステップＳ３７０では、カメラ１０２の電源がオフされたか否かを判断して、オフされないと判断した場合には、ステップＳ３２０へ戻り、処理を繰り返す。これに対して、カメラ１０２の電源がオフされたと判断した場合には、処理を終了する。

上述した第２の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、カメラ１０２側で顕微鏡１０１の光路を切り替え可能とし、現在カメラヘッド２００がマウントされているポートからその他のポートまたは双眼部１０１ａへの光路の切り替えが指示された場合には、モニタ１０３への画像の表示をフリーズすることとした。これによって、光路が設定されていないポートをカメラヘッド２００が撮像した場合に、モニタ１０３に使用者が意図しない画像が表示されるのを防ぐことができる。

―変形例―
なお、以下のように変形することもできる。
（１）上述した第１の実施の形態では、双眼部１０１ａ、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃの３つの光路を有し、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃの２つのポートにカメラヘッド２００をマウントできる例について説明した。しかし、光路の数は３つに限定されず、さらにカメラヘッド２００をマウントできるポートの数も２つに限定されない。

（２）上述した第１の実施の形態では、顕微鏡１０１の各ポートにはカメラ１０２のカメラヘッド２００を汎用的なＣマウントの形態によりマウントする例について説明した。しかし、これに限定されず、その他の汎用的なマウント形態によりマウントすることとしてもよい。

（３）上述した第１の実施の形態では、カメラ１０２は、カメラヘッド２００とＣＣＵ３００とを個別に備える例について説明したが、カメラ１０２は、カメラヘッド２００、およびＣＣＵ３００を一体とする構成であってもよい。また、モニタ１０３を外部モニタとしたが、例えばＬＣＤモニタなどをカメラ１０２に含めた構成としてもよい。

（４）上述した第１の実施の形態では、図３のステップＳ７０で、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ最大に設定する例について説明したが、それぞれ最大でなくても、基準測光値を撮像した環境と差異が生じる程度にランプレベルを上げ、絞り値を開放してもよい。あるいは、ランプレベル、および絞り値のいずれか一方のみを変更するようにしてもよい。また、光路に入射する光量を変化させる方法として、光路途中にフィルタを抜き差ししてもよい。

（５）上述した第１の実施の形態では、顕微鏡１０１のフロントポート１０１ｂおよびリアポート１０１ｃとの間での光路の切り替えを自動で行う例について説明したが、これに限定されず、使用者が手動で光路の切り替えを行ってもよい。

（６）上述した第１の実施の形態では、顕微鏡１０１の観察条件を変更する前後で画像を撮像し、両画像を比較することでカメラヘッド２００がマウントされているポートを検出する例について説明した。しかしこれに限定されず、観察条件を変えることなく、既に設定されている観察条件のままでカメラヘッド２００がマウントされているポートを検出することができるようにしてもよい。

例えば、高い強度で照明した標本を双眼部１０１ａで観察していた状態から、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃのいずれかに光路を切り替える。このときに、照明光に照射された標本像がカメラヘッド２００から取得されれば、光路が切り替えられたポートにカメラヘッド２００がマウントされていると判定することができ、標本像が取得されなければ、もう一方のポートにカメラヘッド２００がマウントされていると判定することができる。

（７）また、観察条件を変更した後に撮像した画像のみを用いてカメラヘッド２００がマウントされているポートを検出することができるようにしてもよい。例えば、低い強度で照明した標本を双眼部１０１ａで観察していた状態から、フロントポート１０１ｂ、およびリアポート１０１ｃのいずれかに光路を切り替える。この場合、照明光が暗いためカメラで画像を明確に得ることは困難であることから、カメラヘッド２００がマウントされているポートを検出することは困難である。したがって、一時的に観察条件としての照明光の強度を高くした後に画像を撮像し、この撮像画像に基づいてカメラヘッド２００がマウントされているポートを検出する。

この場合は、観察条件を変更する前の基準となる撮像画像が存在しないため、観察条件の変更後に撮像する画像は、明確にカメラで取得可能な画像となるように観察条件を大きく変更する必要がある。なお、変形例（６）および（７）で説明した発明は、顕微鏡１０１がカメラ接続ポートを２つ備えている場合に特に有効である。

（８）上述した第１の実施の形態では、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ基準値に設定して撮像した画像から基準測光値を算出し、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ最大に設定して撮像した画像から算出した測光値と、基準測光値との差により、現在光路が設定されているポートにカメラヘッド２００がマウントされているか否かを認識する例について説明した。しかし、これに限定されず、以下のように変形してもよい。

（８−１）光路をフロントポート１０１ｂに設定し、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ基準値に設定して撮像した画像の任意の領域のＲＡＷデータを取得する。ＲＡＷデータとはＣＣＤ２０１で撮像した画像データそのもの、すなわち各種画像処理を行う前の生の画像データであり、ＣＣＤ２０１が受光した光の量を単なる電荷の値として記録した画像データである。ここでは、画像の任意の領域の画素における電荷の値の和を、任意の領域内の画素数で割ることによって画像のＲＡＷデータ値を算出し、これを基準ＲＡＷデータ値とする。その後、顕微鏡１０１のランプレベル、および絞り値をそれぞれ最大に設定して撮像した画像のＲＡＷデータを取得し、このときのＲＡＷデータ値と基準ＲＡＷデータ値との差を算出する。

ＲＡＷデータ値は、上述したようにＣＣＤ２０１が受光した光の量を示す電荷の値であるため、光路に入射する光量が大きければ大きいほど、その値は高くなる。したがって、当該ＲＡＷデータ値の差が、あらかじめ設定された所定の基準値以上であれば、カメラヘッド２００は、現在、光路が設定されているフロントポート１０１ｂにマウントされていると判断する。これに対して、ＲＡＷデータ値の差が、あらかじめ設定された所定の基準値未満であれば、現在光路が設定されているフロントポート１０１ｂにはカメラヘッド２００はマウントされていないと認識し、この場合は、光路をリアポート１０１ｃに切り替えて上述した処理を繰り返す。なお、本変形例においても、上述した第１の実施の形態と同様に、カメラヘッド２００のＡＥはロックした状態で撮像を行う。

これによって、ＲＡＷデータ値は入射する光量が大きければ大きいほど高い値となることを考慮して、正確にカメラヘッド２００のマウントポートを認識することができる。

（８−２）まず、光路をフロントポート１０１ｂに設定し、顕微鏡１０１のステージ１０１ｅを予め決定済みの高さ位置、例えばステージ１０１ｅの可動範囲内の最も下の位置まで移動して撮像した画像のコントラスト値を算出する。画像のコントラスト値は、画像の全画素におけるコントラスト値の総和を、全画素数で割ることによって算出する。ここで算出されたコントラスト値を基準コントラスト値とする。その後、ステージ１０１ｅの位置（高さ）をあらかじめ決められた所定量移動させながら、連続的に画像を撮像し、撮像した画像からコントラスト値を算出する。そして、基準コントラスト値と、連続的に撮像した画像から逐一算出したコントラスト値との差を算出して、それぞれのコントラスト値の差が、あらかじめ設定された所定の基準値以上となるか否かを認識する。

それぞれのコントラスト値の差が、あらかじめ設定された所定の基準値以上であれば、ステージ１０１ｅの位置の変化に伴って、コントラスト値が変化していることになるので、現在光路が設定されているポート、すなわちフロントポート１０１ｂにカメラヘッド２００はマウントされていると認識できる。これに対して、それぞれのコントラスト値の差が、あらかじめ設定された所定の基準値未満であれば、ステージ１０１ｅの位置を変化させたにも関わらず、コントラスト値に変化がないため、現在光路が設定されているフロントポート１０１ｂにはカメラヘッド２００はマウントされていないと認識できる。この場合は、光路をリアポート１０１ｃに切り替えて上述した処理を繰り返す。

これによって、ステージ１０１ｅの位置を変化させることによって、撮像画像のコントラストが変化することを考慮して、正確にカメラヘッド２００のマウントポートを認識することができる。

（９）上述した第１、および第２の実施の形態では、フリーズ処理において、モニタ１０３に表示する画像をフリーズする際には、第１の画像処理部３０３ａは、画像データの第２の画像処理部３０３ｂへの転送を停止することとした。しかし、その他の画像処理部で画像の転送を停止してもよい。

特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。制御装置３０３は、指示手段、検出手段、光路切替手段、および観察条件変更手段に相当する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。

第１の実施の形態における顕微鏡システムの一実施の形態の構成を模式的に示す図である。第１の実施の形態におけるカメラ１０２の一実施の形態を示すブロック図である。第１の実施の形態におけるマウント認識処理の流れを示したフローチャートである。第１の実施の形態におけるフリーズ処理の流れを示したフローチャート図である。第２の実施の形態におけるＣＣＵ３００の処理を示すフローチャート図である。

符号の説明

１００顕微鏡システム
１０１顕微鏡
１０１ａ双眼部
１０１ｂフロントポート
１０１ｃリアポート
１０１ｄＵＳＢインターフェース
１０１ｅステージ１０１ｅ
１０１ｆランプ１０１ｆ
１０２カメラ
１０３モニタ
２００カメラヘッド
２０１ＣＣＤ
２０２、３０３制御装置
２０３、３０４カメラＩ／Ｆ
３００ＣＣＵ
３０１画像メモリ
３０２ＵＳＢＩ／Ｆ
３０５モニタＩ／Ｆ
３０６入力装置
４００カメラＩＦケーブル

Claims

複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、
前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、
前記指示手段は、前記観察条件変更手段に対して観察条件の変更指示を行う前後に、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示し、
前記検出手段は、前記観察条件の変更を指示する前後で撮像された画像を比較した結果に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出することを特徴とする顕微鏡システム。
請求項１に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記顕微鏡は、前記複数のカメラ接続ポートのうち、いずれか一つのカメラ接続ポートに観察光を導くために内部光路を切り替える光路切替手段をさらに備え、
前記指示手段は、前記光路切替手段に対して光路の切り替えを指示し、
前記検出手段は、前記観察条件の変更を指示する前後で撮像した画像を比較した結果に基づいて、前記光路切替手段に対して前記内部光路の切り替え先として指示した前記カメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続されているか否かを判定して、前記検出を行うことを特徴とする顕微鏡システム。
複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、
前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、
前記観察条件の変更は、前記顕微鏡の照明光量の変更であり、
前記検出手段は、前記照明光量の変更を指示する前後で撮像した複数の画像から算出される測光値または、前記複数の画像の光量に基づいて前記検出を行うことを特徴とする顕微鏡システム。
複数のカメラ接続ポートを有する顕微鏡と、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに接続されるカメラヘッドと、
前記顕微鏡が有するいずれかのカメラ接続ポートに前記カメラヘッドが接続された状態で、前記カメラヘッドに画像の撮像を指示する指示手段、および撮像された撮像画像に基づいて、前記カメラ接続ポートへの前記カメラヘッドの接続の有無を検出する検出手段を備える撮像装置と、を有する顕微鏡システムであって、
前記顕微鏡は、観察条件を変更する観察条件変更手段を備え、
前記観察条件の変更は、前記顕微鏡の対物レンズとステージとの相対位置関係の変更であり、
前記検出手段は、前記相対位置関係の変更を指示する前後で撮像した複数の画像のコントラスト値を比較した結果に基づいて前記検出を行うことを特徴とする顕微鏡システム。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記カメラヘッドで撮像した画像を表示するモニタをさらに備え、
前記顕微鏡の内部光路が、前記カメラヘッドが接続されているカメラ接続ポートから、前記カメラヘッドが接続されていない他のカメラ接続ポート、もしくは、肉眼観察部に対する光路に切り替えられたとき、前記モニタへの表示画像の更新を停止することを特徴とする顕微鏡システム。
請求項５に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記モニタへの表示画像の更新を停止しているとき、前記顕微鏡の内部光路が、前記カメラヘッドが接続されていない他のカメラ接続ポート、もしくは、肉眼観察部に対する光路から前記カメラヘッドが接続されているカメラ接続ポートに切り替えられたとき、前記モニタへの表示画像の更新を再開することを特徴とする顕微鏡システム。