JP4979464B2 - 顕微鏡装置、該制御プログラム、及び該制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、顕微鏡により撮像した画像上でのマップ機能に関する。

従来、顕微鏡は、微細な試料の拡大像の撮影及び記録が可能であるため、生物分野における研究や検査等を始め、工業分野でも広く利用されている。このような顕微鏡は、一般的に、回転式レボルバに取り付けられた拡大倍率の異なる複数の対物レンズを備えている。そこで、顕微鏡は、レボルバを回転されて対物レンズを切り換えて、任意の対物レンズを観察光路に挿入することにより、観察倍率を変更している。また、顕微鏡は、複数の対物レンズ以外に、ズーム変倍機構を併せ持ち、連続的に観察倍率を変更することもできる。

観察倍率の変更においては、通常は低倍から高倍への対物レンズの切替に伴って、観察しようとする部位の目標位置がずれて観察視野から外れる現象が発生する。そのため、予め高倍にて目標位置を視野中心に移動させておき、その目標位置が観察視野から外れてしまうことを防いでいる。

顕微鏡観察において、そのような操作を倍率の変更毎に全て手動で行うと、顕微鏡操作に多くの時間を浪費してしまう。また、手動による顕微鏡操作では変化スピードの速い試料に対応できないことがある。また、顕微鏡操作に時間をかけすぎると、蛍光試料の褪色などを引き起こしてしまう。

このような問題を解決するために、例えば、特許文献１では、試料の観察像を表示するモニタ手段と、このモニタ手段に表示された観察像の所望の領域を指定する指示手段と、この指示手段による観察像の指定領域をモニタ手段のほぼ全画面に表示するのに必要な対物倍率と、前記試料移動ステージの位置を演算する演算手段と、この演算手段で演算されたデータに基づいて対物レンズを観察光路に挿入する対物切替機構と、試料移動ステージを駆動する駆動手段を備えた顕微鏡変倍装置が開示されている。これにより、特許文献１では、観察像にて指定された所望の領域に即した倍率に対応する対物レンズを前記観察光路に自動的に挿入すると共に、指定領域を観察視野のほぼ中央に自動的に位置させるようにしている。

なお、本願に関連する特許文献として、特許文献２、特許文献３がある。
特開平３−２９６０１１号公報 特開平１１−２５０２３８号公報 特開２００２−１９７４５１号公報

しかしながら、上記のような従来の顕微鏡においては、顕微鏡画像のディストーション（歪曲収差）による観察視野内での座標のズレ分布や、ディストーションによる観察視野内での倍率のズレ分布などは、補正が十分でない。また、連続的に変倍するようなズーム倍率には、補正が対応できていない。特に、対物レンズや回転レボルバの部品精度による同心ズレ補正データの取得方法が明確にはされていない。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、従来におけるナビゲーションマップ画像上の任意の領域を拡大表示させた例を示す。顕微鏡にて低倍対物レンズで撮影した観察試料の全体画像（以下、マクロ観察像という）１０１をナビゲーションマップ画像として取得する。パーソナルコンピュータのモニタを参照しながら、そのマクロ観察像１０１において詳細観察を行いたい領域を、マウスでドラッグ操作を行って、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）１０３で矩形に囲う。すると、そのＲＯＩ１０３で囲った範囲の大きさに対応してズーム倍率が変倍し、そのＲＯＩ１０３の中心位置に試料移動ステージが移動する。それから、高倍対物レンズに切り替わってそのＲＯＩ１０３の詳細画像（ミクロライブ画像１０２）が表示される。

図１１Ａでは、マクロ観察像１０１の中央辺りの観察領域をＲＯＩ１０３で囲って、そのＲＯＩ１０３で囲ったミクロライブ像１０２が表示されている。図１１Ｂでは、マクロ観察像１０１の右上辺りの観察領域をＲＯＩ１０３で囲って、そのＲＯＩ１０３で囲ったミクロライブ像１０２が表示されている。

このとき、低倍対物レンズのディストーションによる観察視野内の座標のズレ分布と倍率のズレ分布、ズームレンズのズーム心のハシリ（ズームする毎にズーム心がずれていくこと）とズーム倍率誤差、及び高倍対物レンズの中心座標のズレと倍率誤差に基づいて、マクロ観察像１０１で指定したＲＯＩ１０３の範囲とそのＲＯＩ１０３に基づいて表示されるミクロライブ像１０２との間において、座標値と倍率値に誤差が生じる。そのため、ＲＯＩ１０３で指定した範囲をミクロライブ画像１０２で正しく表示できない。このような場合、ユーザは、ミクロライブ画像１０２を確認しながら、再度試料移動ステージの位置の微調整及びズーム調整する必要があった。

上記の課題に鑑み、本発明では、表示装置に表示された低倍観察像の所定領域を指定すると、該所定領域の高倍観察像が表示される顕微鏡装置において、観察倍率の変更時における煩わしい試料移動ステージの移動操作を行う必要がなく、かつ観察倍率を迅速にかつ適正に選択することができる顕微鏡装置を提供する。

本発明にかかる顕微鏡装置は、観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、ズーム倍率を変倍させるズーム変倍手段と、前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像手段と、ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の所定領域を指定領域として指定することができる領域指定手段と、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納手段と、前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納手段と、前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とする第１の誤差補正手段と、前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とする第２の誤差補正手段と、前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍手段を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

前記顕微鏡装置において、前記第１の誤差情報格納手段は、前記試料移動ステージ上における所定位置が前記第１の対物レンズを介することで移動した距離を前記第１の座標誤差として格納し、前記試料移動ステージ上における所定の２点間の距離と前記第１の対物レンズを介することで伸縮した該２点間の距離との比率を前記第１の倍率誤差として格納していることを特徴とする。

前記顕微鏡装置において、前記第１の誤差情報格納手段は、前記第１の観察像の中心から同心円状に複数の領域に区分けし、該区分けした領域毎に前記第１の座標誤差と前記第１の倍率誤差が算出されて格納されていることを特徴とする。

前記顕微鏡装置において、前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像に対する前記第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせで撮像した前記第２の観察像の座標誤差を前記第２の座標誤差として格納し、該第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせによって得られる各倍率について表示倍率に対する実倍率の比率を前記第２の倍率誤差として格納していることを特徴とする。

前記顕微鏡装置において、前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の観察像内の前記第１の補正中心座標に対応する前記第２の観察像内の座標と、該第２の観察像の観察視野の中心座標との差分を前記第２の座標誤差として格納し、前記第２の対物レンズでのズーム倍率毎の総合表示倍率と総合実倍率との比率を前記第２の倍率誤差として格納していることを特徴とする。

前記顕微鏡装置は、さらに、前記試料移動ステージ上に前記観察光軸に対して挿脱可能であって方眼模様が付された基準チャートを備えることを特徴とする。
本発明にかかる、観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、ズーム倍率を変倍させるズーム変倍機構と、前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像装置と、ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の前記所定領域を指定領域として指定することができる領域指定機能と、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納装置と、前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納装置と、を備える顕微鏡装置の動作を制御する処理をコンピュータに実行させる顕微鏡制御プログラムは、前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とする第１の誤差補正処理と、前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とする第２の誤差補正処理と、前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍機構を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う駆動制御処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明にかかる、観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、ズーム倍率を変倍させるズーム変倍機構と、前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像装置と、ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の前記所定領域を指定領域として指定することができる領域指定機能と、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納装置と、前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納装置と、を備える顕微鏡装置の動作を制御する顕微鏡制御方法は、前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とし、前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とし、前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍機構を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う、ことを特徴とする。

本発明にかかる顕微鏡装置を用いることにより、観察倍率の変更時における煩わしい試料移動ステージの移動操作を行う必要がなく、かつ観察倍率を迅速にかつ適正に選択することができる。

本発明にかかる顕微鏡装置は、表示装置に表示された低倍観察像の所定領域を指定すると、該表示装置に該所定領域の高倍観察像を表示させることができる。本発明にかかる顕微鏡装置は、試料移動ステージ、レボルバ、ズーム変倍手段、撮像手段、領域指定手段、第１の誤差情報格納手段、第２の誤差情報格納手段、第１の誤差補正手段、第２の誤差補正手段、制御手段から構成される。

試料移動ステージは、観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能なステージである。試料移動ステージは、本実施形態でいえば、例えば、試料移動ステージ３である。

レボルバは、前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるものである。レボルバは、本実施形態でいえば、例えば、レボルバ６である。
ズーム変倍手段は、倍率を連続変倍させるレンズ駆動機構である。ズーム変倍手段は、本実施形態でいえば、例えば、ズーム変倍機構９である。

撮像手段は、前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する。撮像手段は、本実施形態でいえば、例えば、ＴＶカメラ１０である。
領域指定手段は、ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズ（低倍対物レンズ）で第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像（マクロ観察像）の前記所定領域を指定領域として指定することができる。領域指定手段は、本実施形態でいえば、例えば、ＰＣマウス２１のドラック操作によってＴＶモニタ２０に表示された低倍観察像の所定領域を指定するときに用いられるＲＯＩ１０３である。

第１の誤差情報格納手段には、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納されている。第１の誤差情報格納手段は、本実施形態で言えば、例えば、マクロ観察像補正テーブルまたはこのテーブルに対応する補完式である。

第２の誤差情報格納手段には、前記対物レンズのうち第２の対物レンズ（高倍対物レンズ）と変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像（ミクロライブ像）の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納されている。第２の誤差情報格納手段は、本実施形態で言えば、例えば、ミクロライブ像補正テーブルまたはこのテーブルに対応する補完式である。

第１の誤差補正手段は、前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とする。第１の誤差補正手段は、本実施形態で言えば、例えば、制御装置２５により実行される図１０Ａ及び図１０ＢのＳ４０〜Ｓ４２の処理に相当する。

第２の誤差補正手段は、前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とする。第２の誤差補正手段は、本実施形態で言えば、例えば、制御装置２５により実行される図１０Ａ及び図１０ＢのＳ４４〜Ｓ４５の処理に相当する。

制御手段は、前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍手段を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う。制御手段は、本実施形態で言えば、例えば、制御装置２５及び駆動回路２８により実行される図１０Ａ及び図１０ＢのＳ４３、Ｓ４５の処理に相当する。

このように構成することにより、観察倍率の変更時における煩わしい試料移動ステージの移動操作を行う必要がなく、かつ観察倍率を迅速にかつ適正に選択することができる。
前記第１の誤差情報格納手段は、前記試料移動ステージ上における所定位置が前記第１の対物レンズを介することで移動した距離を前記第１の座標誤差として格納し、前記試料移動ステージ上における所定の２点間の距離と前記第１の対物レンズを介することで伸縮した該２点間の距離との比率を前記第１の倍率誤差として格納している。

このように構成することにより、キャリブレーション時に取得した低倍対物レンズによる座標誤差及び倍率誤差を保存しておくことができる。
また、前記第１の誤差情報格納手段には、前記第１の観察像の中心から同心円状に複数の領域に区分けし、該区分けした各領域に前記第１の座標誤差と前記第１の倍率誤差が算出されて格納されている。

このように構成することにより、前記第１の座標誤差と前記第１の倍率誤差とをそれぞれ、その領域に対する座標誤差の代表値と倍率誤差の代表値とすることができる。
前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像に対する前記第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせで撮像した前記第２の観察像の座標誤差を前記第２の座標誤差として格納し、該第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせによって得られる各倍率について表示倍率に対する実倍率の比率を前記第２の倍率誤差として格納している。

また、前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の観察像内の前記第１の補正中心座標に対応する前記第２の観察像内の座標と、該第２の観察像の観察視野の中心座標との差分を前記第２の座標誤差として格納し、前記第２の対物レンズでのズーム倍率毎の総合表示倍率と総合実倍率との比率を前記第２の倍率誤差として格納している。

前記顕微鏡装置は、さらに、前記試料移動ステージ上に観察光軸に対して挿脱可能であって方眼模様が付された基準チャートを備えていてもよい。
このように構成することにより、顕微鏡変倍装置の電源投入時に容易に毎回キャリブレーションを行うことができる。

以下に、本発明の実施の形態について詳述する。
図１は、本実施形態における顕微鏡システムの全体構成を示す。顕微鏡システムは、主として顕微鏡本体１とパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称する。）１９から構成される。

顕微鏡本体１は、照明装置２、試料移動ステージ３、焦準装置４、対物レンズ５（低倍対物レンズ５ａ，高倍対物レンズ５ｂ）、レボルバ６、ズーム変倍機構９、ＴＶカメラ１０、高輝度水銀ランプ１１、蛍光観察装置１２、鏡筒１８、及び制御装置２５、ＴＶカメラ制御装置２６を備える。

照明装置２は、試料移動ステージ３に載置された観察試料７に照明光を照射する装置である。照明装置２は、図示しない、コンデンサレンズと、ＦＳ（Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｏｐ）機構を内蔵する。コンデンサレンズは、クリティカル照明用またはテレセント照明用を選択することができる。ＦＳ機構は、ＴＶカメラ１０内のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で撮像する範囲外の照明光を遮って、無駄な光を観察試料７に当てないようにするものである。

試料移動ステージ３は、照明装置２からの照明光（観察光軸８）に直交する平面内で互いに直交するＸ−Ｙ方向に移動することができる。焦準装置４は、試料移動ステージ３を観察光軸８方向に移動させてピント調整を行う。レボルバ６は、対物レンズ５の交換が可能で、観察に使用する対物レンズを観察光軸８に挿入するものである。

ズーム変倍機構９は、観察光軸８に挿入された対物レンズ５を用いて撮像された拡大像に対して、連続的に拡大または縮小させる機構である。ズーム変倍機構９は、観察像の開口数（ＮＡ）を制限して、焦点深度を深くする図示しないＡＳ（Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｓｔｏｐ）機構を内蔵する。

鏡筒１８内では、観察光を接眼レンズ側とＴＶカメラ１０側に分岐させる。接眼レンズ１８ａは、肉眼で観察像をするためのものである。ＴＶカメラ１０は、観察試料７からの観察像を電気信号に変換する。ＴＶカメラ制御装置２６は、ＴＶカメラ１０の動作を制御する装置である。

高輝度水銀ランプ１１は、蛍光観察時に用いる照明光源である。蛍光観察装置１２は、蛍光キューブ１６，１６ａの切替えを可能とするターレット機構１７を保持する。蛍光キューブ１６は、励起フィルタ１３と、吸収フィルタ１４と、ダイクロイックミラー１５とを１つにまとめて保持する。

励起フィルタ１３は、高輝度水銀ランプ１１から照射される照射光のうち特定の波長の励起光だけを透過させる。吸収フィルタ１４は、励起光が観察試料７に照射されることにより発した蛍光の波長を透過させるものである。ダイクロイックミラー１５は、励起光と蛍光を観察光軸８に揃えるものである。蛍光観察装置１２は、さらに、前記ＦＳ機構と同様の機能を有する図示しない落射ＦＳ機構を内蔵する。

顕微鏡本体１を構成する各種機構部及び駆動部はそれぞれ電動駆動装置を有しており、制御装置２５と接続されている。さらに、制御装置２５は、ＰＣ１９に接続されている。
ＰＣ１９は、ユーザが実際に顕微鏡操作を行うＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）を制御するものである。ＰＣ１９は、ＴＶモニタ２０とＰＣマウス２１を備える。ＴＶモニタ２０には、前記ＧＵＩ画像と、ＴＶカメラ１０で撮像した画像が表示される。ＰＣマウス２１により、ＧＵＩの操作と画像上での観察範囲の指定のためのクリック操作やドラッグ操作等を行うことができる。

図２は、図１の制御装置２５の構成の一例を示す。ＴＶカメラ制御装置２６は、ＴＶカメラからの画像信号の入力と、ＴＶカメラ１０からの制御データの入力と、ＴＶカメラ１０を駆動させるための駆動信号の出力を制御する。

制御装置２５は、ＴＶカメラ制御装置２６及び各種の回路を制御している。ＴＶカメラ制御装置２６は、ＴＶカメラ１０のシャッタースピード、ＩＳＯ感度、ホワイトバランス、露出度、画素シフト、画像処理などを制御している。ＴＶカメラ１０から出力された画像信号は、撮影画像またはライブ画像として得ることができる。

入力回路２７には、顕微鏡本体１から、照明光ＯＮ／ＯＦＦデータ、クリティカル照明／テレセント照明選択データ、ＦＳ開閉量データ、ステージＸＹ位置データ、焦準位置データ、レボルバ位置データ、観察光軸上の対物種類データ、ズーム変倍の倍率データ、ＡＳ開閉量データ、水銀ランプＯＮ／ＯＦＦデータ、落射ＦＳ開閉量データ、観察光軸上の蛍光キューブ種類データ等が入力される。また、入力回路２７には、ＰＣ１９から、ＰＣポインタ座標データ、ＰＣ１９でのユーザ操作データ等が入力される。入力回路２７は、制御装置２５からの要求に応じて、その入力されたデータを渡す。

駆動回路２８は、照明装置２及び高輝度水銀ランプ１１をＯＮ／ＯＦＦしたり、コンデンサレンズを切り換えたり、ＦＳ機構、試料移動ステージ３、焦準装置４、レボルバ６、ズーム変倍機構９、ＡＳ機構、落射ＦＳ機構、及び蛍光キューブターレット等の機構を駆動させるための制御信号（例えば、モータの回転数、ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、制御装置からの要求に応じて出力する。

記憶回路２９は、後述で詳細に述べるキャリブレーションより得られた、特定の低倍観察像における視野の領域ごとの座標補正値及び倍率補正値をデータテーブルまたは補完式で記憶している。さらに、記憶回路２９は、対物レンズ５ごと、及びズーム変倍機構９の複数の倍率範囲ごとに、表示倍率と実倍率との差を、テーブルまたは補完式で記憶している。

さらに、記憶回路２９は、試料移動ステージ３が持つステージ駆動モータの回転角度誤差などで発生する移動量誤差を補正するためのステージの絶対位置に関する補正データを、テーブルまたは補完式で記憶している。記憶回路２９は、これらのテーブルデータを制御装置２５からの要求に応じて出力する。

演算回路３０は、制御装置２５からの要求に応じて所定の演算処理を実行する。例えば、記憶回路２９に補正データが補完式で記憶されている場合には、制御装置２５はその補完式を演算回路３０に受け渡し、演算回路３０は、その補完式からデータを生成し、そのデータを制御装置２５に出力する。

画像出力回路３１は、制御装置２５の要求に応じて、ＴＶカメラ１０で撮像されてＴＶカメラ制御装置２６で画像処理された撮像画像及びライブ画像の画像信号を受け取る。画像出力回路３１は、その画像信号をＴＶモニタ２０に出力する。

図３は、本実施形態の全体の概要フローを示す。まず、顕微鏡本体１のキャリブレーションを行う（ステップ１。以下、ステップを「Ｓ」と称する）。そうすると、制御装置２５は、低倍対物レンズのディストーションによる観察視野内の座標のズレ分布と倍率のズレ分布、ズームレンズのズーム心のハシリとズーム倍率誤差、及び高倍対物レンズの中心座標のズレと倍率誤差に基づく、座標値と倍率値の誤差に関する補正テーブルを作成する。

すなわち、制御装置２５は、低倍対物レンズ５ａを用いて撮像されたマクロ観察像の「視野全域の座標値」の誤差、「視野の各部位の倍率値」の誤差を取得して、記憶回路２９内のマクロ観察像補正テーブルに保存する。また、制御装置２５は、高倍対物レンズ５ｂを観察光軸８に挿入した状態でのズーム各倍率の「中心付近の倍率値」の誤差、「視野中心座標値」の誤差を取得し、記憶回路２９内のミクロライブ像補正テーブルに保存する。

次に、ユーザは、マクロ観察像及びミクロライブ画像により、顕微鏡観察を行う（Ｓ２）。すなわち、ユーザが、ＴＶモニタ２０に表示されたマクロ観察像１０１上で、ＰＣマウス２１のドラッグ操作により任意の領域をＲＯＩ１０３で矩形に囲むと、低倍対物レンズ５ａから高倍対物レンズ５ｂに切り替わり、そのＲＯＩ１０３で囲った範囲に対応したズーム倍率に変倍して、そのＲＯＩ１０３範囲の中心位置に試料移動ステージ３が移動し、そのＲＯＩ１０３範囲のミクロライブ画像１０２が表示される。

より詳しく説明する。ユーザによりＲＯＩ１０３が設定されると、ＲＯＩ１０３で矩形に囲まれた範囲の中心座標が認識されて、後述するマクロ観察像補正テーブルに基づいて真の中心座標（指定中心座標）が算出される。

また、ＲＯＩ１０３で矩形に囲まれた範囲から倍率値が認識されて、後述するマクロ観察像補正テーブルに基づいてそのＲＯＩ範囲の座標に対応する真の倍率値（指定倍率値）が算出される。

それから、対物レンズが高倍対物レンズ５ｂに切り替えられると、指定倍率値に最も近い倍率になるように、ミクロライブ像補正テーブルに基づいてズーム倍率が決定される。そこで、制御装置２５は、指定中心座標が観察視野の中心位置に位置するように試料移動ステージ３を制御し、その決定したズーム倍率に変倍する。

このようにして、ユーザがマクロ観察像で指定したＲＯＩ範囲をミクロライブ像で表示させることができる。これにより、ユーザにとって観察倍率の変更時における煩わしい作業が不要となり、観察倍率を迅速かつ適正に選択できるようになる。以下では、上記Ｓ１とＳ２を詳述する。

＜Ｓ１：キャリブレーションによる補正テーブルの作成＞
キャリブレーションは、基準チャートを用いて行う。試料移動ステージ３に、観察試料７の代わりに方眼模様を有する基準チャート４０を載置して、対物レンズ５（低倍対物レンズ５ａ、高倍対物レンズ５ｂ）を切り換えると、ＴＶモニタ２０に図４Ａ及び図４Ｂに示す基準チャートの画像が撮像される。

図４Ａは、低倍対物レンズ５ａ及び最低倍のズーム倍率の条件で撮像された基準チャートの表示例を示す。ＴＶモニタ２０の表示領域４１には、基準チャート４０が表示されている。基準チャート４０は、符号４２で示す升目模様（方眼）を有する。符号４３で示す交差している２本線は、所定の治具ソフトによって表示される表示領域４１の対角線である。符号４４は、基本チャート４０の中心を示す。なお、本実施形態では、マクロ観察像１０１は、低倍対物レンズ５ａ及び最低倍のズーム倍率の条件において撮像されるものとする。

図４Ｂは、高倍対物レンズ５ｂ及び最低倍のズーム倍率の条件で撮像された基準チャートの表示例を示す。ミクロライブ像１０２は、各高倍対物レンズについてズーム倍率毎に撮像されるものである。本実施形態では、説明の便宜上、用いる高倍対物レンズを１つに固定し、ズーム倍率を変更するようにする。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ＴＶモニタ２０に表示される基準チャート４０の升目はディストーションなどの影響で、糸巻き状に広がっている。なお、広がり方はディストーションの正負により樽型と呼ばれる縮まり方を示すこともある。

図５は、対物レンズとズーム変倍機構のズーム倍率の組み合わせで変化するディストーションの形状を示している。縦軸にディストーション量、横軸に像高さを示す。図５（ａ）は、低倍対物レンズ及びズーム倍率０．５×の設定条件でのディストーション形状を示す。図５（ｂ）は、高倍対物レンズ及びズーム倍率０．５×の設定条件でのディストーション形状を示す。図５（ｃ）は、高倍対物レンズ及びズーム倍率２×の設定条件でのディストーション形状を示す。図５（ｄ）は、高倍対物レンズ及びズーム倍率６×の設定条件でのディストーション形状を示す。

このように、対物レンズ毎、及びズーム倍率毎にディストーションが変化することが分かる。仮に、マクロ観察像１０１上で指定したＲＯＩ１０３の指定中心座標に関して、ディストーションの影響でその座標値が１％の誤差を含み、５倍のマクロ観察像から１００倍のミクロライブ像に移動したとする。そうすると、エラー補正をしない限り、ＲＯＩ１０３で指定した中心座標はミクロライブ像の視野の全長に対して２０％以上の中心座標がずれてしまうことになる。さらに、ＲＯＩで囲った指定倍率値もエラー補正が必要となる。

このような指定中心座標と指定倍率のエラーを補正するために、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローによって顕微鏡装置１のキャリブレーションを行い、補正テーブルを作成する必要がある。

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態におけるキャリブレーションのフローを示す。なお、試料移動ステージ３には予め基本チャート４０が載置されている。また、基準チャート４０の升目の座標は、試料移動ステージ３上の絶対値のＸＹ座標値として予め記憶回路２９に記憶されている。

まず、ユーザが所定の操作を行うと、制御装置２５は、顕微鏡本体１のレボルバ６及びズーム変倍機構９を制御し、レボルバ６及びズーム変倍機構９の原点出しを行う（Ｓ１１、Ｓ１２）。

次に、制御装置２５の制御によりレボルバ６が回転して、高倍対物レンズ５ｂが観察光軸８に挿入される（Ｓ１３）。そして、制御装置２５の制御により、ズーム変倍機構９は、最高倍のズームになるように、ズームレンズを移動させる（Ｓ１４）。制御装置２５は、ＴＶカメラ１０を駆動させて、高倍対物レンズ５ｂ及び最高倍ズーム条件下で基本チャート４０の画像を撮像する。

次に、ユーザは、ＴＶモニタ２０を参照しながら、試料移動ステージ３を移動させて、基準チャート４０の中心位置４４を治具ソフトにより表示された対角線４３の交点に一致させる。併せて、基準チャート４０の升目の交点がほぼ視野の対角方向に並ぶように、ユーザは基準チャート４０を試料移動ステージ３上で回転させて升目の交点の向きを揃える（Ｓ１５）。この位置及び向きで基準チャート４０を試料移動ステージ３上に固定する。

次に、制御装置２５の制御によりレボルバ６が回転して、低倍対物レンズ５ａが観察光軸８に挿入される（Ｓ１６）。そして、制御装置２５の制御により、ズーム変倍機構９は、最低倍のズームになるように、ズームレンズを移動させる（Ｓ１７）。制御装置２５は、ＴＶカメラ１０を駆動させて、低倍対物レンズ５ａ及び最低倍ズーム条件下での基本チャート４０の画像を撮像する。そうすると、ＴＶモニタ２０には、図４Ａに示す画面が表示される。

ユーザは、ＴＶモニタ２０を参照して、対角線４３の交点と基準チャート４０の中心位置４４とが一致しているかを確認する（Ｓ１８）。対角線４３の交点と基準チャート４０の中心位置４４とが一致していない場合には（Ｓ１８で「Ｎｏ」へ進む）、再びＳ１３の処理より繰り返す。

対角線４３の交点と基準チャート４０の中心位置４４とが一致している場合、基準チャート４０の升目の交点がほぼ視野の対角方向に並んでいるかを確認する（Ｓ１９）。基準チャートの升目の交点が視野の対角方向に並んでいない場合には（Ｓ１９で「Ｎｏ」へ進む）、再びＳ１３の処理より繰り返す。

基準チャートの升目の交点が視野の対角方向に並んでいる場合、ＴＶモニタ２０を参照しながら、ＰＣマウス２１を用いて基準チャート４０の対角方向に升目の交点を中心から一定方向（例えば、右上方向）に複数点（例えば７点程度）ポイントしていく（Ｓ２０）。例えば、図４Ａの場合では、中心側から交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３とポイントしていく。

交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、ＴＶモニタに表示された基準チャート４０上で実際にクリックしたポイントであり、これらはディストーションの影響を受けているので、真の交点位置Ｐ１ａ、Ｐ２ａ，Ｐ３ａとはずれている。真の升目の交点位置とは、予め記憶回路２９に記憶されている基準チャート４０の絶対座標のことである。

基準チャート４０の絶対座標とＴＶモニタ２０でポイントした見かけ上の座標との差分（Ｐ１とＰ１ａとの差分、Ｐ２とＰ２ａとの差分、Ｐ３とＰ３ａとの差分）、すなわち、ずれ量が座標誤差として、座標の補正量となる。また、真の升目の対角線の長さは基準チャート４０の絶対座標に基づいて算出することができるので、真の升目の対角線の長さに対するポイント間（Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間）の間隔は倍率誤差として、倍率の補正量となる。

なお、ディストーションは一般的に視野中心から像高方向に一律の分布を持っている。したがって、上記でポイントしたｎ点を視野中心に対して同心円状にｎ個の帯状の補正領域とする。この一例を図７を用いて説明する。

図７は、本実施形態における低倍対物レンズ及び最低倍ズーム条件下で３点をポイントした場合の補正領域の区分け例を示す。同図の例では、上記で、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３とポイントした３点を視野中心に対して同心円状に３つの帯状の補正領域Ａ，Ｂ，Ｃに区分けしている。

制御装置２５は、上記領域の座標に対する座標誤差と倍率誤差とを記憶回路２９内のマクロ観察像補正テーブルに記憶する（Ｓ２１）。
図８は、本実施形態におけるマクロ観察像補正テーブルの一例を示す。ここでは、図７に対応したマクロ観察像補正テーブルを用いて説明する。マクロ観察像補正テーブル５０は、「領域範囲」５１、「座標誤差（Ｘ座標、Ｙ座標）」５２、「倍率誤差」５３のデータ項目から構成される。「領域範囲」５１には、図７の各領域を特定する座標が格納される。「座標誤差（Ｘ座標、Ｙ座標）」５２及び「倍率誤差」５３にはそれぞれ、上記でポイントした各点での座標誤差及び倍率誤差が格納される。

なお、本実施形態では、複数点についてサンプリングして、座標誤差及び倍率誤差を取得し、それらを各座標領域についての代表値として用いるようにするが、全ての升目の交点をポイントし、その全ての点について座標誤差及び倍率誤差を取得してマクロ観察像補正テーブルを作成してもよい。

ここまでの工程でマクロ観察像に関する誤差情報を取得した。次に、ミクロライブ像に関する誤差情報を取得することにする。
まず、制御装置２５の制御によってレボルバ６が回転して対物レンズが切り換えられ、高倍対物レンズ５ｂが観察光軸８に挿入される（Ｓ２２）。そして、制御装置２５の制御により、ズーム変倍機構９は、最低倍のズームになるように、ズームレンズを移動させる。制御装置２５は、ＴＶカメラ１０を駆動させて、高倍対物レンズ５ｂ及び最低倍ズームに設定した条件下での基本チャート４０の画像を撮像する。そうすると、ＴＶモニタ２０には、図４Ｂに示す画面が表示される。

図４Ｂは、高倍対物レンズ５ｂでズーム最低倍の状態にて、治具ソフトにより対角線４３を表示させた状態を示している。この状態で、基準チャート４０の中心点Ｐ０をポイントする（Ｓ２３）。この基準チャート４０の中心Ｐ０と対角線４３の交点との差分を、高倍対物レンズ５ｂ及びズーム最低時に対する高倍中心座標の座標誤差として、記憶回路２９内のミクロライブ像補正テーブル６０に保存する。

次に、基準チャート４０の中心Ｐ０に近い升目の交点Ｐ１１をポイントする（Ｓ２４）。制御装置２５は、ポイントＰ０とポイントＰ１１との間の距離と、基準チャート４０の升目の交点の距離から倍率値Ｍ１を算出し、ズーム変倍機構９が持つ倍率値Ｍ２に対する算出した倍率値Ｍ１の比率を高倍倍率の倍率誤差とし、後述のミクロライブ像補正テーブルに保存する。

この操作をズーム最高倍まで例えば１０点程度行い、各ズーム倍率について中心Ｐ０の座標の補正量と、ズーム倍率の補正量をミクロライブ像補正テーブルに保存する（Ｓ２５、Ｓ２６）。最高倍の各ズーム倍率について中心Ｐ０の座標の補正量と、ズーム倍率の補正量をミクロライブ像補正テーブルに保存すると、キャリブレーションが終了する。

図９は、本実施形態におけるミクロライブ像補正テーブルの一例を示す。ミクロライブ像補正テーブル６０は、「ズーム倍率」６１、「高倍中心座標の座標誤差（Ｘ座標、Ｙ座標）」６２、「高倍倍率の倍率誤差」６３のデータ項目から構成される。「ズーム倍率」６１には、ズーム変倍機構９で設定可能なズーム倍率が格納される。

「高倍中心座標の座標誤差（Ｘ座標、Ｙ座標）」６２には、図６ＢのＳ２３で取得した「ズーム倍率」６１に対応する座標誤差が格納される。「高倍倍率の倍率誤差」６３には、図６ＢのＳ２４で取得した「ズーム倍率」６１に対応する倍率誤差が格納される。

なお、本実施形態では、高倍対物レンズは１種類しか用いないのでミクロライブ像補正テーブル６０は１つしかないが、複数種類の高倍対物レンズを用いる場合には、各高倍対物レンズに対応するミクロライブ像補正テーブルがある。

なお、本実施形態では、補正データは上記の通りデータテーブルとして記憶回路２９に保存したが、補正データの記憶形式は、データテーブルに限定されない。例えば、図５で示したように、ディストーションは、対物レンズ毎、及びズーム倍率毎に応じてｎ次関数で表すことができるので、マクロ観察像補正テーブル及びミクロライブ像補正テーブルの代わりに、対物レンズ毎、及びズーム倍率毎のディストーション曲線を示すｎ次関数を補完式として記憶回路２９に保存してもよい。なお、キャリブレーションは製品の工場出荷時に行い、さらに、対物レンズを交換したり故障したりしたときに改めてキャリブレーションを行うことができる。

＜マクロ観察像及びミクロライブ画像による顕微鏡観察（Ｓ２）＞
Ｓ２では、まず、ユーザが、ナビゲーションマップ画像で任意の箇所をＲＯＩで囲むと、そのＲＯＩ範囲の中心座標を認識して補正を行い、指定中心座標として記憶する。さらに、ＲＯＩ範囲から倍率値を認識して、そのＲＯＩ範囲の座標に即した倍率補正を行い、指定倍率値として記憶する。次に、高倍対物レンズに切り替わり、指定倍率値に即した補正ズーム倍率に変倍する。また、その補正ズーム倍率は、キャリブレーションにて各ズーム毎に補正された倍率である。前記補正中心座標値もキャリブレーションにて各ズーム毎に補正された中心座標である。

このようにすることで、Ｓ１のキャリブレーションにおいて生成されたマクロ観察像補正テーブル及びミクロライブ像補正テーブルに基づいて、マクロ観察像とミクロライブ像と間の座標誤差を及び倍率誤差を補正することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施形態におけるマクロ観察像及びミクロライブ画像による顕微鏡観察をする際に、座標誤差及び倍率誤差を補正する顕微鏡システムの動作フローを示す。まず、顕微鏡本体１の電源が投入される（Ｓ３１）。すると、制御装置２５は、顕微鏡本体１の各電動駆動部を制御し、各駆動部の原点出しを実行する（Ｓ３２）。そうすると、各駆動部は、原点位置で停止する。

次に、ユーザが詳細観察を行いたい範囲を指定する際に利用するマクロ観察像１０１を取得する（Ｓ３３）。ここでは、制御装置２５の制御によりレボルバ６が駆動して、２つの対物レンズ５のうち低倍対物レンズ５ａが観察光軸８上に挿入される。そして、ズーム変倍機構９は、最低倍のズームになるように、ズームレンズを移動させる。そうすると、マクロ観察像１０１を撮像するための撮像倍率を得ることができる。

ＴＶカメラ制御装置２６はＴＶカメラ１０を制御して、露出量やホワイトバランスなどを最適に設定し、マクロ観察像１０１を取得する。そのマクロ観察像１０１は、画像出力回路３１を介してＴＶモニタ２０に表示される（Ｓ３４）。

次に、ユーザは、図１１Ａ及び図１１Ｂで説明したように、ＰＣマウス２１によるドラッグ操作を行って、ＴＶモニタ２０上のマクロ観察像１０１のうち詳細観察したい領域をＲＯＩ１０３で矩形に囲む（Ｓ３５）。

ここで、通常、ユーザが囲ったＲＯＩ１０３はＣＣＤのアスペクト比と異なるため、そのままではそのＲＯＩ１０３で指定された領域の画像に対応するミクロライブ像１０２に移行したときに、ミクロライブ像に表示されない部分が生じる。そこで、本実施形態では、ユーザがドラッグ操作によってＲＯＩ１０３で矩形に囲った後にＰＣマウス２１のボタンを放すと、制御装置２５によりＲＯＩ１０３の右下位置が調整されて、選択されたＲＯＩ１０３がＣＣＤのアスペクト比と同じ比率に変更される（Ｓ３６）。

なお、ＲＯＩ１０３の大きさが高倍対物レンズ５ｂとズーム変倍機構９の変倍範囲の組み合わせで得られる倍率範囲を超えるほど大きい場合は、制御装置２５はＲＯＩ１０３の大きさをその組み合わせで得られる倍率範囲のうち最低倍率のＲＯＩ１０３の大きさに変換する。逆に、ＲＯＩ１０３の大きさが高倍対物レンズ５ｂとズーム変倍機構９の変倍範囲の組み合わせで得られる倍率範囲を超えるほど小さい場合は、制御装置２５はＲＯＩ１０３の大きさをその組み合わせで得られる倍率範囲のうち最高倍率のＲＯＩの大きさに変換する。（Ｓ３７）。

マクロ観察像１０１上に表示されたＲＯＩ１０３の位置と大きさで良ければ、ユーザは所定の操作を行うことにより、ＲＯＩ１０３の範囲の確定を行う（Ｓ３８で「Ｙｅｓ」へ進む）。もし、ＲＯＩ１０３の位置や大きさを変更するなら、ＲＯＩ１０３を囲い直すことになる（Ｓ３８で「Ｎｏ」へ進む）。

ＲＯＩ１０３の範囲の確定後、制御装置２５は、マクロ観察像１０１上においてＲＯＩ１０３の対角中心座標を算出し、その算出した対角中心座標を指定中心座標Ｃ１とする（Ｓ３９）。

制御装置２５は、記憶回路２９からマクロ観察像補正テーブル５０を読み出し、指定中心座標Ｃ１をキーとして、マクロ観察像補正テーブル５０から、指定中心座標Ｃ１を含む「領域範囲」５１を有するレコードＲ１を抽出する。制御装置２５は、その抽出したレコードＲ１から「座標誤差」５２を取得する。それから、制御装置２５は、演算回路３０にて指定中心座標Ｃ１にその「座標誤差」５２を加算し、その加算した値を中心座標補正値Ｃ２として得る（Ｓ４０）。

次に、制御装置２５は、ＲＯＩ１０３の長辺の長さとマクロ観察像１０１の長辺との比から指定倍率Ｍ３を算出する（Ｓ４１）。
それから、制御装置２５は、上記で抽出したレコードＲ１から「倍率誤差」５３を取得する。制御装置２５は、演算回路３０にて指定倍率Ｍ３に「倍率誤差」５３を乗算して、倍率補正値Ｍ４を得る（Ｓ４２）。

次に、制御装置２５の制御によりレボルバ６が回転して、高倍対物レンズ５ｂが観察光軸８に挿入される（Ｓ４３）。
それから、制御装置２５は、記憶回路２９からミクロライブ像補正テーブル６０を読み出し、倍率補正値Ｍ４をキーとして、ミクロライブ像補正テーブル６０に含まれるレコードのうち「高倍倍率の倍率誤差」６３が倍率補正値Ｍ４に最も近い「高倍倍率の倍率誤差」６３を有するレコードＲ２を抽出する。制御装置２５は、その抽出したレコードＲ２から「ズーム倍率」６１を取得し、ズーム変倍機構９を駆動させてそのズーム倍率に設定する（Ｓ４４）。これにより、倍率補正値Ｍ２と同等の高倍倍率補正値を実現するために、高倍対物レンズ５ｂとズーム変倍機構９の組み合わせで決まるズーム倍率に設定することができる。

次に、制御装置２５は、上記で抽出したレコードＲ２から「高倍中心座標の座標誤差」６２を取得する。そして、制御装置２５は、演算回路３０にて中心座標補正値Ｃ２に「高倍中心座標の座標誤差」６２を加算して、中心座標補正値Ｃ３を得る。制御装置２５は、試料移動ステージ３を駆動させて、中心座標補正値Ｃ３が視野の中心となるようにする（Ｓ４５）。なお、記憶回路２９には、試料移動ステージ３が持つステージ駆動モータの回転角度誤差などで発生する移動量誤差を補正するためのステージの絶対位置に関する補正データが格納されているので、試料移動ステージ３を駆動させる場合には、その移動量誤差も補正される。

次に、ＴＶカメラ制御装置２６は、撮影条件を最適に設定してミクロライブ像１０２を取得する。画像出力回路３１は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、ＴＶモニタ２０にその取得されたミクロライブ像１０２を表示させる（Ｓ４６）。

ＴＶモニタ２０に表示されたミクロライブ像１０２の画像を保存する場合は、図示しない撮像フローへ移行する（Ｓ４７で「Ｙｅｓ」へ進む）。なお、当該撮像フローは本実施形態とは直接関係しないので、その説明を省略する。

また、上記で選択したＲＯＩ１０３と異なる部位または異なる倍率でミクロライブ像１０２を得る場合は（Ｓ４８で「Ｎｏ」へ進み、Ｓ４９で「Ｙｅｓ」へ進む）、Ｓ３５のマクロ観察像１０１上で観察したい領域をＲＯＩ１０３で矩形に囲う処理から繰り返す（Ｓ５０で「Ｙｅｓ」へ進む）。あるいは図示しない他のミクロライブ像を指定するフローへ移動する（Ｓ５０で「Ｎｏ」へ進む）。

全ての処理を終えたら（Ｓ４８で「Ｙｅｓ」へ進む）、電源をＯＦＦにして（Ｓ５１）、観察を終了する。
本実施形態によれば、ＰＣマウス２１によりＲＯＩを使って観察したい領域を指定するだけで、それに応じて自動的に観察倍率が決定され、かつ試料移動ステージ３が移動し、ＲＯＩで指定した範囲とほぼ同じ倍率と中心位置を表示することができる。その結果、従来のように拡大倍率の選択ミスを起こすことがない。また、拡大倍率変更時における煩わしい試料移動ステージの移動操作も不要となる。また、マクロ観察像にてミクロ観察したい範囲をＲＯＩ指定するため、試料の観察位置が明確である。また、レンズ設計やメカ調整でも除去できない公差を補正することができる。

なお、上記の実施形態では、顕微鏡本体１には基準チャートを備えていなかったが、試料移動ステージ３上に観察光軸８に対して挿脱可能な基準チャートを保持しておいてもよい。これにより、顕微鏡変倍装置の電源投入時に容易に毎回キャリブレーションを行うことができる。なお、キャリブレーションの回数は変更が可能である。よって、上記の実施形態に加えて、補正値の自己修正や自動故障判断等の効果も得ることができる。

本実施形態によれば、以下のことが実現できる。マクロ観察像上で観察したい領域をＲＯＩで囲むとそのＲＯＩ範囲の中心座標を認識して補正を行い、指定中心座標として記憶する。また、ＲＯＩ範囲から倍率値を認識して、そのＲＯＩ範囲の座標に即した倍率補正を行い、指定倍率値として記憶する。そして、高倍対物レンズに切り替わり、指定倍率値に即した補正ズーム倍率に変倍する。なお、その補正ズーム倍率は、キャリブレーションにてズーム毎に補正された倍率である。前記補正中心座標値もキャリブレーションにてズーム毎に補正された中心座標である。

以上で、ユーザがナビゲーションマップ画像で指定したＲＯＩを、ライブ画像で表示させることができる。これにより、ユーザにとって観察倍率の変更時における煩わしい作業が不要となり、観察倍率を迅速かつ適正に選択できるようになる。

本実施形態における顕微鏡システムの全体構成を示す。 図１の制御装置２５の構成の一例を示す。 本実施形態の全体の概要フローを示す。 低倍対物レンズ５ａ及び最低倍のズーム倍率の条件で撮像された基準チャートの表示例を示す。 高倍対物レンズ５ｂ及び最低倍のズーム倍率の条件で撮像された基準チャートの表示例を示す。 高倍対物レンズ５ｂ及び最低倍のズーム倍率の条件で撮像された基準チャートの表示例を示す。対物レンズとズーム変倍機構のズーム倍率の組み合わせで変化するディストーションの形状を示している。 本実施形態におけるキャリブレーションのフロー（その１）を示す。 本実施形態におけるキャリブレーションのフロー（その２）を示す。 本実施形態における低倍対物レンズ及び最低倍ズーム条件下で３点をポイントした場合の補正領域の区分け例を示す。 本実施形態におけるマクロ観察像補正テーブルの一例を示す。 本実施形態におけるミクロライブ像補正テーブルの一例を示す。 本実施形態におけるマクロ観察像及びミクロライブ画像による顕微鏡観察をする際に、座標誤差及び倍率誤差を補正する顕微鏡システムの動作フロー（その１）を示す。 本実施形態におけるマクロ観察像及びミクロライブ画像による顕微鏡観察をする際に、座標誤差及び倍率誤差を補正する顕微鏡システムの動作フロー（その２）を示す。 従来におけるナビゲーションマップ画像上の任意の領域を拡大表示させた例（その１）を示す。 従来におけるナビゲーションマップ画像上の任意の領域を拡大表示させた例（その２）を示す。

符号の説明

１ 顕微鏡本体
２ 照明装置
３ 試料移動ステージ
４ 焦準装置
５ 対物レンズ
５ａ 低倍対物レンズ
５ｂ 高倍対物レンズ
６ レボルバ
９ ズーム変倍機構
１０ ＴＶカメラ
１１ 高輝度水銀ランプ
１２ 蛍光観察装置
１３ 励起フィルタ
１４ 吸収フィルタ
１５ ダイクロイックミラー
１６，１６ａ 蛍光キューブ
１７ ターレット機構
１８ 鏡筒
１８ａ 接眼レンズ
１９ ＰＣ
２０ ＴＶモニタ
２１ ＰＣマウス
２５ 制御装置
２６ ＴＶカメラ制御装置
２７ 入力回路
２８ 駆動回路
２９ 記憶回路
３０ 演算回路
３１ 画像出力回路

Claims (8)

1. 観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、
   前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、
   ズーム倍率を変倍させるズーム変倍手段と、
   前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像手段と、
   ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の所定領域を指定領域として指定することができる領域指定手段と、
   前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納手段と、
   前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納手段と、
   前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とする第１の誤差補正手段と、
   前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とする第２の誤差補正手段と、
   前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍手段を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記第１の誤差情報格納手段は、前記試料移動ステージ上における所定位置が前記第１の対物レンズを介することで移動した距離を前記第１の座標誤差として格納し、前記試料移動ステージ上における所定の２点間の距離と前記第１の対物レンズを介することで伸縮した該２点間の距離との比率を前記第１の倍率誤差として格納している
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記第１の誤差情報格納手段は、
   前記第１の観察像の中心から同心円状に複数の領域に区分けし、該区分けした領域毎に前記第１の座標誤差と前記第１の倍率誤差が算出されて格納されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
4. 前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像に対する前記第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせで撮像した前記第２の観察像の座標誤差を前記第２の座標誤差として格納し、該第２の対物レンズ及び前記各ズーム倍率の組み合わせによって得られる各倍率について表示倍率に対する実倍率の比率を前記第２の倍率誤差として格納している
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
5. 前記第２の誤差情報格納手段は、前記第１の観察像内の前記第１の補正中心座標に対応する前記第２の観察像内の座標と、該第２の観察像の観察視野の中心座標との差分を前記第２の座標誤差として格納し、前記第２の対物レンズでのズーム倍率毎の総合表示倍率と総合実倍率との比率を前記第２の倍率誤差として格納している
   ことを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡装置。
6. 前記顕微鏡装置は、さらに、
   前記試料移動ステージ上に前記観察光軸に対して挿脱可能であって方眼模様が付された基準チャート
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
7. 観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、
   前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、
   ズーム倍率を変倍させるズーム変倍機構と、
   前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像装置と、
   ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の前記所定領域を指定領域として指定することができる領域指定機能と、
   前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納装置と、
   前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納装置と、
   を備える顕微鏡装置の動作を制御する処理をコンピュータに実行させる顕微鏡制御プログラムであって、
   前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とする第１の誤差補正処理と、
   前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とする第２の誤差補正処理と、
   前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍機構を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う駆動制御処理と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする顕微鏡制御プログラム。
8. 観察試料が載置され、観察光軸に対して垂直方向に移動可能な試料移動ステージと、
   前記観察光軸に挿入される倍率の異なる複数の対物レンズを切り換えるレボルバと、
   ズーム倍率を変倍させるズーム変倍機構と、
   前記対物レンズを介して前記観察試料の光学像を撮像する撮像装置と、
   ユーザからの指示操作に基づいて、前記対物レンズのうちの第１の対物レンズで第１のズーム倍率で撮像した第１の観察像の前記所定領域を指定領域として指定することができる領域指定機能と、
   前記第１の対物レンズ及び前記第１のズーム倍率に基づいて得られる観察像の第１の座標誤差及び第１の倍率誤差が格納された第１の誤差情報格納装置と、
   前記対物レンズのうちの第２の対物レンズと、変倍可能な範囲で変倍させた前記ズーム倍率との組み合わせに基づいて得られる第２の観察像の第２の座標誤差及び第２の倍率誤差が格納された第２の誤差情報格納装置と、
   を備える顕微鏡装置の動作を制御する顕微鏡制御方法であって、
   前記指定領域の中心座標である指定中心座標を前記第１の座標誤差で補正して第１の補正中心座標とすると共に、前記第１の観察像に対する前記指定領域の大きさに基づいて該指定領域を拡大する倍率を算出し、該倍率を前記第１の倍率誤差で補正して第１の補正倍率とし、
   前記第２の対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づく倍率のうち前記第１の補正倍率に最も近い倍率となる組み合わせを特定し、前記第１の補正中心座標を前記第２の座標誤差で補正して第２の補正中心座標とし、
   前記特定した対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率の組み合わせに基づいて、前記レボルバを制御して前記対物レンズを切り換えると共に、前記ズーム変倍機構を制御して前記ズーム倍率を変倍させ、かつ、前記第２の補正中心座標に基づいて、前記試料移動ステージを移動させる制御を行う、
   ことを特徴とする顕微鏡制御方法。

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