JP5301970B2 - 顕微鏡用デジタルカメラシステム及び顕微鏡システム - Google Patents
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Description
スケール機能とは、観察画像の大きさを把握するために、目盛り付きの定規を表示させたり、顕微鏡の倍率を検者に報知したりする機能である。報知方法として、顕微鏡デジタルカメラの場合では、観察画像上にその報知内容を重畳させるのが一般的である。また、スケールは、画像の右下などの画像の端に位置を固定して表示させるのが一般的である。
特許文献3では、顕微鏡倍率をカメラに設定することで、カメラ画像上にスケール表示することが開示されている。また、カメラ側の設定にて顕微鏡倍率を設定することで、観察画像に適したスケール表示が可能である。また、スケールはライブ画像上に重畳表示可能な上に、静止画記録画像上にも重畳表示可能である。
撮像手段は、顕微鏡からの光学像を撮像する。撮像手段は、例えば本発明の実施形態でいえば、撮像素子20に相当する。
指定手段は、表示装置に表示された画像上の少なくとも任意の位置を指定して計測対象を設定する。指定手段は、例えば本発明の実施形態でいえば、操作部4上の所定スイッチ(SW61,62等)またはPC100上の操作キーに相当する。
また、本発明の第1の実施形態によれば、前記制御手段は、前記計測値は倍率の変更前の計測された値であり、倍率変更後の画像に対応していない旨を出力する。
その計測結果が正しくないことを警告できる。
また、本発明の第2の実施形態によれば、前記制御手段は、n倍からm(n<m)倍に変更された場合、n倍時での前記計測対象がm倍時での観察視野の範囲外となるかを判定し、前記計測対象がm倍時での観察視野の範囲外となる場合には、その旨を警告表示することができる。
また、本発明の第2の実施形態によれば、前記制御手段は、m倍からn(n<m)倍に変更された場合、m倍時での計測対象がn倍観察時に計測の最小分解能以下になるかを判定し、該計測対象がn倍観察時に計測の最小分解能以下になる場合には、その旨を警告表示することができる。
また、本発明の第3の実施形態によれば、前記計測描画手段は、倍率変更後の画像において、倍率変更前の画像で前記指定した位置に対応する位置を算出して、倍率変更後の計測対象を再設定し、再設定された計測対象を計測して再描画すると共に、該計測により得られた計測値を前記画面上の所定の位置に再表示させることができる。
また、本発明の第4の実施形態によれば、前記顕微鏡用デジタルカメラシステムは、さらに、位置サイズ調整手段を備えてもよい。位置サイズ調整手段は、前記再描画された計測対象の位置及びサイズを調整することができる。位置サイズ調整手段は、例えば本発明の実施形態で言えば、左選択SW61、右選択SW62、上選択SW(不図示)、下選択SW(不図示)等に相当する。
このように構成することにより、初期設定にて各対物レンズの偏心状態を記憶して、対物レンズの偏心に起因する始点、終点の位置のずれを倍率変更時の計測描画で自動徴調することができる。
このように構成することにより、ステージ移動に連動させながら計測対象を描画することができる。
変更された場合、n倍時での前記計測対象がm倍時での観察視野の範囲外となるかを判定し、前記計測対象がm倍時での観察視野の範囲外となる場合には、m倍時での観察視野の範囲内に移動させるための前記顕微鏡のステージの移動量を表示させることができる。
描画情報書き込み手段は、前記計測描画手段により描画された描画情報を計測対象が撮像された画像に書き込む。描画情報書き込み手段は、例えば本発明の実施形態で言えば、観察画像−記号列合成器64に相当する。
このように構成することにより、計測の度に計測結果を画像に書き込んで記録することができる。
<第1の実施形態>
本実施形態では、対物レンズの倍率が変更されると、画面上に表示されている計測結果が倍率変更前のものである旨を警告する顕微鏡用デジタルカメラシステムについて説明する。
ステージ51には、標本50が載置されている。対物レンズ52は、倍率を変更して光軸53上にある標本50を観察するためのものである。対物レンズ52は、レボルバ53に装着されている。接眼レンズ54は、検者が覗き見るためのものである。
種々のSW制御をPC100等によりリモートで行うためのコネクタである。
操作部4は、その他に、カメラヘッド部2や表示部5について所望の操作を行うためのSW(不図示)を有している。そのため、カメラヘッド部2や表示部5は、検者がそれらのSWを操作することで、そのSWに応じた所定の動作を行う。
れぞれ、ある時点でのライブ画像表示時点での顕微鏡本体1の光路中にあるレボルバ53の穴52の穴識別情報を1フレームずつ交互に保持することができる。
図8は、本実施形態における表示部5の内部構成を示す。表示部5は、画像表示パネル41、情報表示パネル42、D/A変換器24を有する。画像表示パネル41は、撮影像や記録媒体読み書き装置34に挿入されたリムーバブルメディアに保存された画像の再生
像を表示する。情報表示パネル42は、撮影の際の露光時間、露光補正等の撮影情報や、再生時の画像ファイル等の再生情報を表示する。D/A変換器24は、表示用RAM200からのデジタル画像データを表示する際に必要となるデジタル画像データ信号をアナログ信号に変換する。
「撮影中状態(レックビュー)」の場合、画像表示パネル41への静止画の表示は、一定時間後に消灯して「ライブ画像状態」となる。一定時間としては、たとえば、リムーバブルメディア35への撮影画像の記録保存の完了までの間、または検者のEXPOSE SW31の押下から10秒後などである。
れから、記録媒体読み書き装置34により、リムーバブルメディア35にその記号列が埋め込められた画像データが記録される。
Sval=Srate/N×n
となる。ここで、nは観察視野の大きさを示す。
N=Nm×Nc
となる。このうち、合計倍率Nについては、表示部5に表示される後述のMENU項目から検者が入力する。その入力値に基づいて、スケールメモリ、スケール線がCPU201により描画される。
して表示させる。
スケール表示については、倍率情報を基にCPU201で再演算して、変更後の対物レンズ倍率に最適な値になっている。すなわち、図9ではスケール表示は「10μm」であるが、図13では、「5μm」である。また、スケールの直線部分の長さも図9と図13とでは異なっている)。これは、ライブ画像は顕微鏡本体1からの観察光を撮像素子20で捉えて画像化され、計測距離の描画はCPU201にて生成され、観察画像−記号列合成器65にてそのライブ画像とその描画が合成されているためである。
上記では、対物変更判定部66は、2つのライブ画像(NフレームとN+1フレームの画像)それぞれに対応する対物倍率情報(穴識別情報または倍率値)に基づいて、対物レンズが変更されたかどうかを判定した。それに対して、本変形例では計測開始時点での対物倍率情報と、現在のフレームを表示させるために使用している対物レンズの対物倍率情報とを比較することにより、対物レンズが変更されたかどうかを判定する。
。図15において、対物変更判定部66−1は、計測開始時倍率保持用RAM66d、変化判定部66cを備える。
上記の第1の実施形態では、2つのライブ画像(NフレームとN+1フレームの画像)それぞれに対応する対物倍率情報を保持するために、Nフレーム時倍率保持用RAM66a、N+1フレーム時倍率保持用RAM66bを用いた。それに対して、本変形例では、それらのRAMをCPUがもつレジスタに置換した場合について説明する。
<第2の実施形態>
本実施形態では、低倍から高倍に対物レンズの倍率を変更した場合、低倍時に視野内に存在した計測対象が高倍時の視野内にあるかどうか判定し、視野内にない場合にその旨を警告する。また、高倍から低倍に対物レンズの倍率を変更した場合、高倍での計測対象が
低倍時に(計測対象が小さくなるために)計測不能であるかどうか判定し、計測不能(計測最小分解能未満)になる場合にその旨を警告する。なお、本実施形態では、第1の実施形態と同様の構成及び処理については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
(n/m)×α×k≦k[画素]
α≦m/n
という開係になるα×kをm倍時の最小分解能にしないと、n倍時に計測できない(n倍時に計測の最小分解能より小さくなるため)。このため、n倍時にもm倍時にも計測できるためのm倍時での計測最小分解能は、(m/n)k(小数点は切り捨て)となる。よって、m倍時での最小計測値が(m/n)k未満の場合は、n倍では計測不能となる。
とが可能である。ここで、Ae<a、Be<bである。
**式(1)開始**************
( (m-n) a/2m, (m-n) b/2m) < (As, Bs) < ( (m+n) a/2m, (m+n) b/2m) かつ
( (m-n) a/2m, (m-n) b/2m) < (Ae, Be) < ( (m+n) a/2m, (m+n) b/2m)
但し、n倍からm倍に変更になった場合(n<m)とする。
**式(1)終了************
計測最小分解能記憶器662dは、計測最小分解能k[画素]を保持することができる。たとえば、m倍からnに変更にされた場合(n<m)であれば、計測最小分解能記憶器662dに記憶される計測最小分解能はk[画素]である。このとき、変化判定部662eは、m倍時での最小計測値が(m/n)k未満であるかどうかを判定し、計測不能かどうかをCPU201へ通知する。
**式(2)開始************
{ (As-Ae)2+ (Bs-Be)2 }1/2 ≧ (m/n)k
但し、n倍からm倍に変更になった場合(n<m)とする。
**式(2)終了************
図20は、本実施形態における対物変更判定部662の判定処理フローを示す。2点間計測が開始されると(S21)、対物変更判定部662は、その時点での対物倍率情報を取得し、計測開始時倍率保持用RAM662aに保持する(S22)。
この場合、変化判定部662eは、「対物変更あり」と判定し、その旨をCPU201へ通知する(S32)。
本実施形態では、第2の実施形態において、対物倍率変更に応じて、計測の描画を変更する場合について説明する。すなわち、第1の実施形態または第2の実施形態において計測の実行後、対物倍率を変更すると、観察対象物(ライブ表示されている画像)は、(対物倍率の拡大縮小に応じて)拡大縮小される。しかし、計測の描画については、無変更であった。そこで、本実施例では、観察対象物の拡大縮小に応じて、計測描画も同様の倍率で拡大縮小する。なお、本実施形態では、第1または第2の実施形態と同様の構成及び処理については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
座標(Ae’,Be’)とすると、観察対象と計測描画の相対位置関係を保持するためには、次の条件(式(3))を満たす必要がある。ただし、図18と異なり、m倍時の始点座標を(0,0)、終点座標を(a,b)とする。
**式(3)開始************
As’= {As−( (m−n) a/2m) }m/n
Bs’= {Bs−( (m−n) b/2m) }m/n
Ae’= {Ae−( (m−n) a/2m) }m/n
Be’= {Be−( (m−n) b/2m) }m/n
**式(3)終了************
したがって、上式による(As’,Bs’)と(Ae’,Be’)の2点間を描画すれば、m倍観察画面上での計測描画となる。
本実施形態では、第3の実施形態において、対物倍率の変更後の計測再描画の位置の微調整をすることができる顕微鏡用デジタルカメラシステムについて説明する。なお、本実施形態では、第1〜第3の実施形態と同様の構成及び処理については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
図26は、図25の実線で示された2点間描画部分の長さの微調整を説明する図である。図25の実線で示された2点間描画表示状態から、上下左右の各選択SWを操作するなどして、直線描画の微調を行うことができる。例えば、右選択SW62を1度押すと、2点間直線描画が1[画素]分長くなる。また、左選択SW61を1度押すと、2点間直線描画が1[画素]分短くなる。なお、長さの変更に連動して、計測結果も変更するようにしてもよい。
第4の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、第4の実施形態において、対物レンズ毎の偏心状態を保持して、対物倍率変更時の計測描画の自動位置微調を実現することについて説明する。
**式(4)開始************
Asm = −Cm + { (As+ Cn)−( (m−n) a/2m) }m/n
Bsm = −Dm + { (Bs+ Dn)−( (m−n) b/2m) }m/n
Aem = −Cm + { (Ae+ Cn)−( (m−n) a/2m) }m/n
Bem = −Dm + { (Be+ Dn)−( (m−n) b/2m) }m/n
**式(4)終了************
この式(4)を用いて、CPU201は、始点座標(Asm,Bsm)、終点座標(Aem,Bem)を算出することにより、対物レンズの偏心に起因する始点位置及び終点位置の微調整を行う(S58)。その後、CPU201は、その位置の微調整された始点、終点間を結ぶ直線を描画する(S59)。
第3の実施形態では、対物倍率の変更に応じて計測描画を再描画した。それに対して、本実施形態では、ステージ51の操作による観察像移動に追従して計測再描画する。なお、本実施形態では、第1〜第4の実施形態と同様の構成及び処理については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
X方向ステージ入力部501、Y方向ステージ入力部503を検者が操作すると、それぞれX方向、Y方向に観察視野が移動する。
As’= As + p
Bs’= Bs + q
Ae’= Ae + p
Be’= Be + q
となる。これより、CPU201は、ステージ移動後の始点座標を(As’,Bs’)、終点座標を(Ae’,Be’)を算出する(S65)。それから、CPU201は、算出された始点座標及び終点座標間を結ぶ直線を描画する(S66)。次の計測を行う場合には、再びS62以降を行う。
本実施形態の顕微鏡用デジタルカメラシステムによれば、第1〜第4の実施形態の効果に加えて、さらに、ステージ移動に連動させながら計測対象を描画することができる。よって、計測間違えや計測対象を見失うことがなく、検者の操作性がより向上する。
本実施形態の変形例について説明する。本変形例では、第2の実施形態におけるn倍からm(n<m)倍への対物倍率の変更時に表示される警告メッセージに、第5の実施形態でのステージ移動量を追加する。すなわち、第2の実施形態では、n倍からm倍への倍率の変更時、観察視野から計測対象が外れる場合に警告を行った。それに対して、本変形例では、計測対象が視野からどれくらい離れているかを警告メッセージに表示する。
**式(5)開始************
s < (m-n) a/2m または s > (m+n) a/2m
t < (m-n) b/2m または t > (m+n) b/2m
**式(5)終了************
s、tが式(5)の条件を満たしている状態で、m倍にて観察視野内に計測対象が表示されるためのステージ移動量(p,q)は、次の式(6)を満たす必要がある。
**式(6)開始************
s < (m-n) a/2m ならば、 p≧-s + (m-n) a/2m
s > (m+n) a/2m ならば、 p≧-s + (m+n) a/2m
t < (m-n) b/2m ならば、 q≧-t + (m-n) b/2m
t > (m+n) b/2m ならば、 q≧-t + (m+n) b/2m
**式(6)終了************
上記式(6)を満たすステージ移動量(p,q)となるように、検者にステージ移動を促せばよい。例えば、n倍時の観察視野の比較的画面の瑞にて計測を行うと、m倍(n<m)時の観察視野から計測対象が外れることとなる。この場合、図33に示すように、ステージ移動(p,q)を行えば計測対象が観察視野内に表れる旨のメッセージを表示させる。
本実施形態によれば、検者は、この警告に従ってステージを移動すると、m倍での観察視野外に存在した計測対象がm倍観察視野内に移動するため、観察をすることができる。
本実施形態では、第1の実施形態において、計測をする度に画像と計測結果を合成して画像保存することを実現する。なお、本実施形態では、第1〜第5の実施形態と同様の構成及び処理については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
顕微鏡本体1及び顕微鏡用デジタルカメラシステム3の電源がONにされる(S1)。次に、計測を実行する(S2)。たとえば、図9に示す2点間計測を行うとする。図9では、2点間距離「12μm」の計測がなされている。計測にあたって、始点と終点の入力の後、計測結果値の表示場所入力を終了する。
その他、本実施形態ではライブ像に対する計測について記しているが、再生画像に対する計測に適用してもよい。特に第1の実施形態の変形例や第2の実施形態など、ライブ画像のフレームに依存しない構成であれば、ライブ像、再生画像の区別なく本発明を適用してもよい。
また、ステージ移動による計測対象の観察視野からの離脱を警告できる。その結果、計測間違えや計測対象を見失うことがない。よって、計測時の顕微鏡用デジタルカメラシス
テムの操作性が向上する。
2 カメラヘッド部
3 顕微鏡用デジタルカメラシステム
4 操作部
5 表示部
6 操作表示部
7 ケーブル
20 撮像素子
21 サンプリング回路
22 A/D変換器
23 画像処理部
24 D/A変換器
25 シャッター
31 EXPOSE SW
32 モードSW
33 露光補正SW
34 記録媒体読み書き装置
35 リムーバブルメディア
36 リーダ/ライタ部
37 通信端子
38 通信部
41 画像表示パネル
42 情報表示パネル
50 標本
51 ステージ
52,52−2〜52−6 対物レンズ
53 レボルバ
54 接眼レンズ
55 結像レンズ
56 ビームスプリッタ
57(57−1〜57−6) 穴識別タグ
60 電源SW
61 左選択SW
62 右選択SW
63 記号列ROM
64,65 観察画像−記号列合成器
66,66−1,66−2 対物変更判定部
66a Nフレーム時倍率保持用RAM
66b N+1フレーム時倍率保持用RAM
66c 変化判定部
66d 計測開始時倍率保持用RAM
66a−1 Nフレーム時倍率保持用レジスタ
66b−1 N+1フレーム時倍率保持用レジスタ
662 対物変更判定部
662a 計測開始時倍率保持用RAM
662b 計測始点座標保持器
662c 計測終点座標保持器
662d 計測最小分解能記憶器
662e 変化判定部
67 対物変更警告LED制御部
72 対物変更警告LED
100 PC
101 ケーブル
200 表示用RAM
201 CPU
201−1 中央演算回路
201−2 ROM
201−3 RAM
203 カメラヘッド用コネクタ
207 顕微鏡−カメラ接続ケーブル
208 顕微鏡用コネクタ
209 顕微鏡用通信部
301 穴識別タグセンサー
302 穴識別情報送信器
303 カメラ接続コネクタ
501 X方向ステージ入力部
502 X方向ステージ移動エンコーダ
503 Y方向ステージ入力部
504 Y方向ステージ移動エンコーダ
505 エンコーダ値通信部
Claims (4)
- 顕微鏡からの光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像した画像を表示する表示手段と、
前記表示された画像上の少なくとも任意の位置を指定して計測対象を設定する指定手段と、
前記計測対象を計測し、該計測対象を描画すると共に、該計測により得られた計測値を前記画面上の所定の位置に表示させる計測描画手段と、
前記顕微鏡の観察倍率に変化があったかを判定する倍率変化判定手段と、
前記計測値の表示後に前記顕微鏡の観察倍率に変化があったと判定された場合、該変化に応じた出力をする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記計測値が倍率の変更前の計測された値であり、倍率変更後の画像に対応していない旨を出力する
ことを特徴とする顕微鏡用デジタルカメラシステム。 - 前記計測描画手段は、倍率変更後の画像において、倍率変更前の画像で前記指定した位置に対応する位置を算出して、倍率変更後の計測対象を再設定し、再設定された計測対象を計測して再描画すると共に、該計測により得られた計測値を前記画面上の所定の位置に再表示させる
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用デジタルカメラシステム。 - 少なくとも光軸方向と垂直方向に移動可能なステージを有する顕微鏡と、
前記顕微鏡からの光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像した画像を表示する表示手段と、
前記表示された画像上の少なくとも任意の位置を指定して計測対象を設定する指定手段と、
前記計測対象を計測し、該計測対象を描画すると共に、該計測により得られた計測値を前記画面上の所定の位置に表示させる計測描画手段と、
前記顕微鏡の観察倍率に変化があったかを判定する倍率変化判定手段と、
前記計測値の表示後に前記顕微鏡の観察倍率に変化があったと判定された場合、該変化に応じた出力をする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記計測値が倍率の変更前の計測された値であり、倍率変更後の画像に対応していない旨を出力する
ことを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記計測描画手段は、倍率変更後の画像において、倍率変更前の画像で前記指定した位置に対応する位置を算出して、倍率変更後の計測対象を再設定し、再設定された計測対象を計測して再描画すると共に、該計測により得られた計測値を前記画面上の所定の位置に再表示させる
ことを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡システム。
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