(57)【要約】      （修正有）【課題】顕微鏡装置の自己較正方法を提供する。【解決手段】較正モードが実行され、被写体の画像５０が光学拡大系の既知の基準倍率値にて検出器装置によってキャプチャされ、少なくとも２つの特徴的基準点３２ａ、３２ｂが画像５０にて決定され、少なくとも２つの特徴的基準点３２ａ、３２ｂの間の距離が基準距離３４として画像にて決定され、且つ、基準距離３４と基準倍率値の間にて相関値が決定される。その後に、計測モードが実施され、被写体の現在の画像が光学拡大系の第２倍率値にて検出器装置によってキャプチャされ、少なくとも２つの特徴的基準点が現在の画像にて識別され、特徴的基準点の間の現在の距離が現在の画像にて決定され、基準距離３４と基準倍率値の間の相関値に基づいて現在の距離から第２倍率値が決定される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変倍率を有する光学拡大系（１３）と検出器装置（１２）とを有する顕微鏡装置（１）であって、被写体（１０）の画像を前記光学拡大系（１３）の異なる倍率の値にて前記検出器装置（１２）によってキャプチャすることが可能である顕微鏡装置（１）を較正するための方法であって、
まず、第１時点において、較正モードが実行され、
−  前記被写体（１０）の画像（５０）が前記光学拡大系（１３）の既知の基準倍率値で前記検出器装置（１２）によってキャプチャされ、
−  少なくとも２つの特徴的基準点（３２ａ、３２ｂ）が前記画像（５０）内にて決定され、
−  前記少なくとも２つの特徴的基準点（３２ａ、３２ｂ）の間の距離が基準距離（３４）として前記画像内にて決定され、
−  前記基準距離（３４）と前記基準倍率値の間にて相関値が決定され、
そして、後に、第２時点において、計測モードが実施され、
−  前記被写体（１０）の現在の画像（５１）が前記光学拡大系（１３）の第２倍率値にて前記検出器装置（１２）によってキャプチャされ、
−  前記少なくとも２つの特徴的基準点が前記現在の画像（５２ａ、５２ｂ）内にて識別され、
−  前記特徴的基準点の間の現在の距離（５４）が前記現在の画像（５２ａ、５２ｂ）内にて決定され、
−  前記基準距離（３４）と前記基準倍率値の間の前記相関値に基づいて、前記現在の距離（５４）から、第２倍率値が決定される、方法。
【請求項２】
前記被写体（１０）のサイズが、好ましくは、前記計測モードにて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被写体（１０）の面積（１６）、長さ（１７）、幅（１８）、円周、又は別の幾何学的特徴が、好ましくは、前記計測モードにて、前記被写体（１０）のサイズとして、決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
被写体側ピクセルサイズ（１４）が、前記基準倍率値又は前記第２倍率値及び前記検出器のピクセルサイズ（１１）から決定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記被写体側ピクセルサイズ（１４）と、前記被写体側ピクセルサイズ（１４）を決定するために使用された前記倍率値に属する、前記画像（５０、５１）内にて前記被写体（１０）がカバーする前記ピクセルの数（１６ａ）と、から、前記被写体の前記サイズ（１０）が決定される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
基準軸（６４、６５）からなる帯（６６、６７）が、前記現在の画像（５１）内の前記特徴的基準点（５２ａ、５２ｂ）を識別するために使用され、前記基準軸（６４、６５）は、前記画像（５１）の幾何学的中心（５２）と前記較正モードの前記特徴的基準点（３２ａ、３２ｂ）によって規定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記基準軸（６４、６５）の１本の帯（６６、６７）の幅は、前記画像の前記幾何学的中心（５２）から前記顕微鏡装置の光軸までの距離によって決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記顕微鏡装置（１）内における前記被写体（１０）の前記実際の位置が変化したのか、又は前記拡大系（１３）の前記倍率値が変化したのかが、好ましくは前記計測モードにおいて判定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記顕微鏡装置（１）が動作しているモードに関する情報を提供する状態通知が発行される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記基準倍率値は、前記光学拡大系（１３）の最大倍率値である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータユニット（３）。
【請求項１２】
特に請求項１１に記載のコンピュータユニット（３）にて稼働する際に、前記コンピュータユニット（３）に請求項１〜１０のいずれか一項に記載された方法を実行させるプログラムコーディング手段を有するコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムが保存されている機械可読ストレージ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置の自己較正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学拡大系を有する顕微鏡装置においては、拡大系の倍率値は、通常、自由に、滑らかに調節することができる。特定の倍率値において記録された多数の種類の画像を評価する場合には、この倍率値を知ることが不可欠である。例えば、現在選択されている倍率値により、被写体の実際のサイズを被写体の画像から決定することができる。
【０００３】
符号化顕微鏡装置は、現在選択されている倍率値を電子的に決定する手段を有する。これは、例えば、電気センサによって実行することができる。又、顕微鏡装置には、倍率を調節する電気モーターを装着することもできる。現在選択されている倍率値をモーターによって直接通知することができる。
【０００４】
但し、相対的に単純な顕微鏡装置の多くは、符号化されてはおらず、且つ、現在選択されている倍率値を決定するための手段を有してもいない。従って、倍率値は、ユーザー自身が手作業で決定しなければならない。例えば、ユーザーは、印刷された倍率のスケールから値を読み取ることができる。
【０００５】
特許文献１に記述されているように、試料が配置される顕微鏡ステージを既知の予め規定された距離だけ移動させると共に画像内の関連するシフトを評価することにより、倍率値を決定することもできる。
【０００６】
特許文献２は、回折格子を使用する較正について記述しており、ここで、格子定数又は格子内の個々のカラムの間隔が既知である。顕微鏡を使用することにより、拡大された格子の画像を取得し、且つ、この格子内のカラムの間隔を決定している。格子の画像内において決定されたこれらのギャップに対する格子定数の比率を使用することにより、倍率値を決定している。
【０００７】
倍率値を手作業で決定するこれらの方法は、ユーザーにとって、非常に複雑であって、骨が折れ、且つ、時間を所要する。更には、これらの方法は、いずれも、人為的過誤の可能性を伴っている。マークの誤判読や評価における誤りの生成の可能性を排除することができない。
【０００８】
見いだされた倍率値に伴う画像の評価の再現性も極めて限定的であり、その理由は、後の時点において必要な精度及び正確性を伴って対応する倍率値を正確にリセットすることが非常に困難であるからである。
【０００９】
例えば、ソフトウェアを使用することによって画像を自動的に評価する場合には、ユーザーは、一般に、まず、決定された倍率値をソフトウェアに入力しなければならない。これは、発生可能な別の人為的過誤の供給源である。例えば、一連の画像を異なる倍率値によって撮影した場合に、ユーザーは、画像のうちの１枚について誤った倍率値をソフトウェアに入力する場合も、倍率値の入力を忘れる場合もある。この場合には、ユーザーは、場合によっては、一連の画像のすべてをやり直さなければならないであろう。
【００１０】
例えば、倍率値を手作業で決定するために、その動きを正確に知る必要がある上述の顕微鏡ステージやその格子定数が正確に判明している回折格子などの追加の装置が必要とされる場合には、これは、大きなコストを意味している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＤＥ １０ ２００９ ０５４ ７０３ Ａ１
【特許文献２】ＵＳ ２００５／０２２０３６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、光学拡大系を有する顕微鏡装置において、単純で、正確であって、且つ、再現可能な方式により、光学拡大系の現在選択されている倍率値を決定する機会を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、請求項１の特徴を有する顕微鏡装置の自己較正のための方法が提案される。有利な特徴については、従属請求項及び以下の説明から明らかとなろう。
【００１４】
顕微鏡装置の自己較正のための本発明による方法においては、対応する顕微鏡装置は、光学拡大系と、検出装置と、を有する。検出装置は、観察対象である被写体の画像を光学拡大系の異なる程度の倍率によって記録する。
【００１５】
顕微鏡装置は、例えば、ステレオ顕微鏡、光学顕微鏡、又はマクロスコープ（macroscope）を有してもよい。顕微鏡は、合焦された方式により、検出器ユニット上において被写体を撮像する。検出器ユニットは、例えば、ＣＣＤカメラとして又はＣＭＯＳカメラとして実施してもよい。検出器ユニットの画像内における被写体のサイズは、可変倍率を許容する拡大系の倍率の程度によって決定される。拡大系は、例えば、ズームレンズ、レンズ交換装置（lens changer）、又は倍率変更装置（magnification changer）として実施してもよい。
【００１６】
顕微鏡装置は、まず、第１の時点において較正モードで動作させた後に、計測モードにおいて動作させるが、この計測モードにおいては、後の第２の時点において被写体が未知の倍率の程度によって撮像され、且つ、この未知の倍率の程度を決定しなければならない。第１の時点は、第２の時点の前に発生する。有利には、計測モードにおいては、この特定の倍率値により、被写体の幾何学的なサイズを決定することができる。
【００１７】
較正モードにおいては、合焦された被写体の画像が、光学拡大系の既知の倍率の基準値において検出器によって記録される。少なくとも２つの特徴的基準点が、好ましくはユーザーからのいずれの入力をも伴うことなしに自動的に、画像内において決定される。
【００１８】
この目的のために、例えば、それぞれの特徴的基準点ごとに、撮像された被写体の高コントラストであると共に明瞭に識別可能である基準特徴が決定される。基準特徴は、形態において可能な限り個性的であると共に容易に識別可能であり、これにより、円、楕円、又は正方形などの調和的な幾何学形状とは可能な限りはっきりと異なっていることを要する。又、基準特徴は、その輝度、コントラスト、及び／又は色において周囲の背景からはっきりと異なっていることをも要する。
【００１９】
特定の基準特徴を明瞭に特徴付けている地点が特徴的基準点として決定される。例えば、エリアの中心又は基準特徴の幾何学的中心を特徴的基準点として決定することができる。
【００２０】
画像内の少なくとも２つの特徴的基準点の間の、特にピクセル内における、距離が基準距離として決定される。例えば、ちょうど２つの基準点が決定される場合には、相互の間における２つの基準点の直接的な距離を基準距離として決定することができる。３つ以上の基準点が決定される場合には、例えば、それぞれの２つの基準点の間の直接的距離を決定することができる。例えば、個々の距離の平均値又は合計を基準距離として決定することができる。
【００２１】
決定された基準距離と既知の基準倍率値の間において、商（quotient）などの相関値が決定される。
【００２２】
後の第２の時点において、顕微鏡装置を計測モードにおいて動作させる。被写体の現在の画像が光学拡大系の未知の第２の倍率値において検出器によってキャプチャ（捕捉）される。
【００２３】
較正モードにおいて決定された基準特徴及び関連する特徴的基準点が現在の画像内において自動的に識別される。基準特徴又は基準点を識別するために、例えば、画像比較や特徴抽出器などの画像分析方法を使用してもよい。較正モードにおける基準距離と同様に、現在の画像内の識別された基準点から現在の画像内の基準点の間の現在の距離が決定される。
【００２４】
基準距離と基準倍率値の間の相関値に基づいて、現在の距離から第２の倍率値が決定される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による方法は、具体的には、ユーザーによるなんらの入力をも伴うことなしに自律的に且つ独立的に、ソフトウェアの形態において実行してもよい。この結果、自動的に、確実に、且つ、正確に、現在の倍率値を決定することができる。本発明による方法は、リアルタイムで被写体の観察と並行して実行され、且つ、なんらの追加の時間を所要しない。第２プログラムを使用する評価のために現在の倍率値が必要とされる場合には、ソフトウェアは、決定された現在の倍率値をこのプログラムに対して自動的に通知することができる。
【００２６】
計測モードにおいては、画像を検出器ユニットによって継続的にキャプチャすることができる。ソフトウェアは、較正モードにおいて決定された特徴的基準特徴についてそれぞれの画像を永久的にサーチし、且つ、現在の倍率値を永久的に決定する。決定された倍率値は、例えば、ソフトウェアのユーザーインターフェイスにより、ユーザーに対して通知することができる。ユーザーが拡大系の倍率値を手作業で調節する場合には、ユーザーは、遅延又は待機時間を伴うことなしに、即座に、新たに設定された倍率値を読み取ることができる。これを実行するために、ユーザーがなんらかの複雑な時間を所要する計算又は評価を実行することは必要とされておらず、ユーザーには、自動的に、直ちに、新たに選択された倍率値についてリアルタイムで通知が行われる。
【００２７】
従って、手作業で倍率値を決定する際の判読の誤り、計算の誤り、又はその他の誤りの供給源が排除される。更には、本発明による倍率値の決定及び被写体の関連する撮像は、再現可能である。例えば、更に後の時点において、ユーザーが第２の時点の第２の倍率値によって新しい被写体を調査することを所望し、且つ、この理由から、第２の倍率値を正確にリセットしなければならない場合には、ユーザーは、まず、新しい被写体に対して再度較正モードを実行する。この結果、新しい特徴的基準点及び新しい基準距離が、新しい被写体について決定される。次いで、ユーザーは、計測モードを再度実行し、且つ、新しい被写体を調査するべき第２の倍率値が現在の倍率値として再度決定される時点まで、新しい特徴的基準点及び新しい基準距離と共に本発明による方法を使用することにより、倍率を調節する。
【００２８】
特に有利には、被写体の実際のサイズを決定することができる。被写体のサイズは、較正モードにおいて事前に決定することも、計測モードにおいて決定することもできる。
【００２９】
好ましくは、被写体の面積、長さ、幅、円周、又はその他の幾何学的特徴を被写体のサイズとして決定することができる。又、被写体の部分的領域のサイズ又は基準特徴のサイズのみを決定することもできる。例えば、ユーザーは、ユーザーインターフェイスにより、被写体の領域にマーキングを施してもよい。次いで、このマーキングされた領域のサイズを決定することができる。このマーキングは、例えば、ライン、直線、矩形、円、或いは、例えば、多角形やフリーハンドエリアなどのユーザーによって自由に規定可能なエリアであってもよい。
【００３０】
好ましくは、被写体側におけるピクセルサイズ（pixel size on the object side）が決定される。被写体側におけるピクセルサイズは、一般には、検出ユニットの画像点のサイズと現在選択されている倍率値の商である。ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの場合には、画像点のサイズは、ＣＣＤチップ又はＣＭＯＳセンサのピクセルサイズであってもよい。較正モードにおいては、被写体側ピクセルサイズは、基準倍率値と検出器ユニットのピクセルサイズの商として決定される。計測モードにおいては、被写体側ピクセルサイズは、第２倍率値と検出器ユニットのピクセルサイズの商として決定される。
【００３１】
被写体側ピクセルサイズは、画像内の１つのピクセルを正確に充填する被写体の特徴の実際のサイズを示している。可変倍率値を有する顕微鏡装置においては、被写体側ピクセルサイズは、選択された特定の倍率値に伴って変化する。較正モードにおいては、被写体側ピクセルサイズは、基準ピクセルサイズとして決定することができる。
【００３２】
有利には、被写体の実際のサイズは、決定された被写体側ピクセルサイズから決定することができる。このために、実際の画像内における被写体によってカバーされているピクセルの数が決定される。被写体の実際のサイズは、被写体側ピクセルサイズをこのカバーされているピクセルの数によって乗算することによって得られる。被写体側ピクセルサイズは、画像をキャプチャした倍率値によって決定しなければならない。
【００３３】
好ましくは、実際の画像内において特徴的基準点を識別するために、複数の基準軸からなる帯（bands of reference axes）を使用してもよい。理想的には、倍率値が変更された場合に、個々の倍率値に属する画像内の基準点は、その基準点と関連する１つの基準軸上に位置している。基準軸は、画像の幾何学的中心及び較正モードの特徴的基準点によって規定される。
【００３４】
但し、実際には、異なる倍率値に属する基準点は、正確に１つの基準軸上に位置してはおらず、複数の基準軸からなる帯上に位置している。
【００３５】
実際の画像内における実際の基準点のサーチを複数の基準軸からなる帯に制限することにより、実際の画像内において特徴的基準点を識別するのに必要とされる（例えば、コンピュータの）演算パワーを大幅に低減することができる。この結果、第２の倍率値を決定するのに所要される時間も大幅に低減することができる。更には、この結果、実際の画像内における特徴的基準点の発生可能な誤解釈及び誤検出のリスクを大幅に低減することができる。
【００３６】
好ましくは、複数の基準軸からなる帯の幅は、画像の幾何学的中心から顕微鏡装置の光軸までの距離によって決定することができる。実際には、倍率値の変化の結果としての画像内の基準点の位置の変化は、正確にパラセントリックではなく、即ち、画像の中心を基準として正確に対称ではない。更には、実際には、顕微鏡装置の光軸は、画像の中心と正確に一致しない。実際の顕微鏡と理想的な顕微鏡の間におけるこれらの差が、１つの基準軸が散乱して複数の基準軸からなる帯を形成する理由である。
【００３７】
有利には、計測モードにおいては、拡大系の倍率値が変化したのか、或いは、倍率値は一定に留まっており顕微鏡装置内の被写体の実際の位置が変化したのか、を区別することができる。被写体の実際の位置が変化した後に画像内の基準特徴がもはや可視状態にない場合には、較正モードを再度実行しなければならない。但し、基準特徴が画像内において依然として可視状態にある場合には、較正モードにおいて決定された特徴的基準点及び決定された基準距離を継続的に使用することができる。
【００３８】
倍率値が一定に留まっている間に被写体の実際の位置が変化した結果として、画像内の基準特徴の位置及び基準点の位置も変化する。画像内の基準特徴及び基準点のこれらの新しい位置は、一般には、回転中心を中心とした回転により、且つ、変位により、得られる。被写体の実際の位置が変化する前における基準距離とこの変化の後の基準距離は、量的に同一である。基準特徴及び基準点の位置が変化する前後における基準距離を比較することにより、被写体の実際の位置の変化と拡大系の倍率値の変化を弁別することができる。
【００３９】
本発明の特に有利な実施形態においては、ユーザーは、顕微鏡装置の現在のモードについて、即ち、較正モードであるのか又は計測モードであるのかについて、状態通知による通知を受け取ることができる。状態通知は、例えば、画像上におけるカラーマーキングとして、ソフトウェアユーザーインターフェイス上におけるインジケータ要素として、又は音響による通知として、実施してもよい。
【００４０】
基準倍率が拡大系の最大倍率値であることが特に有利である。この結果、実現可能な最小の被写体視野が検出器装置内において撮像される。又、これにより、すべての特定の基準特徴及びすべての特徴的基準点が、すべてのその他の可能な倍率値において画像内に存在することが保証される。
【００４１】
本発明の更なる特徴及び利点については、以下の説明及び添付の図面から明らかとなろう。
【００４２】
上述の特徴及び後述する特徴は、本発明の範囲を逸脱することなしに、規定されている特定の組合せにおいてのみならず、その他の組合せにおいて、又はそれ自体として、使用してもよいことを理解されたい。
【００４３】
本発明は、一例として添付図面に示されている一実施形態によって概略的に表されており、以下、添付図面を参照し、本発明について詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による方法の好適な実施形態の実行に適した顕微鏡装置を概略的に示す。
【図２】本発明による方法の好適な実施形態における被写体のサイズの決定を説明するための顕微鏡装置の領域を概略的に示す。
【図３】本発明による方法の好適な実施形態における較正モードを説明するための顕微鏡装置の領域を概略的に示す。
【図４】本発明による方法の好適な実施形態においてキャプチャすることができるものなどの画像を概略的に示す。
【図５】本発明による方法の好適な実施形態においてキャプチャすることができるものなどの画像を概略的に示す。
【図６】本発明による方法の好適な実施形態においてキャプチャすることができるものなどの画像を概略的に示す。
【図７】本発明による方法の好適な実施形態においてキャプチャすることができるものなどの画像を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１〜図７においては、同一の要素に対して同一の参照符号が付与されている。
【００４６】
図１は、本発明による方法の好適な実施形態の実行に適した顕微鏡装置１を概略的に示している。被写体１０が光源２によって照射されている。顕微鏡装置は、対物レンズ１３ａと、ズームレンズ装置１３と、を有する。可変倍率を許容する拡大系は、この実施形態においては、ズームレンズ装置１３を有する。被写体１０を透過した光は、まず、対物レンズ１３ａに入射し、且つ、次いで、ズームレンズ装置１３に入射する。適切なレンズ（図示せず）の使用により、光は、検出器装置１２上に合焦される。参照符号５は、顕微鏡装置１の光軸を表している。検出器ユニットは、ＣＣＤカメラ１２として構成されている。ＣＣＤカメラ１２は、コンピュータ３に接続されている。コンピュータ３は、ＣＣＤカメラ１２によってキャプチャされた画像を評価する。ソフトウェアが、コンピュータ上において稼働することにより、本発明による方法の好適な実施形態を実行する。コンピュータ３に接続されている表示画面４により、ユーザーは、ＣＣＤカメラ１２によってキャプチャされた画像を観察することができる。
【００４７】
以下、図２に概略的に示されている顕微鏡装置の領域を参照し、本発明による方法の好適な実施形態における被写体１０のサイズの決定について説明することとする。
【００４８】
被写体１０が、ズームレンズ装置１３によってＣＣＤカメラ１２のＣＣＤチップ１２ａ上において撮像されている。ＣＣＤチップ１２ａのピクセル１１のピクセルサイズは、既知であるか、又は決定することができる。ソフトウェアは、ピクセル１１のサイズをズームレンズ装置１３の現在の倍率値によって除算することにより、被写体側のピクセルサイズ１４を決定する。
【００４９】
例えば、被写体側ピクセル面積は、ピクセル１１の面積をズームレンズ装置１３の現在の倍率値によって除算することにより、決定することができる。
【００５０】
被写体側ピクセル長は、ピクセル１１の長さをズームレンズ装置１３の現在の倍率値によって除算することにより、決定することができる。被写体側ピクセル幅は、ピクセル１１の幅をズームレンズ装置１３の現在の倍率値によって除算することにより、決定することができる。
【００５１】
ズームレンズ装置１３において現在選択されている倍率値において、撮像された被写体は、ＣＣＤチップ１２ａ上において、且つ、従って、キャプチャされた画像内において、１６ａ個のピクセル１１をカバーしている。
【００５２】
ＣＣＤチップ１２ａ上において被写体１０によってカバーされているすべてのピクセル１１の数１６ａを決定する。例えば、参照符号１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、ＣＣＤチップ１２ａ上において被写体１０によってカバーされているピクセル１１のうちの４つを示している。
【００５３】
被写体１０の実際のサイズは、被写体１０の面積１６、長さ１７、又は幅１８の形態において決定してもよい。被写体１０のサイズとして被写体１０の面積１６を決定するには、ＣＣＤチップ１２ａ上において被写体１０によってカバーされているすべてのピクセル１１の数１６ａに被写体側ピクセルサイズ１４としての被写体側ピクセル面積を乗算する。
【００５４】
被写体１０のサイズとして被写体１０の長さ１７を決定するには、ＣＣＤチップ１２ａ上において被写体１０の長手方向の延在に沿ってカバーされているすべてのピクセル１１の数１７に被写体側ピクセルサイズ１４としての被写体側ピクセル長を乗算する。
【００５５】
被写体１０のサイズとして被写体１０の幅１８を決定するには、ＣＣＤチップ１２ａ上において被写体１０の幅方向の延在に沿ってカバーされているすべてのピクセル１１の数１８に被写体側ピクセルサイズ１４としての被写体側ピクセル幅を乗算する。
【００５６】
次に、図３及び図４に概略的に示されている顕微鏡装置１の領域を参照し、本発明による方法の好適な実施形態の範囲に含まれる較正モードについて説明することとする。
【００５７】
被写体１０が、ズームレンズ装置１３の基準倍率値としての最大倍率値において、ＣＣＤチップ上において撮像されている。ズームレンズ装置１３の基準倍率値として最大倍率値を使用することにより、可能な最小の被写体視野２１が較正モードのために使用されることが保証される。
【００５８】
この図面においては、２つの基準特徴３１ａ及び３１ｂが決定されており、これらの基準特徴は、明瞭な形態と、鋭いコントラストと、を有する。基準特徴３１ａ及び３１ｂは、被写体１０の個々の基準特徴２１ａ及び２１ｂの画像である。
【００５９】
最大基準値を選択することにより、被写体１０のそれぞれの基準特徴２１ａ及び２１ｂが、拡大系１３の別の倍率値においても、ＣＣＤチップ１２ａ上において撮像されることが保証される。
【００６０】
図４〜図７は、本発明による方法の好適な実施形態において検出器ユニットによってキャプチャできるものなどの画像を概略的に示している。参照符号５２は、画像の幾何学的中心を表している。
【００６１】
図４は、較正モードにおける実現可能な画像５０を示しており、これは、基準倍率値においてキャプチャされたものである。ソフトウェアが、特徴的基準点として、画像の個々の基準特徴３１ａ及び３１ｂのエリアの中心３２ａ及び３２ｂを決定している。基準点３２ａ及び３２ｂの間の距離３４が基準距離３４として決定される。
【００６２】
ソフトウェアにより、基準倍率と基準距離３４の商が基準距離３４と基準倍率値の間の相関値として決定される。この結果、較正モードが終了する。
【００６３】
図５は、計測モードにおける実現可能な画像４１を示している。画像５１は、基準倍率値を下回る第２倍率値によってキャプチャされている。倍率値が変化した結果として、基準特徴５１ａ及び５１ｂの位置が、較正モードの基準特徴３１ａ及び３１ｂと比較した場合に、中心５２との関係において移動している。この結果、特徴的基準点５２ａ及び５２ｂも、較正モードの特徴的基準点３２ａ及び３２ｂと比較した場合に、中心５２との関係において移動している。ソフトウェアは、画像５１内の基準特徴５１ａ及び５１ｂを識別する。画像５１内の基準特徴５１ａ及び５１ｂのエリアの中心５２ａ及び５２ｂを現在の画像５１内の特徴的基準点として決定する。エリアの中心５２ａ及び５２ｂの間の現在の距離５４を決定する。
【００６４】
次いで、ソフトウェアは、距離５４に基準倍率と基準距離３４の商を乗算することにより、較正モードにおいて決定された相関値によって第２倍率値を決定する。
【００６５】
この計測モードは、ソフトウェアによって永久的に反復される。ソフトウェアは、現在の距離５４及び較正モードの相関値から、現在の倍率値を継続的に決定する。決定された倍率値は、ユーザーインターフェイスを使用することにより、ソフトウェアによって出力され、且つ、ユーザーは、任意の時点において、表示画面４から読み取ることができる。ユーザーがズームレンズ装置１３の倍率を手作業で調節した場合には、即座に、ユーザーは、新しく設定された倍率値を読み取ることができる。
【００６６】
有利には、本発明による方法の更なる実施形態は、ソフトウェアを使用することによって実施することができる。
【００６７】
ソフトウェアは、決定された第２倍率値によってＣＣＤチップ１２ａのピクセル１１のピクセルサイズを除算することにより、現在の被写体側ピクセルサイズを決定することができる。この現在の被写体側ピクセルサイズ１４により、ソフトウェアは、図３と同様に、被写体１０全体の実際のサイズ又は被写体１０の個々の基準特徴２１ａ及び２１ｂの実際のサイズを被写体１０又は個々の基準特徴２１ａ及び２１ｂの面積１６、長さ１７、又は幅１８の形態において決定することができる。
【００６８】
ユーザーは、表示画面４上におけるユーザーインターフェイスにより、画像の領域にマーキングを施すこともできる。次いで、ソフトウェアは、マーキングされた領域の実際のサイズを決定する。このマーキングのために、ユーザーは、ライン、矩形、円、又は楕円などの幾何学的形状の形態のツールを選択してもよい。又、ユーザーは、自身で多角形を規定してもよい。更には、ユーザーは、マウスカーソルを使用することにより、任意の望ましい形状を画像内において「描画」してもよい。次いで、ソフトウェアは、例えば、被写体１０のサイズとして、この形状の面積を決定することができる。
【００６９】
図６は、基準軸６４及び６５からなる帯６６及び６７による特徴的基準点の識別について説明するための２つの画像７１及び７２を概略的に示している。
【００７０】
図６ａにおいては、異なる倍率値を有する３つの画像を重畳させることにより、合成された画像７１を形成している。
【００７１】
その一方で、画像７１は、較正モードにおいてキャプチャされた画像５０を有する。画像７１内において、画像５０に属する基準特徴及び特徴的基準点３１ａ、３１ｂ、３２ａ、及び３２ｂを観察することができる。
【００７２】
その一方で、画像７１は、計測モードにおいてキャプチャされた画像５１を有する。同様に、画像５１に属する基準特徴及び特徴的基準点５１ａ、３１ｂ、５２ａ、及び５２ｂを観察することができる。
【００７３】
更には、画像７１は、計測モードにおいて更なる画像に関係する基準特徴６１ａ及び６１ｂ及び特徴的基準点６２ａ及び６２ｂをも有する。計測モードにおけるこの更なる画像は、第２倍率値を下回る第３倍率値においてキャプチャされたものである。
【００７４】
画像７１において観察することができるように、基準特徴３１ａ、５１ａ、及び６１ａに属する基準点３２ａ、５２ａ、及び６２ａは、理想的には、基準軸６５上に位置している。基準軸６５は、画像の幾何学的中心５２により、且つ、較正モードの基準点３２ａにより、規定される。
【００７５】
同様に、基準特徴３１ｂ、５１ｂ、及び６１ｂの基準点３２ｂ、５２ｂ、及び６２ｂも、理想的には、基準軸６４上に位置している。基準軸６４は、画像の幾何学的中心５２により、且つ、較正モードの基準点３２ｂにより、規定される。
【００７６】
図６ｂは、実際の顕微鏡装置によってキャプチャされた、図７１と類似した、画像７２を示している。基準軸６４及び６５が散乱することにより、複数の基準軸からなる帯６６及び６７を形成している。
【００７７】
実際の顕微鏡装置においては、倍率値の変化の結果としての基準点３２ｂ、５２ｂ、及び６２ｂの位置の変化は、正確にパラセントリックではなく、即ち、画像の中心５２を基準として正確に対称ではない。
【００７８】
更には、実際の顕微鏡装置においては、顕微鏡装置の光軸５は、画像の中心５２と正確に一致しない。従って、理想的な顕微鏡装置の基準軸６４及び６５は、実際の顕微鏡装置においては、散乱することにより、複数の基準軸からなる帯６６及び６７を形成する。
【００７９】
図７は、顕微鏡装置１内における被写体１０の実際の位置の変化の決定について説明するための画像３０を概略的に示している。
【００８０】
ズームレンズ装置１３の倍率値が一定に留まっている間に顕微鏡装置１内における被写体１０の実際の位置が変化した場合には、画像３０内における基準特徴３１ａ及び３１ｂ及び特徴的基準点３２ａ及び３２ｂの位置も変化する。
【００８１】
画像３０は、基準倍率値における基準特徴３１ａ及び３１ｂ及び特徴的基準点３２ａ及び３２ｂの位置を示している。更には、画像３０は、その顕微鏡装置内における被写体１０の実際の位置の変化に伴って、但し、依然として以前と同一の基準倍率値において、キャプチャされることになる基準特徴４１ａ及び４１ｂ及び特徴的基準点４２ａ及び４２ｂの位置をも示している。
【００８２】
ソフトウェアは、画像３０内における基準特徴４１ａ及び４１ｂの新しい位置及び特徴的基準点４２ａ及び４２ｂの新しい位置を検出した場合に、画像３０内における基準特徴４１ａ及び４１ｂ及び特徴的基準点４２ａ及び４２ｂの位置の変化をもたらす回転及び変位を決定する。
【００８３】
まず、ソフトウェアは、被写体１０の位置の変化の基準距離３５との比較において、被写体１０の位置の変化に先立って基準距離３４が回転した回転中心４６を決定する。更には、ソフトウェアは、参照符号４４によって示されているこの回転の角度を決定する。最後に、ソフトウェアは、変位４５を決定する。
【符号の説明】
【００８４】
１  顕微鏡装置
３  コンピュータ
１０  被写体
１１  ピクセル
１２  検出器装置
１３  ズームレンズ装置
１４  被写体側ピクセルサイズ
１６  面積
１６ａ  ピクセルの数
１７  長さ
１８  幅
２１  被写体視野
２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ  特徴的基準点
３４、３５  基準距離
３０、４１、５０、５１、７１、７２  画像
４５  変位
４６  回転中心
５２  幾何学的中心
５４  距離
６４、６５  基準軸
６６、６７  帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2014149289000002.pdf
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