(57)【要約】【課題】対象物を観察する倍率を切り替えても、当該対象物が視野中心からずれない装置を提供する。【解決手段】倍率を切り替え可能な光学系と、対象物を光学系を通して撮像する撮像部と、撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、第１倍率で撮像した第１画像を表示部に表示している状態において、光学系を第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、第２倍率で撮像した第２画像の表示位置をシフトして、倍率の切り替えに伴う光軸のずれを補正する画像処理部と、を備える装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
倍率を切り替え可能な光学系と、
対象物を前記光学系を通して撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、
第１倍率で撮像した第１画像を前記表示部に表示している状態において、前記光学系を前記第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、前記第２倍率で撮像した第２画像の表示位置をシフトして、倍率の切り替えに伴う光軸のずれを補正する画像処理部と、
を備える装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第１画像および前記第２画像をマッチングさせて、前記第１画像および前記第２画像のずれ量を検出する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２画像の表示に先立って、前記第１画像を前記第２倍率に応じて拡大または縮小した第３画像を前記表示部に表示させる表示制御部を備える請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
倍率の切り替え方向を検知する検知部を更に備え、
前記表示制御部は、検知された倍率の切り替え方向に応じて、前記光学系の切り替えに先立って前記第３画像を前記表示部に表示させる請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、前記第２画像の表示に先立って、前記第２画像を前記第１倍率および前記第２倍率の間の倍率に拡大または縮小した第４画像を前記表示部に表示させる請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、倍率の異なる複数の前記第３画像または前記第４画像を、前記第１倍率から前記第２倍率へと倍率を拡大方向または縮小方向の順に表示させる請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記表示制御部は、より低倍率である前記第１倍率からより高倍率である前記第２倍率へと切り替えた場合において、前記表示部に表示すべき範囲のうち前記第２画像中に含まれていない範囲の画像を前記第１画像の拡大画像に基づいて表示させる請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記第１倍率で撮像した前記第１画像中から、前記第１倍率より高い前記第２倍率で撮像した前記第２画像の少なくとも一部に対応する画像を検索して、前記第１画像および前記第２画像の中心のずれ量を検出する請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記第１倍率で撮像した前記第１画像を、前記第１倍率より低い前記第２倍率で撮像した前記第２画像の中から検索して、前記第１画像および前記第２画像の中心のずれ量を検出する請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記対象物を移動するステージ部と、
前記第１倍率から前記第２倍率へと切り替えたことに応じて、前記第１画像および前記第２画像の中心のずれ量に基づき前記ステージ部を移動させる移動制御部と
を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１画像を記憶する記憶部を備え、
前記表示部は、前記第２画像の表示後に前記第１画像を表示する指示を受けたことに応じて、前記記憶部に記憶された前記第１画像を表示する請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記表示部は、前記第２画像と共に、前記第１画像および前記第１画像中における前記第２画像の位置を表示する請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記記憶部は、前記第２画像を記憶し、
前記表示部は、前記第２画像の表示および記憶の後に異なる倍率で画像を表示し、更に前記第２倍率となったことに応じて、前記記憶部に記憶された前記第２画像を表示する請求項１１または１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倍率を切り替え可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学顕微鏡等で対象物を観察する場合、対物レンズ等の光学系を切り替えて視野の倍率を段階的に調節していた（例えば、特許文献１参照）。また、このような光学顕微鏡等において、前フレームと現フレームとを比較して対象物の移動を検出し、対象物の移動に応じてステージを移動させて、対象物を視野中心に位置させることが知られていた（例えば、特許文献２参照）。
特許文献１  特開２０１０−２８２２２９号公報
特許文献２  特開１９９５−２４８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような光学顕微鏡等は、光学系を切り替えることによって光軸等がずれるので、対象物を視野中心に移動させてから倍率を切り替えても、切り替え後の視野中心に当該対象物が位置しない場合が生じていた。したがって、観察者は、倍率の切り替え毎に、対象物を視野の中心に移動させなければならなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、倍率を切り替え可能な光学系と、対象物を光学系を通して撮像する撮像部と、撮像部が撮像した画像を表示する表示部と、第１倍率で撮像した第１画像を表示部に表示している状態において、光学系を第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、第２倍率で撮像した第２画像の表示位置をシフトして、倍率の切り替えに伴う光軸のずれを補正する画像処理部と、を備える装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る装置１００の構成例を試料１０と共に示す。
【図２】本実施形態に係る対象物２００を第１倍率で撮像した第１画像の例を示す。
【図３】本実施形態に係る対象物２００を第２倍率で撮像した理想的な第２画像の例を示す。
【図４】本実施形態に係る対象物２００を第２倍率で撮像した第２画像の例を示す。
【図５】本実施形態に係る装置１００の動作フローを示す。
【図６】本実施形態に係る対象物２００の第４画像の例を示す。
【図７】本実施形態に係る対象物２００の中心位置からのずれを補正した後の第２画像の例を示す。
【図８】本実施形態に係る装置１００の変形例の動作フローを示す。
【図９】本実施形態に係る装置１００が、第１倍率の第１画像内において、第２倍率で複数の拡大画像を観察した場合の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る装置１００の構成例を試料１０と共に示す。装置１００は、倍率を段階的に切り替えて試料１０の画像を表示する。装置１００は、試料１０の表面または内部の固体、液体、または生物等の対象物の画像を表示し、ユーザは当該対象物の表面形状等を観察する。例えば、試料１０は、表面に対象物が形成または付着した、ガラス、金属、絶縁物、または半導体等の基板でよい。これに代えて、試料１０は、対象物を固定処理したプレパラートであってよい。
【０００９】
装置１００は、光学顕微鏡であってよく、これに代えて、レーザ顕微鏡、電子顕微鏡、Ｘ線顕微鏡、または超音波顕微鏡等であってよい。ここで、本実施形態に係る装置１００は、光学顕微鏡の例を説明する。装置１００は、光学系１１０と、検知部１２０と、光学制御部１３０と、撮像部１４０と、画像処理部１５０と、記憶部１５２と、表示制御部１６０と、表示部１７０と、ステージ部１８０と、移動制御部１９０とを備える。
【００１０】
光学系１１０は、接眼レンズ１１２および対物レンズ１１４を有し、当該接眼レンズ１１２および／または対物レンズ１１４を切り替えることにより、倍率を切り替え可能とする。例えば、光学系１１０は、接眼レンズ１１２および対物レンズ１１４の組み合わせにより、数倍から数千倍程度の範囲で倍率を切り替え、対象物からの透過光、反射光、および／または蛍光等を結像させる。本実施例において、光学系１１０は、対物レンズ１１４を切り替える切替部１１６を有する例を説明する。
【００１１】
切替部１１６は、光学系１１０の光軸上の対物レンズ１１４を、指定された対物レンズ１１４に切り替える。切替部１１６は、一例として、複数の対物レンズ１１４が設けられる回転機構部を含み、当該回転機構部を回転させて光軸上の対物レンズ１１４を切り替えるレボルバである。当該レボルバは、手動で回転させて対物レンズ１１４を切り替える機構であってよく、これに代えて、電動による自動回転機構であってもよい。図１において、光学系１１０は、自動回転機構のレボルバを有する例を示す。
【００１２】
検知部１２０は、ユーザが光学系１１０の倍率を切り替える場合に、倍率の切り替え方向を検知する。また、検知部１２０は、切り替える倍率も検知してよい。例えば、検知部１２０は、レボルバが手動回転機構の場合は、ユーザがレボルバを回転させる方向に応じて倍率の切り替え方向を検知する。また、検知部１２０は、レボルバが自動回転機構の場合、ユーザが操作指示を入力する入力部であってよい。この場合、検知部１２０は、ユーザの倍率指定の入力に応じて倍率の切り替え方向を検知する。
【００１３】
光学制御部１３０は、検知部１２０が検知したユーザの操作指示に応じて、光学系を制御する。例えば、光学制御部１３０は、ユーザの倍率の指示に応じて、切替部１１６の自動回転機構を駆動して対応する対物レンズに切り替える。
【００１４】
撮像部１４０は、対象物を光学系１１０を通して撮像する。撮像部１４０は、光学系１１０が結像した像を画像データに変換するＣＣＤ回路またはカメラ等である。撮像部１４０は、撮像した画像データを画像処理部１５０に送信する。また、撮像部１４０は、撮像した画像データを記憶部１５２に送信して記憶する。
【００１５】
画像処理部１５０は、第１倍率で撮像した第１画像と、第２倍率で撮像した第２画像との、倍率の切り替えに伴う光軸のずれ量を、画像処理によって検出する。画像処理部１５０は、検出した光軸のずれ量に応じて、試料１０の位置を移動させて当該ずれを補正する。
【００１６】
また、画像処理部１５０は、撮像部１４０が撮像した画像データに画像処理を施して表示制御部１６０に送信する。ここで、画像処理部１５０は、画像データを撮像部１４０から受け取ってもよく、これに代えて、記憶部１５２から読み出してもよい。また、画像処理部１５０は、画像処理を施した画像データを記憶部１５２に送信して記憶する。画像処理部１５０は、検知部１２０からユーザの指示を受け取る。
【００１７】
記憶部１５２は、撮像部１４０および画像処理部１５０に接続され、撮像部１４０および画像処理部１５０から送信される画像データを記憶する。また、記憶部１５２は、画像処理部１５０および表示制御部１６０からそれぞれ送信される読み出し命令に応じて、対応する画像データをそれぞれ送信する。
【００１８】
表示制御部１６０は、ユーザの指示に応じた画像を表示部１７０に表示させる。表示制御部１６０は、表示させるべき撮像部１４０が撮像した画像データまたは画像処理部１５０が画像処理を施した画像データを、画像処理部１５０または記憶部１５２から受け取って表示部１７０に送信する。
【００１９】
表示部１７０は、表示制御部１６０から画像データを受け取り、撮像部１４０が撮像した画像または画像処理部１５０が画像処理を施した画像を表示する。表示部１７０は、例えば、ブラウン管、液晶、プラズマ、有機ＥＬ、およびプロジェクタ等のディスプレイ装置である。
【００２０】
ステージ部１８０は、試料１０を搭載して対象物を移動する。ステージ部１８０は、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向、および／またはθ軸を回転軸とした回転方向にそれぞれ移動させることができる多軸ステージである。ステージ部１８０は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、および／またはθ軸の移動方向にそれぞれ対応するモーターまたはピエゾ等の駆動部を有する。当該駆動部は、対象物に対する光学系１１０の観察範囲を移動させるように機能する。
【００２１】
移動制御部１９０は、ステージ部１８０の駆動部を制御してステージ部１８０を移動させる。移動制御部１９０は、検知部１２０が検知したユーザの指示、および画像処理部１５０からの指示にそれぞれ応じて、ステージ部１８０を移動させる。移動制御部１９０は、光学系１１０が倍率を切り替えたことに応じて、当該光学系のずれを補正するようにステージ部１８０を移動させる。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る対象物２００を第１倍率で撮像した第１画像の例を示す。即ち、表示部１７０の表示例を示す。図中のＸ軸およびＹ軸は、一例として、ステージ部１８０が試料１０を移動することで、当該試料１０上の対象物２００を移動させるｘおよびｙ方向にそれぞれ対応する。図２の例は、試料１０が半導体ウエハであり、当該半導体ウエハの表面に形成された配線パターンおよび配線パターン上のパーティクルを対象物２００として撮像した第１画像を示す。
【００２３】
ユーザは、一例として、対象物２００の詳細を観察する場合に、当該対象物２００を視野中心に移動させてから、装置１００の倍率を第１倍率より高倍率な第２倍率に切り替える。図２の例において、装置１００が第２倍率に切り替えた場合に表示される視野を、第１領域２１０として示す。また、第１倍率より高倍率、かつ、第２倍率よりも低倍率な視野範囲の一例を、第２領域２２０として示す。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る対象物２００を第２倍率で撮像した理想的な第２画像の例を示す。図３の例は、図２を参照して説明した表示部１７０の表示例と略同一の構成を採るので、略同一の構成には同一の符号を付け、説明を省略する。ここで、理想的な第２画像は、第１倍率から第２倍率に切り替えても、光学系１１０の光軸がずれないことを意味する。即ち、図２における第１領域２１０がそのまま拡大表示され、第１画像と第２画像の視野中心は一致している。
【００２５】
このように、倍率を切り替えても光軸がずれない場合は、例えば、ユーザが更に高倍率の方向に倍率を切り替えても、装置１００が次の倍率で表示する第１領域２１０をそのまま表示することができるので、対象物２００を見失わずに詳細構造を確認することができる。しかしながら、実際の光学系１１０は、倍率の切り替えにともない、光軸がずれてしまう。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る対象物２００を第２倍率で撮像した第２画像の例を示す。図４の例は、図２および図３を参照して説明した表示部１７０の表示例と略同一の構成を採るので、略同一の構成には同一の符号を付け、説明を省略する。図４は、倍率の切り替えにともない、対象物２００の位置がＸ軸方向に−Δｘ、Ｙ軸方向にΔｙずれた例を示す。
【００２７】
ユーザは、第１倍率において対象物２００を視野の中心に移動させてから倍率を切り替えるので、第２倍率においても視野の中心に当該対象物２００が位置することを予測する。しかしながら、このような光軸のずれがあることにより、ユーザは、予測に反した位置に表示される対象物２００を探さなければならない。また、例えば、第１倍率から第２倍率の切り替えに伴う光軸のずれが、倍率の切り替え後に対象物２００の位置を視野の外に移動するほど大きい場合、ユーザは倍率の切り替えによって対象物２００を見失ってしまう。
【００２８】
そこで、本実施形態にかかる装置１００は、光学系１１０の倍率を切り替えた場合に、切り替え前後の光軸のずれを補正しつつ、対象物２００の画像を表示させる。また、装置１００は、光学系１１０が段階的に倍率を変化させても、表示部１７０には光学系１１０の変化の段階に比べてより細かい段階で倍率を変化させて表示させる。このような装置１００の動作について、以下に説明する。
【００２９】
図５は、本実施形態に係る装置１００の動作フローを示す。まず、撮像部１４０は、対象物２００を第１倍率で撮像する（Ｓ５００）。ここで、第１倍率は、例えば、ユーザが最初に指定する倍率である。これに代えて、第１倍率は、装置１００に予め設定された倍率であってもよい。
【００３０】
次に、表示制御部１６０は、第１倍率で撮像された第１画像を表示する（Ｓ５１０）。即ち、表示部１７０は、図２に示す第１画像を表示する。画像処理部１５０は、第１倍率で撮像した第１画像を表示部１７０に表示している状態において、光学系１１０を第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、第２倍率で撮像した第２画像の表示位置をシフトして、倍率の切り替えに伴う光軸のずれを補正する。画像処理部１５０の補正の動作を以下に説明する。
【００３１】
次に、光学制御部１３０は、ユーザの指定に応じて、光学系１１０を第２倍率に切り替える（Ｓ５２０）。次に、撮像部１４０は、対象物２００を第２倍率で撮像する（Ｓ５３０）。
【００３２】
表示制御部１６０は、第２倍率で撮像された第２画像の表示に先立って、第１画像を第２倍率に応じて拡大または縮小した第３画像を表示部１７０に表示させる（Ｓ５４０）。ここで、第２倍率は、第１倍率に比べて高倍率の例を説明する。即ち、光学制御部１３０が、図２に示す第１画像から図３に示す第２画像に倍率を切り替える例を説明する。
【００３３】
この場合、表示制御部１６０は、第１倍率より高倍率、かつ、第２倍率よりも低倍率な視野範囲の第３画像を表示部１７０に表示させる。例えば、画像処理部１５０は、図２に示す第２領域２２０を拡大した第３画像を生成し、表示制御部１６０は、当該第３画像を表示部１７０に表示させる。
【００３４】
ここで、画像処理部１５０は、一例として、第１画像の第２領域２２０をデジタル処理等によって引き伸ばして第３画像を生成する。これにより、第３画像は、視野中心にずれのない画像を生成することができる。即ち、装置１００は、第１倍率から第２倍率に切り替える過程において、第１および第２倍率の中間倍率の理想的な画像を表示する。
【００３５】
画像処理部１５０は、表示部１７０が第３画像を表示している間に、光学系１１０のずれ量を検出する（Ｓ５４２）。画像処理部１５０は、第１倍率で撮像した第１画像中から、第１倍率より高い第２倍率で撮像した第２画像の少なくとも一部に対応する画像を検索して、第１画像および第２画像の中心のずれ量を検出する。
【００３６】
例えば、画像処理部１５０は、第１画像および第２画像をマッチングさせて、第１画像および第２画像のずれ量を検出する。ここで、実際の第２画像は、図４の例に示すように、光学系１１０の光軸が第１画像に比べてずれてはいるが、第１画像内の一部の領域を撮像した画像である。したがって、画像処理部１５０は、当該第２画像と第１画像とをマッチングすることにより、第１画像中の当該第２画像の位置を特定することができる。
【００３７】
また、図２および図３に示したように、理想的な第２画像は、第１画像と視野中心が一致した第１領域２１０を撮像した画像である。したがって、マッチングにより特定された当該第２画像の位置と、第１領域２１０の位置との差分が、光学系１１０の光軸のずれ量となる。
【００３８】
一例として、図４に示す第２画像が撮像された場合、画像処理部１５０が当該第２画像と第１画像とをマッチングすることにより、視野中心がｘ軸方向に−Δｘ、ｙ軸方向にΔｙずれた領域が特定される。即ち、画像処理部１５０は、光学系１１０の光軸のずれ量をＸ軸方向に−Δｘ、Ｙ軸方向にΔｙとして検出することができる。
【００３９】
次に、表示制御部１６０は、第２画像を第１倍率および第２倍率の間の倍率に拡大または縮小した第４画像を表示部１７０に表示させる（Ｓ５５０）。ここで、画像処理部１５０が光学系１１０の光軸のずれ量を検出しているので、表示制御部１６０は、当該ずれ量を補正して第２画像を表示させる。また、本実施例において、第２倍率は、第１倍率に比べて高倍率なので、表示制御部１６０は、第１倍率より高倍率、かつ、第２倍率よりも低倍率な視野範囲の第４画像を表示部１７０に表示させる。
【００４０】
例えば、画像処理部１５０は、第３画像と略同一倍率の視野範囲の第４画像を生成する。即ち、画像処理部１５０は、第２画像を縮小して、第２画像よりも低倍率の第４画像を生成し、表示制御部１６０は、当該第４画像を表示部１７０に表示させる。この場合、画像処理部１５０は、デジタル処理等により、第２画像の中心位置を検出したずれ量に応じて移動して補正してから、第３画像と略同一倍率に縮小して第４画像を生成する。これによって、画像処理部１５０は、第１画像と視野中心を略一致させた第４画像を生成することができる。第４画像については、後に詳しく説明する。
【００４１】
移動制御部１９０は、画像処理部１５０から光軸のずれ量の情報を受け取り、表示部１７０が第４画像を表示している間に、光学系１１０のずれを補正する（Ｓ５５２）。即ち、移動制御部１９０は、第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、第１画像および第２画像の中心のずれ量に基づきステージ部１８０を移動させる。
【００４２】
例えば、移動制御部１９０は、画像処理部１５０が検出した光学系１１０の光軸のずれ量に基づき、ステージ部１８０をｘ軸方向にΔｘ、ｙ軸方向に−Δｙ移動させる。このように、移動制御部１９０は、第１倍率で撮像した第１画像を表示部１７０に表示している状態において光学系１１０を第１倍率から第２倍率へと切り替えたことに応じて、駆動部を駆動して第１画像の中心に位置した被写体を第２画像の中心に移動させる。
【００４３】
移動制御部１９０が光学系１１０のずれを補正した後に、撮像部１４０は、再び対象物２００を第２倍率で新たな第２画像を撮像する（Ｓ５５４）。表示制御部１６０は、当該第２画像を表示部１７０に表示させる（Ｓ５６０）。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る対象物２００の第４画像の例を示す。本例の第４画像は、図２で示した第２領域２２０を引き伸ばした第３画像と略同一の倍率の画像の例を示す。即ち、画像処理部１５０は、第２画像の中心位置を検出したずれ量に応じて移動して補正してから、第３画像と略同一倍率に縮小した画像を、図６中の第２画像領域に表示させる。図中のΔｘ'およびΔｙ'は、第３画像と略同一の倍率における、第２画像の中心位置のずれ量ΔｘおよびΔｙを示す。また、図６において、装置１００が第２倍率に切り替えた場合に表示される視野を、第１領域２１０として示す。
【００４５】
ここで、第２画像領域は、第３画像と略同一の倍率に縮小した画像なので、表示領域全体のうち、一部の領域が欠落することになる。そこで、表示制御部１６０は、第３画像に重ねて第４画像を表示する。
【００４６】
即ち、表示制御部１６０は、より低倍率である第１倍率からより高倍率である第２倍率へと切り替えた場合において、表示部１７０に表示すべき範囲のうち第２画像中に含まれていない範囲の画像を第１画像の拡大画像である第３画像に基づいて表示させる。これによって、表示制御部１６０は、第３画像に比べてより鮮明な領域を含む第４画像を表示させることができる。
【００４７】
図７は、本実施形態に係る対象物２００の中心位置からのずれを補正した後の第２画像の例を示す。移動制御部１９０による光学系１１０のずれの補正に応じて、第１倍率で撮像した第１画像の中心位置に合わせ込んだ対象物２００は、第２画像においても表示領域の中心に位置することになる。
【００４８】
ここで、表示部１７０は、第２画像を表示してもよく、第１倍率に比べて第２倍率が高倍率の場合、第２画像と共に、第１画像および第１画像中における第２画像の位置を表示してもよい。これによって、表示部１７０は、表示している第２画像が、第１画像のどの領域を表示しているのかをユーザに容易に示すことができる。また、表示部１７０は、これらに加えて、倍率等の撮像パラメータを共に表示してもよい。図７において、表示部１７０が第１画像領域に第１画像を表示する例を示す。
【００４９】
以上のように、表示制御部１６０は、図２に示す第１画像、第２領域２２０を引き伸ばした第３画像、図６に示す第３画像に比べてより鮮明な領域を含む第４画像、および図７に示すずれを補正した後の第２画像を、表示部１７０に順に表示させる。これによって、装置１００は、視野中心が補正され、図３に示される理想的な第２画像の例とほぼ同一の第２画像を撮像して表示させることができる。
【００５０】
また、装置１００は、第１倍率の第１画像から、第２倍率の第２画像を表示させる過程において、中間倍率の第１画像を拡大した第３画像および第２画像を縮小した第４画像を、視野中心をほぼ一致させて表示することができる。即ち、第１倍率から第２倍率への切り替えに応じて、対象物２００を視野中心に固定したまま中間倍率の画像を、一部の領域の画質を向上させつつ表示させ、理想的な第２画像を撮像して表示することができる。これによって、装置１００は、対象物２００をユーザに見失わせずに倍率を切り替えて表示させることができる。
【００５１】
本実施例において、装置１００は、第１倍率から当該第１倍率より高倍率の第２倍率へ切り替える例を説明したが、これに代えて、装置１００は、第１倍率から当該第１倍率より低倍率の第２倍率へ切り替えてもよい。この場合、画像処理部１５０は、第１倍率で撮像した第１画像を、第１倍率より低い第２倍率で撮像した第２画像の中から検索して、第１画像および第２画像の中心のずれ量を検出する。これによって、装置１００は、倍率を低倍率に切り替えた場合でも、光軸のずれを補正して理想的な第２画像を表示することができる。
【００５２】
また、本実施例において、表示制御部１６０は、第１画像から第２画像を表示する間に、第３画像および第４画像を順に表示することを説明した。これに加えて、表示制御部１６０は、倍率の異なる複数の第３画像または第４画像を、第１倍率から第２倍率へと倍率を拡大方向または縮小方向の順に表示させてもよい。
【００５３】
例えば、画像処理部１５０は、第１画像を異なる倍率で拡大した複数の第３画像を生成する。表示制御部１６０は、当該複数の第３画像を、第１倍率から当該第１倍率より高倍率の第２倍率へ切り替える場合は拡大方向の順に表示させ、第１倍率から当該第１倍率より低倍率の第２倍率へ切り替える場合は縮小方向の順に表示させる。画像処理部１５０は、表示制御部１６０が複数の第３画像を表示している間に、第１画像と第２画像の中心位置のずれ量を検出する。
【００５４】
また、画像処理部１５０は、第２画像を異なる倍率で縮小した複数の第４画像を生成する。表示制御部１６０は、当該複数の第４画像を、第１倍率から当該第１倍率より高倍率の第２倍率へ切り替える場合は拡大方向の順に表示させ、第１倍率から当該第１倍率より低倍率の第２倍率へ切り替える場合は縮小方向の順に表示させる。この場合、画像処理部１５０は、異なる倍率の複数の第４画像に対応する複数の第３画像を予め生成し、複数の第４画像を当該対応する第３画像に重ねてそれぞれ表示する。移動制御部１９０は、表示制御部１６０が複数の第４画像を表示している間に、光学系１１０のずれを補正する。
【００５５】
これにより、装置１００は、倍率を切り替えたことに応じて、視野中心を変えずに徐々に倍率が変わっていく複数の画像を表示することができる。即ち、装置１００は、ユーザに対して、対象物２００を見失わせずに、第１倍率から第２倍率に対象物２００がズームアップまたはズームバックするように複数の画像を表示することができる。
【００５６】
図８は、本実施形態に係る装置１００の変形例の動作フローを示す。本変形例の動作フローにおいて、図５に示された本実施形態に係る装置１００の動作フローの動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００５７】
本変形例の動作フローにおいて、表示制御部１６０が第１画像を表示した後に、検知部１２０は、ユーザの倍率の切り替え方向を検知する（Ｓ８００）。次に、表示制御部１６０は、検知された倍率の切り替え方向に応じて、光学系の切り替えに先立って第３画像を表示部１７０に表示させる（Ｓ８１０）。即ち、表示制御部１６０は、ユーザが切り換えたい倍率の切り換え方向に応じて、第１画像を拡大または縮小した第３画像を表示させる。
【００５８】
この場合において、例えば、表示制御部１６０は、検知部１２０がユーザが切り換えたい倍率まで検知した場合は、当該倍率に応じた第３画像を表示させる。また、表示制御部１６０は、ユーザが連続的に倍率を切り換えたことを検知した場合は、切り換えたい倍率に応じた複数の第３画像を連続的に表示させる。これによって、表示制御部１６０は、ユーザの期待する画像が得られるか否かを、光学系の切り替えの前に予め画像処理で視認させることができる。
【００５９】
表示した第３画像を視認したユーザが、切り換えたい倍率を変更したことに応じて、表示制御部１６０は、変更した倍率に応じた第３画像を表示させる。即ち、検知部１２０は、ユーザの倍率の変更を検知する（Ｓ８２０）。ここで、検知部１２０が検知した倍率が第１倍率の場合、表示制御部１６０は、ステップＳ５１０に戻って第１画像を表示する（Ｓ８３０）。また、検知部１２０が検知した倍率が第１倍率以外の場合、表示制御部１６０は、切り換え方向を更新した後に、ステップＳ８１０に戻って対応する第３画像を表示する（Ｓ８４０）。
【００６０】
光学制御部１３０は、表示した第３画像を視認したユーザが、切り換えたい倍率を変更しなかったことに応じて、光学系１１０をユーザが指定した第２倍率に切り替える（Ｓ５２０）。ここで一例として、光学制御部１３０は、検知部１２０が予め定められた時間以上の間にユーザの倍率変更を検知しなかったことに応じて、光学系１１０を切り換える。
【００６１】
これによって、ユーザは、予め表示された第３画像を確認して期待する画像が得られそうな場合に、装置１００の入力操作を中断することで、指定した第２倍率に切り換えることができる。また、ユーザは、期待する画像が得られそうにない場合は、装置１００の入力操作を続けることで第２倍率の指定を変更することができる。
【００６２】
同様に、検知部１２０は、ステップＳ５６０において第２画像を表示した後も、ユーザの倍率の変更を検知してよい（Ｓ８５０）。この場合も、表示制御部１６０は、検知部１２０が検知した倍率が第１倍率の場合、ステップＳ５１０に戻って第１画像を表示する（Ｓ８３０）。即ち、表示制御部１６０は、第２画像の表示後に第１画像を表示する指示を受けたことに応じて、表示部１７０に第１画像を表示させる。装置１００は、一例として、当該第１画像を記憶部１５２またはバッファ等のメモリに記憶し、表示部１７０は当該記憶された第１画像を表示する。
【００６３】
また、表示制御部１６０は、検知部１２０が検知した倍率が第１倍率以外の場合、切り換え方向を更新した後に、ステップＳ８１０に戻って対応する第３画像を表示する（Ｓ８４０）。光学制御部１３０は、光学系１１０を更新された第２倍率に切り替える（Ｓ５２０）。
【００６４】
以上のように、ステップＳ５１０からステップＳ８５０を繰り返すことにより、本変形例に係る装置１００は、ユーザの指定した倍率および変更した倍率に応じて、光学系を切り換える前に予め第３画像を表示させることができる。これによって、装置１００は、複数の倍率変更が入力されても、無駄な光学系の切り替えを省いてユーザが最終的に指定する倍率に切り換えることができる。
【００６５】
図９は、本実施形態に係る装置１００が、第１倍率の第１画像内において、第２倍率で複数の拡大画像を観察した場合の一例を示す。図９において、装置１００は、ユーザの指示に応じて第１画像内の複数の第１領域９００に対応する複数の第２画像を表示した後に、再び第１画像を表示した例を示す。ここで、記憶部１５２は、第１画像および／または複数の第２画像を記憶する。図９において、記憶部１５２は、ユーザが観察する毎に、第１画像と、複数の第１領域９００、９００ａ、９００ｂ、および９００ｃに対応する複数の第２画像とを記憶した例を説明する。
【００６６】
表示部１７０は、第２画像の表示後に第１画像を表示する指示を受けたことに応じて、記憶部１５２に記憶された第１画像を表示する。即ち、表示制御部１６０は、第２画像の表示後に検知部１２０が第１画像を表示する指示を検知したことに応じて、表示部１７０に記憶部１５２の第１画像を表示させる。
【００６７】
また、表示部１７０は、第２画像の表示および記憶の後に異なる倍率で画像を表示し、更に第２倍率となったことに応じて、記憶部１５２に記憶された第２画像を表示する。即ち、表示制御部１６０は、第１領域９００に対応する第２画像が以前に表示されて記憶部１５２に記憶されている場合において、第１画像の表示後に再び当該第１領域９００に対応する第２画像を表示する指示を受けたことに応じて、記憶された当該第２画像を表示させる。例えば、表示制御部１６０は、図９の例のように第１画像を表示している間に、第１領域９００ａに対応する第２画像を表示する指示を受けたことに応じて、記憶された当該第２画像を表示させる。
【００６８】
また、表示部１７０は、第１画像を表示している間に、第２画像を表示する指示を受けたことに応じて、記憶された複数の第２画像から合成された第２画像を表示してもよい。一例として、画像処理部１５０は、第１画像を表示している間に、第１領域９１０に対応する第２画像を表示する指示を受けたことに応じて、記憶部１５２に記憶された複数の第１領域９００ａ、９００ｂ、および９００ｃに対応する複数の第２画像から、第１領域９１０に対応する第２画像を合成する。表示制御部１６０は、当該合成した第２画像を表示部１７０に表示させる。
【００６９】
このように、装置１００は、予め第２画像を記憶している場合に、記憶された画像に基づいて表示すべき第２画像を表示することができる。図９の例において、装置１００は、光学系１１０を切り換えて第２画像を表示させる毎に、表示させた第２画像を記憶部１５２に記憶することを説明した。これに代えて、装置１００は、予め定められた範囲における１以上の第１画像および１以上の第２画像を順次観察して、記憶部１５２に順次記憶してもよい。
【００７０】
ここで、装置１００は、予め定められた範囲における１以上の第１画像および１以上の第２画像を、それぞれの位置関係を対応づけてマッピングしつつ、記憶部１５２に順次記憶する。これによって、装置１００は、記憶部１５２に記憶された第１画像を表示させた後に、当該第１画像内の第１領域に対応する第２画像を、再度の光学系１１０の切り換えなしに表示することができる。
【００７１】
以上の本実施形態に係る装置１００は、表示部１７０の表示領域の中心を基準に倍率を切り換えることを説明した。これに代えて、装置１００は、第１画像中の一部の第２倍率で表示する領域を選択して、選択した領域を拡大して表示させる機能を有してもよい。この場合、装置１００は、選択した一部の領域の中心を基準として、当該領域に対応する第３画像を表示し、当該領域の中心に光学系１１０の光軸を合わせてから第２画像を撮像して表示する。
【００７２】
また、装置１００は、対物レンズを変えることなく第１画像中の一部の領域を選択して表示させる機能を有する装置であってもよい。この場合、装置１００は、選択した一部の領域の中心を基準として、当該領域に対応する第２画像を表示する。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７５】
１０  試料、１００  装置、１１０  光学系、１１２  接眼レンズ、１１４  対物レンズ、１１６  切替部、１２０  検知部、１３０  光学制御部、１４０  撮像部、１５０  画像処理部、１５２  記憶部、１６０  表示制御部、１７０  表示部、１８０  ステージ部、１９０  移動制御部、２００  対象物、２１０  第１領域、２２０  第２領域、９００  第１領域、９１０  第１領域
【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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【図８】
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【図９】
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