(57)【要約】【課題】観察対象が相対移動するので、観察対象を光学系の視野内に捉え続けることが難しい。【解決手段】光学装置は、倍率を変更可能な光学系と、前記光学系の視野に対する観察対象の移動量である対象移動量を特定する特定部と、前記移動量に応じて、前記光学系の倍率を変更する倍率変更部とを備える。例えば、前記光学系の前記視野内の前記観察対象を撮像して画像を生成する撮像部を更に備え、前記特定部は、前記画像に基づいて、前記対象移動量を特定する。【選択図】図２
2014089267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倍率を変更可能な光学系と、
前記光学系の視野に対する観察対象の移動量である対象移動量を特定する特定部と、
前記対象移動量に応じて、前記光学系の倍率を変更する倍率変更部と
を備える光学装置。
【請求項２】
前記光学系の前記視野内の前記観察対象を撮像して画像を生成する撮像部を更に備え、
前記特定部は、前記画像に基づいて、前記対象移動量を特定する
請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記観察対象の移動量である実測移動量を実測する実測部を更に備え、
前記特定部は、前記実測移動量に基づいて、前記対象移動量を特定する
請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光学系の移動量である光学系移動量を実測する光学系実測部を更に備え、
前記特定部は、前記光学系移動量に基づいて、前記対象移動量を特定する
請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記倍率変更部は、前記対象移動量が基準移動量以上の場合、前記倍率を下げる
請求項１から４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記倍率変更部は、前記対象移動量が前記基準移動量以上から前記基準移動量未満に戻ると、前記倍率を戻す
請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記倍率変更部は、前記対象移動量が前記基準移動量未満の場合、前記倍率を上げる
請求項５に記載の光学装置。
【請求項８】
前記観察対象の種類に関連付けられた基準倍率を格納する格納部を更に備え、
前記倍率変更部は、前記観察対象の種類を取得して、前記対象移動量が前記基準移動量未満の場合、前記観察対象の種類に関連付けられた前記基準倍率を上限として前記倍率を上げる
請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記光学系の前記視野内の前記観察対象を撮像して画像を生成する撮像部を更に備え、
前記特定部は、前記画像内の前記観察対象を特定して、前記観察対象が視野外に移動したと判定すると、
前記倍率変更部は、前記倍率を下げる
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記特定部が、前記観察対象を視野内に特定できないと判定すると、前記倍率変更部は、前記倍率を下げる
請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学系の前記視野内の前記観察対象を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記観察対象までの距離を測距する測距部と、
前記観察対象の種類及び前記観察対象までの距離と、前記倍率に関する情報である倍率関連情報とを関連付けて格納する格納部と
を更に備え、
前記特定部は、前記観察対象の画像から前記観察対象の種類を特定するとともに、
前記倍率変更部は、前記観察対象の種類及び前記観察対象までの距離に関連付けられた前記倍率関連情報を前記格納部から抽出して、前記倍率を決定する
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等を含む光学系に対して相対移動する観察対象を複数の倍率で観察可能な光学装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２０１１−８０３２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、観察対象が相対移動するので、観察対象を光学系の視野内に捉え続けることが難しいという課題がある。
【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、倍率を変更可能な光学系と、前記光学系の視野に対する観察対象の移動量である対象移動量を特定する特定部と、前記対象移動量に応じて、前記光学系の倍率を変更する倍率変更部とを備える光学装置を提供する。
【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】顕微鏡１０の全体構成図である。
【図２】顕微鏡１０の制御系を説明するブロック図である。
【図３】顕微鏡１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。
【図４】一部を変更した顕微鏡１１０の制御系を説明するブロック図である。
【図５】顕微鏡１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。
【図６】本実施形態の変形例である撮像装置２１０の制御系を説明するブロック図である。
【図７】倍率テーブル２８０の図ある。
【図８】重み付けテーブル２８２の図である。
【図９】撮像装置２１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。
【図１０】高倍率に変更する倍率変更処理のフローチャートである。
【図１１】高倍率に変更する倍率変更処理の別のフローチャートである。
【図１２】基準倍率テーブル２８４の図である。
【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、顕微鏡１０の全体構成図である。顕微鏡１０は、光学装置の一例である。
【０００９】
図１に示すように、顕微鏡１０は、本体１２と、ステージ駆動部１４と、ステージ１６と、レボルバ駆動部１８と、レボルバ２０と、光学系の一例である複数の（例えば３個）の対物レンズ２２、２４、２６と、鏡筒２８と、接眼レンズ３０と、撮像部３２と、一対のランプハウス３４、３６と、表示部３８と、入力部４０と、制御部４２とを備える。
【００１０】
本体１２は、側面視において、横Ｕ字状に形成されている。本体１２は、ステージ駆動部１４、レボルバ駆動部１８、鏡筒２８、一対のランプハウス３４、３６を保持する。
【００１１】
ステージ駆動部１４は、本体１２の下部に設けられている。ステージ駆動部１４は、モータ等のアクチュエータを有する。ステージ駆動部１４は、ステージ１６を水平面内及び鉛直方向で移動させる。また、ユーザは、ステージ駆動部１４を介して、手動でステージ１６を水平面内及び鉛直方向で移動させることができる。ステージ駆動部１４が、ステージ１６のステージ移動量を実測して出力するようにしてもよい。この場合、ステージ駆動部１４は、リニアエンコーダ等の位置検出センサを有する。
【００１２】
ステージ１６は、ステージ駆動部１４の上部に設けられている。ステージ１６は、観察対象が載置されたプレート等を保持する。
【００１３】
レボルバ駆動部１８は、本体１２の中央部に設けられている。レボルバ駆動部１８は、モータ等のアクチュエータを有する。レボルバ駆動部１８は、レボルバ２０を回動軸の周りで回動させる。回動軸は、鉛直軸から傾斜している。
【００１４】
レボルバ２０は、ステージ１６の上方であって、レボルバ駆動部１８の下面に設けられている。レボルバ２０は、３個の対物レンズ２２、２４、２６を保持する。レボルバ２０は、レボルバ駆動部１８によって、３個の対物レンズ２２、２４、２６とともに回動される。
【００１５】
３個の対物レンズ２２、２４、２６は、ステージ１６の上方に配置されている。３個の対物レンズ２２、２４、２６の倍率は、それぞれ異なる。３個の対物レンズ２２、２４、２６の倍率の一例は、５倍、１０倍、２０倍である。３個の対物レンズ２２、２４、２６のいずれかが、レボルバ２０によって、顕微鏡１０の光軸上に配置される。これにより、光軸上に配置される対物レンズ２２、２４、２６の倍率が、レボルバ２０の回転によって変更される。光軸上に配置された対物レンズ２２、２４、２６は、ステージ１６上の観察対象を反射または透過した光を接眼レンズ３０または撮像部３２へと導く。
【００１６】
鏡筒２８は、本体１２の上部であって、光軸上に設けられている。鏡筒２８の側面は、接眼レンズを保持する。鏡筒２８の上面は、撮像部３２を保持する。鏡筒２８の内部には、観察対象からの光の一部を接眼レンズ３０に導き、残りの光を撮像部３２へと透過するハーフミラーが設けられている。
【００１７】
接眼レンズ３０は、鏡筒２８のハーフミラーによって反射された光の光軸上に配置されている。ユーザは、接眼レンズ３０を介して、観察対象を観察する。
【００１８】
撮像部３２は、鏡筒２８のハーフミラーを透過した光の光軸上に配置されている。撮像部３２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を有する。撮像部３２は、対物レンズ２２、２４、２６の視野内の観察対象を含む被写体を撮像して、画像を生成する。撮像部３２は、画像を制御部４２へと出力する。
【００１９】
ランプハウス３４は、本体１２の下部に設けられている。ランプハウス３４は、透過用の光を出力する。ランプハウス３４から出力された光は、ステージ１６の下方から上方へと光軸に沿って進行する。これにより、当該光は、ステージ１６上の観察対象を透過して、接眼レンズ３０及び撮像部３２へと達する。
【００２０】
ランプハウス３６は、本体１２の上部に設けられている。ランプハウス３６は、反射用の光を出力する。ランプハウス３６から出力された光は、ステージ１６の上方から下方へと光軸に沿って進行する。これにより、当該光は、ステージ１６上の観察対象によって反射されて、接眼レンズ３０及び撮像部３２へと達する。
【００２１】
表示部３８は、画像を表示可能な液晶表示パネル等によって構成される。表示部３８は、制御部４２から取得する画像情報に基づいて、画像を表示する。例えば、表示部３８は、撮像部３２に撮像された観察対象の画像を表示する。また、表示部３８は、ユーザが操作するための操作画面を表示する。
【００２２】
入力部４０は、接触することによって情報を入力可能なタッチパネル等により構成される。入力部４０は、表示部３８の表面に形成されている。ユーザは、入力部４０を指等で接触した後、離脱させたり、接触箇所を移動させることにより、指示等の情報を入力する。また、ユーザが、接眼レンズ３０を介して、観察対象を観察する場合に、ステージ１６の移動等の指示を入力する入力部として、タッチパネル等を本体１２の側面等に設けてもよい。以降の説明において、ユーザによる入力部４０上の接触及び接触箇所の移動をジェスチャーという。
【００２３】
ユーザのジェスチャーによる入力について説明する。例えば、ユーザは、ステージ１６の移動を指示する場合、入力部４０に触れながら入力部４０の接触箇所を移動させる。これにより、接触箇所の移動方向及び移動距離に応じて、ステージ駆動部１４が、ステージ１６を移動させる。尚、ステージ１６の移動を粗動と、粗動よりも微小の移動である微動とに分けてもよい。この場合、粗動と微動と指示するボタンを表示部３８に表示させて、ユーザが、当該ボタンを操作することによって、制御部４２は、粗動か微動かを判定する。尚、表示部３８に表示される画像の倍率によって、制御部４２は、粗動と微動とを自動で設定してもよい。尚、ステージ１６の移動を停止させる場合、ユーザは、入力部４０に接触するタッチ、または、接触した後離脱するタップを２回繰り返せばよい。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ１６を停止させる。
【００２４】
ユーザは、ステージ１６の回転を指示する場合、２本の指を入力部４０に接触させて、一方の指を中心として、他方の指を回転させる。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、一方の指が接触している表示部３８に表示されている画像の領域を中心として、ステージ１６を回転させる。
【００２５】
ユーザは、ステージ１６を移動させた後、元の位置に戻す場合、入力部４０上で接触箇所を右側が開口した半円形状で移動させればよい。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ１６を元の位置に移動させる。ユーザは、ステージ１６を部分的に戻す場合、入力部４０上で接触箇所を上側が開口した半円形状で移動させればよい。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、ステージ１６を部分的に戻す。また、ステージ１６を部分的に戻した後、再度移動させる場合、ユーザは、入力部４０上で接触箇所を移動させればよい。これにより、制御部４２は、ステージ駆動部１４を制御して、接触箇所の移動に合わせて、ステージ１６を再度移動させる。
【００２６】
ユーザが、画像を巻き戻す場合、入力部４０上で接触箇所を円状に回せばよい。これにより、制御部４２は、表示部３８を制御して、画像を巻き戻す。ユーザは、現在のステージ１６の位置を記憶させる場合、３本指で入力部４０をタップすればよい。これにより、制御部４２は、ステージ１６の位置の座標情報を記憶する。
【００２７】
ユーザは、ランプハウス３４、３６の明るさを変更する場合、２本指で入力部４０を接触させつつ、移動させればよい。これにより、制御部４２は、移動方向によって、ランプハウス３４、３６の明るさを強くまたは弱くする。
【００２８】
ユーザは、対物レンズ２２、２４、２６の倍率を変更する場合、入力部４０を２本の指で接触しつつ、２本の指の間隔を変更すればよい。ユーザが、２本の指の間隔を広げた場合、制御部４２は、レボルバ駆動部１８を制御して、高倍率の対物レンズ２２、２４、２６に変更する。一方、ユーザが、２本の指の間隔を縮めた場合、制御部４２は、レボルバ駆動部１８を制御して、低倍率の対物レンズ２２、２４、２６に変更する。
【００２９】
ユーザは、観察対象を探索する場合、入力部４０上で形状を指定すればよい。例えば、ユーザが、入力部４０上で接触箇所を三角形状に移動させると、視野内の三角形状の観察対象を制御部４２が探索する。更に、ユーザが、観察対象の方向を指定すると、当該方向の三角形状の観察対象を制御部４２が探索する。例えば、ユーザが、入力部４０の下部から上部へと接触箇所を移動させると、上方にある三角形状の観察対象を制御部４２が探索する。
【００３０】
制御部４２は、顕微鏡１０の制御全般を司る。制御部４２は、一例として、コンピュータである。制御部４２による制御については、後述する。
【００３１】
図２は、顕微鏡１０の制御系を説明するブロック図である。図２に示すように、制御部４２は、処理部５０と、格納部５２とを有する。処理部５０の一例は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）またはマイクロコントローラである。処理部５０は、格納部５２に格納された倍率制御プログラムを読み込むことによって、取得部６０、特定部６２、及び、倍率変更部６４として機能する。
【００３２】
取得部６０は、入力部４０から入力されたユーザの指示を取得して、特定部６２へと出力する。取得部６０は、撮像部３２から視野内の画像を取得して、特定部６２へと出力する。
【００３３】
取得部６０は、ステージ駆動部１４からステージ移動量を取得して、特定部６２へと出力する。取得部６０は、レボルバ駆動部１８から光軸上に設定されている対物レンズ２２、２４、２６の倍率を取得して、格納部５２へと格納する。
【００３４】
特定部６２は、入力部４０からの指示に基づいて、対応する処理を実行する。例えば、特定部６２は、取得部６０を介して、入力部４０から移動指示を取得する。特定部６２は、移動指示を取得すると、当該移動指示に対応するステージ移動量を算出する。特定部６２は、ステージ駆動部１４を駆動して、指示されたステージ移動量だけステージ１６を移動させる。
【００３５】
また、特定部６２は、撮像部３２の撮像した画像に基づいて、観察対象を特定して、対物レンズ２２、２４、２６の視野内での観察対象の移動量である対象移動量を特定する。具体的には、特定部６２は、取得部６０を介して、撮像部３２から対物レンズ２２、２４、２６の視野内の画像を取得する。特定部６２は、取得した画像に基づいて、表示部３８に視野内の画像を表示させる。
【００３６】
特定部６２は、取得部６０を介して、入力部４０から指定指示を取得する。指定指示は、入力部４０内でのユーザの接触箇所の座標を含む。特定部６２は、ユーザの接触箇所の座標に対応する、表示部３８に表示されている画像内の座標の対象を抽出して、当該対象を視野内の観察対象と特定する。特定部６２は、対象の範囲を画像のエッジ処理等によって特定する。特定部６２は、画像内、換言すれば視野内の観察対象の座標を特定する。観察対象の座標の原点の一例は、視野の中心である。
【００３７】
特定部６２は、画像内の観察対象が移動した場合、観察対象の視野内での座標から、予め定められた時間の間、対物レンズ２２、２４、２６の視野内で移動した観察対象の移動量である対象移動量を算出して特定する。例えば、特定部６２は、表示部３８に表示された、ある時刻の観察対象の視野内の座標と、当該時刻から予め定められた時間経過した後の観察対象の視野内での座標とを結ぶベクトルから、対象移動量を算出する。特定部６２は、算出した対象移動量を倍率変更部６４へと出力する。
【００３８】
倍率変更部６４は、対象移動量に応じて、対物レンズ２２、２４、２６の倍率を変更する。具体的には、倍率変更部６４は、対象移動量を特定部６２から取得する。倍率変更部６４は、対象移動量と、格納部５２に格納された基準移動量とを比較して、倍率変更の要否を判定する。倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量以上と判定すると、倍率変更が必要と判定する。これにより、倍率変更部６４は、レボルバ駆動部１８を制御して、対物レンズ２２、２４、２６を倍率の低い対物レンズ２２、２４、２６へと変更して、倍率を下げる。倍率変更部６４は、変更した対物レンズ２２、２４、２６の倍率を格納部５２に格納する。
【００３９】
図３は、顕微鏡１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。倍率変更処理は、処理部５０が格納部５２に格納されている倍率制御プログラムを読み込むことによって実行される。
【００４０】
図３に示すように、倍率制御処理では、取得部６０が、ユーザの指定指示を取得するまで待機状態となる（Ｓ１０）。取得部６０は、指定指示を取得すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、特定部６２へと指定指示を出力する。
【００４１】
特定部６２は、指定指示を取得すると、撮像部３２から順次取得している視野内の画像情報に基づいて、ユーザの指定している視野内の観察対象を画像から特定する（Ｓ１２）。特定部６２は、順次特定した観察対象のそれぞれの座標を特定する（Ｓ１４）。
【００４２】
特定部６２は、観察対象の座標の変化によって、観察対象が移動したか否かを判定する（Ｓ１６）。特定部６２は、観察対象が移動したと判定すると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、対象移動量を算出して、倍率変更部６４へと出力する（Ｓ１８）。
【００４３】
倍率変更部６４は、対象移動量を取得すると、対象移動量が基準移動量以上か否かを判定する（Ｓ２０）。倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量以上と判定すると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、レボルバ駆動部１８を制御して、低倍率の対物レンズ２２、２４、２６に変更する（Ｓ２２）。尚、既に、最低倍率の対物レンズ２２、２４、２６が、光軸上に配置されている場合、対物レンズ２２、２４、２６は、変更されない。一方、特定部６２が、観察対象が移動していないと判定した場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、及び、倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量未満と判定した場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、対物レンズ２２、２４、２６を変更しない。この後、電源が切れるまで、ステップＳ１０以降が繰り返される。
【００４４】
上述したように、顕微鏡１０では、倍率変更部６４が、対象移動量に基づいて、倍率を変更している。これにより、ユーザは、観察対象を容易に視野内に捉え続けることができる。特に、倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量以上と判定すると、低倍率の対物レンズ２２、２４、２６に変更する。即ち、倍率変更部６４は、観察対象が視野内で大きく移動すると、対物レンズ２２、２４、２６の視野を大きくする。これにより、ユーザは、移動量の大きい観察対象であっても、観察対象を容易に視野内に捉え続けることができる。
【００４５】
次に、上述した実施形態の一部を変更した実施形態について説明する。図４は、一部を変更した顕微鏡１１０の制御系を説明するブロック図である。
【００４６】
図４に示すように、顕微鏡１１０は、ステージ実測部１７２を更に備える。ステージ実測部１７２は、ステージ１６に設けられ、ステージ１６の移動量であるステージ移動量を実測する。観察対象は、ステージ１６とともに移動するので、ステージ移動量は、外部から見た実際の観察対象の移動量である実測移動量ともいえる。従って、ステージ実測部１７２は、観察対象の実測移動量を実測する。ステージ実測部１７２の一例は、ロータリーエンコーダ、リニアエンコーダである。ステージ実測部１７２は、実測したステージ移動量を取得部６０へと出力する。
【００４７】
特定部６２は、実測移動量に基づいて、観察対象の対象移動量を特定する。具体的には、特定部６２は、取得部６０を介して、ステージ１６のステージ移動量を取得する。特定部６２は、レボルバ駆動部１８によって、格納部５２に格納されている光軸上に配置された対物レンズ２２、２４、２６の倍率を取得する。特定部６２は、ステージ移動量、及び、対物レンズ２２、２４、２６の倍率から視野内での観察対象の移動量である対象移動量を算出して特定する。
【００４８】
図５は、顕微鏡１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。倍率変更処理は、処理部５０が格納部５２に格納されている倍率制御プログラムを読み込むことによって実行される。
【００４９】
図５に示すように、倍率制御処理では、特定部６２が、取得部６０を介して、ステージ実測部１７２からステージ移動量を取得する（Ｓ３０）。ここで取得されるステージ移動量は、「０」の場合もある。
【００５０】
特定部６２は、取得したステージ移動量から、観察対象が移動したか否かを判定する（Ｓ３２）。特定部６２は、観察対象が移動したと判定すると（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、格納部５２に格納されている対物レンズ２２、２４、２６の倍率を取得する（Ｓ３４）。
【００５１】
特定部６２は、ステージ移動量、及び、対物レンズ２２、２４、２６の倍率から、対物レンズ２２、２４、２６の視野内での対象移動量を算出して、倍率変更部６４へと出力する（Ｓ３８）。
【００５２】
この後、倍率変更部６４は、上述したステップＳ２０、Ｓ２２を実行する。
【００５３】
上述したように、顕微鏡１１０では、特定部６２は、観察対象の実際の移動量でもあるステージ移動量に基づいて、対象移動量を算出している。これにより、特定部６２は、画像処理等によって特定にしにくい観察対象であっても、対象移動量を精度よく算出することができる。
【００５４】
図６は、本実施形態の変形例である撮像装置２１０の制御系を説明するブロック図である。撮像装置２１０の一例は、デジタルカメラである。図７は、倍率テーブル２８０の図ある。図８は、重み付けテーブル２８２の図である。図６に示すように、撮像装置２１０は、撮像部２３２と、光学系実測部２７２と、レンズ駆動部２１８と、光学系２２２と、表示部３８と、入力部４０と、制御部２４２とを備える。
【００５５】
光学系２２２は、複数のレンズを含む。光学系２２２は、複数のレンズを個別に移動させることにより、倍率を変更する。
【００５６】
撮像部２３２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を有する。撮像部２３２は、観察対象を含む光学系２２２の視野内の被写体を撮像して、撮像した画像の画像情報を制御部２４２へと出力する。
【００５７】
光学系実測部２７２は、外部から見た実際の光学系２２２の移動量であるレンズ移動量を実測して、制御部２４２へと出力する。光学系実測部２７２は、加速度センサ等を含み、検出した光学系２２２の加速度からレンズ移動量を算出して実測する。
【００５８】
レンズ駆動部２１８は、制御部２４２からの指示によって、光学系２２２のレンズを駆動して、倍率を変更する。尚、光学系２２２の倍率は、連続的に変更することができる。レンズ駆動部２１８は、超音波モータ等のアクチュエータを含む。レンズ駆動部２１８は、光学系２２２の倍率を検出して、制御部２４２へと出力する。
【００５９】
制御部２４２は、処理部２５０と、格納部２５２とを有する。処理部２５０の一例は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）である。処理部２５０は、格納部２５２に格納された倍率制御プログラムを読み込むことによって、取得部２６０、測距部２６６、特定部２６２、及び、倍率変更部２６４として機能する。
【００６０】
取得部２６０は、撮像部２３２から画像を取得する。取得部２６０は、取得した画像を測距部２６６及び特定部２６２へと出力する。取得部２６０は、光学系実測部２７２からレンズ移動量を取得して、特定部２６２へと出力する。取得部２６０は、レンズ駆動部２１８から光学系２２２の倍率を取得して、格納部２５２に格納する。
【００６１】
測距部２６６は、取得部２６０から画像を取得する。測距部２６６は、取得した画像からコントラスト方式または位相差方式によって、光学系２２２から観察対象までの距離を算出して測距する。測距部２６６は、算出した距離を特定部２６２へと出力する。
【００６２】
特定部２６２は、格納部２５２に格納された倍率を取得する。特定部２６２は、取得部２６０を介して、撮像部２３２から観察対象を含む画像を取得する。特定部２６２は、測距部２６６から観察対象までの距離を取得する。
【００６３】
特定部２６２は、画像内、即ち、視野内の観察対象を特定する。例えば、特定部２６２は、入力部４０によるユーザからの指定指示によって、観察対象を特定する。特定部２６２は、特定した観察対象の視野内での移動量である対象移動量を算出して特定する。特定部２６２は、例えば、画像内での観察対象の座標を抽出して、対象移動量を特定する。また、別例では、特定部２６２は、光学系実測部２７２が実測した光学系移動量、測距部２６６が測距した観察対象までの距離、及び、光学系２２２の倍率に基づいて、対象移動量を算出して特定してもよい。
【００６４】
特定部２６２は、観察対象の画像から観察対象の種類を特定する。例えば、特定部２６２は、観察対象が移動する移動体か、観察対象が静止した静止体かで、観察対象の種類を判定して特定する。特定部２６２は、画像の中で、観察対象と観察対象の周囲との相対位置の変化によって、観察対象が静止体か移動体かを判定する。尚、特定部２６２は、観察対象の種類を、入力部４０によるユーザの入力によって特定してもよい。特定部２６２は、対象移動量、観察対象までの距離、及び、観察対象の種類を倍率変更部２６４へと出力する。
【００６５】
倍率変更部２６４は、対象移動量、観察対象の種類、及び、観察対象までの距離を特定部２６２から取得して、倍率を決定して変更する。倍率変更部２６４は、対象移動量が基準移動量以上か否かを判定する。倍率変更部２６４は、対象移動量が基準移動量以上と判定すると、格納部２５２に格納されている図７に示す倍率テーブル２８０から対象移動量に対応する倍率Ｍａｎ（ｎ＝１、２・・）を仮の倍率として抽出する。倍率テーブル２８０は、対象移動量と、倍率Ｍａｎとが関連付けられている。尚、対象移動量が大きいほど、低い倍率Ｍａｎが関連付けられている。
【００６６】
倍率変更部２６４は、格納部２５２に格納されている図８に示す重み付けテーブル２８２から重み付けＷｅｎ（ｎ＝１、２・・）を抽出する。重み付けテーブル２８２は、倍率関連情報の一例である。重み付けテーブル２８２は、観察対象の種類と観察対象までの距離Ｄｓｎ（ｎ＝１、２・・）との組み合わせのそれぞれに、重み付けＷｅｎが関連付けられている。例えば、静止体の重み付けＷｅ１からＷｅ３は、観察対象までの距離Ｄｓｎが同じであれば、移動体の重み付けＷｅ４からＷｅ６よりも小さい。これは、移動する移動体の方が、視野から外れやすいためである。観察対象の種類が同じ場合、観察対象までの距離Ｄｓｎが小さくなると、重み付けＷｅｎは大きくなる。移動体の場合、Ｗｅ４＞Ｗｅ５＞Ｗｅ６となる。従って、観察対象までの距離Ｄｓｎが小さい場合、倍率変更部２６４は、倍率の変化を大きくするので、近いために視野内で大きく動く観察対象であっても視野から外れることを抑制できる。倍率変更部２６４は、倍率テーブル２８０から抽出した仮の倍率に重み付けＷｅｎを乗算した値を新たな倍率とする。倍率変更部２６４は、新たな倍率となるように、レンズ駆動部２１８を制御して、光学系２２２の倍率を変更する。
【００６７】
図９は、撮像装置２１０によって実行される倍率制御処理のフローチャートである。図９に示すように、図３と同様のステップＳ１０からＳ１８までが実行される。特定部２６２は、観察対象までの距離を算出して、倍率変更部２６４へと出力する（Ｓ４０）。特定部２６２は、観察対象の種類が静止体か移動体かを特定して、倍率変更部２６４へと特定した観察対象の種類を出力する（Ｓ４２）。
【００６８】
次に、倍率変更部２６４は、対象移動量が基準移動量以上か否かを判定する（Ｓ４４）。倍率変更部２６４は、対象移動量が基準移動量以上と判定すると（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、特定部２６２から取得した対象移動量に関連付けられた仮の倍率を倍率テーブル２８０から抽出する（Ｓ４６）。倍率変更部２６４は、特定部２６２から取得した観察対象までの距離及び種類に関連付けられた重み付けを、重み付けテーブル２８２から抽出する（Ｓ４８）。
【００６９】
倍率変更部２６４は、仮の倍率に重み付けを乗算して、倍率を算出する（Ｓ５０）。倍率変更部２６４は、算出した倍率に基づいて、レンズ駆動部２１８を駆動させて、光学系２２２の倍率を変更する（Ｓ５２）。
【００７０】
次に、上述した実施形態の一部を変更した実施形態について説明する。
【００７１】
上述した実施形態では、移動量に基づいて、光学系の倍率を低倍率に変更する例を示したが、高倍率に変更してもよい。図１０は、高倍率に変更する倍率変更処理のフローチャートである。尚、図１０は、図３の顕微鏡１０のフローチャートの一部を変更したフローチャートであるが、図５、図９のフローチャートも同様に変更してよい。
【００７２】
図１０に示すように、倍率変更処理では、図３と同様のステップＳ１０からＳ１８が実行された後、倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量未満と判定すると（Ｓ２０：Ｎｏ）、既に、対物レンズ２２、２４、２６が低倍率に変更済みか否かを判定する（Ｓ６０）。倍率変更部６４は、対物レンズ２２、２４、２６が低倍率に変更済みと判定すると（Ｓ６０：Ｙｅｓ）、対物レンズ２２、２４、２６の元の高倍率の対物レンズ２２、２４、２６に戻す（Ｓ６２）。換言すれば、倍率変更部６４は、対象移動量が基準移動量以上から基準移動量未満に戻ると、一度低倍率に変更した対物レンズ２２、２４、２６の倍率を戻す。尚、倍率変更部６４は、対物レンズ２２、２４、２６が低倍率に変更されていないと判定した場合（Ｓ６０：Ｎｏ）、対物レンズ２２、２４、２６の倍率を高倍率に変更しない。
【００７３】
上述したように、顕微鏡１０は、対象移動量が基準移動量以上となって、低倍率に変更した対物レンズ２２、２４、２６の倍率を、対象移動量が基準移動量未満となると、高倍率に戻す。これにより、ユーザは、観察対象が高速で視野内を移動している状況では、低倍率で観察することができ、観察対象が低速で移動または停止している状況では、高倍率で観察することができる。この結果、ユーザは、低速移動する観察対象を観察しつつ、視野の中心に移動させて、視野の中心で観察対象を低速で移動または停止させることにより、観察対象の詳細を観察することができる。
【００７４】
図１１は、高倍率に変更する倍率変更処理の別のフローチャートである。図１２は、基準倍率テーブル２８４の図である。尚、図１１は、図９の撮像装置２１０のフローチャートの一部を変更したフローチャートであるが、図３、図５のフローチャートも同様に変更してよい。
【００７５】
図１１に示すように、倍率変更処理では、ステップＳ１０からＳ１８が実行された後、倍率変更部２６４は、対象移動量が基準移動量未満と判定すると（Ｓ２０：Ｎｏ）、基準倍率を、格納部２５２に格納されている基準倍率テーブル２８４から抽出する（Ｓ６８）。ここで、図１２に示すように、基準倍率テーブル２８４は、観察対象の種類と、基準倍率ＭａＳ１、ＭａＳ２とが関連付けられている。従って、倍率変更部２６４は、特定部２６２から取得した観察対象の種類である静止体または移動体に関連付けられている基準倍率を基準倍率テーブル２８４から抽出する。倍率変更部２６４は、光学系２２２の倍率が、基準倍率未満か否かを判定する（Ｓ７０）。倍率変更部２６４は、光学系２２２の倍率が、基準倍率未満と判定すると（Ｓ７０：Ｙｅｓ）、光学系２２２の倍率を上げる（Ｓ７２）。換言すれば、倍率変更部２６４は、基準倍率を上限として、光学系の倍率を上げる。尚、倍率変更部２６４は、光学系２２２の倍率が、基準倍率未満でないと判定した場合（Ｓ７０：Ｎｏ）、光学系２２２の倍率を高倍率に変更しない。
【００７６】
上述した実施形態における各構成の形状、配置、個数等の数値、接続関係等は適宜変更してよい。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
【００７７】
例えば、上述した光学装置の構成を双眼鏡、望遠鏡に適用してもよい。
【００７８】
上述した光学装置では、対象移動量が、基準移動量以上の場合に光学系を低倍率にする例を示したが、対象移動量が、基準移動量未満であっても、観察対象が視野外に移動したら、光学系を低倍率にするようにしてもよい。この場合、特定部が、撮像部から取得した画像から観察対象を取得して、画像内の観察対象を特定する。更に、特定部は、観察対象が視野外移動したと判定すると、変更指示を倍率変更部に出力する。倍率変更部は、特定部から変更指示を取得すると、光学系の倍率を下げる。
【００７９】
上述の光学装置では、観察対象の種類を静止体と、移動体とに分類したが、別の分類方法によって分類してもよい。例えば、観察対象を人物、植物、動物等に分類して、これらの種類を加味して、制御部は、光学系の倍率を設定してもよい。例えば、人物の場合、制御部は、人物の顔を認識して、顔が視野内の大部分を占めるように、倍率を特定してもよい。また、鳥等の動物の場合、視野から外れやすいので、制御部は、光学系を低倍率に設定してもよい。
【００８０】
上述の光学装置では、基準移動量が１個の場合を例に上げて説明したが、基準移動量が複数あってもよい。例えば、視野内において、中心と、外周部とで基準移動量を個別に設定してもよい。この場合、外周部の基準移動量は、中心の基準移動量よりも小さい。これにより、制御部は、視野から外れやすい外周部の観察対象が移動すると、中心部で移動した場合よりも、小さい観察対象移動量で光学系の倍率を低くする。これにより、光学装置は、外周部の観察対象が視野から外れることを抑制できる。
【００８１】
また、顕微鏡１０は、特定部６２が、観察対象を視野内に特定できないと判定すると、倍率変更部６４は、対物レンズ２２、２４、２６等の倍率を下げるようにしてもよい。例えば、ユーザが、観察を開始するときに、入力部４０に観察対象の形状を入力した場合であって、特定部６２が当該形状の観察対象を視野内に特定できないと判定すると、特定部６２は、特定不能信号を倍率変更部６４に出力する。倍率変更部６４は、特定不能信号を取得すると、レボルバ駆動部１８を制御して、対物レンズ２２、２４、２６の倍率を下げる。尚、観察開始以外であっても、観察対象が、視野外に移動して、特定部６２が、観察対象を視野内に特定できないと判定した場合、同様に、倍率変更部６４は、対物レンズ２２、２４、２６の倍率を下げるようにしてもよい。
【００８２】
また、顕微鏡１０は、観察対象の対象移動量を算出するときに、観察対象の対象移動量を直接算出するのではなく、視野内に含まれる他の物体または空間等の移動量を算出して、当該他の物体の移動量を観察対象の対象移動量として特定してもよい。これにより、顕微鏡１０は、視野内で観察対象を特定できない場合でも、観察対象の対象移動量を特定することができる。
【００８３】
また、顕微鏡１０は、ステージ１６の移動に伴って移動していく様々な観察対象の撮像画像を順次取得し、後に一の撮像画像が選択されたことに応じて、その撮像画像に対応付けられた撮像時の位置にステージ１６を戻すと共に、撮像時の光学系の倍率に対物レンズを戻してもよい。
【００８４】
このような動作において、顕微鏡１０が実行する表示制御処理および移動制御処理は、以下のとおりである。まず、取得部６０は、ステージ１６の移動に伴って撮像部３２により順次撮像されていく複数の撮像画像を、それぞれメタデータ（すなわち例えば撮像時のステージ１６の座標データ及び倍率データ等）と対応付けて格納部５２に格納する。そして、取得部６０は、順次撮像された複数の撮像画像を、一例として撮像時刻順に並べて表示部３８に表示させる。
【００８５】
ユーザが複数の撮像画像の中から一の撮像画像を選択すると、取得部６０は、選択された撮像画像を取得し、当該撮像画像のメタデータを参照して撮像時の座標データを取得する。取得部６０は、ステージ１６を現在位置から選択された撮像画像の撮像時における位置へと移動させる移動指示を特定部６２へと与える。これを受けて特定部６２は、現在位置から移動先の位置への対象移動量を特定し、ステージ駆動部１４を制御してステージ１６を撮像時における位置へと移動させる。
【００８６】
また、取得部６０は、撮像時の倍率データと同じ倍率を設定する設定指示を併せて特定部６２へ出力してもよい。これを受けて特定部６２は、取得部６０から入力された設定指示および現在の倍率に基づいて、光学系の倍率を切り換えるか否かを決め、切り換える場合は、レボルバの回転指示をレボルバ駆動部１８へと与える。これを受けてレボルバ駆動部１８は、当該回転指示に応じて対物レンズを切り換える。以上により、ユーザは、格納部５２に格納された撮像画像に基づき、当該撮像画像と略同一の視野を再現することができる。
【００８７】
このような表示制御処理により、ユーザは、表示部３８に並べて表示された撮像画像を参照することにより、観察対象の検出を開始してから終了するまでの履歴、すなわち、観察対象を探し始めてから見つけるまでの履歴を参照することができる。
【００８８】
また、このような移動制御処理により、ユーザは、表示部３８に並べて表示された撮像画像の中から一の撮像画像を選択することにより、過去に観察した位置にステージ１６を移動させて、前と同じ観察対象を再度観察することができる。更に、光学系の倍率が自動で設定されるので、ユーザは、過去に観察した条件と同じ条件をいちいち確認して設定せずにすむ。
【００８９】
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。
【００９０】
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】
【００９１】
１０  顕微鏡、      １２  本体、      １４  ステージ駆動部、      １６  ステージ、      １８  レボルバ駆動部、      ２０  レボルバ、      ２２  対物レンズ、      ２４  対物レンズ、      ２６  対物レンズ、      ２８  鏡筒、      ３０  接眼レンズ、      ３２  撮像部、      ３４  ランプハウス、      ３６  ランプハウス、      ３８  表示部、      ４０  入力部、      ４２  制御部、      ５０  処理部、      ５２  格納部、      ６０  取得部、      ６２  特定部、      ６４  倍率変更部、      １１０  顕微鏡、      １７２  ステージ実測部、      ２１０  撮像装置、      ２１８  レンズ駆動部、      ２２２  光学系、      ２３２  撮像部、      ２４２  制御部、      ２５０  処理部、      ２５２  格納部、      ２６０  取得部、      ２６２  特定部、      ２６４  倍率変更部、      ２６６  測距部、      ２７２  光学系実測部、      ２８０  倍率テーブル、      ２８２  重み付けテーブル、      ２８４  基準倍率テーブル
【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】
2014089267.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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