(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザーにより設定された連結範囲のすべてをカバーしつつ、ステージが移動可能範囲を超えないように、複数の個別画像の撮像位置を決定すること。【解決手段】連結範囲６０３の指定が受け付けられる。連結範囲６０３の座標データに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像６０４それぞれの座標データが決定される。複数の個別画像６０４それぞれの座標データのうちで移動可能範囲６２０を逸脱する座標データが存在すれば、複数の個別画像６０４それぞれの座標データがいずれも移動可能範囲６２０内となるように、複数の個別画像６０４それぞれの座標データがシフトされる。【選択図】図８
2019159091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段と、
ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内で前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された所定の視野内の画像である複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結手段と、を有する顕微鏡システムであって、
前記ＸＹ平面座標における前記連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた前記連結範囲の座標データに基づき、前記連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する判定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも前記移動可能範囲内となるように、前記複数の個別画像それぞれの座標データをシフトするシフト手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在しなければ、前記座標決定手段により決定された前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記シフト手段によりシフトされた前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像を前記連結手段に供給する制御手段と、
を有することを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記撮像手段により取得された画像を表示する表示手段をさらに有し、
前記受付手段は、前記表示手段に前記画像を表示されているときに、前記連結範囲の指定を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記受付手段は、前記撮像手段により前記個別画像の倍率よりも低い倍率で撮像された低倍率画像が前記表示手段により表示されているときに、操作者により指定された単一の矩形の範囲を前記連結範囲の指定として受け付けるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記受付手段は、前記移動手段により前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させながら前記撮像手段により取得された画像が前記表示手段に表示されているときに、操作者により指定された複数の地点の指定を受け付け、前記複数の地点がすべて含まれるように前記連結範囲を決定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記移動手段は、前記ステージと前記撮像手段とをＺ方向において相対的に移動させるように構成されており、
前記撮像手段は、前記ＸＹ平面座標における一つの撮像位置につき、前記ステージと前記撮像手段との間のＺ方向における距離が異なる複数の画像を取得するようにさらに構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
撮像倍率を受け付ける倍率受付手段と、
前記撮像倍率に応じて前記個別画像のサイズを決定するサイズ決定手段と、
をさらに有し、
前記座標決定手段は、前記個別画像のサイズに基づき、前記連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記座標決定手段は、前記連結範囲を定義する四つの角の座標のうち第一の角の座標を基準として、前記連結範囲をカバーするように複数の個別画像を配置することで当該複数の個別画像の座標データを決定し、
前記シフト手段は、前記連結範囲を定義する四つの角の座標のうち前記第一の角とは異なる第二の角を基準として、前記連結範囲をカバーするように複数の個別画像を配置することで当該複数の個別画像の座標データを決定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
観察対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段と、
ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内で前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された所定の視野内の画像である複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結手段と、を有する顕微鏡システムであって、
前記ＸＹ平面座標における前記連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた前記連結範囲の座標データに基づき、前記連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定手段と、
前記座標決定手段により決定された前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像を前記連結手段に供給する制御手段と、
を有し、
前記座標決定手段は、
前記連結範囲が前記移動可能範囲内における右上領域に位置していれば、前記連結範囲の四つの角のうち右上の角を基準位置に決定し、
前記連結範囲が前記移動可能範囲内における右下領域に位置していれば、前記連結範囲の四つの角のうち右下の角を基準位置に決定し、
前記連結範囲が前記移動可能範囲内における左上領域に位置していれば、前記連結範囲の四つの角のうち左上の角を基準位置に決定し、
前記連結範囲が前記移動可能範囲内における左下領域に位置していれば、前記連結範囲の四つの角のうち左下の角を基準位置に決定し、
前記連結範囲をカバーするように前記基準位置を基準として前記複数の個別画像を並べることで前記複数の個別画像のそれぞれの座標データを決定することを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項９】
観察対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段と、
ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内で前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させる移動手段とを有する顕微鏡を制御する制御装置であって、
前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された所定の視野内の画像である複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結手段と、
前記ＸＹ平面座標における前記連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた前記連結範囲の座標データに基づき、前記連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する判定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも前記移動可能範囲内となるように、前記複数の個別画像それぞれの座標データをシフトするシフト手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在しなければ、前記座標決定手段により決定された前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記シフト手段によりシフトされた前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像を前記連結手段に供給する制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
観察対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段と、
ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内で前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させる移動手段とを有する顕微鏡の制御方法であって、
前記ＸＹ平面座標における連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付工程と、
前記受付工程において受け付けられた前記連結範囲の座標データに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定工程と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する判定工程と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも前記移動可能範囲内となるように、前記複数の個別画像それぞれの座標データをシフトするシフト工程と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在しなければ、前記座標決定工程において決定された前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって、前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された複数の個別画像を連結して連結画像を生成し、前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記シフト工程においてシフトされた前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡システム、顕微鏡の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡は倍率の異なる複数の対物レンズを有しているため、低倍率画像や高倍率画像を取得できる。低倍率画像では視野範囲は広いが標本の細部が明瞭とならない。一方で、高倍率画像では視野範囲が狭いが標本の細部が明瞭となる。特許文献１によれば、複数の高倍率画像を連結することで、視野範囲が広く、かつ、標本の細部も明瞭な連結画像の生成方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ユーザーは広視野の標本画像をディスプレイに表示し、表示された標本画像に対して連結画像を取得したい範囲（連結範囲）を指定する。顕微鏡の制御装置はユーザーにより設定された連結範囲の全体を覆うように複数の個別画像の撮像位置を決定する。つまり、制御装置は連結範囲を覆うように複数の個別画像をタイル状に敷き詰めることで、複数の個別画像の撮像位置を決定する。顕微鏡は、決定された撮像位置に応じて標本を載せたＸＹステージを対物レンズの光軸に対して相対的に移動させることで高倍率の複数の個別画像を撮像する。ここで、ＸＹステージには移動可能範囲が存在するため、移動可能範囲を超えて移動することができない。そのため、連結範囲の全体を覆うように複数の個別画像の撮像位置を制御装置が決定すると、一部の個別画像は、ＸＹステージの移動可能範囲に起因した制限によって、取得不可能となってしまうことがある。そこで、本発明は、ユーザーにより設定された連結範囲のすべてをカバーしつつ、ステージが移動可能範囲を超えないように、複数の個別画像の撮像位置を決定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、たとえば、
観察対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段と、
ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内で前記ステージと前記撮像手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記ステージと前記撮像手段とを前記移動手段により相対的に移動させながら、前記撮像手段により取得された所定の視野内の画像である複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結手段と、を有する顕微鏡システムであって、
前記ＸＹ平面座標における前記連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた前記連結範囲の座標データに基づき、前記連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する判定手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも前記移動可能範囲内となるように、前記複数の個別画像それぞれの座標データをシフトするシフト手段と、
前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在しなければ、前記座標決定手段により決定された前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像それぞれの座標データのうちで前記移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、前記シフト手段によりシフトされた前記複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって前記移動手段と前記撮像手段を制御し、前記複数の個別画像を前記連結手段に供給する制御手段と、
を有することを特徴とする顕微鏡システムを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ユーザーにより設定された連結範囲のすべてをカバーしつつ、ステージが移動可能範囲を超えないように、複数の個別画像の撮像位置を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（Ａ）および図１（Ｂ）は顕微鏡システムの中核をなす顕微鏡の斜視図である。
【図２】図２は顕微鏡システムを構成する主要部を示すブロック図である。
【図３】図３はＣＰＵが実現する各種機能を示すブロック図である。
【図４】図４は連結範囲の指定方法を説明する図である。
【図５】図５は連結範囲の指定方法を説明する図である。
【図６】図６は連結範囲の指定方法を説明する図である。
【図７】図７は連結範囲のシフト処理を説明する図である。
【図８】図８は連結範囲のシフト処理を説明する図である。
【図９】図９は連結範囲の設定処理を含む解析処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は連結範囲の指定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の一実施形態が示される。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【０００９】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は顕微鏡システムの中核をなす顕微鏡１の斜視図である。図１（Ａ）が示すように顕微鏡１は、筐体自体を暗室として利用するため、ユーザーが暗室を用意する必要がない。ユーザー（操作者）は、上面カバー１９０を開けると、透過照明光学系５の下方に配置されたＸＹステージ６にアクセス可能となる。ＸＹステージ６は対物レンズの光軸方向に対して直交方向に移動するステージである。上面カバー１９０を閉じることで、暗室が形成される。ユーザーは前面カバー１９１を開けることでフィルタターレット１４に搭載されたフィルタキューブ（カラーフィルタなど）を交換できる。
【００１０】
図２は、顕微鏡システム１００を構成する主要部を示すブロック図である。顕微鏡１は図２に示された制御装置２によって制御される。制御装置２は、たとえば、制御プログラムをインストールされた情報処理装置（パーソナルコンピュータ：ＰＣ）である。つまりＰＣが顕微鏡１の制御装置２として機能してもよい。このように顕微鏡システム１００は、顕微鏡１と制御装置２とを有している。
【００１１】
顕微鏡１は、試料３のモノクロ画像、カラー画像および蛍光画像を取得することができる顕微鏡であるが、このうち１つの画像のみを取得する顕微鏡であってもよい。ＸＹステージ６には試料３を保持するための容器ユニット７が固定される。試料３は標本、サンプル、検体またはワークと呼ばれることもある。容器ユニット７は、プレパラート、ディッシュまたはウェル等の容器とこの容器を支持する容器ホルダーとを有している。透過照明光源４から出力された照明光はコンデンサレンズなどを含む透過照明光学系５を介して試料３に照射される。透過照明光学系５には遮光用のメカシャッターが設けられていてもよい。透過照明光源４からの照明光は、試料３のモノクロ画像やカラー画像を取得する際に使用される。試料３について蛍光観察を実行する際は、蛍光落射照明光源８から励起光が出力される。励起光は、蛍光落射照明光学系９および励起フィルタ１０を通過する。蛍光落射照明光学系９には遮光用のメカシャッターが設けられていてもよい。励起フィルタ１０は、蛍光落射照明光源８から出力された光のうち励起光となる波長成分のみを透過させる波長選択性フィルタである。励起光はさらにダイクロイックミラー１１で反射され、対物レンズユニット１２の対物レンズを通過して試料３に照射される。ダイクロイックミラー１１も波長選択性のミラーであり、励起光を反射するが、試料３に添加された蛍光試薬（蛍光染料や蛍光色素とも呼ばれる）が発光する蛍光については透過する。対物レンズユニット１２は、モータ１３によって回転する電動レボルバと、電動レボルバに搭載された複数の対物レンズとを有している。フィルタターレット１４は、４つの開口を有し、そのうち３つの開口には励起フィルタ１０、ダイクロイックミラー１１、吸収フィルタ１６を有するそれぞれ異なるフィルタキューブが取り付けられているが、残りの１つの開口は何も取り付けられていない。フィルタの取り付けられていない開口は、明視野画像を取得する際に使用される。フィルタターレット１４は、モータ１５によって回転する。吸収フィルタ１６は、試料３からの光のうち必要な波長成分のみを透過させる波長選択性フィルタである。結像光学系１７は、試料３を撮像装置１８の撮像面に結像させるレンズである。カラーフィルタ２４は、たとえば、液晶チューナブルフィルタであり、透過波長を切り替えることにより順にＲ、Ｇ、Ｂの画像を取得、これらを画像処理部１９で合成することでカラー画像を作成する。なお、カラーフィルタとしては上述した液晶チューナブルフィルタに限られず、異なる透過波長のフィルタを機械的に切り替えるカラーフィルタターレットを配置してもよい。画像処理部１９は、撮像装置１８から出力される画像信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、さらにシェーディング補正を行ったりするなど、様々な画像処理を行い、画像データを作成する。制御部２０は、制御装置２からの指示にしたがって顕微鏡１の各部を制御する。たとえば、制御部２０は、モータ群２１を制御してＸＹステージ６をＸ軸方向またはＹ軸方向へ移動させたり、モータ２２を制御してＺステージと呼ばれることもある対物レンズユニット１２をＺ軸方向に移動させたりする。試料３に対して対物レンズユニット１２をＺ軸方向に相対的に移動させることで合焦位置が変化し、オートフォーカスが実行される。ＸＹステージ６およびＺステージは手動調整機構を有していてもよい。ここで、Ｚ軸方向は対物レンズの光軸方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向はＺ軸方向に直交した方向である。また、制御部２０は、制御装置２からの指示にしたがってモータ１３を制御し、対物レンズを切り替える（倍率切替）。通信部２３は、制御装置２からの指示を受信したり、制御部２０からの情報や画像データを制御装置２へ送信したりするユニットである。制御部２０は、たとえば、マイクロプロセッサやＣＰＵ、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどで構成される。つまり、制御部２０は、ソフトウエアとその実行手段で実現されてもよいし、ハードウエアのみで実現されてもよいし、前者と後者との混在によって実現されてもよい。
【００１２】
制御装置２においてＣＰＵ３０は、記憶装置３１に記憶された制御プログラムを実行して顕微鏡１を制御したり、通信インタフェース３２を通じて受信した画像データを表示部３４に表示させたりする。通信部２３および通信インタフェース３２は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮなどの一般的な通信プロトコルで接続されていてもよいし、専用の通信プロトコルで接続されていてもよい。記憶装置３１は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリやハードディスク記憶装置などを含んでいる。記憶装置３１には、ＳＳＤなどの半導体記憶装置や光ディスク、磁気ディスクが含まれてもよい。またコンシューマ用のデジタルカメラで使用されているようなメモリカードであってもよい。操作部３３は、操作者により操作可能な操作手段の一例であり、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置である。表示部３４は、液晶表示装置などであり、顕微鏡１を制御するための制御パラメータを設定するためのユーザーインタフェース（ＵＩ）や解析結果（静止画または動画）を表示するＵＩを提供する。
【００１３】
顕微鏡システム１００はＺスタック画像の撮像やタイムラプス撮像を実行できる。Ｚスタックとは試料３と対物レンズとの間における光軸方向（Ｚ軸方向）の距離を変化させながら試料３を撮像して複数枚の画像（Ｚスタック画像）を取得する技術である。つまり、Ｚスタック画像とは、Ｚステージを少しずつ移動させることで合焦位置をずらしながら各合焦位置において取得された試料３の複数の画像（レイヤー画像／スライス画像）をいう。一般に試料３は厚みを持つものが多く、Ｚ軸方向に少量ずつ合焦位置をずらして複数の画像を取得することで、試料３に合焦した画像を取得しやすくなる。１回のＺスタックによって取得される画像の枚数はＺスタック数またはＺスタック枚数と呼ばれる。タイムラプス撮像とは、一定時間ごとに１枚または複数枚の画像を取得する撮像方法をいう。微生物などの試料３は観察中に成長したり変化したりする。そのため、その経過を知る上でタイムラプス撮像は有効である。
【００１４】
［顕微鏡の設定］
一般に広視野の画像は低倍率のため低解像度である。そこで、制御装置２は高倍率で取得された複数の個別画像を連結することで、広視野かつ高解像度の連結画像を生成する。ユーザーは連結画像の範囲（連結範囲）を指定するが、これに対して単純に複数の個別画像を決定してしまうと、ＸＹステージが移動可能範囲を超えてしまうことがある。そこで、制御装置２０は、連結範囲のすべてをカバーしつつ、ＸＹステージ６が移動可能範囲を超えないように、複数の個別画像の撮像位置を決定する。
【００１５】
図３はＣＰＵ３０が実現する各種機能を示すブロック図である。これらの機能の一部またはすべてはＦＰＧＡやＡＳＩＣなどのハードウエア回路により実現されてもよい。撮像制御部４０１は予めユーザーにより設定された制御パラメータを用いて顕微鏡１を制御し試料３を撮像する。制御パラメータは設定データ４３３に含まれている。撮像制御部４０１は顕微鏡１から受け取った画像データ４３１を記憶装置３１に記憶する。撮像制御部４０１はＸＹステージ６や対物レンズユニット１２（Ｚステージ）を移動させるための制御信号を顕微鏡１に送信する。撮像制御部４０１は、モータ１３を駆動して複数の対物レンズを搭載したレボルバを回転させることで、ユーザーによって指定された対物レンズを観察用の対物レンズとして設定する。表示制御部４４０はユーザーインタフェースの表示を制御する。
【００１６】
設定部４０２は操作部３３から入力された指示にしたがって顕微鏡１を制御するための制御パラメータを含む設定データ４３３を作成し、記憶装置３１に記憶させる。範囲受付部４０３は、操作部３３を通じて入力される連結範囲の指定を受け付ける。連結範囲は、たとえば、ＸＹ平面座標における連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義されてもよい。範囲受付部４０３は、たとえば、撮像装置１８により個別画像の倍率よりも低い倍率で撮像された低倍率画像が表示部３４により表示されているときに、操作者により指定された単一の矩形の範囲を連結範囲の指定として受け付けてもよい。範囲受付部４０３は、モータ群２１によりＸＹステージ６と撮像装置１８とを相対的に移動させながら撮像装置１８により取得された画像が表示部３４に表示されているときに、ユーザーにより指定された複数の地点の指定（地点登録）を受け付け、複数の地点がすべて含まれるように連結範囲を決定してもよい。座標決定部４０５は範囲受付部４０３により受け付けられた連結範囲の座標データに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する。判定部４０６は複数の個別画像それぞれの座標データのうちでＸＹステージ６の移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する。シフト部４０７は、複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも移動可能範囲内となるように、複数の個別画像それぞれの座標データをシフトする。シフトは、調整または再決定とよばれてもよい。
【００１７】
倍率受付部４０４は操作部３３を通じて入力される撮像倍率を受け付ける。サイズ決定部４０８は撮像倍率に応じて個別画像のサイズを決定してもよい。この場合、座標決定部４０５は、個別画像のサイズに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する。なお、サイズ決定部４０８は、ユーザーにより選択された対物レンズの倍率に応じて個別画像のサイズを決定してもよい。撮像倍率は、撮像装置１８の倍率（接眼レンズの倍率相当）と対物レンズの倍率との積である。
【００１８】
画像処理部４１０は、画像データ４３１に対して、試料３の解析を行うために必要となる画像処理を実行する。連結部４１１は、複数の個別画像を連結して連結画像を作成する。Ｚスタック部４１２は、それぞれＺ座標の異なる複数の画像（Ｚスタック画像）を合成して全面に焦点の合った一つの画像（深度合成画像）を生成する。
【００１９】
解析部４２０は画像処理部４１０により画像処理された解析対象の画像データ４３１を読み出し、解析処理を実行し、表示制御部４４０を通じて表示部３４に、解析結果を表示させる。たとえば、画像処理部４１０は連結画像を二値化することでセルの輪郭を強調し、カウント部４２１は二値化された画像からセルの数をカウントする。
【００２０】
図１および図２に示した顕微鏡１のＸＹステージ６は対物レンズユニット１２の対物レンズの光軸に対して垂直方向（すなわちＸＹ方向）に移動可能である。制御部２０はＸＹステージ６の座標を検知して管理している。たとえば、制御部２０は撮像制御部４０１から撮像指示（トリガー信号）を受信すると、撮像装置１８を制御して試料３の撮像を実行し、画像処理部１９が出力する画像データにＸＹステージ６の座標を示す撮像座標データを付加してもよい。撮像座標データはメタデータとして、画像データ４３１から分離されて記憶装置３１に記憶されてもよい。
【００２１】
［連結範囲の指定］
図４は表示部３４に表示されるユーザーインタフェースの一例を示す図である。表示制御部４４０によって表示されるユーザーインタフェース６００には、顕微鏡１によって試料３を撮像して取得された視野画像を表示する視野画像表示領域６１０を有している。視野画像は、撮像装置１８によりリアルタイムで取得された画像であり、動画像であってもよい。表示制御部４４０は、ポインティングデバイスなどの操作部３３の操作に連動してポインタ６０２を移動して表示する。
【００２２】
図４によれば、ＣＰＵ３０の撮像制御部４０１はＸＹステージ６の座標データを顕微鏡１から受け取る。撮像制御部４０１は、ＸＹステージ６の座標データに基づき視野画像表示領域６１０に表示されている視野画像の四隅の位置を認識できる。これはＸＹステージ６の座標データと視野画像の四隅の位置（座標）とは既知の関係にあるからである。ユーザーは操作部３３を操作することで、第一基準位置６０１でポインタ６０２をドラッグし、第一基準位置６０１の対角線上に位置する第二基準位置でドラッグを終了する。第一基準位置６０１は矩形を描画するための開始位置であるが、複数の個別画像を配置する際の開始位置として利用される。第二基準位置は矩形を描画するための終了位置である。範囲受付部４０３は第一基準位置６０１の座標（ｘ１，ｙ１）と第二基準位置の座標（ｘ２，ｙ２）とから連結範囲６０３を定義する座標データを決定する。連結範囲６０３は、連結範囲６０３のサイズ（例：横×縦）と、位置（例：左上角の位置や中心位置など）で定義されてもよい。この場合、連結範囲６０３の横のサイズはｘ２−ｘ１であり、連結範囲６０３の縦のサイズはｙ２−ｙ１である。左上角の位置は（ｘ１，ｙ１）である。
【００２３】
図５、図６は他の連結範囲の指定方法を示している。図５が示すように、ユーザーは操作部３３を通じてポインタ６０２を移動およびクリックすることで、視野画像における複数の地点６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃを指定する。範囲受付部４０３はクリックが実行されたときのポインタ６０２の座標に基づき複数の地点６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃの座標を特定する。図６が示すように、範囲受付部４０３は複数の地点６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃのすべてを囲む最小の矩形を連結範囲６０３として描画する。たとえば、地点６０６ａの座標が（ｘａ、ｙａ）であり、地点６０６ｂの座標が（ｘｂ、ｙｂ）であり、地点６０６ｃの座標が（ｘｃ、ｙｃ）であったと仮定する。この場合、連結範囲６０３の左上角の座標（ｘ１、ｙ１）は、ｘａ、ｘｂ、ｘｃのうちの最小値と、ｙａ、ｙｂ、ｙｃのうちの最小値とにより定義される。同様に第二基準位置の座標（ｘ２、ｙ２）は、ｘａ、ｘｂ、ｘｃのうちの最大値と、ｙａ、ｙｂ、ｙｃのうちの最大値とにより定義される。
【００２４】
［連結範囲のシフト（調整）］
図７、図８は連結範囲６０３のシフトを説明する図である。図７、図８において撮像中心は十字マークにより示されている。図７が示すように、移動可能範囲６２０はＸＹステージ６が移動できる最大の範囲を示している。つまり、撮像装置１８は、移動可能範囲６２０内の任意の位置を撮像中心とした試料３の画像を取得できる。逆に、撮像装置１８は、移動可能範囲６２０の外側を撮像中心とした試料３の画像を撮像することができない。
【００２５】
座標決定部４０５は、ユーザーにより指定された連結範囲６０３をすべてカバーするように、連結範囲６０３の第一基準位置６０１を開始位置として複数の個別画像６０４の位置を決定する。初めに、座標決定部４０５は、連結範囲６０３の左上角に一枚目の個別画像の左上角を配置する。ここで複数の個別画像６０４のそれぞれのサイズは同一であり、かつ、既知である。上述したように、ユーザーにより予め設定された個別画像６０４のための対物レンズの倍率によって個別画像６０４のサイズは確定してしまう。個別画像６０４の横の長さがＬｘであった場合、座標決定部４０５は、（ｎ−１）×Ｌｘ  ＜  ｘ２−ｘ１  ≦  ｎ×Ｌｘという条件式を満たす整数ｎを求める。個別画像６０４の縦の長さがＬｙであった場合、座標決定部４０５は、（ｍ−１）×Ｌｙ  ＜  ｙ２−ｙ１  ≦  ｍ×Ｌｙという条件式を満たす整数ｍを求める。連結範囲６０３の横方向はｎ個の個別画像６０４によってカバーされ、連結範囲６０３の縦方向はｍ個の個別画像６０４によってカバーされる。つまり、連結範囲６０３はｎ×ｍ個の個別画像６０４によってカバーされる。図７においてはｎ＝３かつｍ＝３であるため、９個の個別画像によって、連結範囲６０３の全体がカバーされる。ｎ×ｍ個の個別画像６０４のそれぞれはＲｉｊと記号によって識別されてもよい。ｉは１からｎまでの整数である。ｊは１からｍまでの整数である。個別画像Ｒ１１の左上角の座標は（ｘ１，ｙ１）である。個別画像Ｒ１２の左上角の座標は（ｘ１，ｙ１＋Ｌｙ）である。個別画像Ｒ１３の左上角の座標は（ｘ１，ｙ１＋Ｌｙ＋Ｌｙ）である。個別画像Ｒ２１の左上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ，ｙ１）である。個別画像Ｒ３１の左上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ＋Ｌｘ，ｙ１）である。個別画像Ｒ３３の左上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ＋Ｌｘ，ｙ１＋Ｌｙ＋Ｌｙ）である。よって、個別画像Ｒｉｊの左上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×（ｉ−１），ｙ１＋Ｌｙ×（ｊ−１））である。個別画像Ｒｉｊの左下角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×（ｉ−１），ｙ１＋Ｌｙ×ｊ）である。個別画像Ｒｉｊの右上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×ｉ，ｙ１＋Ｌｙ×（ｊ−１））である。個別画像Ｒｉｊの右下角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×ｉ，ｙ１＋Ｌｙ×ｊ）である。個別画像Ｒｉｊの中心の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×（ｉ−１／２），ｙ１＋Ｌｙ×（ｊ−１／２））である。
【００２６】
移動可能範囲６２０の左上角の座標は（Ｐｘ１、Ｐｙ１）である。移動可能範囲６２０の右上角の座標は（Ｐｘ２、Ｐｙ１）である。移動可能範囲６２０の左下角の座標は（Ｐｘ１、Ｐｙ２）である。移動可能範囲６２０の右下角の座標は（Ｐｘ２、Ｐｙ２）である。
【００２７】
判定部４０６は、ｎ×ｍ個の個別画像６０４のそれぞれの中心座標と、移動可能範囲６２０の座標とを比較することで、移動可能範囲を逸脱する座標データがあるかどうかを判定してもよい。図７によれば、判定部４０６は、個別画像Ｒ１３、Ｒ２３、Ｒ３３が移動可能範囲６２０を逸脱していると判定する。なぜなら、個別画像Ｒ１３、Ｒ２３、Ｒ３３のｙ方向の中心座標である（ｙ１＋Ｌｙ×（ｍ−１／２）がＰｙ２を超えているからである。
【００２８】
なお、ｎ×ｍ個の個別画像６０４の中心によって定義される矩形が考慮されてもよい。この矩形の左上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×１／２，ｙ１＋Ｌｙ×１／２）である。矩形の右上角の座標は（ｘ１＋Ｌｘ×（ｎ−１／２），ｙ１＋Ｌｙ×１／２）である。矩形の左下角の座標は（ｘ１，ｙ１＋Ｌｙ×ｍ）（ｘ１＋Ｌｘ×１／２，ｙ１＋Ｌｙ×（ｍ−１／２））である。矩形の右下角の座標は（（ｘ１＋Ｌｘ×（ｎ−１／２），ｙ１＋Ｌｙ×（ｍ−１／２））である。この場合、ｘ１＋Ｌｘ×１／２＜Ｐｘ１であれば逸脱と判定される。ｙ１＋Ｌｙ×１／２＜Ｐｙ１であれば、逸脱と判定される。ｘ１＋Ｌｘ×（ｎ−１／２）＞Ｐｘ２であれば、必脱と判定される。ｙ１＋Ｌｙ×（ｍ−１／２）＞Ｐｙ２であれば、逸脱と判定される。このように四つの条件式のうちいずれかで逸脱と判定されると、シフト処理が必要となる。
【００２９】
シフト部４０７は、複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲６２０を逸脱する座標データが存在すれば、複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも移動可能範囲内となるように、複数の個別画像それぞれの座標データをシフトする。図８が示すように、シフト部４０７は、連結範囲６０３の右下角の位置（第二基準位置６０１'）を開始位置に変更する。よって、個別画像Ｒｉｊの左上角の座標は（ｘ２−Ｌｘ×（ｎ＋１−ｉ），ｙ２−Ｌｙ×（ｍ＋１−ｊ））である。個別画像Ｒｉｊの左下角の座標は（ｘ２−Ｌｘ×（ｎ＋１−ｉ），ｙ２−Ｌｙ×（ｍ−ｊ））である。個別画像Ｒｉｊの右上角の座標は（ｘ２−Ｌｘ×（ｎ−ｉ），ｙ２−Ｌｙ×（ｍ＋１−ｊ））である。個別画像Ｒｉｊの右下角の座標は（ｘ２−Ｌｘ×（ｎ−ｉ），ｙ２−Ｌｙ×（ｍ−ｊ））である。個別画像Ｒｉｊの中心の座標は（ｘ２−Ｌｘ×（ｎ＋１／２−ｉ），ｙ１＋Ｌｙ×（ｍ＋１／２−ｉ））である。このように、複数の個別画像それぞれの座標データをシフトすることで、連結範囲６０３のすべてをカバーしつつ、ＸＹステージ６が移動可能範囲６２０を超えないように、複数の個別画像の撮像位置が決定される。
【００３０】
［フローチャート］
図９はＣＰＵ３０が実行する連結範囲の設定を含む画像解析方法を示している。
【００３１】
Ｓ１でＣＰＵ３０（設定部４０２）は表示部３４にユーザーインタフェース６００を表示する。設定部４０２は撮像制御部４０１を通じて撮像装置１８を制御して視野画像を取得し、ユーザーインタフェース６００の視野画像表示領域６１０に視野画像を表示する。ここで視野画像は低倍率画像であってもよいし、デフォルトの設定で生成された連結画像であってもよい。
【００３２】
Ｓ２でＣＰＵ３０（範囲受付部４０３）は連結範囲６０３の指定を受け付ける。範囲受付部４０３は操作部３３を通じてポインタ６０２により指定された連結範囲６０３の座標を特定する。
【００３３】
Ｓ３（オプション）でＣＰＵ３０（倍率受付部４０４）は個別画像の撮像倍率を受け付ける。倍率受付部４０４は対物レンズの倍率を受け付け、対物レンズの倍率に基づき撮像倍率を決定してもよい。
【００３４】
Ｓ４（オプション）でＣＰＵ３０（サイズ決定部４０８）は撮像倍率に基づき一つの個別画像のサイズを決定する。個別画像のサイズが既知の場合、Ｓ３とＳ４は不要である。
【００３５】
Ｓ５でＣＰＵ３０（座標決定部４０５）は個別画像のサイズ（Ｌｘ、Ｌｙ）と連結範囲６０３の座標とに基づき、連結範囲６０３の全体をカバーする複数の個別画像Ｒｉｊの座標を決定する。
【００３６】
Ｓ６でＣＰＵ３０（判定部４０６）は複数の個別画像Ｒｉｊのいずれの座標も移動可能範囲６２０内かどうかを判定する。複数の個別画像Ｒｉｊの座標のうち、移動可能範囲６２０を逸脱するものが存在すれば、ＣＰＵ３０はＳ７に進む。複数の個別画像Ｒｉｊの座標のうち、移動可能範囲６２０を逸脱するものが存在しなければ、ＣＰＵ３０はＳ７をスキップしてＳ８に進む。
【００３７】
Ｓ７でＣＰＵ３０（シフト部４０７）は複数の個別画像Ｒｉｊそれぞれの座標がいずれも移動可能範囲６２０内となるように、複数の個別画像Ｒｉｊそれぞれの座標をシフトする。シフト部４０７は複数の個別画像Ｒｉｊの座標データを設定データ４３３に保存する。
【００３８】
Ｓ８でＣＰＵ３０（撮像制御部４０１）は顕微鏡１の制御部２０に対して撮像を指示することで、試料３の撮像を実行する。ここで、撮像制御部４０１は、複数の個別画像Ｒｉｊの座標データを制御部２０に渡す。制御部２０は、複数の個別画像Ｒｉｊの座標データにしたがってＸＹステージ６を移動させながら、撮像装置１８に撮像を実行させることで、複数の個別画像Ｒｉｊを取得し、制御装置２に画像データを出力する。たとえば、撮像制御部４０１は複数の個別画像Ｒｉｊの座標データに基づきモータ群２１のステップ数を演算し、ステップ数に応じてモータ群２１を駆動する。
【００３９】
Ｓ９でＣＰＵ３０（連結部４１１）は複数の個別画像Ｒｉｊを連結することで、一つの連結画像を生成する。なお、連結部４１１は複数の個別画像Ｒｉｊを単純に連結することで中間画像を生成し、さらに、中間画像の一部をトリミングすることで連結範囲６０３に相当する連結画像を生成してもよい。
【００４０】
Ｓ１０でＣＰＵ３０（解析部４２０）は連結画像を用いて試料３の解析処理を実行する。たとえば、カウント部４２１は、連結画像に含まれているセル（細胞）の数をカウントする。
【００４１】
Ｓ１１でＣＰＵ３０（解析部４２０）は解析結果を表示部３４に表示する。たとえば、カウント部４２１は、セルのカウント値を表示部３４に表示する。
【００４２】
＜他の座標決定方法＞
図１０は連結範囲についての他の座標決定方法を説明する図である。移動可能範囲６２０は、均等に四つの領域（左上領域６５１、右上領域６５２、左下領域６５３、右下領域６５４）に分割されている。座標決定部４０５は、ユーザーにより指定された連結範囲６０３が四つの領域のいずれに属しているかに応じて、個別画像６０４の開始位置６６０を決定する。開始位置６６０は、移動可能範囲６２０の全体を囲むように複数の個別画像６０４をタイル状に並べるための基準となる位置である。
【００４３】
座標決定部４０５は、連結範囲６０３が移動可能範囲６２０内における右上領域６５２に位置していれば、連結範囲６０３の四つの角のうち右上の角を基準位置（開始位置６６０）に決定する。座標決定部４０５は、連結範囲６０３が移動可能範囲６２０内における右下領域６５４に位置していれば、連結範囲６０３の四つの角のうち右下の角を開始位置６６０に決定する。座標決定部４０５は、連結範囲６０３が移動可能範囲６２０内における左上領域６５１に位置していれば、連結範囲６０３の四つの角のうち左上の角を開始位置６６０に決定する。座標決定部４０５は、連結範囲６０３が移動可能範囲６２０内における左下領域６５３に位置していれば、連結範囲６０３の四つの角のうち左下の角を開始位置６６０に決定する。座標決定部４０５は、連結範囲６０３の全体をカバーするように開始位置６６０を基準として複数の個別画像６０４を並べることで複数の個別画像６０４のそれぞれの座標データを決定する。このようなルールに基づき開始位置６６０を決定されてもよい。これにより、ユーザーにより設定された連結範囲６０３のすべてをカバーしつつ、ＸＹステージ６が移動可能範囲６２０を超えないように、複数の個別画像６０４の撮像位置が決定されてもよい。
【００４４】
＜まとめ＞
ＸＹステージ６は観察対象物が載置されるステージの一例である。撮像装置１８はステージに載置された観察対象物を所定の倍率で撮像する撮像手段の一例である。モータ群２１は、ＸＹ平面座標における所定の移動可能範囲内でステージと撮像手段とを相対的に移動させる移動手段の一例である。連結部４１１や撮像制御部４０１はステージと撮像手段とを移動手段により相対的に移動させながら、撮像手段により取得された所定の視野内の画像である複数の個別画像を連結して連結画像を生成する連結手段の一例である。範囲受付部４０３はＸＹ平面座標における連結画像のサイズおよび位置を示す座標データにより定義される連結範囲の指定を受け付ける受付手段の一例である。座標決定部４０５は受付手段により受け付けられた連結範囲の座標データに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定する座標決定手段の一例である。判定部４０６は複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲を逸脱する座標データが存在するかどうかを判定する判定手段の一例である。シフト部４０７は複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、複数の個別画像それぞれの座標データがいずれも移動可能範囲内となるように、複数の個別画像それぞれの座標データをシフトするシフト手段の一例である。撮像制御部４０１は、複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲を逸脱する座標データが存在しなければ、座標決定手段により決定された複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって移動手段と撮像手段を制御する制御手段の一例である。撮像制御部４０１は、複数の個別画像それぞれの座標データのうちで移動可能範囲を逸脱する座標データが存在すれば、シフト手段によりシフトされた複数の個別画像それぞれの座標データにしたがって移動手段と撮像手段を制御し、複数の個別画像を連結手段に供給する制御手段の一例である。このような顕微鏡システム１００により、ユーザーにより設定された連結範囲のすべてをカバーしつつ、ステージが移動可能範囲を超えないように、複数の個別画像の撮像位置を決定することが可能となる。
【００４５】
表示部３４は撮像手段により取得された画像を表示する表示手段の一例である。範囲受付部４０３は、表示手段に画像を表示されているときに、連結範囲の指定を受け付ける受付手段の一例である。ユーザーは、視野範囲の画像を確認しながら、試料３の解析に必要な連結範囲６０３を決定しやすくなろう。
【００４６】
範囲受付部４０３は、撮像手段により個別画像の倍率よりも低い倍率で撮像された低倍率画像が表示手段により表示されているときに、操作者により指定された単一の矩形の範囲を連結範囲の指定として受け付けるように構成されていてもよい。このように視野画像は低倍率画像であってもよい。
【００４７】
図５、図６が示すように、範囲受付部４０３は、移動手段によりステージと撮像手段とを相対的に移動させながら撮像手段により取得された画像が表示手段に表示されているときに、操作者により指定された複数の地点の指定を受け付けてもよい。さらに、範囲受付部４０３は複数の地点がすべて含まれるように連結範囲を決定してもよい。これにより、ユーザーには、連結範囲６０３の指定方法の選択肢が増加する。なお、範囲受付部４０３は、矩形を描画することにより連結範囲６０３を指定する手法と、複数の地点を登録することにより連結範囲６０３を指定する手法とを選択するための選択オブジェクト（例：ボタンやプルダウンメニュー）を有してもよい。
【００４８】
モータ２２はステージと撮像手段とをＺ方向において相対的に移動させるように構成された移動手段の一例である。撮像装置１８およびＺスタック部４１２は、ＸＹ平面座標における一つの撮像位置につき、ステージと撮像手段との間のＺ方向における距離が異なる複数の画像を取得するようにさらに構成されていてもよい。
【００４９】
倍率受付部４０４は撮像倍率を受け付ける倍率受付手段の一例である。サイズ決定部４０８は撮像倍率に応じて個別画像のサイズを決定するサイズ決定手段の一例である。座標決定部４０５は、個別画像のサイズに基づき、連結画像の元となる複数の個別画像それぞれの座標データを決定してもよい。
【００５０】
図７が示すように、座標決定部４０５は、連結範囲を定義する四つの角の座標のうち第一の角の座標を基準として、連結範囲をカバーするように複数の個別画像を配置することで当該複数の個別画像の座標データを決定してもよい。図８が示すように、シフト部４０７は、連結範囲を定義する四つの角の座標のうち第一の角とは異なる第二の角を基準として、連結範囲をカバーするように複数の個別画像を配置することで当該複数の個別画像の座標データを決定してもよい。
【００５１】
図１０が示すように、座標決定部４０５は、連結範囲が移動可能範囲内における右上領域に位置していれば、連結範囲の四つの角のうち右上の角を基準位置に決定し、連結範囲が移動可能範囲内における右下領域に位置していれば、連結範囲の四つの角のうち右下の角を基準位置に決定し、連結範囲が移動可能範囲内における左上領域に位置していれば、連結範囲の四つの角のうち左上の角を基準位置に決定し、連結範囲が移動可能範囲内における左下領域に位置していれば、連結範囲の四つの角のうち左下の角を基準位置に決定し、連結範囲をカバーするように基準位置を基準として複数の個別画像を並べることで複数の個別画像のそれぞれの座標データを決定してもよい。この場合は、シフト処理が不要となろう。
【００５２】
以上では各個別画像は隣接した個別画像と重ならないように配置されているが、これは一例に過ぎない。各個別画像は隣接した個別画像と数画素ずつ重なるように配置されてもよい。この場合は、上述した座標は横方向の重なり画素数と、縦方向の重なり画素数に応じてずれるにすぎない。
【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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【図１０】
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