(57)【要約】      （修正有）【課題】傾斜観察中に表示部の表示画面に表示される観察画像に表される標本の地面方向を表示画面の地面方向に一致させる。【解決手段】顕微鏡システムは、標本が載置されるステージ１１０と、ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系と、観察光学系から出射した光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部と、観察光学系と画像信号生成部とを含むヘッド部１２０を観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、光軸をステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部と、標本載置面と直交する軸に対する光軸の傾斜を検出する傾斜検出部１５４と、画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、傾斜検出部により検出された光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる制御を行う制御部１５５とを備える。【選択図】図１
2019056855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本が載置されるステージと、
前記ステージに載置された前記標本に対応する光が入射する観察光学系と、
前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部と、
前記観察光学系と前記画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部と、
前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出する傾斜検出部と、
前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、前記傾斜検出部により検出された前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる制御を行う表示制御部と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
ユーザからのステージ移動指示の入力に応じて、前記標本載置面と平行な方向に前記ステージを移動させる制御を行うステージ制御部を更に備え、
前記ステージ制御部は、前記表示制御部の制御により前記観察画像が回転されて表示されているときに前記ステージ移動指示が入力された場合、前記観察画像の回転方向に応じて前記ステージの移動方向を回転させて前記ステージを移動させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記表示制御部は、回転前の前記観察画像と回転後の前記観察画像とを同時に表示させる制御を更に行う、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されていないときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像である傾斜前観察画像と、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されているときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像である傾斜後観察画像とを同時に表示させる制御を更に行う、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記表示制御部は、前記傾斜前観察画像と前記傾斜後観察画像とを同時に表示させる制御を行う場合に、前記傾斜後観察画像に表されている前記標本の観察方向を示すパターンを前記傾斜前観察画像上に表示させる制御を更に行う、
ことを特徴とする請求項４記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記表示制御部は、所定の標本が模式的に表された三次元画像又は二次元画像と、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されているときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像とを同時に表示させると共に、前記観察画像に表されている前記標本の観察方向に対応する方向を示すパターンを前記三次元画像上又は前記二次元画像上に表示させる制御を更に行う、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記表示制御部は、前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合に、回転後の前記観察画像における長辺方向中央位置を含む部分画像を、表示部の表示画面における画像表示領域全体に表示させる制御を更に行う、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記部分画像は、回転後の前記観察画像をトリミングした画像である、
ことを特徴とする請求項７記載の顕微鏡システム。
【請求項９】
前記部分画像は、回転後の前記観察画像を拡大及びトリミングした画像である、
ことを特徴とする請求項７記載の顕微鏡システム。
【請求項１０】
ユーザからの指示入力に応じて、前記表示制御部による前記回転を許可又は禁止する、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
回転後の前記観察画像は、回転前の前記観察画像を、前記傾斜検出部により検出された前記光軸の傾斜に応じて＋９０度若しくは−９０度、又は、−２７０度若しくは＋２７０度回転させた画像である、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系と前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部を備えた顕微鏡システムにおいて実行される表示制御方法であって、
前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出し、
前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、検出した前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる、
ことを特徴とする表示制御方法。
【請求項１３】
ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系と前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部を備えた顕微鏡システムのコンピュータに、
前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出し、
前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、検出した前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる、
という処理を実行させることを特徴とする表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本の光学像を撮像して得た画像を表示部に表示する顕微鏡システム、顕微鏡システムにおいて実行される表示制御方法、及び、顕微鏡システムのコンピュータに実行させる表示制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、標本の光学像を撮像して得た画像を表示部に表示する顕微鏡システム（所謂デジタルマイクロスコープ）の一形態として、観察光学系と撮像部を含むヘッド部が傾斜可能に構成された顕微鏡システムが知られている。
【０００３】
このような顕微鏡システムでは、ヘッド部を直立させることで標本を上方向から観察する通常観察が可能になると共に、ヘッド部を傾斜させることで標本を斜め方向から観察する傾斜観察が可能になる。但し、傾斜観察を行う場合は、ヘッド部を傾斜させたときに、観察対象部位が観察視野から外れてしまったり、観察ポイントや一旦合わせた焦点位置がずれてしまったりすることを回避するために、標本が載置されるステージの高さ等を予め調整しておく必要がある。
【０００４】
このような顕微鏡システムに関しては、前述の調整の煩わしさを不要にすることを目的に、観察対象物の高さ位置を自動的にユーセントリック位置に一致させることのできる顕微鏡（例えば特許文献１参照）や、光学ヘッドを傾斜させる場合においても、煩雑な操作を行うことなく、観察ポイントの位置ずれや焦点のずれの発生を抑制することができる顕微鏡システム（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２７７７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−７２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような顕微鏡システムでは、傾斜観察中に表示部の表示画面に表示される観察画像に表される標本の地面方向が、例えば後述する図４の観察画像１７４や図５の観察画像１７８のように、表示画面の左方向又は右方向となってしまうため、表示画面の地面方向である下方向と一致しない。そのため、観察者は、観察画像内の位置関係を把握し難い、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑み、傾斜観察中に表示部の表示画面に表示される観察画像に表される標本の地面方向を表示画面の地面方向に一致させることができる顕微鏡システム、表示制御方法、及び表示制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、標本が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記標本に対応する光が入射する観察光学系と、前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部と、前記観察光学系と前記画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部と、前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出する傾斜検出部と、前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、前記傾斜検出部により検出された前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる制御を行う表示制御部と、を備える顕微鏡システムを提供する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、ユーザからのステージ移動指示の入力に応じて、前記標本載置面と平行な方向に前記ステージを移動させる制御を行うステージ制御部を更に備え、前記ステージ制御部は、前記表示制御部の制御により前記観察画像が回転されて表示されているときに前記ステージ移動指示が入力された場合、前記観察画像の回転方向に応じて前記ステージの移動方向を回転させて前記ステージを移動させる制御を行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記表示制御部は、回転前の前記観察画像と回転後の前記観察画像とを同時に表示させる制御を更に行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１の態様において、前記表示制御部は、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されていないときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像である傾斜前観察画像と、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されているときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像である傾斜後観察画像とを同時に表示させる制御を更に行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記表示制御部は、前記傾斜前観察画像と前記傾斜後観察画像とを同時に表示させる制御を行う場合に、前記傾斜後観察画像に表されている前記標本の観察方向を示すパターンを前記傾斜前観察画像上に表示させる制御を更に行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１の態様において、前記表示制御部は、所定の標本が模式的に表された三次元画像又は二次元画像と、前記傾斜検出部により前記光軸の傾斜が検出されているときに前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像とを同時に表示させると共に、前記観察画像に表されている前記標本の観察方向に対応する方向を示すパターンを前記三次元画像上又は前記二次元画像上に表示させる制御を更に行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第１の態様において、前記表示制御部は、前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合に、回転後の前記観察画像における長辺方向中央位置を含む部分画像を、表示部の表示画面における画像表示領域全体に表示させる制御を更に行う、顕微鏡システムを提供する。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記部分画像は、回転後の前記観察画像をトリミングした画像である、顕微鏡システムを提供する。
本発明の第９の態様は、第７の態様において、前記部分画像は、回転後の前記観察画像を拡大及びトリミングした画像である、顕微鏡システムを提供する。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、第１の態様において、ユーザからの指示入力に応じて、前記表示制御部による前記回転を許可又は禁止する、顕微鏡システムを提供する。
本発明の第１１の態様は、第１の態様において、回転後の前記観察画像は、回転前の前記観察画像を、前記傾斜検出部により検出された前記光軸の傾斜に応じて＋９０度若しくは−９０度、又は、−２７０度若しくは＋２７０度回転させた画像である、顕微鏡システムを提供する。
【００１７】
本発明の第１２の態様は、ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系と前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部を備えた顕微鏡システムにおいて実行される表示制御方法であって、前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出し、前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、検出した前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる、表示制御方法を提供する。
【００１８】
本発明の第１３の態様は、ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系と前記観察光学系から出射した前記光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部とを含むヘッド部を前記観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、前記光軸を前記ステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部を備えた顕微鏡システムのコンピュータに、前記標本載置面と直交する軸に対する前記光軸の傾斜を検出し、前記画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、検出した前記光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる、という処理を実行させる表示制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、傾斜観察中に表示部の表示画面に表示される観察画像に表される標本の地面方向を表示画面の地面方向に一致させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。
【図２】一実施の形態に係る顕微鏡システムが備える光学ヘッドの傾斜例を模式的に示す図である。
【図３】一実施の形態に係る顕微鏡システムにおいて実行される観察処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】光学ヘッドが直立時の観察画像と光学ヘッドが＋方向に傾斜した時の回転前後の観察画像の一例を示す図である。
【図５】光学ヘッドが−方向に傾斜した時の回転前後の観察画像の一例を示す図である。
【図６】所定の三次元画像上に標本の観察方向を示すパターンを表示させた例を説明する図である。
【図７】傾斜前の観察画像上に標本の観察方向を示すパターンを表示させた例を説明する図である。
【図８】表示用の画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合の例を説明する図である。
【図９】制御装置本体のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、一実施の形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係る顕微鏡システムが備える光学ヘッドの傾斜例を模式的に示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る顕微鏡システム１は、標本Ｓに対応する画像信号の生成等を行う顕微鏡装置１０と、顕微鏡装置１０が生成した画像信号に基づく観察画像の表示や顕微鏡装置１０の動作等を制御する制御装置１５とを備える。
【００２３】
顕微鏡装置１０は、ベース１００と、回転軸１０１及び軸受け１０２を介してベース１００に設置された支柱１０３と、標本Ｓが載置されるＸＹステージ１１０と、ＸＹステージ１１０を図１の上下方向に移動可能に保持するステージホルダ１１１と、ベース１００に対するステージホルダ１１１の高さを変化させるステージ操作部１１２と、ＸＹステージ１１０上に設けられた光学ヘッド１２０と、支柱１０３に対して光学ヘッド１２０を移動可能に保持する光学ヘッド保持部１３０とを備える。また、顕微鏡装置１０は、この他、標本Ｓを照明する照明光学系を備えても良い。照明光学系の構成としては、ＸＹステージ１１０の下側に設けられる透過照明光学系であっても良いし、ＸＹステージ１１０の上側に設けられる落射照明光学系であっても良い。あるいは、標本Ｓに対して光を斜めから（即ち、標本Ｓの載置面と直交する軸と交差する方向から）照射する斜照明光学系であっても良い。なお、以下の説明においては、図１の左右方向をＸ軸方向、図１の奥行き方向をＹ軸方向、図１の上下方向をＺ軸方向とし、顕微鏡装置１０は、ＸＹステージ１１０がＸ軸及びＹ軸からなる面（ＸＹ面）に平行となるように設置されているものとする。これにより、ＸＹステージ１１０の標本載置面もＸＹ面に平行となることは勿論である。また、図１に示す構成において、ＸＹステージ１１０は、ＸＹ面に平行な方向へのステージ移動（標本載置面の移動）がモータ等を用いて電動により行われる電動ＸＹステージであるとするが、そのステージ移動が手動により行われる手動ＸＹステージであっても良い。
【００２４】
回転軸１０１は、ベース１００に対して固定して設けられている。また、軸受け１０２は、回転軸１０１と共通の軸Ｒ１が支柱１０３の軸Ｒ２と直交するように、支柱１０３の端部に固定されている。この軸受け１０２を回転軸１０１に嵌合させることにより、支柱１０３の軸Ｒ２が軸Ｒ１と直交し、支柱１０３が軸Ｒ１を中心として回転可能な状態となる。また、支柱１０３と光学ヘッド保持部１３０を介して連結された光学ヘッド１２０の光軸Ｌ１も軸Ｒ１と直交し、光学ヘッド１２０も軸Ｒ１を中心として回転可能な状態となる。すなわち、軸受け１０２及び回転軸１０１は、光学ヘッド保持部１３０を介して支柱１０３と連結された光学ヘッド１２０の軸Ｒ１を回転軸とする回転部を構成する。これにより、図２に例示するように、光学ヘッド１２０がＹＺ面内（Ｙ軸及びＺ軸からなる面内）において傾斜（以下「チルト」とも言う）可能となる。なお、図１に示す構成において、光学ヘッド１２０のチルト操作は手動で行われるが、モータ等用いて光学ヘッド１２０を電動でチルトさせることとしても良い。
【００２５】
ステージ操作部１１２は、例えば、ユーザが手動で回転操作可能なハンドル１１２ａとリニアガイド１１２ｂとによって実現される。ユーザがハンドル１１２ａを回転させると、その回転方向及び回転量に応じて、ステージホルダ１１１が、ＸＹステージ１１０の標本載置面と直交する方向（Ｚ軸方向）に移動する。
【００２６】
光学ヘッド１２０は、鏡筒１２１と、鏡筒１２１のＸＹステージ１１０側の端部に設けられた対物レンズ１２２と、鏡筒１２１の内部に設けられたズームレンズ群１２３ａ及び当該ズームレンズ群１２３ａを駆動するモータ１２３ｂを含み、焦点距離を変更可能な電動ズーム１２３と、鏡筒１２１の対物レンズ１２２とは反対側の端部に設けられた撮像部１２４とを有する。これらの内、対物レンズ１２２及びズームレンズ群１２３ａは、ＸＹステージ１１０上に載置された標本Ｓに対応する観察光が入射する観察光学系を構成する。なお、光学ヘッド１２０の光軸Ｌ１は、観察光学系の光軸でもある。撮像部１２４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を含み、観察光学系を通過した観察光を受光し、当該観察光に対応する画像信号である電気信号（撮像信号）を生成、出力する。
【００２７】
光学ヘッド保持部１３０は、光学ヘッド１２０側に固定された電動ヘッド操作部１３１と、支柱１０３側に固定された支持具１３２とを有する。
支持具１３２は、固定ハンドル１３３によって支柱１０３に締結されている。また、支柱１０３には下側ストッパ１３４が設けられており、これにより支持具１３２のずり落ちが防止される。なお、支柱１０３に対する支持具１３２の位置は、例えば固定ハンドル１３３を一旦緩めるなどして、ユーザが手動で調節することもできる。
【００２８】
電動ヘッド操作部１３１は、例えば、軸Ｒ２及び光学ヘッド１２０の光軸Ｌ１の双方に平行となるよう設けられたリニアガイド１３１ａと、モータ１３１ｂとを有する。電動ヘッド操作部１３１は、リニアガイド１３１ａを介して支持具１３２と連結しており、モータ１３１ｂの動作により、支持具１３２に対する軸Ｒ２方向における位置を変化させる。これにより、光学ヘッド１２０が、軸Ｒ２に沿って移動可能になる。
【００２９】
電動ヘッド操作部１３１には、支持具１３２に対する電動ヘッド操作部１３１の位置、言い換えると、所定の基準位置に対する光学ヘッド１２０の位置を検出する位置検出部１３５が設けられ、その検出結果信号が制御部１５５へ出力される。
【００３０】
一方、制御装置１５は、パーソナルコンピュータやワークステーション等によって実現される制御装置本体１５０と、液晶パネル又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のモニタ装置によって実現される表示部１６０とを備える。
【００３１】
制御装置本体１５０は、ユーザからの指示等の入力を受け付ける操作入力部１５１と、画像処理部１５２と、記憶部１５３と、光学ヘッド１２０の傾斜を検出する傾斜検出部１５４と、これらの各部及び顕微鏡装置１０の動作や表示部１６０の表示を制御する制御部１５５とを有する。
【００３２】
操作入力部１５１は、キーボード、各種入力ボタンやスイッチ、ジョイスティック、表示部１６０の表示画面１６１に対するポイント操作に用いられるマウス等のポインティングデバイス等を含み、これらの入力デバイスを介して入力された信号を受け付け、制御部１５５へ出力する。
【００３３】
画像処理部１５２は、撮像部１２４が生成した画像信号に対して所定の画像処理を施すことにより、表示用の画像信号を生成する。また、画像処理部１５２は、その他、画像回転、トリミング、拡大等の画像処理も行う。
【００３４】
記憶部１５３は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリや、ＨＤＤ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の記録媒体及び当該記録媒体を駆動する駆動装置等によって実現され、制御装置本体１５０に各種動作を実行させるプログラムや、プログラムの実行中に用いられる各種情報や、撮像部１２４から入力された画像信号等を記憶する。また、記憶部１５３は、光学ヘッド（観察光学系）１２０の焦点ＦＰと、光学ヘッド１２０の回転中心軸Ｒ１とが重なった状態に関する情報を記憶する。なお、以下において、光学ヘッド１２０の焦点ＦＰと、回転中心軸Ｒ１とが重なった状態のことをユーセントリック状態と呼ぶ。また、このユーセントリック状態に関する情報を、ユーセントリック情報と呼ぶ。ユーセントリック情報には、例えば、対物レンズ１２２の同焦点距離、ユーセントリック状態にあるときの顕微鏡装置１０の各部の状態（モータ１３１ｂがステッピングモータである場合、ステッピングモータの原点位置からのパルス数、位置検出部１３５の出力値等）といった情報が含まれる。
【００３５】
傾斜検出部１５４は、例えばロータリーエンコーダ、フォトインタラプタ、又はジャイロセンサー等を用いて光学ヘッド１２０の傾斜角度を検出することにより、光学ヘッド１２０の傾斜（傾斜の有無及び傾斜方向）を検出し、その検出結果信号を制御部１５５へ出力する。なお、光学ヘッド１２０の傾斜角度は、ＸＹステージ１１０の標本載置面と直交する軸に対する光学ヘッド１２０の光軸Ｌ１の傾斜角度でもある。傾斜角度の検出においては、図２に例示したように、光学ヘッド１２０が直立状態（即ち、光学ヘッド１２０の光軸Ｌ１がＸＹステージ１１０の標本載置面と直交している状態）であるときの傾斜角度を０°（度）とし、直立状態に対して＋Ｙ方向（Ｙ軸の＋方向）へ傾斜しているときの傾斜角度を＋方向の傾斜角度とし、直立状態に対して−Ｙ方向（Ｙ軸の−方向）へ傾斜しているときの傾斜角度を−方向の傾斜角度として、傾斜角度の検出を行う。そして、検出した傾斜角度が０°の場合には、傾斜無しを示す検出結果信号を出力し、検出した傾斜角度が０°以外の場合には、傾斜有りと傾斜方向（＋方向又は−方向）とを示す検出結果信号を出力する。例えば、検出した傾斜角度が＋４５°である場合には、傾斜有りと傾斜方向（＋方向）とを示す検出結果信号を出力し、検出した傾斜角度が−４５°である場合には、傾斜有りと傾斜方向（−方向）とを示す検出結果信号を出力する。
【００３６】
制御部１５５は、表示部１６０の表示を制御する。例えば、制御部１５５は、傾斜検出部１５４からの検出結果信号が傾斜有りと傾斜方向とを示す検出結果信号である場合に、画像処理部１５２によって生成された表示用の画像信号に基づく観察画像（撮像部１２４によって生成された画像信号に基づく観察画像でもある）を、その傾斜方向に応じた方向に回転させて表示部１６０に表示させる。より詳しくは、傾斜方向が＋方向である場合には、観察画像を−９０°（又は＋２７０°）回転させて表示させ、傾斜方向が−方向である場合には、観察画像を＋９０°（又は−２７０°）回転させて表示させる。これにより、表示用の画像信号に基づく観察画像に表される標本Ｓの地面方向を、表示部１６０の表示画面１６１の地面方向と一致させることができる。なお、このような観察画像の回転表示は、例えば、表示用の画像信号に対して画像回転の画像処理を画像処理部１５２に行わせ、その処理後の画像信号に基づく観察画像を表示部１６０に表示させることによって行う。また、制御部１５５は、傾斜検出部１５４からの検出結果信号が傾斜無しを示す検出結果信号である場合に、画像処理部１５２によって生成された表示用の画像信号に基づく観察画像を表示部１６０に表示させる。その他、制御部１５５は、各種の情報を表示部１６０に表示させる。
【００３７】
また、制御部１５５は、顕微鏡装置１０の動作を制御する。
例えば、制御部１５５は、ＸＹステージ１１０の移動を制御する。より詳しくは、制御部１５５は、ユーザのジョイスティック操作（ステージ移動指示入力）に応じて操作入力部１５１から入力されたステージ移動指示信号に従って、ＸＹステージ１１０をＸＹ面に平行な方向へ移動させる。但し、ステージ移動指示信号が入力されたときに観察画像を回転させて表示部１６０に表示させていた場合には、その回転方向に応じて移動方向を回転させてＸＹステージ１１０を移動させる。より詳しくは、観察画像を−９０°（又は＋２７０°）回転させて表示させていた場合には、移動方向を＋９０°（又は−２７０°）回転させてＸＹステージ１１０を移動させ、観察画像を＋９０°（又は−２７０°）回転させて表示させていた場合には、移動方向を−９０°（又は＋２７０°）回転させてＸＹステージ１１０を移動させる。これにより、ユーザのジョイスティック操作の方向を、表示部１６０に回転表示されている観察画像に表される標本Ｓの移動方向と一致させることができる。
【００３８】
また、例えば、制御部１５５は、操作入力部１５１から入力された信号に従い、記憶部１５３に記憶された情報に基づいて、ユーセントリック状態に遷移する動作を各部に実行させる。例えば、モータ１３１ｂがステッピングモータであり、ユーセントリック情報として、ステッピングモータの原点位置からのパルス数が記憶されている場合、制御部１５５は、このパルス数に従ってモータ１３１ｂを動作させる。
【００３９】
表示部１６０は、制御部１５５の制御に基づいて、表示画面１６１に観察画像の他、各種の情報を表示する。なお、表示部１６０を、画面に対するタッチ操作により信号が入力されるタッチパネルが重畳されたモニタ装置によって実現し、表示部１６０と操作入力部１５１とを一体化させても良い。
【００４０】
このように構成された顕微鏡システム１において、ＸＹステージ１１０は、標本が載置されるステージの一例である。対物レンズ１２２及びズームレンズ群１２３ａは、ステージに載置された標本に対応する光が入射する観察光学系の一例である。撮像部１２４は、観察光学系から出射した光を受光して画像信号を生成する画像信号生成部の一例である。軸受け１０２及び回転軸１０１は、観察光学系と画像信号生成部とを含むヘッド部を観察光学系の光軸と直交する軸を中心に回転させることにより、観察光学系の光軸をステージの標本載置面と直交する軸に対して傾斜させる回転部の一例である。傾斜検出部１５４は、標本載置面と直交する軸に対する観察光学系の光軸の傾斜を検出する傾斜検出部の一例である。制御部１５５の一部の機能は、画像信号生成部により生成された画像信号に基づく観察画像を、傾斜検出部により検出された観察光学系の光軸の傾斜に応じて回転させて表示させる制御を行う表示制御部の一例である。制御部１５５の他の一部の機能は、ユーザからのステージ移動指示の入力に応じて、標本載置面と平行な方向にステージを移動させる制御を行うステージ制御部の一例である。
【００４１】
図３は、顕微鏡システム１において実行される観察処理の一例を示すフローチャートである。図４は、光学ヘッド１２０が直立時の観察画像と光学ヘッド１２０が＋方向に傾斜した時の回転前後の観察画像の一例を示す図である。図５は、光学ヘッド１２０が−方向に傾斜した時の回転前後の観察画像の一例を示す図である。
【００４２】
図３に示す観察処理は、光学ヘッド１２０を直立状態にして観察を行う通常観察や光学ヘッド１２０を傾斜状態にして観察を行う傾斜観察を可能にする処理であり、ユーザの操作（観察開始指示入力）に応じて操作入力部１５１から制御部１５５に観察開始指示信号が入力されると、開始する。
【００４３】
図３に示すように、観察処理が開始すると、まず、ステップ（以下「Ｓ」と言う）３０１において、制御部１５５は、顕微鏡装置１０をユーセントリック状態へ遷移させるための処理を行う。この処理では、制御部１５５が、記憶部１５３からユーセントリック情報を読み出し、当該ユーセントリック情報に基づいて顕微鏡装置１０の各部を制御することにより、光学ヘッド１２０の焦点ＦＰが回転中心軸Ｒ１と一致したユーセントリック状態が実現される。
【００４４】
この後、ユーザは、ステージ操作部１１２をＺ軸方向に操作して、ＸＹステージ１１０上に載置した標本Ｓの表面に焦点を合わせる。そして、その状態で光学ヘッド１２０を傾斜させる等して所望の観察を行う。なお、この間も、焦点ＦＰと回転中心軸Ｒ１とが一致した状態が維持されるので、光学ヘッド１２０を傾斜させても観察ポイントのずれや焦点ＦＰのずれが生じることはない。
【００４５】
Ｓ３０２において、傾斜検出部１５４は、光学ヘッド１２０の傾斜角度を検出することにより、光学ヘッド１２０の傾斜（傾斜の有無及び傾斜方向）を検出し、その検出結果信号を制御部１５５へ出力する。
【００４６】
Ｓ３０３において、制御部１５５は、傾斜検出部１５４から入力された検出結果信号に示される傾斜の有無に基づいて、光学ヘッド１２０が傾斜しているか否かを判定する。
Ｓ３０３の判定結果がＹｅｓの場合（傾斜有りの場合）は、Ｓ３０４において、制御部１５５は、撮像部１２４が生成した画像信号に対して画像処理部１５２が所定の画像処理を施して生成した表示用の画像信号に基づく観察画像を、検出結果信号に示される傾斜方向に応じた方向に回転させて表示部１６０に表示させ、処理がＳ３０６へ進む。
【００４７】
一方、Ｓ３０３の判定結果がＮｏの場合（傾斜無しの場合）は、Ｓ３０５において、制御部１５５は、撮像部１２４が生成した画像信号に画像処理部１５２が所定の画像処理を施して生成した表示用の画像信号に基づく観察画像を表示部１６０に表示させ、処理がＳ３０６へ進む。
【００４８】
Ｓ３０６において、制御部１５５は、ユーザの操作（観察終了指示入力）に応じて操作入力部１５１から観察終了指示信号が入力されたか否かを判定する。
Ｓ３０６の判定結果がＹｅｓの場合は観察処理が終了し、Ｓ３０６の判定結果がＮｏの場合は処理がＳ３０２へ戻る。
【００４９】
このような観察処理によれば、光学ヘッド１２０が直立状態であるときは、例えば、図４に示す観察画像１７１が、表示部１６０に表示される。なお、観察画像１７１は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が０°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像である。
【００５０】
また、光学ヘッド１２０が＋方向に傾斜している状態であるときは、例えば、図４に示す観察画像１７３や観察画像１７５が、表示部１６０に表示される。なお、観察画像１７３は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋２０°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７２を、−９０°（又は＋２７０°）回転させた画像である。観察画像１７５は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋４５°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７４を、−９０°（又は＋２７０°）回転させた画像である。いずれも、回転前の観察画像では、当該観察画像に表される標本Ｓの地面方向が左方向であったのに対し、回転後の観察画像では、当該観察画像に表される標本Ｓの地面方向が下方向にされている。
【００５１】
また、光学ヘッド１２０が−方向に傾斜している状態であるときは、例えば、図５に示す観察画像１７７や観察画像１７９が、表示部１６０に表示される。なお、観察画像１７７は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が−２０°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７６を、＋９０°（又は−２７０°）回転させた画像である。観察画像１７９は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が−４５°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７８を、＋９０°（又は−２７０°）回転させた画像である。いずれも、回転前の観察画像では、当該観察画像に表される標本Ｓの地面方向が右方向であったのに対し、回転後の観察画像では、当該観察画像に表される標本Ｓの地面方向が下方向にされている。
【００５２】
なお、図４及び図５に示した観察画像１７２乃至１７９の各画像上の矢印及び「地面方向」は、説明の便宜のために記したものであって、実際に存在するものではない。また、図４及び図５に示した、表示用の画像信号に基づく観察画像１７１、１７２、１７４、１７６、１７８は、いずれもアスペクト比が１：１の画像である。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、傾斜観察中に表示部１６０の表示画面１６１に表示される観察画像に表される標本Ｓの地面方向を、表示画面１６１の地面方向である下方向に一致させることができるので、観察者は、表示されている観察画像に表されている標本Ｓの位置関係を把握し易くなる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、例えば、次のような変形をしても良い。
図３に示した観察処理におけるＳ３０４では、制御部１５５が表示用の画像信号に基づく観察画像を回転させて表示させると共に、その回転前の観察画像を表示させるようにしても良い。すなわち、回転前の観察画像と回転後の観察画像とを同時に表示させるようにしても良い。この場合、例えば、光学ヘッド１２０が＋４５°傾斜しているときは、図４に示した、回転前の観察画像である観察画像１７４と、回転後の観察画像である観察画像１７５とが同時に表示部１６０の表示画面１６１に表示される。なお、このときに表示される回転前後の観察画像は、例えば、左右に配置されて表示されても良いし、上下に配置されて表示されても良く、その配置は特に限定されない。このような表示により、観察者は、回転前後の観察画像を同時に確認することができる。
【００５５】
また、このように回転前後の観察画像を同時に表示させる場合に、制御部１５５は、更に、所定の三次元画像又は二次元画像を表示させると共に、当該画像上に、回転前の観察画像（傾斜後の観察画像）に表されている標本Ｓの観察方向（現在観察中の方向）に対応する方向を示すパターンを表示させるようにしても良い。より詳しくは、所定の標本が模式的に表された三次元画像又は二次元画像の画像信号を予め記憶部１５３に記憶しておいて、制御部１５５は、回転前後の観察画像を同時に表示させる際に、更に、記憶部１５３に記憶されている画像信号に基づく三次元画像又は二次元画像を表示させると共に、その三次元画像上又は二次元画像上に標本Ｓの観察方向に対応する方向を示すパターンを表示させるようにしても良い。
【００５６】
図６は、所定の三次元画像上に標本Ｓの観察方向を示すパターンを表示させた例を説明する図である。例えば、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋４５°であるときは、図６に示すように、このときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７４に表される標本Ｓの観察方向に対応する方向を示す矢印パターン１８１ａが、所定の三次元画像１８１上に表示される。また、図６に示すように、このときの三次元画像１８１上に、当該画像に模式的に表される標本の座標系を表すＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が更に表示されても良い。
このような表示により、観察者は、標本Ｓの観察方向を確認することもできる。
【００５７】
また、図３に示した観察処理では、光学ヘッド１２０が直立状態であるときに生成された表示用の画像信号を記憶部１５３に記憶しておき、その後、光学ヘッド１２０が傾斜させられてＳ３０４が行われるときは、制御部１５５が、その傾斜状態のときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像を回転させて表示させると共に、記憶部１５３に記憶された直立状態のときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像を表示させるようにしても良い。すなわち、回転後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に表示させるようにしても良い。この場合、例えば、光学ヘッド１２０が＋４５°傾斜させられたときには、図４に示した、回転後の観察画像である観察画像１７５と、傾斜前の観察画像である観察画像１７１とが同時に表示部１６０の表示画面１６１に表示される。なお、このときに表示される回転後の観察画像と傾斜前の観察画像は、例えば、左右に配置されて表示されても良いし、上下に配置されて表示されても良く、その配置は特に限定されない。このような表示により、観察者は、回転後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に確認することができる。
【００５８】
また、このように回転後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に表示させる場合に、制御部１５５は、更に、回転前の観察画像を表示させるようにしても良い。すなわち、回転前後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に表示させるようにしても良い。この場合、例えば、光学ヘッド１２０が＋４５°傾斜させられたときには、図４に示した、回転前の観察画像である観察画像１７４と、回転後の観察画像である観察画像１７５と、傾斜前の観察画像である観察画像１７１とが同時に表示部１６０の表示画面１６１に表示される。なお、このときに表示される回転前後の観察画像と傾斜前の観察画像は、例えば、上下方向又は左右方向に配置されて表示されても良いし、左右又は上下に分けて配置されて表示されても良く、その配置は特に限定されない。このような表示により、観察者は、回転前後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に確認することができる。
【００５９】
また、このように回転前後の観察画像と傾斜前の観察画像とを同時に表示させる場合に、制御部１５５は、更に、回転前の観察画像（傾斜後の観察画像）に表されている標本Ｓの観察方向を示すパターンを、傾斜前の観察画像上に表示させるようにしても良い。
【００６０】
図７は、傾斜前の観察画像上に標本Ｓの観察方向を示すパターンを表示させた例を説明する図である。例えば、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋４５°であるときは、図７に示すように、このときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１７４（傾斜後の観察画像）に表される標本Ｓの観察方向を示すパターン１７１ａが、傾斜前の観察画像１７１上に表示される。
このような表示により、観察者は、標本Ｓの観察方向を確認することもできる。
【００６１】
また、図３に示した観察処理におけるＳ３０４では、表示用の画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合に、制御部１５５が、表示用の画像信号に基づく観察画像を回転させると共に、その回転後の観察画像における長辺方向中央位置を含む部分画像を、表示部１６０の表示画面１６１における画像表示領域全体に表示させるようにしても良い。この場合、その部分画像は、例えば、回転後の観察画像をトリミングした画像、又は、回転後の観察画像を拡大及びトリミングした画像となる。このように観察画像を、回転及びトリミング、又は、回転、拡大、及びトリミングして表示させることは、例えば、表示用の画像信号に対して、画像回転及びトリミングの画像処理、又は、画像回転、拡大、及びトリミングの画像処理を画像処理部１５２に行わせ、その処理後の画像信号に基づく観察画像を表示部１６０に表示させることによって行われる。なお、拡大及びトリミングを行う場合の順番は、どちらが先に行われても良い。
【００６２】
図８は、表示用の画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合の例を説明する図である。
図８において、観察画像１９１は、光学ヘッド１２０が直立状態（傾斜角度が０°）であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像である。観察画像１９２、１９４、１９６、及び１９８は、光学ヘッド１２０が傾斜状態であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像である。いずれも、アスペクト比が１：１でない観察画像である。
【００６３】
観察画像１９３は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋２０°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１９２を、−９０°（又は＋２７０°）回転させた後に拡大及びトリミングした画像である。観察画像１９５は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が＋４５°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１９４を、−９０°（又は＋２７０°）回転させた後に拡大及びトリミングした画像である。
【００６４】
観察画像１９７は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が−２０°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１９６を、＋９０°（又は−２７０°）回転させた後に拡大及びトリミングした画像である。観察画像１９９は、光学ヘッド１２０の傾斜角度が−４５°であるときに生成された表示用の画像信号に基づく観察画像１９８を、＋９０°（又は−２７０°）回転させた後に拡大及びトリミングした画像である。
【００６５】
このように、光学ヘッド１２０の傾斜時に生成された表示用の画像信号に基づく観察画像のアスペクト比が１：１でない場合には、その観察画像の回転が行われた後に更に拡大及びトリミングが行われて表示されるようになる。これにより、例えば、観察画像に表される標本Ｓにおける観察者の注目領域を、表示部１６０の表示画面１６１における画像表示領域全体に表示させることができる。なお、アスペクト比が１：１でない観察画像における長辺方向中央位置を含む部分画像は、一般的に、標本Ｓにおける観察者の注目領域を含んでいることが多いことが知られている。また、この場合も、回転、拡大、及びトリミング後の観察画像では、当該観察画像に表される標本Ｓの地面方向を、表示部１６０の表示画面１６１の地面方向である下方向に一致させることができることは勿論である。
【００６６】
なお、図８に示した観察画像１９２乃至１９９の各画像上の矢印及び「地面方向」も、図４及び図５に示したものと同様に、説明の便宜のために記したものであって、実際に存在するものではない。
【００６７】
また、制御部１５５は、ユーザの操作（指示入力）に応じて操作入力部１５１から入力される信号に応じて、図３に示した観察処理におけるＳ３０４で行われる画像回転を許可又は禁止するようにしてもよい。この場合、例えば、画像回転が禁止されたときのＳ３０４では、Ｓ３０５と同様に、生成された表示用の画像信号に基づく観察画像が回転されずに表示部１６０に表示されるようになる。これにより、観察者は、光学ヘッド１２０の傾斜時に生成された表示用の画像信号に基づく観察画像を、そのままの状態（回転させない状態）で観察することもできる。
【００６８】
また、制御装置本体１５０は、次のようなハードウェア構成により実現されても良い。
図９は、制御装置本体１５０のハードウェア構成例を示す図である。
図９に示すように、制御装置本体１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、メモリ２０２、入出力装置２０３、外部記憶装置２０４、可搬記録媒体２０７が収納される可搬記録媒体駆動装置２０５、及び通信装置２０６を備える。ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、入出力装置２０３、外部記憶装置２０４、可搬記録媒体駆動装置２０５、及び通信装置２０６は、バス２０８を介して互いに接続される。
【００６９】
ＣＰＵ２０１は、制御装置本体１５０が行う処理のためのプログラムを実行する演算装置である。メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）であり、ＲＡＭはＣＰＵ２０１のワークエリア等として使用され、ＲＯＭはプログラムやプログラムの実行に必要な情報を不揮発的に記憶する。
【００７０】
入出力装置２０３は、キーボード、マウス、ジョイスティック等の入力装置、顕微鏡装置１０、及び表示部１６０との間で信号をやり取りするインターフェース装置である。
外部記憶装置２０４は、プログラム及びプログラムの実行に必要な情報や、プログラムの実行により取得された情報（例えば、画像信号）等を不揮発的に記憶するストレージである。外部記憶装置２０４は、例えば、ハードディスク装置である。可搬記録媒体駆動装置２０５は、光ディスクやコンパクトフラッシュ（登録商標）等の可搬記録媒体２０７を収容するものである。可搬記録媒体２０７も外部記憶装置２０４と同様に、プログラム及びプログラムの実行に必要な情報や、プログラムの実行により取得された情報等を不揮発的に記憶するストレージである。
【００７１】
通信装置２０６は、通信ネットワークを介して、サーバ等の他の装置との間で情報の送受を行う通信インターフェース装置である。なお、プログラム及びプログラムの実行に必要な情報は、サーバ等の他の装置から通信ネットワーク及び通信装置２０６を介して入力されてもよい。
【００７２】
以上、上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために本発明の具体例を示したものであり、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１              顕微鏡システム
１０            顕微鏡装置
１５            制御装置
１００          ベース
１０１          回転軸
１０２          軸受け
１０３          支柱
１１０          ＸＹステージ
１１１          ステージホルダ
１１２          ステージ操作部
１１２ａ        ハンドル
１１２ｂ        リニアガイド
１２０          光学ヘッド
１２１          鏡筒
１２２          対物レンズ
１２３          電動ズーム
１２３ａ        ズームレンズ群
１２３ｂ        モータ
１２４          撮像部
１３０          光学ヘッド保持部
１３１          電動ヘッド操作部
１３１ａ        リニアガイド
１３１ｂ        モータ
１３２          支持具
１３３          固定ハンドル
１３４          下側ストッパ
１３５          位置検出部
１５０          制御装置本体
１５１          操作入力部
１５２          画像処理部
１５３          記憶部
１５４          傾斜検出部
１５５          制御部
１６０          表示部
１６１          表示画面
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５  観察画像
１７１ａ        パターン
１７６、１７７、１７８、１７９  観察画像
１８１          三次元画像
１８１ａ        矢印パターン
１９１、１９２、１９３、１９４、１９５  観察画像
１９６、１９７、１９８、１９９  観察画像
２０１          ＣＰＵ
２０２          メモリ
２０３          入出力装置
２０４          外部記憶装置
２０５          可搬記録媒体駆動装置
２０６          通信装置
２０７          可搬記録媒体
２０８          バス
ＦＰ            焦点
Ｌ１            光軸
Ｒ１、Ｒ２      軸
Ｓ              標本
【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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