(57)【要約】【課題】正確な３Ｄ画像を得ることができる顕微鏡システムを提供する。【解決手段】顕微鏡システム１は、外部からの操作に応じて焦準部１０４を標本ＳＰが載置される載置面と直交する直交方向へ相対的に移動させる焦準操作部１０５と、焦準操作部１０５に対する操作量を検出することによって、直交方向における焦準部１０４の位置を検出する位置検出部４と、所定のタイミングで撮像装置３に複数の前記画像データを生成させ、かつ、撮像装置３の撮影時に位置検出部４が検出した直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報を取得する顕微鏡制御装置７と、撮像装置３が生成した複数の画像データと顕微鏡制御装置７が取得した位置情報とを用いて３次元画像を生成する３次元画像生成部６４１と、を備える。【選択図】図１
2015219287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本の観察像を集光する対物レンズを介して前記標本を観察可能な顕微鏡システムにおいて、
前記標本が載置されるステージと、
前記標本が載置される載置面と直交する直交方向へ移動可能であり、前記ステージと前記対物レンズとの距離を調整する焦準部と、
外部からの操作に応じて前記焦準部を前記直交方向へ移動させる操作部と、
前記操作部に対する操作量を検出することによって、前記直交方向における前記焦準部の位置を検出する位置検出部と、
前記対物レンズが集光した前記標本の観察像を撮像して、前記標本の画像データを生成する撮像部と、
所定のタイミングで前記撮像部に撮像させ、かつ、前記撮像部の撮像時に前記位置検出部が検出した前記直交方向における前記焦準部の位置を示す位置情報を取得する制御部と、
前記撮像部が生成した複数の前記画像データと前記制御部が取得した前記位置情報とを用いて３次元画像を生成する画像処理装置と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記位置検出部が予め設定された前記操作量を検出する毎に、前記撮像部に撮像させ、かつ、前記位置検出部が検出した前記位置情報を取得す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】
前記制御部は、所定のフレームレートで前記撮像部に撮像させ、該フレームレートにおける１期間において前記位置検出部が検出した前記位置情報を１回以上取得す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４】
前記撮像部に撮像を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力部が前記指示信号の入力を受け付けた場合、前記撮像部に撮像させ、かつ、前記位置検出部が検出した前記位置情報を取得す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５】
前記操作部は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、
前記位置検出部は、前記操作部の回転量を検出することによって、前記直交方向における前記焦準部の位置を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記位置検出部は、前記対物レンズの焦点深度または前記対物レンズの倍率によって設定される前記焦準部の移動量に対応する前記回転量を検出することによって、前記焦準部の位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記位置検出部は、前記操作部に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記画像処理装置は、
画像を表示可能な表示部と、
前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像と前記制御部が取得した前記位置情報とを対応付けて前記表示部に表示させる表示制御部と、
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ上に載置された標本を撮像することによって画像データを生成し、この画像データに対応する画像を表示する顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、標本を観察する顕微鏡システムにおいて、標本を載置するステージを焦準部によって対物レンズの光軸方向に沿って移動させながら、撮像部に標本を順次撮像させて焦点が異なる複数の画像データを生成させ、これらの複数の画像データを用いて標本の３次元画像（以下、「３Ｄ画像」という）または全焦点画像を作成する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、撮像部のフレームレートと焦準部の移動速度との間に予め設定された対応関係に従うように、観察者が手動で焦準部を動かすことによって、標本の３Ｄ画像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的に観察者が手動で焦準部を動かす場合には、焦準部の移動速度のばらつきを避けられない。このため、上述した特許文献１では、忠実に対応関係に従って３Ｄ画像を生成することが難しく、正確な３Ｄ画像を得ることが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、正確な３Ｄ画像を得ることができる顕微鏡システ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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、標本の観察像を集光する対物レンズを介して前記標本を観察可能な顕微鏡システムにおいて、前記標本が載置されるステージと、前記標本が載置される載置面と直交する直交方向へ移動可能であり、前記ステージと前記対物レンズとの距離を調整する焦準部と、外部からの操作に応じて前記焦準部を前記直交方向へ移動させる操作部と、前記操作部に対する操作量を検出することによって、前記直交方向における前記焦準部の位置を検出する位置検出部と、前記対物レンズが集光した前記標本の観察像を撮像して、前記標本の画像データを生成する撮像部と、所定のタイミングで前記撮像部に撮像させ、かつ、前記撮像部の撮像時に前記位置検出部が検出した前記直交方向における前記焦準部の位置を示す位置情報を取得する制御部と、前記撮像部が生成した複数の前記画像データと前記制御部が取得した前記位置情報とを用いて３次元画像を生成する画像処理装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記位置検出部が予め設定された前記操作量を検出する毎に、前記撮像部に撮像させ、かつ、前記位置検出部が検出した前記位置情報を取得することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、所定のフレームレートで前記撮像部に撮像させ、該フレームレートにおける１期間において前記位置検出部が検出した前記位置情報を１回以上取得することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記撮像部に撮像を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備え、前記制御部は、前記入力部が前記指示信号の入力を受け付けた場合、前記撮像部に撮像させ、かつ、前記位置検出部が検出した前記位置情報を取得することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記操作部は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、前記位置検出部は、前記操作部の回転量を検出することによって、前記直交方向における前記焦準部の位置を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記位置検出部は、前記対物レンズの焦点深度または前記対物レンズの倍率によって設定される前記焦準部の移動量に対応する前記回転量を検出することによって、前記焦準部の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記位置検出部は、前記操作部に対して着脱自在であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記画像処理装置は、画像を表示可能な表示部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対応する画像と前記制御部が取得した前記位置情報とを対応付けて前記表示部に表示させる表示制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る顕微鏡システムによれば、正確な３Ｄ画像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１の表示部が表示する表示画面の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図１の表示部が表示する表示画面の遷移を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
〔顕微鏡システムの構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの概略構成を示す模式図である。図１において、顕微鏡システム１が載置される平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面と垂直な方向をＺ方向として説明する。
【００１８】
図１に示す顕微鏡システム１は、標本ＳＰを観察する顕微鏡装置２と、顕微鏡装置２を介して標本ＳＰを撮像し、標本ＳＰの画像データを生成する撮像装置３と、顕微鏡装置２の焦準部を上下方向へ移動させる焦準操作部に取り付けられ、焦準操作部の回転量を検出することによって焦準部の位置を検出する位置検出部４と、顕微鏡装置２の各種の操作の入力を受け付ける操作部５と、撮像装置３が生成した画像データに対応する画像を表示するとともに、顕微鏡システム１の各種の操作の入力を受け付ける画像処理装置６と、顕微鏡装置２、撮像装置３、位置検出部４、操作部５および画像処理装置６を制御する顕微鏡制御装置７と、を備える。顕微鏡装置２、撮像装置３、位置検出部４、操作部５および画像処理装置６は、データが送受信可能に有線または無線で接続されている。
【００１９】
〔顕微鏡装置の構成〕
まず、顕微鏡装置２の構成について説明する。
顕微鏡装置２は、略Ｃ字状の本体部１００と、標本ＳＰが載置されるステージ１０１と、ステージ１０１と対向して配置された対物レンズ１０２と、倍率が異なる複数の対物レンズ１０２を保持するレボルバ１０３と、ステージ１０１を標本ＳＰが載置される載置面と直交する直交方向（Ｚ軸方向）へ移動させてステージ１０１と対物レンズ１０２との距離を調整する焦準部１０４と、焦準部１０４を上下方向へ移動させる焦準操作部１０５と、標本ＳＰに光を照射する落射照明光学系１０６と、本体部１００に取り付けられた三眼鏡筒ユニット１０７と、三眼鏡筒ユニット１０７を介して取り付けられた接眼レンズユニット１０８と、三眼鏡筒ユニット１０７に連結された結像レンズユニット１０９と、を備える。また、結像レンズユニット１０９の端部には、撮像装置３が接続されている。なお、本実施の形態１では、対物レンズ１０２と結像レンズユニット１０９とが観察光学系として機能する。さらに、本実施の形態１では、本体部１００に三眼鏡筒ユニット１０７を設けず、本体部１００に撮像装置３を接続してもよい。
【００２０】
ステージ１０１は、ＸＹ平面内で水平方向に移動自在であり、焦準部１０４を介して本体部１００に設けられる。
【００２１】
対物レンズ１０２は、倍率が互いに異なる複数の対物レンズ（例えば、５０倍の対物レンズ１０２ａ、１００倍の対物レンズ１０２ｂ）がレボルバ１０３に着脱自在に取り付けられている。
【００２２】
レボルバ１０３は、本体部１００に対して回転自在に設けられ、対物レンズ１０２を標本ＳＰの上方に配置する。レボルバ１０３は、回転することによって、観察光路Ｌ上に配置された標本ＳＰの観察に用いる対物レンズ１０２を択一的に切り替えることによって、視野内の画像の倍率を変化させる。
【００２３】
焦準部１０４は、標本ＳＰが載置される載置面と直交する直交方向へ移動可能であり、対物レンズ１０２とステージ１０１との距離を調整する。具体的には、対物レンズ１０２に対してステージ１０１を標本ＳＰが載置される載置面と直交する直交方向（Ｚ方向）へ相対的に移動させる。焦準部１０４は、焦準操作部１０５の操作に応じて、ステージ１０１を上下方向に移動する。焦準部１０４は、ステージ１０１が着脱自在に接続される。
【００２４】
焦準操作部１０５は、外部からの操作に応じて焦準部１０４を直交方向へ移動させる。具体的には、焦準操作部１０５は、ステージ１０１に対して標本ＳＰが載置される載置面と直交する直交方向（Ｚ方向）へ相対的に移動させる。より詳細には、焦準操作部１０５は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、観察者によって回転させられることにより、ステージ１０１に対して焦準部１０４をＺ方向に相対的に移動させる。焦準操作部１０５は、後述する位置検出部４が内部に設けられている。即ち、観察者は、位置検出部４を介して焦準操作部１０５を回転させることによって、焦準部１０４をＺ方向に移動させる。なお、本実施の形態１では、焦準操作部１０５が操作部として機能する。
【００２５】
落射照明光学系１０６は、落射照明光を出射する落射照明用光源１０６ａと、落射照明用光源１０６ａが出射した落射照明光を集光して観察光路Ｌの方向へ導く種々の落射光学部材１０６ｂと、を有する。
【００２６】
落射照明用光源１０６ａは、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ等によって構成される。落射照明用光源１０６ａは、顕微鏡制御装置７の制御のもと、落射照明光を出射する。
【００２７】
落射光学部材１０６ｂは、ハーフミラー、フィルタユニット、シャッタ、視野絞りおよび開口絞り等を用いて構成される。
【００２８】
三眼鏡筒ユニット１０７は、対物レンズ１０２から入射した標本ＳＰの観察光を、撮像装置３の方向と接眼レンズユニット１０８の方向とに分岐する。
【００２９】
接眼レンズユニット１０８は、観察者が標本ＳＰを観察するためのものである。接眼レンズユニット１０８は、標本ＳＰの観察光を結像する複数のレンズを用いて構成される。
【００３０】
結像レンズユニット１０９は、複数のズームレンズ１０９ａと、これらのズームレンズ１０９ａの位置を変化させるズーム操作部（図示せず）を有する。複数のズームレンズ１０９ａは、操作部によって観察光路Ｌ上の位置を移動させることによって、撮像装置３の視野領域内の撮像対象を拡大または縮小させる。
【００３１】
〔撮像装置の構成〕
次に、撮像装置３の構成について説明する。
撮像装置３は、対物レンズ１０２および結像レンズユニット１０９を介して入射された標本ＳＰの観察像（観察光）を受光して光電変換を行うことによって、光を電気信号（アナログ信号）に変換する複数の画素を有するＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）またはＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子３１と、撮像素子３１から出力される電気信号に増幅（ゲイン調整）等の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換を行うことによってデジタルの標本ＳＰの画像データに変換して画像処理装置６へ出力する信号処理部（図示せず）と、を用いて構成される。撮像装置３は、顕微鏡制御装置７の制御のもと、標本ＳＰの画像データを微小な時間間隔で連続的に生成して画像処理装置６へ出力する。また、撮像装置３は、所定のフレームレート、例えば１５ｆｐｓで画像データを生成する。なお、本実施の形態１では、撮像装置３が撮像部として機能する。
【００３２】
〔位置検出部の構成〕
次に、位置検出部４の構成について説明する。
位置検出部４は、ロータリーエンコーダを用いて構成される。位置検出部４は、焦準操作部１０５に内蔵して取り付けられ、焦準操作部１０５に対する操作量を検出することによって、Ｚ方向（直交方向）における焦準部１０４の位置を検出する。具体的には、位置検出部４は、観察者の回転操作に応じて回転する焦準操作部１０５の回転量および回転方向をそれぞれ検出し、この検出した回転量および回転方向に応じたパルス数を発生する。例えば、位置検出部４は、焦準操作部１０５が１回転された場合、焦準部１０４は、Ｚ方向に１００μｍ移動するが、この時、位置検出部４は、１０００パルスを発生する。
【００３３】
〔操作部の構成〕
次に、操作部５の構成について説明する。
操作部５は、複数のスイッチやジョイスティック等を用いて構成され、顕微鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける。なお、操作部５は、タッチパネル等を用いて構成されてもよい。
【００３４】
〔画像処理装置の構成〕
次に、画像処理装置６の構成について説明する。
画像処理装置６は、パーソナルコンピュータを用いて構成され、撮像装置３が生成した複数の画像データと後述する顕微鏡制御装置７が取得した焦準部１０４の位置を示す位置情報とを用いて３次元画像を生成する。画像処理装置６は、撮像装置３が生成した画像データに対応する画像を表示する表示部６１と、顕微鏡システム１に関する各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部６２と、画像処理装置６が実行する各種のプログラムや情報を記録する画像処理記録部６３と、画像処理装置６の各部を制御する画像処理制御部６４と、を備える。
【００３５】
表示部６１は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部６１は、顕微鏡制御装置７を介して入力される焦準部１０４の位置情報に対応する位置、および撮像装置３が生成した画像データに対応する画像を表示する。
【００３６】
図２は、表示部６１が表示する表示画面の一例を示す図である。図２に示すように、表示部６１は、撮像装置３によって連続的に生成された画像データに対応するライブ画像を表示するライブ画像表示領域６１１と、Ｚ方向における焦準部１０４の位置を表示する位置表示領域６１２と、標本ＳＰの３Ｄ測定の開始を指示する開始信号の入力を受け付ける３Ｄ測定開始アイコン６１３と、標本ＳＰの３Ｄ測定の終了を指示する終了指示の入力を受け付ける３Ｄ測定終了アイコン６１４と、を有する。位置表示領域６１２には、焦準部１０４の現在位置を示すマーク６１２ａと、焦準部１０４のＺ方向における位置に関連付けられた標本ＳＰの画像データを示す画像番号情報６１２ｂと、が含まれる。
【００３７】
入力部６２は、キーボードおよびマウス等の入力デバイスを用いて構成され、各種の入力デバイスの操作入力に応じた操作信号を顕微鏡制御装置７へ出力する。
【００３８】
画像処理記録部６３は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）やＦｌａｓｈメモリ等を用いて構成され、画像処理装置６が実行する各種のプログラム、処理中のデータおよび撮像装置３が生成した画像データ等を記録する。また、画像処理記録部６３は、外部から着脱自在なメモリカード等を用いて構成してもよい。
【００３９】
画像処理制御部６４は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成される。画像処理制御部６４は、画像処理装置６の各部を制御することによって、画像処理装置６の動作を統括的に制御する。画像処理制御部６４は、３Ｄ画像生成部６４１と、表示制御部６４２と、を有する。
【００４０】
３Ｄ画像生成部６４１は、撮像装置３によって焦準部１０４の異なる位置で標本ＳＰが撮像された複数の画像データと後述する顕微鏡制御装置７が取得した位置検出部４が検出した直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報とを用いて標本ＳＰの３Ｄ画像データを生成する。具体的には、３Ｄ画像生成部６４１は、撮像装置３によって焦準部１０４の異なる位置で標本ＳＰが撮像された複数の画像データと後述する顕微鏡制御装置７が取得した位置検出部４が検出した直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報とを用いて、複数の画像データに対応する複数の画像それぞれの画素毎に標本ＳＰに対するピント状態を比較し、標本ＳＰに対してピントがあった画素を用いることによって標本ＳＰの３Ｄ画像データを生成する。
【００４１】
表示制御部６４２は、表示部６１の表示態様を制御する。具体的には、表示制御部６４２は、撮像装置３が生成した画像データに対応するライブ画像を表示部６１に表示させる。さらに、表示制御部６４２は、３Ｄ画像生成部６４１が生成した３Ｄ画像データに対応する３Ｄ画像を表示部６１に表示させる。さらにまた、表示制御部６４２は、顕微鏡制御装置７から入力される焦準部１０４の位置情報に基づいて、マーク６１２ａの表示位置を変更する。具体的には、表示制御部６４２は、撮像装置３が生成した画像データに対応する画像と位置検出部４が検出した焦準部１０４の位置を示す位置情報とを対応付けてマーク６１２ａと画像番号情報とを表示部６１に表示させる。
【００４２】
〔顕微鏡制御装置の構成〕
次に、顕微鏡制御装置７の構成について説明する。
顕微鏡制御装置７は、顕微鏡システム１を構成する各部の動作を統括的に制御する。また、顕微鏡制御装置７は、所定のタイミングで撮像装置３に撮像させ、かつ、撮像装置３の撮像時に位置検出部４が検出した直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報を取得する。ここで、顕微鏡制御装置７の詳細な構成について説明する。顕微鏡制御装置７は、顕微鏡システム１が実行する各種のプログラムや処理中のデータを記録する顕微鏡記録部７１と、顕微鏡装置２の各部の動作を制御する顕微鏡制御部７２と、を備える。なお、本実施の形態１では、顕微鏡制御装置７が制御部として機能する。
【００４３】
顕微鏡記録部７１は、ＳＤＲＡＭおよびＲＯＭ（Reaｄ  Only  Memory）等を用いて構成され、顕微鏡装置２が実行する各種のプログラムおよび処理中のデータ等を記録する。
【００４４】
顕微鏡制御部７２は、ＣＰＵ等を用いて構成され、操作部５からの操作信号または画像処理装置６からの操作信号に基づいて、顕微鏡システム１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム１の動作を統括的に制御する。また、顕微鏡制御部７２は、位置算出部７２１と、撮像制御部７２２と、を有する。
【００４５】
位置算出部７２１は、カウンタを用いて構成され、位置検出部４から入力される回転量に対応したパルス数をアップ／ダウンカウントすることによって、直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報を算出する。具体的には、位置算出部７２１は、位置検出部４から入力されるパルス数をカウントし、このカウント値に基づいて、直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報を算出する。また、位置算出部７２１は、位置検出部４が予め設定された操作量を検出する毎に、位置検出部４が検出した直交方向における焦準部１０４の位置を示す位置情報を取得して顕微鏡記録部７１に記録（保持）する。具体的には、位置算出部７２１は、位置検出部４が予め回転量に応じて設定されたパルス数を検出する毎に、直交方向における焦準部１０４の位置情報を顕微鏡記録部７１に記録する。
【００４６】
撮像制御部７２２は、画像処理装置６から入力される指示信号に基づいて、撮像装置３に撮影動作を開始させる。また、撮像制御部７２２は、同一の標本ＳＰに対して、対物レンズ１０２の焦点が異なるタイミングで撮像装置３に撮像させる。具体的には、撮像制御部７２２は、位置検出部４から入力される回転量に基づいて、撮像を指示する撮像トリガを撮像装置３へ出力する。より詳細には、撮像制御部７２２は、位置検出部４が予め設定された回転量に対応したパルス数を検出する毎に、撮像トリガを撮像装置３へ出力することによって、撮像装置３に撮像させる。ここで、予め設定された回転量とは、対物レンズ１０２の焦点深度又は、倍率とによって設定されるものである。
【００４７】
〔顕微鏡システムの処理〕
次に、上述した顕微鏡システム１が実行する顕微鏡システム１の処理について説明する。図３は、顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【００４８】
図３に示すように、まず、顕微鏡制御部７２は、顕微鏡記録部７１が記録するエンコーダカウンタを初期化する（ステップＳ１０１）。具体的には、顕微鏡制御部７２は、位置算出部７２１が算出した顕微鏡記録部７１の格納領域におけるエンコーダカウンタｊを初期化する（ｊ＝０）。
【００４９】
その後、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５の回転量を取得し（ステップＳ１０２）、焦準操作部１０５の回転量が閾値ＴＨ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、閾値ＴＨは、対物レンズ１０２の焦点深度または、倍率によって設定される焦準部１０４の移動量に対応する回転量である。位置算出部７２１が焦準操作部１０５の回転量が閾値ＴＨ以上であると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ１０４へ移行する。これに対して、位置算出部７２１が焦準操作部１０５の回転量が閾値ＴＨ以上でないと判断した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ１１０へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１０４において、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５の回転量を顕微鏡記録部７１に記録する。具体的には、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した回転量のカウンタをカウントアップして顕微鏡記録部７１に記録する（ｊ＝ｊ＋１）。この場合、位置算出部７２１は、位置検出部４から入力されるパルス数を初期化する。
【００５１】
続いて、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５のカウント値を画像処理装置６へ出力する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
その後、撮像装置３は、撮像制御部７２２から出力された撮像トリガ（レリーズ信号）に応じて撮像する（ステップＳ１０６）。これにより、撮像装置３は、標本ＳＰを撮像し、標本ＳＰの画像データを生成して画像処理装置６へ出力する。
【００５３】
続いて、表示制御部６４２は、顕微鏡制御装置７から入力された位置検出部４によって検出された焦準操作部１０５の回転量に基づいて、焦準部１０４のＺ方向における位置に対応する新たな画像番号を表示部６１に表示させる（ステップＳ１０７）。具体的には、図４に示すように、表示制御部６４２は、顕微鏡制御装置７から入力された位置検出部４によって検出された焦準操作部１０５の回転量に基づいて、焦準部１０４のＺ方向における位置に対応する新たな画像番号を表示部６１に表示させる（図４（ａ）→図４（ｂ））。これにより、ユーザは、焦準部１０４の位置と撮像装置３が撮像した画像の位置とを直感的に把握することができる。
【００５４】
その後、入力部６２を介して３Ｄ測定終了アイコン６１４が操作され、標本ＳＰの３Ｄ測定を終了する場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、３Ｄ画像生成部６４１は、画像処理記録部６３に記録された標本ＳＰに対して異なる位置で撮像された複数の画像データを用いて標本ＳＰの３Ｄ画像データを生成する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の後、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。この場合、顕微鏡システム１は、表示制御部６４２が３Ｄ画像生成部６４１によって生成された標本ＳＰの３Ｄ画像を表示部６１に所定時間、例えば３秒間だけ表示したのち、本処理を終了してもよい。
【００５５】
ステップＳ１０８において、入力部６２を介して３Ｄ測定終了アイコン６１４が操作されず、標本ＳＰの３Ｄ測定を終了しない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１０２へ戻る。
【００５６】
ステップＳ１１０において、入力部６２を介して３Ｄ測定終了アイコン６１４が操作され、標本ＳＰの３Ｄ測定を終了する場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１０９へ移行する。これに対して、入力部６２を介して３Ｄ測定終了アイコン６１４が操作されず、標本ＳＰの３Ｄ測定を終了しない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、ステップＳ１０２へ戻る。
【００５７】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、顕微鏡制御装置７が位置検出部４によって予め設定された焦準操作部１０５の回転量を検出する毎に、撮像装置３に撮像させ、位置検出部４が検出した焦準部１０４の位置を示す位置情報を画像処理装置６へ出力するので、標本ＳＰの画像と焦準部１０４の直交方向（Ｚ方向）における位置との同期がとれるので、正確な３Ｄ画像を得ることができる。
【００５８】
また、本発明の実施の形態１によれば、位置検出部４がロータリーエンコーダに構成することによって、直交方向（Ｚ方向）の双方向（上下方向）から標本ＳＰの３Ｄ画像を得ることができるので、標本ＳＰの３Ｄ画像の開始位置を任意に設定することができる。
【００５９】
また、本発明の実施の形態１によれば、位置検出部４をロータリーエンコーダによって構成することで、安価な構成で正確な標本ＳＰの３Ｄ画像を生成することができる。
【００６０】
また、本発明の実施の形態１によれば、直交方向（Ｚ方向）において段差が大きい標本ＳＰであっても、焦準部１０４の移動量に応じて撮像装置３が撮像するので、焦準部１０４を所望の速度で移動させることができる。
【００６１】
なお、本発明の実施の形態１では、焦準操作部１０５が双方向に操作された場合であっても、顕微鏡制御装置７が撮像トリガを画像処理装置６へ出力していたが、焦準操作部１０５の一方向、例えば上方向のみに操作された場合に顕微鏡制御装置７が撮像トリガを画像処理装置６へ出力してもよい。
【００６２】
また、本発明の実施の形態１では、焦準操作部１０５の回転量が撮像装置３のフレームレートを超えた場合、表示制御部６４２は、観察者による焦準操作部１０５の回転速度が速いため、標本ＳＰの３Ｄ画像を生成できない旨の警告を表示部６１に表示させてもよい。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同様の構成を有し、実行する処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態１では、位置検出部４が検出した回転量に基づいて、顕微鏡制御装置７が撮像装置３に撮像トリガを出力させて標本ＳＰを撮像させていたが、本実施の形態２では、顕微鏡制御装置７が撮像装置のフレームレートに同期して、位置検出部が検出する回転量を記録する。このため、以下においては、本実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
〔顕微鏡システムの処理〕
図５は、本実施の形態２に係る顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【００６５】
図５において、ステップＳ２０１は、上述した図３のステップＳ１０１に対応する。
【００６６】
続いて、撮像装置３は、標本ＳＰを撮像し（ステップＳ２０２）、撮像トリガを顕微鏡制御装置７へ出力する（ステップＳ２０３）。この場合、撮像装置３は、画像データを画像処理装置６へ出力する。
【００６７】
その後、位置算出部７２１は、位置検出部４の回転量を取得し（ステップＳ２０４）、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５の回転量を顕微鏡記録部７１に記録する（ステップＳ２０５）。具体的には、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した回転量のカウンタをカウントアップして顕微鏡記録部７１に記録する（ｊ＝ｊ＋１）。この場合、位置算出部７２１は、位置検出部４から入力されるパルス数を初期化する。
【００６８】
続いて、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５のカウンタ値を画像処理装置６へ出力する（ステップＳ２０６）。
【００６９】
ステップＳ２０７〜ステップＳ２０９は、上述したステップＳ１０７〜ステップＳ１０９にそれぞれ対応する。
【００７０】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、顕微鏡制御装置７が撮像装置３の撮像タイミングに同期して位置検出部４が検出した焦準部１０４の位置を示す位置情報を画像処理装置６へ出力させるので、標本ＳＰの画像と焦準部１０４の直交方向（Ｚ方向）における位置との同期がとれるので、正確な３Ｄ画像を得ることができる。
【００７１】
また、本発明の実施の形態２によれば、撮像装置３の撮像タイミングで標本ＳＰの３Ｄ画像を得ることができるので、標本ＳＰに対する画像の取りこぼしを確実に防止することができる。
【００７２】
なお、本発明の実施の形態２では、撮像装置３の撮像タイミングに同期して顕微鏡制御装置７が焦準部１０４の位置情報を画像処理装置６へ出力していたが、操作部５から標本ＳＰの３Ｄ画像の生成を指示する指示信号が入力された場合、例えば撮像装置３および顕微鏡制御装置７それぞれにタイマを設け、このタイマのカウントに応じて撮像装置３による標本ＳＰの撮像と位置検出部４による位置情報の出力を行ってもよい。
【００７３】
また、本発明の実施の形態２では、３Ｄ画像生成部６４１が標本ＳＰの３Ｄ画像の生成に用いる標本ＳＰの画像データに対応する画像の撮像枚数が足りない場合、表示制御部６４２は、表示部６１に標本ＳＰの３Ｄ画像が生成できない旨または標本ＳＰの撮像枚数が足りない旨の警告を表示させてもよい。
【００７４】
また、本発明の実施の形態２では、撮像装置３に対して予め標本ＳＰ上のピント位置におけるコントラスト値のキャリブレーション処理を行い、このキャリブレーション処理によるコントラスト値を閾値とし、この閾値を超えた場合のみ、撮像トリガを出力させてもよい。
【００７５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と構成が異なるうえ、実行する処理が異なる。このため、以下においては、本実施の形態３に係る顕微鏡システムの構成を説明後、本実施の形態３に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同一の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
〔顕微鏡システムの構成〕
図６は、本実施の形態３に係る顕微鏡システムの概略構成を示す模式図である。図６において、顕微鏡システム１ａが載置される平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面と垂直な方向をＺ方向として説明する。
【００７７】
図６に示す顕微鏡システム１ａは、上述した顕微鏡システム１の構成に加えて、撮像操作部８を備える。
【００７８】
撮像操作部８は、複数のスイッチやタッチパネル等を用いて構成され、撮像装置３に撮像を指示する指示信号（レリーズ信号）の入力を受け付ける。
【００７９】
〔顕微鏡システムの処理〕
次に、上述した顕微鏡システム１ａが実行する処理について説明する。図７は、顕微鏡システム１ａが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【００８０】
図７において、ステップＳ３０１は、上述した図３のステップＳ１０１に対応する。
【００８１】
ステップＳ３０２において、撮像操作部８が操作された場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、位置算出部７２１は、位置検出部４が検出した焦準操作部１０５の回転量を取得する（ステップＳ３０３）。これに対して、撮像操作部８が操作されていない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、撮像操作部８が操作されるまで待機する。
【００８２】
ステップＳ３０４〜ステップＳ３１０は、上述した図３のステップＳ１０４〜ステップＳ１１０にそれぞれ対応する。
【００８３】
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、撮像操作部８が操作された場合、顕微鏡制御装置７が撮像装置３に撮像させ、位置検出部４が撮像装置３の撮像タイミングに同期して焦準部１０４の位置を示す位置情報を画像処理装置６へ出力するので、標本ＳＰの画像と焦準部１０４のＺ方向における位置との同期がとれるので、正確な３Ｄ画像を得ることができる。
【００８４】
また、本発明の実施の形態３によれば、直交方向（Ｚ方向）における段差が大きい標本ＳＰの場合であっても、観察者が標本ＳＰの仮面で撮像操作部８を操作して焦準部１０４を大きく移動させた後、標本ＳＰの上面で撮像操作部８を操作することによって、標本ＳＰの３Ｄ画像を取得することができるので、一定の速度で焦準部１０４を移動させる必要がなく、正確な標本ＳＰの３Ｄ画像を得ることができる。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態３では、撮像操作部８を押下しながら焦準操作部１０５の操作を行ってもよい。
【００８６】
また、本発明の実施の形態３では、撮像操作部８が顕微鏡制御装置７に接続されていたが、画像処理装置６に接続されてもよい。
【００８７】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態１〜３では、位置検出部４が焦準操作部１０５に設けられていたが、例えば焦準操作部１０５に対して着脱自在であってもよい。
【００８８】
また、上述した実施の形態１〜３では、位置検出部４がロータリーエンコーダを用いて構成されていたが、例えばリニアエンコーダやフォトインタラプタ等を用いて構成してもよい。この場合、位置検出部４は、焦準操作部１０５の回転量だけでなく、観察者による焦準操作部１０５の操作量や移動量を検出することによって、直交方向（Ｚ方向）または水平方向（ＸＹ方向）における焦準部１０４の位置を検出してもよい。
【００８９】
また、上述した実施の形態１〜３では、焦準部１０４のバッククラッシュ分を予めキャリブレーション処理を行うことによって補正してもよい。これにより、より正確な標本ＳＰの３Ｄ画像を得ることができる。
【００９０】
また、上述した実施の形態１〜３において、直交方向における焦準部１０４の同じ位置で撮像装置３によって生成された画像データが複数ある場合または標本ＳＰに対する対物レンズ１０２の焦点深度が同じ画像データが複数ある場合、３Ｄ画像生成部６４１は、最新の画像データのみを用いて標本ＳＰの３Ｄ画像を生成してもよい。
【００９１】
また、上述した実施の形態１〜３では、顕微鏡装置２として正立型顕微鏡装置を例に説明したが、例えば倒立型顕微鏡装置であっても本発明を適用することができる。
【００９２】
また、上述した実施の形態１〜３では、対物レンズ１０２に対してステージ１０１を直交方向（Ｚ方向）に相対的に移動させる焦準部１０４の例を説明したが、例えばステージ１０１に対してレボルバ１０３を直交方向（Ｚ方向）に相対的に移動させる焦準部であっても本発明を適用することができる。
【００９３】
また、本発明では、顕微鏡装置、撮像装置、画像処理装置および顕微鏡制御装置を備えた顕微鏡システムを例に説明したが、たとえば標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能、および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、たとえばビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。
【００９４】
なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
【００９５】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１ａ  顕微鏡システム
２  顕微鏡装置
３  撮像装置
４  位置検出部
５  操作部
６  画像処理装置
７  顕微鏡制御装置
８  撮像操作部
３１  撮像素子
６１  表示部
６２  入力部
６３  画像処理記録部
６４  画像処理制御部
７１  顕微鏡記録部
７２  顕微鏡制御部
１００  本体部
１０１  ステージ
１０２  対物レンズ
１０３  レボルバ
１０４  焦準部
１０５  焦準操作部
１０６  落射照明光学系
１０６ａ  落射照明用光源
１０６ｂ  落射光学部材
１０７  三眼鏡筒ユニット
１０８  接眼レンズユニット
１０９  結像レンズユニット
１０９ａ  ズームレンズ
６４１  ３Ｄ画像生成部
６４２  表示制御部
７２１  位置算出部
７２２  撮像制御部
ＳＰ  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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