(57)【要約】【課題】ナビゲーション画像を選択する際のユーザーの負担を軽減する。【解決手段】顕微鏡システムはＸＹステージ６上における対物レンズの観察位置を判別し（Ｓ１４０２）、観察位置に対応したナビゲーション画像を選択し（Ｓ１４０３）、観察位置を中心とする顕微鏡１の視野範囲を示す図形をナビゲーション画像に重ね合わせて表示する（Ｓ１４０６）。【選択図】図１４
2015082099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡と当該顕微鏡を制御する制御装置とを有する顕微鏡システムであって、
前記顕微鏡は、
試料に照明光を照射する光源と、
対物レンズと、
前記試料を載置する載置手段と、
前記試料と前記対物レンズとを、前記対物レンズの光軸と直交したＸＹ方向に相対的に移動させるか、前記光軸と平行に相対的に移動させる移動制御手段と、
前記対物レンズを通じて前記試料を撮影する撮影装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記載置手段に対する前記対物レンズのＸＹ方向の観察位置を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する選択手段と、
前記観察位置を中心とする前記顕微鏡の視野範囲を示す図形を前記選択手段により選択されたナビゲーション画像に重ね合わせて表示するナビゲーション画像表示手段と
を有することを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記制御装置は、複数のナビゲーション画像を記憶した記憶手段をさらに有し、
前記選択手段は、前記視野範囲の座標と前記ナビゲーション画像の座標とを比較し、前記視野範囲の画像の少なくとも一部を含むナビゲーション画像を前記記憶手段に記憶されている前記複数のナビゲーション画像から選択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】
前記選択手段は、前記視野範囲に関連した複数のナビゲーション画像が前記記憶手段に記憶されている場合、前記複数のナビゲーション画像のそれぞれに予め付与されている優先度または前記複数のナビゲーション画像のそれぞれのメタデータから算出された優先度に応じて前記記憶手段に記憶されている前記複数のナビゲーション画像から前記ナビゲーション画像表示手段に表示するナビゲーション画像を選択す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】
前記メタデータにはナビゲーション画像の基準座標を示す座標データが含まれており、
前記選択手段は、前記複数のナビゲーション画像のそれぞれの基準座標のうち、前記載置手段の可動範囲内での位置を示す座標に対して最も近い基準座標のナビゲーション画像を選択することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記基準座標はナビゲーション画像の重心座標であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記ナビゲーション画像は、前記撮影装置によって取得された複数の画像を渦巻状に連結して生成された画像であり、
前記基準座標は、前記渦巻状に前記複数の画像を連結した際の最初の画像の中心の座標であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記ナビゲーション画像表示手段は、前記観察位置の移動に応じて前記視野範囲を示す図形を連動して移動することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記ナビゲーション画像表示手段が表示するナビゲーション画像の切り替え条件が満たされているかどうかを判定する判定手段をさらに有し、
前記選択手段は、前記切り替え条件が満たされていると前記判定手段が判定すると、前記ナビゲーション画像を切り替え、前記切り替え条件が満たされてないと前記判定手段が判定すると、前記ナビゲーション画像を切り替えないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項９】
前記観察位置が移動したとしても当該観察位置に対応した視野範囲が、前記ナビゲーション画像表示手段に表示されているナビゲーション画像に含まれている場合、前記ナビゲーション画像の切り替えを抑制するために、前記選択手段は、別のナビゲーション画像の選択を実行せず、
前記観察位置が移動したことで当該観察位置に対応した視野範囲が、前記ナビゲーション画像表示手段に表示されているナビゲーション画像に含まれていなくなった場合、前記選択手段は、別のナビゲーション画像の選択を実行することを特徴とする請求項８に記載の顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記視野範囲が前記ナビゲーション画像表示手段に表示されているナビゲーション画像の範囲外になると、前記ナビゲーション画像表示手段は、ナビゲーション画像の範囲外を観察していることを示すメッセージを出力することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記撮影装置によって取得された画像からナビゲーション画像を作成する作成手段を更に有し、
該作成手段により作成されたナビゲーション画像を、前記顕微鏡に設定した制御パラメータに関連付けて前記記憶手段に記憶し、
前記制御装置は、該記憶手段に記憶されたナビゲーション画像を読み出して、前記ナビゲーション画像表示手段に表示するとともに、読み出されたナビゲーション画像に関連付けられた制御パラメータを設定する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
前記撮影装置によって取得された画像からナビゲーション画像を作成する作成手段をさらに有し、
前記作成手段が新たなナビゲーション画像を作成している最中には、前記選択手段は、別のナビゲーション画像を選択しないことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１３】
前記作成手段は、前記ナビゲーション画像を作成する際に、前記撮影装置の露光時間、ゲイン、ビニングの少なくともいずれか一つを調整することにより該撮影装置の撮影時間を短縮するよう前記撮影装置の制御パラメータを調整することを特徴とする請求項１２に記載の顕微鏡システム。
【請求項１４】
前記作成手段は、前記ナビゲーション画像を作成する際に、つなぎ目補正やシェーディング補正などの画像処理を省略することを特徴とする請求項１３に記載の顕微鏡システム。
【請求項１５】
前記ナビゲーション画像表示手段は、前記ナビゲーション画像に重ね合わせて、複数の画像を連結する連結範囲を表示することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１６】
前記制御装置は、前記顕微鏡から前記載置手段の座標を取得する座標取得手段をさらに備え、
前記判別手段は、前記載置手段の座標に基づき前記対物レンズの観察位置を判別することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１７】
前記制御装置は、
次の観察位置を指定する観察位置指定手段と、
前記観察位置指定手段により指定された前記次の観察位置に前記載置手段または前記対物レンズが到達すると前記撮影装置に視野範囲の画像を取得させる撮影制御手段と、
前記撮影装置によって取得された前記視野範囲の画像を表示する視野画像表示手段と
を有することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記試料を収容する容器を模した容器画像を表示する容器画像表示手段を有し、
前記観察位置指定手段は、前記容器画像において前記次の観察位置を指定することを特徴とする請求項１７に記載の顕微鏡システム。
【請求項１９】
前記制御装置は、前記容器画像においてナビゲーション画像の作成位置を指定する作成位置指定手段をさらに有し、
前記作成位置指定手段により指定された作成位置を含むように前記ナビゲーション画像が作成されることを特徴とする請求項１８に記載の顕微鏡システム。
【請求項２０】
前記観察位置指定手段は、前記ナビゲーション画像表示手段により表示されているナビゲーション画像において前記次の観察位置を指定することを特徴とする請求項１７に記載の顕微鏡システム。
【請求項２１】
試料に照明光を照射する光源と、対物レンズと、前記試料を載置する載置手段と、前記試料と前記対物レンズとを、前記対物レンズの光軸と直交したＸＹ方向に相対的に移動させるか、前記光軸と平行に相対的に移動させる移動制御手段と、前記対物レンズを通じて前記試料を撮影する撮影装置とを有する顕微鏡を制御する制御装置であって、
前記載置手段に対する前記対物レンズのＸＹ方向の観察位置を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する選択手段と、
前記観察位置を中心とする前記顕微鏡の視野範囲を示す図形を前記選択手段により選択されたナビゲーション画像に重ね合わせて表示するナビゲーション画像表示手段と
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２２】
試料に照明光を照射する光源と、対物レンズと、前記試料を載置する載置手段と、前記試料と前記対物レンズとを、前記対物レンズの光軸と直交したＸＹ方向に相対的に移動させるか、前記光軸と平行に相対的に移動させる移動制御手段と、前記対物レンズを通じて前記試料を撮影する撮影装置とを有する顕微鏡を制御する制御方法であって、
前記載置手段に対する前記対物レンズのＸＹ方向の観察位置を判別する判別工程と、
前記判別工程において判別された前記観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する選択工程と、
前記観察位置を中心とする前記顕微鏡の視野範囲を示す図形を前記選択工程おいて選択されたナビゲーション画像に重ね合わせて表示するナビゲーション画像表示工程と
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡の観察位置を把握するために役立つナビゲーション画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡システムではＸＹステージ上のどの位置を対物レンズで観察しているかを分かりやすくするために観察位置の画像とは別にナビゲーション画像が表示される（特許文献１）。ナビゲーション画像は、１回の撮影で取得可能な観察画像と比較して広い範囲をカバーした画像であり、低倍率の対物レンズで取得された観察画像や複数の観察画像を連結して作成される。なお、ＸＹステージとは対物レンズの光軸と直交したＸＹ方向に移動可能なステージであり、標本を入れた容器などを保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８８５３０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
観察や撮影の対象となる複数の地点が相互に離れていることがある。また、ＸＹステージの可動範囲が非常に広いこともある。このような場合に、低倍率の対物レンズを使用して取得された単一の観察画像や連結画像を用いたとしても、すべての観察対象地点を包含する単一のナビゲーション画像を作成することは困難である。
【０００５】
たとえば、生物顕微鏡で用いられる容器として複数のウェルを備えたマルチウェルプレートが存在する。このマルチウェルプレートのサイズは、たとえば、１３ｃｍｘ８．５ｃｍであり、これを観察する顕微鏡のＸＹステージの可動範囲もこのサイズと同程度となる。ここで２倍の対物レンズを用いてマルチウェルプレートの全域をカバーするナビゲーション画像を作成することを想定する。２倍の対物レンズであれば視野範囲が７．３ｍｍｘ５．５ｍｍである。そこで、この場合、ナビゲーション画像を完成させるために必要となる観察画像の枚数は、最低でも２８８枚となる（１８ｘ１６＝２８８）。取得された２８８枚の画像のなかには標本の入っていないウェルの画像も存在するだろう。よって、マルチウェルプレートなどの容器を交換する度に極めて多数の観察画像を取得すれば、ユーザーの待機時間が長時間になってしまうだろう。さらに、２倍の対物レンズでは解像度が不足するため４倍や１０倍の対物レンズを使う場合、ナビゲーション画像を作成するために必要となる観察画像の枚数はそれぞれ１２００枚や７２００枚に増えてしまう。これは、ＸＹステージの駆動機構やカメラ装置の動作速度を向上させたとしても、極めて長時間にわたりユーザーを待たせてしまうだろう。
【０００６】
全域にわたるナビゲーション画像を取得することはあきらめて、観察を行う各地点の周囲だけをカバーするようなナビゲーション画像を作成し、観察地点を切り替える度にユーザーが手動でナビゲーション画像を切り替えることも考えられる。たとえば、各地点におけるナビゲーション画像が見た目にそれぞれ特徴を持つような画像であれば、ユーザーは手動でナビゲーション画像を選択して切り替えることが可能であろう。しかし、マルチウェルプレートなどのように同一形状のウェルが多数並んでいると各ナビゲーション画像が似通った画像になってしまうため、ユーザーが適切なナビゲーション画像を手動で選択することは極めて困難となってしまうだろう。
【０００７】
そこで、本発明は、ナビゲーション画像を選択する際のユーザーの負担を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、たとえば、顕微鏡と当該顕微鏡を制御する制御装置とを有する顕微鏡システムであって、
前記顕微鏡は、
試料に照明光を照射する光源と、
対物レンズと、
前記試料を載置する載置手段と、
前記試料と前記対物レンズとを、前記対物レンズの光軸と直交したＸＹ方向に相対的に移動させるか、前記光軸と平行に相対的に移動させる移動制御手段と、
前記対物レンズを通じて前記試料を撮影する撮影装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記載置手段に対する前記対物レンズのＸＹ方向の観察位置を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する選択手段と、
前記観察位置を中心とする前記顕微鏡の視野範囲を示す図形を前記選択手段により選択されたナビゲーション画像に重ね合わせて表示するナビゲーション画像表示手段と
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ナビゲーション画像を選択する際のユーザーの負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】顕微鏡システムの外観を示す図
【図２】顕微鏡システムを構成する主要部を示すブロック図
【図３】ユーザインタフェースの一例を示す図
【図４】主にＣＰＵによって実現される機能を示すブロック図
【図５】ホルダー画像の一例を示す図
【図６】ナビゲーションウィンドウの一例を示す図
【図７】ナビゲーション画像の作成の手順を示す図
【図８】完成したナビゲーション画像の一例を示す図
【図９】ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図
【図１０】ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図
【図１１】ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図
【図１２】ホルダー画像の一例を示す図
【図１３】ホルダー画像の一例を示す図
【図１４】ナビゲーション画像の選択と表示の各工程を示すフローチャート
【図１５】ナビゲーション画像の優先度を説明するための図
【図１６】観察位置が変更されてもナビゲーション画像を更新する必要がない例を示す図
【図１７】ナビゲーション画像に連結範囲枠を重ねて表示する例を示す図
【図１８】ホルダー画像に連結範囲枠を重ねて表示する例を示す図
【図１９】ナビゲーションウィンドウの他の例を示す図
【図２０】ＸＹステージの移動に連動して視野範囲枠が移動することを示す図
【図２１】ＸＹステージの座標データに応じて別の要素画像が表示された例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施形態を示す。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。
【００１２】
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は試料を載置する載置手段の一例であり、たとえば、対物レンズの光軸方向に対して直交方向に相対的移動するステージである。このように、ＸＹステージ６と対物レンズとが相対的に移動することで、観察位置や試料に対する合焦位置が変更される。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を開けることでカラー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。
【００１３】
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に示す制御装置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として機能する。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。
【００１４】
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が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には遮光機構としてメカシャッターや絞り、光変調素子が設けられていてもよい。同様に蛍光落射照明光源８に関しても遮光機構が設けられていてもよい。遮光機構は制御部２０によって制御され、蛍光落射照明光源８からの光を遮光したり、通過させたりする。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。光学系１７は、試料３を撮影装置１８の撮影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、撮影装置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う。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。対物レンズユニット１２をＺ軸方向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。Ｚステージは合焦位置を調整するために対物レンズの光軸に対して平行に移動する。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。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。
【００１５】
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、磁気ディスクがふくまれてもよい。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、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、顕微鏡１を制御するための制御パラメータを設定するユーザーインタフェース（ＵＩ）や観察結果（静止画または動画）を表示するＵＩを提供する。
【００１６】
顕微鏡システム１００はＺスタック画像の撮影やタイムラプス撮影を実行できる。Ｚスタックとは試料３と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を撮影して複数枚の画像（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）をいう。微生物などの試料３は観察中にＸ軸方向やＹ軸方向だけでなくＺ軸方向にも移動する。よって、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。なお、１回のＺスタックによって取得される画像の枚数をＺスタック数またはＺスタック枚数と呼ぶことにする。つまり、Ｚスタック数Ｎｚは、Ｚスタック画像を構成している画像の枚数を示している。タイムラプス撮影とは、一定時間ごとに１枚または複数枚の画像を取得する撮影方法をいう。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影は有効である。本実施形態は、基本的に、Ｚスタックとタイムラプス撮影とを組み合わせて実行する。つまり、顕微鏡１は、一定時間ごとに到来する各撮影タイミングでＺスタックを実行する。なお、タイムラプス撮影の開始から終了までの全工程において取得された画像の枚数をトータル撮影枚数Ｎｔと呼ぶことにする。
【００１７】
［ユーザインタフェース］
図３はユーザインタフェースの一例を示す図である。ユーザインタフェース３００は、ユーザーが顕微鏡１により取得した試料３の画像を表示して画像を観察したり、顕微鏡１を制御するための制御パラメータ（例：観察位置、倍率、露光時間など）を設定したりするために使用される。ユーザインタフェース３００は３つのエリアから構成されている。ナビゲーション画像表示エリア３０１は、ナビゲーション画像３０２が表示されるエリアである。ナビゲーション画像３０２には、顕微鏡１の現在の視野範囲を示す矩形の視野範囲枠３０３が重ね合されて表示される。なお、視野範囲枠３０３の中心がＸＹステージ６上の観察位置（対物レンズの光軸が通る位置）に対応している。観察画像表示エリア３０４には顕微鏡１により取得された観察画像３０５が表示される。観察画像３０５は、視野範囲枠３０３に対応している。ホルダー画像（ステージ画像）表示エリア３０６は、試料３を収容する容器の画像と、この容器を保持する容器ホルダーの画像とを有したホルダー画像３０７を表示するエリアである。ホルダー画像３０７には、現在の観察位置を示す十字線３０８が重ねあわされて表示される。ホルダー画像３０７は、容器ホルダーを俯瞰した絵であり、観察画像３０５やナビゲーション画像３０２と比較して最もマクロな画像である。反対に観察画像３０５はホルダー画像３０７やナビゲーション画像３０２と比較して最もミクロな画像である。ホルダー画像３０７の任意の位置をポインタ３０９によってダブルクリックすることで観察位置が指定される。ポインタ３０９は操作部３３のポインティングデバイスの操作に連動して移動するようＣＰＵ３０が制御する。観察位置が指定されると、ＣＰＵ３０が観察位置の座標を制御部２０に伝達する。制御部２０は、モータ群２１を駆動し、指定された観察位置にＸＹステージ６を移動させる。制御部２０は、位置センサを用いてＸＹステージ６の位置（ＸＹ座標）を監視しており、ＣＰＵ３０にその位置を通知する。たとえば、ＸＹステージ６がユーザーによって手動で移動されたときに、ＸＹステージ６の位置をＣＰＵ３０に伝達する。ＣＰＵ３０は、観察位置の座標に基づき視野範囲枠３０３の位置を決定し、視野範囲枠３０３の表示位置を更新する。また、撮影装置１８が取得した観察画像は画像処理部１９および制御部２０を通じてＣＰＵ３０に渡される。ＣＰＵ３０は、受信した観察画像を表示部３４に表示させる。つまり、観察画像表示エリア３０４に観察画像３０５が表示される。
【００１８】
記憶装置３１には、予め作成された１つ以上のナビゲーション画像の画像データが記憶されている。各画像データはナビゲーション画像のＸＹ座標を示すメタデータと関連付けて保存されている。
【００１９】
ＣＰＵ３０は、ＸＹステージ６上における対物レンズのＸＹ方向の観察位置を判別する。観察位置は、ナビゲーション画像３０２またはホルダー画像３０７上でポインタ３０９によって指定された位置または顕微鏡１において手動で指定された位置である。ＣＰＵ３０は、記憶装置３１に記憶されている１つ以上のナビゲーション画像のうち、判別した観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する。さらに、ＣＰＵ３０は、観察位置を中心とする顕微鏡１の視野範囲を示す図形である視野範囲枠３０３を選択されたナビゲーション画像に重ね合わせてナビゲーション画像表示エリア３０１に表示する。このように指定した観察位置に対応した適切なナビゲーション画像が選択されて表示されるため、ユーザーは手動でナビゲーション画像を選択して切り替える手間を省ける。
【００２０】
［制御ユニット］
図４は、主にＣＰＵ３０によって実現される機能を示すブロック図である。撮影制御部４０１は顕微鏡１の制御部２０を通じて撮影装置１８を制御するユニットである。撮影制御部４０１は顕微鏡１から受信した画像信号から観察画像の画像データ４３１を作成し記憶装置３１に保存する。また、撮影制御部４０１は、観察画像を取得するために顕微鏡１に設定した制御パラメータを含むメタデータ４３２を作成し、画像データ４３１に関連付ける。なお、画像データ４３１とメタデータ４３２とが１つの画像ファイルとして保存されてもよい。テンプレートデータ４３３は、ホルダー画像３０７を表示するためのデータである。ナビゲーション画像データ４３４はナビゲーション画像を表示するための画像データである。
【００２１】
観察位置判別部４０２はＸＹステージ６上における対物レンズの観察位置を判別する。ステージ座標取得部４０９は顕微鏡１からＸＹステージ６の座標を取得し、座標データを観察位置判別部４０２に渡す。観察位置判別部４０２は、ＸＹステージ６の座標に基づき対物レンズの観察位置を判別する。選択部４０３は、観察位置判別部４０２により判別された観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する。ナビゲーション画像表示部４０４は、観察位置を中心とする顕微鏡１の視野範囲を示す視野範囲枠３０３を選択部４０３により選択されたナビゲーション画像３０２に重ね合わせて表示する。
【００２２】
切り替え判定部４０５は、ナビゲーション画像表示部４０４が表示するナビゲーション画像の切り替え条件が満たされているかどうかを判定する。選択部４０３は、切り替え条件が満たされていると切り替え判定部４０５が判定すると、ナビゲーション画像を切り替え、切り替え条件が満たされてないと切り替え判定部４０５が判定すると、ナビゲーション画像を切り替えない。
【００２３】
観察画像表示部４０６は、撮影装置１８によって取得された視野範囲の画像（観察画像３０５）を観察画像表示エリア３０４に表示する視野画像表示手段として機能する。容器画像表示部４０７は、試料３を収容する容器を模した容器画像（ホルダー画像３０７）をホルダー画像表示エリア３０６に表示する。
【００２４】
観察位置指定部４１２は、次の観察位置を指定するユニットである。観察位置指定部４１２は、上述したようにナビゲーション画像３０２またはホルダー画像３０７においてポインタ３０９によってダブルクリックされた位置を検知し、その位置をＸＹステージ６の座標に変換する。ステージ制御部４０８は、観察位置指定部４１２により指定された次の観察位置にＸＹステージ６を移動させるよう制御部２０を通じて顕微鏡１を制御する。撮影制御部４０１は、ＸＹステージ６が次の観察位置に到達すると制御部２０を通じて撮影装置１８を制御して視野範囲の画像を取得させる。
【００２５】
ナビゲーション画像作成部４１０は、撮影装置１８によって取得された画像からナビゲーション画像を作成する。作成位置指定部４１１は、容器画像を含むホルダー画像３０７においてナビゲーション画像３０２の作成位置を指定する。ナビゲーション画像作成部４１０は、作成位置指定部４１１により指定された作成位置を含むようにナビゲーション画像を作成する。
【００２６】
［ナビゲーション画像の作成］
図５は、９６個の穴（ウェル）を有するマルチウェルプレートを模したホルダー画像３０７である。生物顕微鏡では複数のウェルを備えたマルチウェルプレートがよく用いられる。マルチウェルプレートでは各ウェルにそれぞれ別の試料３を収容して観察できる。各ウェルごとに細胞の培養条件を変更することで、培養条件の違いによって細胞がどのように変化するかを比較観察する際に役立つ。このためユーザーは離れたいくつかのウェルを交互に観察して比較する。たとえば、ユーザーがポインタ３０９によって目的のウェルを指定すると、観察位置指定部４１２がその座標を検知し、ステージ制御部４０８に通知する。ステージ制御部４０８が次の観察位置の座標データを制御部２０に送信する。制御部２０は、次の観察位置の座標データにしたがってモータ群２１を制御してＸＹステージ６を次の観察位置へ移動させる。制御部２０は、４倍の対物レンズなどの低倍レンズを使って試料３のサンプル面にピントを合せる。
【００２７】
図６は、ナビゲーションウィンドウ（ナビゲーション画像表示エリア３０１）の一例を示す図である。ここでは、ナビゲーション画像がまだ作成されていないものとする。ナビゲーション画像作成部４１０は、作成ボタン３１０の押下を検知すると、ナビゲーション画像の作成を開始する。
【００２８】
図７は、ナビゲーション画像の作成の手順を示す図である。ここでは、ナビゲーション画像が、撮影装置１８によって取得された複数の観察画像を渦巻状に連結して生成された画像と仮定している。連結範囲の端点を指定して矩形状の連結画像が作成されてもよい。
【００２９】
ナビゲーション画像作成部４１０は、撮影制御部４０１に観察位置を指定して観察画像の取得を指示する。ここでは、観察位置（作成開始位置）を中心として予め定められた範囲をカバーするように各観察画像の座標が決定される。渦巻連結手法では、最初に、ナビゲーション画像の中心に位置することになる観察画像が取得される。以降は、ナビゲーション画像作成部４１０が、図７に示した矢印にしたがった順番で観察画像を取得し、配置する。この例では、８枚の観察画像が取得されて配置されている。また、８枚の観察画像は、隣接した画像と一部で重複するように取得されている。よって、ナビゲーション画像作成部４１０は、画像認識によって重複したエリアを確定し、各観察画像の配置位置を微調整し、あたかも一度に取得された１枚の画像であるかのようにナビゲーション画像を作成する。なお、停止ボタン３１１が操作されたことを検知すると、ナビゲーション画像作成部４１０は、その時点でナビゲーション画像の作成を終了する。渦巻連結手法の最大撮影枚数は、撮影時間短縮のために、真円である一つのウェル全体が、作成されるナビゲーション画像に収まる最小の撮影枚数に制限される。
【００３０】
図８は、完成したナビゲーション画像３０２の一例を示す図である。このように１つのウェルを俯瞰できるようなナビゲーション画像３０２が作成される。ナビゲーション画像表示部４０４は、視野範囲枠３０３もナビゲーション画像３０２に重ね合わせて表示する。この状態で倍率切り替え部３２０によって対物レンズの倍率がより高い倍率に切り替えられると、図３に示したように、視野範囲枠３０３が小さくなる。つまり、ナビゲーション画像表示部４０４は、対物レンズの倍率に応じて視野範囲枠３０３のサイズを決定して表示している。対物レンズの切り替え指示がＣＰＵ３０から制御部２０に伝達されると、制御部２０はモータ１３を駆動してレボルバを回転させ、指定された倍率の対物レンズを顕微鏡１の光軸に配置する。対物レンズの倍率が変更されると、制御部２０は、撮影装置１８を制御して試料３を撮影する。その結果、観察画像３０５の表示が更新される。このように倍率の変更は視野範囲枠３０３のサイズに反映されるとともに、観察画像３０５にも反映される。
【００３１】
ここでは、１つのウェルについてナビゲーション画像を作成する例を説明したが、別のウェルについても同様の手順を実行することで、その別のウェルのナビゲーション画像が作成される。ナビゲーション画像データ４３４には、ナビゲーション画像データ４３４の範囲を示す４隅の座標データが含まれていてもよい。
【００３２】
図９は、ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図である。作成位置指定部４１１は、操作部３３を通じて入力されたクリック操作を検知すると、そのときのポインタ３０９の座標に対応するウェルの中心座標をナビゲーション画像の作成位置に決定する。この例ではＦ３、Ｄ５、Ｂ２といった３つの番地のウェルが指定されている。なお、各ウェルは操作部３３のキーボード等によって直接的に入力される番地に基づいて指定されてもよい。
【００３３】
図１０は、ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図である。この例では、ポインタ３０９をドラッグさせることで実現される範囲指定によってナビゲーション画像の作成範囲３２１が指定される。作成位置指定部４１１は、作成範囲３２１の４隅の座標データを求め、作成範囲３２１をすべてカバーするように各観察画像の撮影位置（中心位置）を決定する。
【００３４】
図１１は、ナビゲーション画像の作成位置の指定の例を示す図である。図１０ではポインタ３０９によって指定された範囲だけを作成範囲３２１としたが、図１１では指定範囲３２２に一部でも含まれているウェルについてはそのウェルの全体が含まれるように、作成位置指定部４１１が、作成範囲３２１を指定している。このように、指定範囲３２２を拡張して作成範囲３２１が決定されてもよい。
【００３５】
図１２は、プレパラートホルダーを模したホルダー画像１２００を示している。ホルダー画像１２００には３つのプレパラートを模した３つのプレパラート画像１２０１と番地情報１２０２が付与されている。また、各番地によって識別される領域を視覚的にさらに明確にするために、ホルダー画像１２００には縦横に領域区別線（分割線）が配置されている。つまり、容器画像表示部４０７は、プレパラートホルダー用のテンプレートデータ４３３にしたがって各プレパラート画像を複数の領域に分割する分割線を表示する。
【００３６】
マルチウェルプレートに関して説明したように、プレパラートに関しても同様にナビゲーション画像の作成位置を指定できる。図１２では上から３番目のプレパラートのＣ２番地の領域が指定されている。作成位置指定部４１１は、ポインタ３０９によるクリック、番地の直接入力、ポインタ３０９による範囲指定のいずれかを検知して作成位置を決定する。また、作成位置指定部４１１は、範囲指定によって複数の領域を一度に作成位置として指定してもよい。
【００３７】
図１３は３つのディッシュを保持可能なディッシュホルダーを模したホルダー画像１３００を示す図である。容器画像表示部４０７は、テンプレートデータ４３３に基づき３つのディッシュを模したディッシュ画像１３０１を含むホルダー画像１３００を表示部３４に表示する。各ディッシュ画像１３０１の中心に付与された十字マークはディッシュの中心を示している。マルチウェルプレートやプレパラートと同様に、作成位置指定部４１１は、ポインタ３０９によるクリック、番地の直接入力、ポインタ３０９による範囲指定のいずれかを検知して作成位置を決定する。
【００３８】
なお、作成位置指定部４１１は、ポインタ３０９によるクリック、番地の直接入力およびポインタ３０９による範囲指定によってそれぞれ個別に設定された作成位置をまとめてナビゲーション画像作成部４１０に設定してもよい。これにより、ナビゲーション画像作成部４１０は、指定されたすべての作成位置についてナビゲーション画像を作成してもよい。
【００３９】
［ナビゲーション画像の選択と表示］
図１４は、ナビゲーション画像の選択と表示の各工程を示すフローチャートである。Ｓ１４０１で、ＣＰＵ３０は、ユーザインタフェース３００を表示部３４に表示させる。Ｓ１４０２で、観察位置判別部４０２は対物レンズの観察位置を判別する。たとえば、手動でＸＹステージ６の位置が設定されると、観察位置判別部４０２はステージ座標取得部４０９を通じてＸＹステージ６の座標データを取得する。ＸＹステージ６の座標データは観察位置の座標そのものであってもよい。Ｓ１４０３で、選択部４０３は、観察位置判別部４０２により判別された観察位置に対応したナビゲーション画像を選択する。たとえば、選択部４０３は、視野範囲の座標（観察位置の座標）とナビゲーション画像の座標とを比較し、視野範囲の画像（観察画像）の少なくとも一部を含むナビゲーション画像を記憶装置３１に記憶されている複数のナビゲーション画像から選択する。選択部４０３は、視野範囲に関連した複数のナビゲーション画像が記憶装置３１に記憶されている場合、複数ナビゲーション画像のそれぞれに予め付与されている優先度または複数のナビゲーション画像のそれぞれのメタデータから算出された優先度に応じて記憶装置３１に記憶されている複数のナビゲーション画像からナビゲーション画像表示部４０４によって表示するナビゲーション画像を選択してもよい。各ナビゲーション画像のメタデータにはそのナビゲーション画像の基準座標を示す座標データが含まれていてもよい。選択部４０３は、複数のナビゲーション画像のそれぞれの基準座標のうち、ＸＹステージ６の可動範囲内での位置を示すステージ座標に対して最も近い基準座標のナビゲーション画像を選択してもよい。つまり、選択部４０３は、各ナビゲーション画像の基準座標から観察位置の座標までの距離を算出し、距離の短さに応じて優先度が高くなるように、各ナビゲーション画像の優先度を決定する。なお、ナビゲーション画像が撮影装置１８によって取得された複数の観察画像を渦巻状に連結して生成された画像であれば、基準座標は、渦巻状に複数の画像を連結した際の最初の画像の中心の座標であってもよい。このようにして選択部４０３は１つのナビゲーション画像を表示対象の候補として選択する。
【００４０】
Ｓ１４０４で、選択部４０３は、表示対象の候補が１つ以上見つかったかどうかを判定する。表示対象の候補が１つも見つからなければＳ１４０８に進み、ナビゲーション画像作成部４１０が観察位置に対応したナビゲーション画像を作成し、記憶装置３１に記憶する。なお、ナビゲーション画像作成部４１０は、ナビゲーション画像を作成する際に、撮影装置１８の撮影時間を短縮するよう撮影装置１８の制御パラメータを調整してもよい。たとえば、ナビゲーション画像作成部４１０は、ナビゲーション画像を作成する際に、つなぎ目補正やシェーディング補正などの画像処理を省略してもよい。また、撮影制御部４０１を撮影装置１８のゲインやビニングを制御して露光時間を短縮してもよい。観察画像と比較して、ナビゲーション画像には高い解像度の画像や精度の高い画像は要求されないからである。その後、Ｓ１４０８に進む。一方で、表示対象の候補が見つかればＳ１４０５に進む。
【００４１】
Ｓ１４０５で、切り替え判定部４０５は、切り替え条件が満たされているかどうかを判定する。たとえば、観察位置や視野範囲の少なくとも一部がその時点でナビゲーション画像表示エリア３０１に表示されているナビゲーション画像３０２に含まれている場合、ナビゲーション画像を切り替えなくてもよい。よって、この場合は、切り替え条件が満たされていない。一方で、観察位置や視野範囲の少なくとも一部がその時点でナビゲーション画像表示エリア３０１に表示されているナビゲーション画像３０２に含まれていない場合は、切り替え条件が満たされていると判定する。なお、表示対象の候補となっているナビゲーション画像がその時点で作成途中であり、未完成であれば、切り替え条件が満たされていない。切り替え条件が満たされていなければ、ナビゲーション画像を更新せずに、Ｓ１４０７に進む。このように、観察位置が移動したとしても当該観察位置に対応した視野範囲が、ナビゲーション画像表示部４０４によって表示されているナビゲーション画像に含まれている場合、選択部４０３は、別のナビゲーション画像の選択を実行しない。これにより、ナビゲーション画像の頻繁な切り替えを抑制することができる。一方で、切り替え条件が満たされていれば、Ｓ１４０６に進む。
【００４２】
Ｓ１４０６で、ナビゲーション画像表示部４０４は、観察位置を中心とする顕微鏡１の視野範囲を示す視野範囲枠を選択部４０３により選択されたナビゲーション画像に重ね合わせて表示する。このように、観察位置が移動したことで当該観察位置に対応した視野範囲が、ナビゲーション画像表示部４０４によって表示されているナビゲーション画像に含まれていなくなった場合、選択部４０３は、別のナビゲーション画像の選択を実行することになる。
【００４３】
Ｓ１４０７で、観察位置指定部４１２は次の観察位置がユーザーによって指定されたかどうかを判定する。観察位置指定部４１２はステージ座標取得部４０９を通じてＸＹステージ６の座標を監視することで、ＸＹステージ６の座標が手動で変更されたかどうかを監視してもよい。観察位置指定部４１２は、ナビゲーション画像やホルダー画像に対して観察位置の指定処理が実行されたかどうかを監視してもよい。ステージ制御部４０８は、観察位置指定部４１２により指定された次の観察位置にＸＹステージ６を移動させるよう顕微鏡１を制御する。撮影制御部４０１はＸＹステージ６が次の観察位置に到達すると撮影装置１８に視野範囲の画像（観察画像）を取得させる。観察画像表示部４０６は、観察画像表示エリア３０４に撮影装置１８によって取得された観察画像３０５を表示する。その後、Ｓ１４０３に戻り、新しい観察画像３０５についてナビゲーション画像の選択が実行される。
【００４４】
なお、ユーザーによって観察位置が変更されると、視野範囲がナビゲーション画像表示部４０４によって表示されているナビゲーション画像の範囲外になることがある。これは、Ｓ１４０４でナビゲーション画像の表示候補が見つからなかった場合に相当する。この場合に、ナビゲーション画像表示部４０４は、ナビゲーション画像の範囲外を観察していることを示すメッセージを出力してもよい。
【００４５】
図１５は、ナビゲーション画像の優先度を説明するための図である。ここでは、マルチウェルプレートのホルダー画像３０７において、ナビゲーション画像が存在するエリアを示す矩形１５０１と、視野範囲を示す枠１５０２とが表示されている。図１５によれば、Ｃ２番地とＢ２番地のウェルにはナビゲーション画像が作成済みである。また、観察位置指定部４１２によって観察位置（視野範囲を示す枠１５０２の中心）が指定されている。この場合、選択部４０３は、Ｃ２番地のウェルに対応したナビゲーション画像の中心位置から枠１５０２の中心までの距離と、Ｂ２番地のウェルに対応したナビゲーション画像の中心位置から枠１５０２の中心までの距離とを比較する。図１５の例では、Ｂ２番地のウェルに対応したナビゲーション画像の中心が観察位置に近いため、選択部４０３によって優先度が高いと判定される。なお、選択部４０３は、ナビゲーション画像と枠１５０２とが重複している面積を算出し、より大きな面積となるナビゲーション画像の優先度を高いものと判定してもよい。
【００４６】
図１６は、観察位置が変更されてもナビゲーション画像を更新する必要がない例を示している。ここでは、視野範囲枠３０３によって示されている第１の観察位置が視野範囲枠３０３’によって示されている第２の観察位置に変更されたと仮定する。この場合は、視野範囲枠３０３も視野範囲枠３０３’も同一のナビゲーション画像の範囲内であるため、ナビゲーション画像の切り替えが抑制される。なお、視野範囲枠３０３’の中心に近い別のナビゲーション画像が存在する場合もあろう。この場合であってもナビゲーション画像の更新をキャンセルして、ナビゲーション画像の頻繁な切り替えを抑制してもよい。もちろん、ナビゲーション画像の頻繁な切り替えを抑制する必要がない場合は、ナビゲーション画像が切り替えられてもよい。また、ＣＰＵ３０は、ユーザーに切り替えを実行するかしないかを選択させるためのダイアログを表示し、ユーザーの選択結果に応じて切り替えを実行したり抑制したりしてもよい。
【００４７】
図１６に示すように、ナビゲーション画像の自動選択をＯＮ／ＯＦＦするためのコントロール３２３が配置されてもよい。選択部４０３は、コントロール３２３によって自動選択がＯＮになっていれば、上述したルールにしたがってナビゲーション画像を選択する。一方、コントロール３２３によって自動選択がＯＦＦになっていれば、選択部４０３は、ナビゲーション画像を選択しない。この場合、ユーザーは表示させたいナビゲーション画像を記憶装置３１から探し出してそのファイル名を指定することで、ナビゲーション画像表示エリア３０１に表示させてもよい。
【００４８】
［連結画像について］
ナビゲーション画像の作成方法の一つとして複数の観察画像（視野画像）を連結して１つの画像を作成する画像連結についてすでに説明した。そもそも画像連結は、高倍率の対物レンズで取得した観察画像をつなぎ合わせて１つの連結画像を作成する手法である。これにより、低倍率の対物レンズでカバーできる視野範囲と同等の視野範囲の画像をしかも高解像度で得ることが可能となる。このような連結画像はしばしば作成される。連結画像を取得するための制御パラメータに限らず、多点撮影の対象となる撮影位置などを、ナビゲーション画像と重ね合わせて表示したり、ホルダー画像と重ね合わせて表示したりできれば、ユーザーは実行しようとする撮影内容が自分の意図したものであるかを容易に確認できよう。
【００４９】
図１７は、連結範囲を示す連結範囲枠１７０１をナビゲーション画像３０２に対して重ねて表示する一例を示している。撮影制御部４０１は、操作部３３を通じてユーザーによって指定される連結範囲の座標データを制御パラメータの一部として記憶装置３１に記憶する。ナビゲーション画像表示部４０４は連結範囲の座標データを読み出して連結範囲枠１７０１の表示データを作成し、ナビゲーション画像３０２にオーバーレイ表示する。撮影制御部４０１は、連結範囲の座標データに基づき連結画像を作成するために必要となる複数の観察画像の座標データを求め、顕微鏡１の制御部２０に制御信号として送信する。制御部２０は制御信号にしたがって撮影装置１８とＸＹステージ６を制御し、必要となる複数の観察画像を取得し、それぞれの画像信号を制御装置２に転送する。ＣＰＵ３０は、複数の観察画像を連結し、ユーザーにより指定された連結範囲の連結画像を作成する。
【００５０】
図１８は、ホルダー画像１２００に対して連結範囲を示す３つの連結範囲枠１７０１を重ねて表示する一例を示している。撮影制御部４０１は、操作部３３を通じてユーザーによって指定される連結範囲の座標データを制御パラメータの一部として記憶装置３１に記憶する。ナビゲーション画像表示部４０４は連結範囲の座標データを読み出して連結範囲枠１７０１の表示データを作成し、ナビゲーション画像３０２にオーバーレイ表示する。撮影の手順は図１７に関して説明したとおりである。ここでは、プレパラートホルダーを一例としているが、ディッシュホルダーなど他の容器セットであっても本実施例は適用可能である。
【００５１】
ここでは連結画像を作成するための連結範囲をユーザーに対して視覚的にわかりやすいように表示する例を示したが、上述したように多点撮影の撮影ポイント示すマークなどをナビゲーション画像３０２やホルダー画像１２００に対してオーバーレイ表示してもよい。
【００５２】
［ナビゲーション画像の他の例］
図１９は、ナビゲーション画像表示エリア３０１の他の例を示す図である。上述した実施例ではナビゲーション画像３０２として直接的に連結画像を使用する例について説明した。一方、図１９では、連結画像表示エリア１９００、連結範囲表示エリア１９１０および要素画像表示エリア１９２０がナビゲーション画像表示エリア３０１に設けられている。
【００５３】
ナビゲーション画像表示部４０４は、連結画像表示エリア１９００に連結画像１９０１を表示する。ナビゲーション画像表示部４０４は、連結範囲表示エリア１９１０に連結画像に含まれる各要素画像を示す複数の矩形１９１１を表示する。ユーザーは操作部３３を操作して複数の矩形１９１１のうち、要素画像表示エリア１９２０に表示すべき要素画像に対応した矩形１９１２を指定する。ナビゲーション画像表示部４０４は操作部３３を通じて指定された矩形１９１２については色を変えたりマーク付与したりするなどの強調表示を行う。ナビゲーション画像表示部４０４は、連結範囲表示エリア１９１０においてどの矩形が指定されたかを検出し、検出した矩形の座標に対応する要素画像１９２１を記憶装置３１から読み出し、要素画像表示エリア１９２０に表示する。さらに、ナビゲーション画像表示部４０４は、顕微鏡１に設定されている現在の視野範囲を示すために視野範囲枠３０３を要素画像１９２１に重ね合わせて表示する。
【００５４】
このように、ナビゲーション画像表示部４０４は、連結画像と、その連結範囲と、要素画像とを個別に表示し、要素画像において視野範囲を明示する。これにより、連結画像上に直接的に視野範囲を矩形枠で表示する場合と比較して、ユーザーは、より的確に現在の視野範囲を把握できるようになろう。
【００５５】
なお、観察位置指定部４１２が連結範囲表示エリア１９１０において操作部３３に連動して移動するポインタのホバーやクリックを検知すると、その時のポインタの位置を、ナビゲーション画像表示部４０４とステージ制御部４０８に通知する。ナビゲーション画像表示部４０４は、ポインタの座標データに基づきポインタによって指定されている矩形に対応した要素画像を記憶装置３１から読み出して要素画像表示エリア１９２０に表示される要素画像を更新してもよい。ステージ制御部４０８は、ポインタの座標を写像変換してＸＹステージ６上の観察位置の座標に変換し、制御部２０に送信する。制御部２０は、観察位置の座標にしたがってモータ群２１を駆動してＸＹステージ６を次の観察位置に移動させる。視野範囲枠３０３は観察位置の座標にしたがって表示される。これにより、次の観察位置に指定も容易となる。
【００５６】
図２０は、ユーザーが手動でＸＹステージ６を移動させることに連動して視野範囲枠３０３が右方に移動したことを示している。ナビゲーション画像表示部４０４は、ステージ座標取得部４０９によって取得されたＸＹステージ６の座標データに連動して視野範囲枠３０３の表示座標を決定して表示する。しかし、ユーザーがさらに右方に視野範囲枠３０３を移動させると現在の要素画像の外側に視野範囲が移動してしまうことになる。そこで、ナビゲーション画像表示部４０４は、ＸＹステージ６の座標データに応じて要素画像１９２１を切り替えてもよい。視野範囲枠３０３が要素画像表示エリア１９２０を逸脱したことを検知すると、ナビゲーション画像表示部４０４は、ＸＹステージ６の座標データに対応した別の要素画像の画像データを記憶装置３１から読み出して、要素画像表示エリア１９２０に表示する。
【００５７】
図２１は、ＸＹステージ６の座標データに応じて別の要素画像１９２１が表示された例を示している。なお、ナビゲーション画像表示部４０４は、要素画像を変更する際に、要素画像の位置を示す矩形１９１２の表示もＸＹステージ６の座標データに基づき更新する。
【００５８】
このように、ＸＹステージ６の移動により現在の要素画像の範囲から観察位置が外れたときには次の観察位置に対応した要素画像に切り替わることで、ユーザーは、常にどの箇所を観察中なのかを把握しやすくなろう。
【００５９】
なお、連結画像表示エリア１９００と連結範囲表示エリア１９１０とを重ね合わせて一つ表示エリアとしてもよい。つまり、連結画像１９０１に対して各要素画像を示す複数の矩形１９１１、１９１２がオーバーラップして表示されるため、現在の視野範囲をさらに把握し易くなろう。
【００６０】
ナビゲーション画像は純粋な連結画像としての利用価値も高い。そこで、ナビゲーション画像作成部４１０が作成したナビゲーション画像はナビゲーション画像データ４３４として記憶装置３１に保存され、ナビゲーション用や観察用に再利用されてもよい。ナビゲーション画像の再利用や自動切り替えを使用することは、毎日継続して試料３を観察するときに特に有用であろう。たとえばウェルなどを使って試料３の経時変化を把握する場合には、同じウェルを使用して毎日その変化を観察することになる。よって、同じナビゲーション画像が繰り返し使用可能であり、毎回、ナビゲーション画像を作成する手間を省けるであろう。また、ＸＹステージ６の移動に応じて自動でナビゲーション画像が切り替わるため、従来よりもユーザーの観察効率を上げることができよう。ナビゲーション画像を撮影したときの設定（制御パラメータ）はメタデータ４３２として保存されるため、撮影制御部４０１がこれを読み出して顕微鏡１に再設定すれば、毎回同じ設定で試料３の状態を撮影できるようになろう。
【００６１】
［まとめ］
以上説明したように本実施例によれば、顕微鏡システム１００はＸＹステージ６に対する対物レンズの観察位置を判別し、観察位置に対応したナビゲーション画像を選択し、観察位置を中心とする顕微鏡１の視野範囲を示す図形をナビゲーション画像に重ね合わせて表示する。これによりナビゲーション画像を選択する際のユーザーの負担が軽減される。また、ナビゲーション画像に視野範囲枠３０３が示されるため、ユーザーは現在の視野範囲とナビゲーション画像との関係を容易に把握できるようになろう。
【００６２】
選択部４０３は、視野範囲の座標とナビゲーション画像の座標とを比較し、視野範囲の画像の少なくとも一部を含むナビゲーション画像を記憶装置３１に記憶されている複数のナビゲーション画像から選択してもよい。これにより、視野範囲に関連したナビゲーション画像を容易に選択できるようになろう。
【００６３】
視野範囲に関連した複数のナビゲーション画像が記憶装置３１に記憶されている場合がある。このような場合に選択部４０３は複数のナビゲーション画像のそれぞれに予め付与されている優先度または複数のナビゲーション画像のそれぞれのメタデータから算出された優先度に応じて記憶装置３１に記憶されている複数のナビゲーション画像からナビゲーション画像表示部４０４に表示するナビゲーション画像を選択してもよい。このように複数の表示候補が存在する場合は何らかの手法で１つに絞り込む必要がある。そこで、ＣＰＵ３０は、ユーザーの指示によって各ナビゲーション画像に予め優先度を付与したり、上述した距離計算に基づいて優先度を付与したりしてもよい。これにより、ユーザーが希望するものや観察位置から最も距離の近いナビゲーション画像を選択できるようになろう。なお、ＣＰＵ３０は、視野範囲と各ナビゲーション画像との重複面積に応じて優先度を決定してもよい。
【００６４】
ナビゲーション画像のメタデータにはナビゲーション画像の基準座標を示す座標データが含まれていてもよい。選択部４０３は、複数のナビゲーション画像のそれぞれの基準座標のうち、ＸＹステージ６の可動範囲内での位置を示すステージ座標（観察位置の座標）に対して最も近い基準座標のナビゲーション画像を選択してもよい。これにより距離的に関連性の高いナビゲーション画像を選択できるようになろう。
【００６５】
基準座標はナビゲーション画像の重心座標であってもよい。ナビゲーション画像は撮影装置１８によって取得された複数の画像を渦巻状に連結して生成された連結画像であってもよい。この場合、基準座標は、渦巻状に複数の画像を連結した際の最初の画像の中心の座標であってもよい。この場合、基準座標はナビゲーション画像の中心または中心近くに位置するため、視野範囲のすべてがナビゲーション画像に含まれやすくなろう。
【００６６】
ナビゲーション画像表示部４０４は、観察位置の移動に応じてナビゲーション画像を連動して移動してもよい。上述したように手動でＸＹステージ６が移動されたときに観察位置は移動する。また、ユーザインタフェースのＸＹカーソルをポインタで操作することでＸＹステージ６が電動で移動されたときも観察位置は移動する。よって、観察位置は視野範囲の中心位置である。そこで、ＸＹステージ６に応じて視野範囲を示す図形を移動させることで、ナビゲーション画像に対してどのように観察位置が変化するかを視覚的にユーザーは把握できるようになる。
【００６７】
ところで、観察位置が少しでも変更されるとすぐにナビゲーション画像を変更してしまうとユーザーの操作性を損なうことがある。よって、観察位置が移動したことに加えて追加の条件を課してナビゲーション画像の切り替えを許可してもよい。制御装置２は、ナビゲーション画像表示部４０４が表示するナビゲーション画像の切り替え条件が満たされているかどうかを判定してもよい。選択部４０３は、切り替え条件が満たされていると切り替え判定部４０５が判定すると、ナビゲーション画像を切り替え、切り替え条件が満たされてないと切り替え判定部４０５が判定すると、ナビゲーション画像を切り替えない。たとえば、観察位置が移動したとしても当該観察位置に対応した視野範囲が、ナビゲーション画像表示部４０４に表示されているナビゲーション画像に含まれている場合、選択部４０３は別のナビゲーション画像の選択を実行しない。また、観察位置が移動したことで当該観察位置に対応した視野範囲がナビゲーション画像表示部４０４によって表示されているナビゲーション画像に含まれていなくなった場合、選択部４０３は、別のナビゲーション画像の選択を実行してもよい。これによって、ナビゲーション画像の頻繁な切り替えを抑制することが可能となろう。
【００６８】
視野範囲がナビゲーション画像表示部４０４に表示されているナビゲーション画像の範囲外になると、ナビゲーション画像表示部４０４は、ナビゲーション画像の範囲外を観察していることを示すメッセージを出力してもよい。たとえば、ユーザーがＸＹステージ６を急激に移動させると、ナビゲーション画像の作成が間に合わないことがある。この場合に、警告メッセージを表示することで、ユーザーはナビゲーション画像が作成されていないエリアに観察位置が存在していることを認識しやすくなろう。
【００６９】
ナビゲーション画像作成部４１０が新たなナビゲーション画像を作成している最中には、選択部４０３は、別のナビゲーション画像を選択しない。このよう場合に視野範囲との関連性が低いナビゲーション画像を表示してしまうとユーザーを混乱させることもあろう。よって、このよう場合にはナビゲーション画像を表示しないことで、ユーザーの混乱を軽減できよう。また、ナビゲーション画像の不意の切り替えに起因するユーザーの操作感の低下を招きにくくなろう。
【００７０】
ナビゲーション画像作成部４１０は、ナビゲーション画像を作成する際に、撮影装置１８の撮影時間を短縮するよう撮影装置１８のゲインやビニングなどの制御パラメータを調整してもよい。たとえば、ナビゲーション画像作成部４１０は、ナビゲーション画像を作成する際に、連結画像のつなぎ目を目立ちにくくするつなぎ目補正やシェーディング補正（光源の光量ムラを低減する画像処理）などの画像処理を省略してもよい。ナビゲーション画像は視野範囲を含むエリアを俯瞰するものにすぎず、観察目的で使用されることは少ないと考えられる。よって、ナビゲーション画像については画像の精緻さなどは要求されにくく、作成時間の短縮化が要求される。そこで、画像の精緻さを向上させるような作業工程を省略することで、作成時間を短縮できる。
【００７１】
図１７や図１８を用いて説明したように、ナビゲーション画像表示部４０４は、ナビゲーション画像に重ね合わせて、複数の画像を連結する連結範囲を表示してもよい。これにより、ユーザーは連結範囲を視覚的に把握しやすくなろう。
【００７２】
制御装置２は、顕微鏡１からＸＹステージ６の座標を取得するステージ座標取得部４０９をさらに備えていてもよい。観察位置判別部４０２は、ＸＹステージ６の座標に基づき対物レンズの観察位置を判別してもよい。
【００７３】
ナビゲーション画像やホルダー画像において次の観察位置がユーザーによって指定されると、ステージ制御部４０８は次の観察位置にＸＹステージ６を移動させてもよい。つまり、ナビゲーション画像やホルダー画像は次の観察位置を指定するために目安としても役立つであろう。
【００７４】
図９ないし図１１を用いて説明したように制御装置２は、容器画像においてナビゲーション画像の作成位置を指定する作成位置指定部４１１をさらに有していてもよい。ナビゲーション画像作成部４１０は、作成位置指定部４１１により指定された作成位置を含むようにナビゲーション画像を作成してもよい。ホルダー画像は試料３を保持している容器を示している。よってホルダー画像上で作成位置を指定すれば、ユーザーにとってはナビゲーション画像の作成位置を視覚的に確認できて便利であろう
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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