(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の異なる撮像条件での観察を容易にする拡大観察装置を提供する。【解決手段】表示部５２に表示される画像の表示倍率を拡大又は縮小するための倍率調整手段８９ａと、画像の表示位置を移動させるための表示位置変更手段８９ｂと、複数の異なる仮の撮像条件を生成するための簡易撮像条件生成部８９ｃと、簡易撮像条件生成部８９ｃで生成された複数の異なる簡易撮像条件でもって、それぞれ照明手段及び撮像手段を用いて取得した簡易画像を一覧表示させるための一覧表示領域と、一覧表示領域に複数の簡易画像を一覧表示させた状態で、倍率調整手段８９ａで一の簡易画像の倍率を調整すると、他の簡易画像の倍率もこれに連動して調整されてなると共に、表示位置変更手段８９ｂで一の簡易画像の表示位置を変更すると、他の簡易画像の表示位置もこれに連動して変更されるように、各簡易画像の表示倍率及び表示位置を調整する連動調整手段８９ｄとを備える。【選択図】図２
2015127769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象に照明光を照射するための照明手段と、
前記照明手段で照射された照明光の反射光又は透過光を受光する撮像手段と、
前記撮像手段で画像を撮像する際の撮像条件として、前記照明手段で照明光を照射させる照明条件を少なくとも含む撮像条件を設定するための撮像条件設定部と、
前記撮像条件設定部により設定された撮像条件で撮像した画像を表示させるための表示部と、
前記表示部に表示される画像の表示倍率を拡大又は縮小するための倍率調整手段と、
前記表示部に表示される画像の表示位置を移動させるための表示位置変更手段と、
複数の異なる仮の撮像条件を生成するための簡易撮像条件生成部と、
前記簡易撮像条件生成部で生成された複数の異なる簡易撮像条件でもって、それぞれ前記照明手段及び撮像手段を用いて取得した簡易画像を一覧表示させるための一覧表示領域と、
前記一覧表示領域に複数の簡易画像を一覧表示させた状態で、
前記倍率調整手段で一の簡易画像の倍率を調整すると、他の簡易画像の倍率もこれに連動して調整されてなると共に、
前記表示位置変更手段で一の簡易画像の表示位置を変更すると、他の簡易画像の表示位置もこれに連動して変更されるように、各簡易画像の表示倍率及び表示位置を調整する連動調整手段と、
を備えることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の拡大観察装置であって、さらに、
前記一覧表示領域とは別に、該一覧表示領域で表示される各簡易画像と同じ倍率又はこれよりも低倍率で取得された広域画像を表示するための広域画像表示領域を備えており、
前記一覧表示領域で表示される各簡易画像の表示内容と対応する領域を、前記広域画像表示領域上で枠状に表示すると共に、該簡易画像の表示倍率又は表示位置が変更されると、該変更に追随して枠の大きさを変更可能に構成してなることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の拡大観察装置であって、
前記連動調整手段は、表示倍率の連動、及び／又は表示位置の連動のＯＮ／ＯＦＦを、前記一覧表示領域に表示された任意の簡易画像に対して個別に設定可能としてなることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一に記載の拡大観察装置であって、
前記一覧表示領域で表示される任意の簡易画像の表示内容を、リアルタイムで更新可能に構成してなることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一に記載の拡大観察装置であって、
前記照明手段が、観察対象に対して、前記撮像手段の光軸の方向から照明光として同軸落射光を照射する同軸落射照明手段を備えることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載の拡大観察装置であって、
前記照明手段が、
観察対象に対して、リング状の照明光を照射するためのリング照明手段、又は
観察対象の背面から照明光として透過光を透過させるための透過照明手段を備えることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の拡大観察装置であって、
前記撮像条件が、前記照明手段の種類、照明光の方向、露光時間のいずれかを含むことを特徴とする拡大観察装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載の拡大観察装置であって、
前記一覧表示領域が、前記表示部に表示される表示領域中に含まれてなることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項９】
撮像対象に照明光を照射し、該照明光の反射光又は透過光の受光量を検出して、撮像対象の画像を取得する拡大画像観察方法であって、
観察対象に対し、照明光を照射させる照明手段の条件を少なくとも含む撮像条件として、複数の異なる条件を簡易的に生成する工程と、
前記複数の簡易撮像条件で前記照明手段を制御し、照明光を照射して簡易的に取得された複数の簡易画像を、表示部の一覧表示領域に一覧表示させる工程と、
前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示倍率を倍率調整手段で変更させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示倍率でもって表示されるよう、各簡易画像の表示倍率を連動して変更する工程と、
を含むことを特徴とする拡大画像観察方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の拡大画像観察方法であって、さらに、
前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示位置を表示位置変更手段で移動させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示位置となるように、各簡易画像の表示位置を連動して変更する工程を含むことを特徴とする拡大画像観察方法。
【請求項１１】
撮像対象に照明光を照射し、該照明光の反射光又は透過光の受光量を検出して、撮像対象の画像を取得する拡大画像観察プログラムであって、
観察対象に対し、照明光を照射させる照明手段の条件を少なくとも含む撮像条件として、複数の異なる条件を簡易的に生成する簡易撮像条件生成機能と、
前記簡易撮像条件生成機能で生成された複数の簡易撮像条件で前記照明手段を制御し、照明光を照射して簡易的に取得された複数の簡易画像を、表示部の一覧表示領域に一覧表示させる機能と、
前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示倍率を倍率調整手段で変更させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示倍率でもって表示されるよう、各簡易画像の表示倍率を連動して変更する機能と、
前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示位置を表示位置変更手段で移動させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示位置となるように、各簡易画像の表示位置を連動して変更する機能と、
前記一覧表示領域で表示される各簡易画像よりも低倍率で取得された広視野の広域画像を表示させる広域画像表示機能と、
前記一覧表示領域で表示される各簡易画像の表示内容と対応する領域を、前記広域画像表示領域上で枠状に表示する機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とする拡大画像観察プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡大した画像を撮像して表示するデジタルマイクロスコープや顕微鏡のような拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小物体等の試料やワーク等の被写体を拡大して表示する拡大観察装置として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープ等が利用されている。デジタルマイクロスコープは、撮像光学系を介して入射する観察対象固定部に固定された観察対象からの反射光又は透過光を、２次元状に配置された画素毎に電気的に読み取るＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で受光し、電気的に読み取られた画像をディスプレイ等の表示部に表示する（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような拡大観察装置においては、同一視野の画像に対して異なる画像処理や照明効果を施し、複数のウインドウにそれらを表示して、好みの画像処理や照明効果をユーザに選択させることにより、複雑な設定や専門知識を必要とせず、簡単に所望の画像を得ることができる機能を備えるものがある。
【０００４】
しかしながら、この機能を用いて、画像の同じ箇所をズームして観察しようとした場合、それぞれのウインドウに対してズーム倍率の指定、表示範囲の指定の操作を行う必要があり、ウインドウの数の分だけ同様の操作を繰り返さなければならず、手間がかかるという問題があった。さらに、表示位置の指定はそれぞれ個別の画像に対しての設定となるため、同じ位置を観察するような調整作業も必要となり、実際には完全に同じ位置に位置合わせすることが困難という問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４５７２２号公報
【特許文献１】特開２００４−１７０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、複数の異なる撮像条件での観察を容易にした拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記の目的を達成するために、第１の拡大観察装置は、観察対象に照明光を照射するための照明手段と、前記照明手段で照射された照明光の反射光又は透過光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で画像を撮像する際の撮像条件として、前記照明手段で照明光を照射させる照明条件を少なくとも含む撮像条件を設定するための撮像条件設定部と、前記撮像条件設定部により設定された撮像条件で撮像した画像を表示させるための表示部と、前記表示部に表示される画像の表示倍率を拡大又は縮小するための倍率調整手段と、前記表示部に表示される画像の表示位置を移動させるための表示位置変更手段と、複数の異なる仮の撮像条件を生成するための簡易撮像条件生成部と、前記簡易撮像条件生成部で生成された複数の異なる簡易撮像条件でもって、それぞれ前記照明手段及び撮像手段を用いて取得した簡易画像を一覧表示させるための一覧表示領域と、前記一覧表示領域に複数の簡易画像を一覧表示させた状態で、前記倍率調整手段で一の簡易画像の倍率を調整すると、他の簡易画像の倍率もこれに連動して調整されてなると共に、前記表示位置変更手段で一の簡易画像の表示位置を変更すると、他の簡易画像の表示位置もこれに連動して変更されるように、各簡易画像の表示倍率及び表示位置を調整する連動調整手段とを備えることができる。上記構成により、一覧表示領域上でそれぞれ表示される、異なる撮像条件で取得された簡易画像は、各々が連動して表示倍率を変化させることができるため、従来のように、一の簡易画像で倍率を変更した場合に、他の簡易画像も同様に手動で同じ倍率となるように個別に調整しなければならない手間を省き、それぞれの簡易画像で対応する部位を対比することが容易となり、撮像条件の調整作業などを大幅に省力化することが可能となる。
【０００８】
また第２の拡大観察装置によれば、さらに前記一覧表示領域とは別に、該一覧表示領域で表示される各簡易画像と同じ倍率又はこれよりも低倍率で取得された広域画像を表示するための広域画像表示領域を備えており、前記一覧表示領域で表示される各簡易画像の表示内容と対応する領域を、前記広域画像表示領域上で枠状に表示すると共に、該簡易画像の表示倍率又は表示位置が変更されると、該変更に追随して枠の大きさを変更可能に構成できる。上記構成により、より広視野の画像で、複数の簡易画像の現在観察中の部位を把握し易くでき、視野の変更作業が容易となる。
【０００９】
さらに第３の拡大観察装置によれば、前記連動調整手段は、表示倍率の連動、及び／又は表示位置の連動のＯＮ／ＯＦＦを、前記一覧表示領域に表示された任意の簡易画像に対して個別に設定可能とできる。上記構成により、一覧表示されたすべての簡易画像に対して一律に倍率や表示位置を連動させるのみならず、一部の簡易画像については表示を非連動として、例えば基準となる画像の表示を固定する等、柔軟な表示形態の選択が可能となる。
【００１０】
さらにまた第４の拡大観察装置によれば、前記一覧表示領域で表示される任意の簡易画像の表示内容を、リアルタイムで更新可能に構成できる。上記構成により、リアルタイムで更新されるライブ画像を表示部で表示させることが可能となり、撮像条件の変更に応じて実際に表示される画像も変更されるので、撮像条件の微調整などの設定作業を更に容易にできる。
【００１１】
さらにまた第５の拡大観察装置によれば、前記照明手段が、観察対象に対して、前記撮像手段の光軸の方向から照明光として同軸落射光を照射する同軸落射照明手段を備えることができる。
【００１２】
さらにまた第６の拡大観察装置によれば、前記照明手段が、観察対象に対して、リング状の照明光を照射するためのリング照明手段、又は観察対象の背面から照明光として透過光を透過させるための透過照明手段を備えることができる。
【００１３】
さらにまた第７の拡大観察装置によれば、前記撮像条件が、前記照明手段の種類、照明光の方向、露光時間のいずれかを含むことができる。
【００１４】
さらにまた第８の拡大観察装置によれば、前記一覧表示領域を、前記表示部に表示される表示領域中に含めることができる。
【００１５】
さらにまた第９の拡大観察方法によれば、撮像対象に照明光を照射し、該照明光の反射光又は透過光の受光量を検出して、撮像対象の画像を取得する拡大画像観察方法であって、観察対象に対し、照明光を照射させる照明手段の条件を少なくとも含む撮像条件として、複数の異なる条件を簡易的に生成する工程と、前記複数の簡易撮像条件で前記照明手段を制御し、照明光を照射して簡易的に取得された複数の簡易画像を、表示部の一覧表示領域に一覧表示させる工程と、前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示倍率を倍率調整手段で変更させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示倍率でもって表示されるよう、各簡易画像の表示倍率を連動して変更する工程とを含むことができる。これにより、一覧表示領域上でそれぞれ表示される、異なる撮像条件で取得された簡易画像は、各々が連動して表示倍率を変化させることができるため、それぞれの簡易画像の対応する部位を対比しながら観察することが可能となって、撮像条件の調整作業などを容易にすることが可能となる。
【００１６】
さらにまた第１０の拡大観察方法によれば、さらに前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示位置を表示位置変更手段で移動させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示位置となるように、各簡易画像の表示位置を連動して変更する工程を含むことができる。これにより、一覧表示領域上でそれぞれ表示される、異なる撮像条件で取得された簡易画像は、各々が連動して表示倍率と表示位置を変化させることができるため、それぞれの簡易画像の対応する部位を対比しながら観察することが可能となって、撮像条件の調整作業などを容易にすることが可能となる。
【００１７】
さらにまた第１１の拡大画像観察プログラムによれば、撮像対象に照明光を照射し、該照明光の反射光又は透過光の受光量を検出して、撮像対象の画像を取得する拡大画像観察プログラムであって、観察対象に対し、照明光を照射させる照明手段の条件を少なくとも含む撮像条件として、複数の異なる条件を簡易的に生成する簡易撮像条件生成機能と、前記簡易撮像条件生成機能で生成された複数の簡易撮像条件で前記照明手段を制御し、照明光を照射して簡易的に取得された複数の簡易画像を、表示部の一覧表示領域に一覧表示させる機能と、前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示倍率を倍率調整手段で変更させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示倍率でもって表示されるよう、各簡易画像の表示倍率を連動して変更する機能と、前記一覧表示された任意の簡易画像を選択して、該簡易画像の表示位置を表示位置変更手段で移動させたことを契機として、他の一覧表示された複数の簡易画像も、同様の表示位置となるように、各簡易画像の表示位置を連動して変更する機能と、前記一覧表示領域で表示される各簡易画像よりも低倍率で取得された広視野の広域画像を表示させる広域画像表示機能と、前記一覧表示領域で表示される各簡易画像の表示内容と対応する領域を、前記広域画像表示領域上で枠状に表示する機能とをコンピュータに実現させることができる。これにより、一覧表示領域上でそれぞれ表示される、異なる撮像条件で取得された簡易画像は、各々が連動して表示倍率と表示位置を変化させることができるため、それぞれの簡易画像の対応する部位を対比しながら観察することが可能となって、撮像条件の調整作業などを容易にすることが可能となる。
【００１８】
さらにまた第１２のコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納したものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、ＨＤ  ＤＶＤ（ＡＯＤ）等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の外観図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置のブロック図である。
【図３】照明部を示す概略図である。
【図４】拡大画像観察プログラムの照明光切替画面のユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図５】拡大画像観察プログラムの明るさ設定画面のユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図６】変形例に係る拡大観察装置を示す模式図である。
【図７】さらに他の変形例に係る拡大観察装置を示す模式図である。
【図８】ヘッド部の断面図である。
【図９】拡大観察装置の撮像系の外観構成を示す斜視図である。
【図１０】ヘッド部を揺動させる様子を示す模式図である。
【図１１】対物レンズ切替手段を備える拡大観察装置を示す斜視図である。
【図１２】拡大画像観察プログラムのホワイトバランス設定画面のユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図１３】一覧表示領域を表示させた拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図１４】拡大画像観察プログラムの画像設定画面のユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図１５】広域画像表示領域を表示させた拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図１６】広域画像表示領域のイメージ図である。
【図１７】連動機能を部分的にＯＦＦさせた例を示す一覧表示領域のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を例示するものであって、本発明は拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２１】
本発明の実施例において使用される拡大観察装置とこれに接続される操作、制御、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘやＲＳ−４２２、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．ｘ等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。なお本明細書において拡大観察装置及び拡大画像観察方法とは、拡大観察装置本体のみならず、これにコンピュータ、外部記憶装置等の周辺機器を組み合わせた拡大観察システムも含む意味で使用する。
【００２２】
また、本明細書において拡大観察装置は、拡大観察を行うシステムそのもの、ならびに撮像に関連する入出力、表示、演算、通信その他の処理をハードウェア的に行う装置や方法に限定するものではない。ソフトウェア的に処理を実現する装置や方法も本発明の範囲内に包含する。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラ、モジュール、特定のプログラム上で動作するマクロ等を組み込んで撮像そのものあるいはこれに関連する処理を可能とした装置やシステムも、本発明の拡大観察装置に該当する。また本明細書においてコンピュータには、汎用あるいは専用の電子計算機の他、ワークステーション、端末その他の電子デバイスも包含する。さらに本明細書においてプログラムとは、単体で使用されるものに限られず、特定のコンピュータプログラムやソフトウェア、サービス等の一部として機能する態様や、必要時に呼び出されて機能する態様、ＯＳ等の環境においてサービスとして提供される態様、環境に常駐して動作する態様、バックグラウンドで動作する態様やその他の支援プログラムという位置付けで使用することもできる。
【００２３】
以下、図１〜図２を用いて、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置１００を説明する。拡大観察装置１００は、図１に示すように撮像系１と制御系２に大別される。撮像系１は、観察対象物Ｓである試料又はワークその他の被写体を照明するための照明部６０と、照明部６０により照明された観察対象物Ｓを撮像するヘッド部４を備える。ヘッド部４は、撮像素子１２を含むカメラ部１０と、カメラ部１０の先端に着脱自在に装着される顕微鏡レンズ部２０とを備える。顕微鏡レンズ部２０は複数枚の光学レンズで構成された撮像光学系（レンズ光学系）を構成する。ここでは、顕微鏡レンズ部２０は対物レンズ部２５を含んでいる。またヘッド部４は、照明光の反射光又は透過光を受光する撮像手段として機能する。
【００２４】
また撮像系１は、観察対象物Ｓを載置する載置部３０と、この載置部３０とヘッド部４との光軸方向における相対距離を変化させ焦点を調整する第一焦点調整部としてＺ上ステージ及びこのＺ上ステージを駆動するための上ステージ昇降器１６とを備える。一方ヘッド部４も、光軸方向における載置部との相対距離を変化させ焦点を調整する第二焦点調整部としてＺ上ステージを備える。この載置部３０上に載置された観察対象物Ｓに対して、撮像光学系１１を介して入射され、観察対象物Ｓで反射された反射光又は観察対象物Ｓの底面側から照射された透過光を、カメラ部１０の撮像素子１２で電気的に読み取る。
【００２５】
さらに制御系２は、カメラ部１０で撮像された拡大画像を表示する表示部５２を有する本体部５０を備える。カメラ部１０は、ケーブル部３を介して本体部５０と接続される。なお図１の例では、表示部５２を本体部５０と一体に設けているが、表示部を本体部と別部材とすることもできる。またケーブル部３は、カメラ部１０の撮像素子で得られた画像情報を保体部５０側に伝達するための電気的ケーブルに加えて、照明光を本体部５０からヘッド部４側に伝達するための光学的ケーブル３ｂを備えている。ケーブル部３は、電気的ケーブルと光学的ケーブル３ｂと統合することもできるし、これらを個別に設けることもできる。
【００２６】
さらにまた載置部３０は、下ステージ昇降器３５による高さ方向、すなわちＺ方向への移動に加えて、平面内での移動も可能としている。具体的には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージを備える。また、載置部３０を回転させる回転可能なステージ（θステージ）を備えることもできる。
【００２７】
この本体部５０のブロック図を図２に示す。この図に示すように本体部５０は、下ステージ昇降器３５によって焦点を調整したときのステージ３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離に関する焦点距離情報を、光軸方向とほぼ垂直な面内における観察対象物Ｓの２次元位置情報と共に記憶する焦点距離情報記憶部として記憶部５３と、撮像素子１２によって読み取られた画像を表示する表示部５２と、ヘッド部４および下ステージ昇降器３５とデータを通信するためのインターフェイス５４とを備える。この拡大観察装置１００は、撮像光学系１１を介して入射するステージ３０に固定された観察対象物Ｓからの反射光又は透過光を電気的に読み取る撮像素子１２を用いて観察像を撮像し、表示部５２に表示させる。
【００２８】
また記憶部５３は、レンズ識別情報やレンズ収差情報を記憶するレンズ識別情報記憶部、あるいは各レンズ部の、収差の少ない波長成分を、レンズ部の収差情報と対応させて記憶した波長成分記憶手段としても機能する。なお記憶部５３は、ハードディスクや半導体メモリ等で構成される。また各データベース毎に個別の記憶部を設けてもよい。
（レンズ識別情報）
【００２９】
レンズ識別情報には、レンズの型式、焦点距離の位置、レンズの筒体の長さ等の情報が含まれる。上述の通り、撮像系１と制御系２とはケーブル部３を介して接続されているので、制御系２で現在装着されているレンズの種別を判別することで、適切な制御を行える。例えば、顕微鏡レンズ部２０の物理的な長さを把握することで、顕微鏡レンズ部２０をＺ上ステージで降下させる際に、観察対象物Ｓや載置部３０に接触しないように降下できる下限移動距離を把握して、これよりも降下しないように制限をかけることができる。
【００３０】
またレンズ種別情報として、顕微鏡レンズ部の情報を直接記録する他、顕微鏡レンズ部の識別情報、例えば型式のみを記録させ、一方型式と対応する顕微鏡レンズ部の詳細情報は、予め本体部５０の記憶部５３等に、型式と関連付けられたルックアップテーブルとして記憶しておくこともできる。これにより、本体部５０はカメラ部を通じてレンズ識別情報である型式を取得すると、この型式と対応する詳細情報を、記憶部５３を参照して取得し、取得された情報に基づいて顕微鏡レンズ部に合致した制御を行うことが可能となる。この方法であれば、顕微鏡レンズ部側に保持すべき情報量を少なくしつつ、必要な情報を本体部５０側で把握することが可能となる。
【００３１】
さらに拡大観察装置１００は、カメラ部１０で画像を撮像する際の条件を設定するための撮像条件や、その他の必要な各種の設定や操作を行うための操作部５５と、設定された領域に対応する観察対象物Ｓの一部又は全部に関する記憶部５３に記憶された焦点距離情報に基づいて、設定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸方向における高さを演算する制御部５１を備える。この拡大観察装置１００は、撮像素子１２を用いて指定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸方向における平均高さ（深さ）を演算できる。
【００３２】
この制御部５１は、光路シフト手段１４を作動させる光路シフト制御手段８１、複数の照明フィルタを用いて観察対象物Ｓの同一の視野について撮像した複数の観察像を表示部５２に同時に表示した状態から、一を選択可能な画像選択手段８２、画像選択手段８２で選択された観察像の撮像に使用された照明フィルタの種別を含む像観察条件を、撮像条件として設定する撮像条件設定部８３、同一の観察対象物Ｓを異なる照明フィルタを用いて撮像した少なくとも２つの観察像を合成する画像合成手段８５、画像合成手段８５で観察像を合成してカラーの高解像画像観察像を取得する動作を自動で行う自動合成手段８４、交換可能な複数の異なる仕様の顕微鏡レンズ部の内、現在カメラ部に装着されている顕微鏡レンズ部の収差情報に基づいて、複数の波長成分の内でこの顕微鏡レンズ部の収差の影響が相対的に少ない波長成分を選択可能な波長選択手段８６、照明光源６５が発する光の波長帯域に含まれる複数の異なる波長域について、いずれかの波長域に選択的に切り替え可能な照明光選択手段８７、表示部５２に表示される画像の表示倍率を拡大又は縮小するための倍率調整手段８９ａ、表示部５２に表示される画像の表示位置を移動させるための表示位置変更手段８９ｂ、複数の異なる仮の撮像条件を生成するための簡易撮像条件生成部８９ｃ、一覧表示領域に複数の簡易画像を一覧表示させた状態で、倍率調整手段８９ａで一の簡易画像の倍率を調整すると、他の簡易画像の倍率もこれに連動して調整されてなると共に、表示位置変更手段８９ｂで一の簡易画像の表示位置を変更すると、他の簡易画像の表示位置もこれに連動して変更されるように、各簡易画像の表示倍率及び表示位置を調整する連動調整手段８９ｄ等の機能を実現する。この制御部５１はＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のゲートアレイ等で構成できる。
【００３３】
操作部５５は本体部５０又はコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータに固定されている。一般的な操作部５５としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの操作部５５は、拡大観察用操作プログラムの操作の他、拡大観察装置１００自体やその周辺機器の操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。図１の例では、操作部５５はマウス等のポインティングデバイスで構成される。
（照明部６０）
【００３４】
照明部６０は、撮像素子１２に結像される観察対象物Ｓを照明する照明光を生成する。照明部６０の照明光源は、本体部５０に内蔵され、光学的ケーブル３ｂを介して照明光がヘッド部４の照明部６０に伝達される。なお照明部６０は、ヘッド部４に組み込み式としたり、ヘッド部４と脱着可能な別体とする構成のいずれも採用できる。また照明光の照明方式としては、落射照明や透過照明等が適宜利用できる。落射照明とは、観察対象物の上方から照明光を落とす照明方法であり、リング照明や同軸落射照明等が含まれる。図１に示す照明部６０は、観察対象物Ｓに同軸落射光を照射するための同軸落射照明部６２（図３参照）と、リング状の光源からリング状照明光を照射するためのリング照明部６３と、透過光を照射するための透過照明部６４を備えている。これらの照明は、光学的ケーブル３ｂを介して本体部５０と接続される。本体部５０は光学的ケーブル３ｂを接続するコネクタを備えると共に、コネクタを介して光学的ケーブル３ｂに光を送出するための照明光源６５を内蔵する（図３参照）。またリング照明部６３は、全周照明と側射照明を切り替えることができる。これを実現するため、リング照明部６３として複数のＬＥＤを環状に配置し、一部のＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦする構成や、照明光の一部をカットするターレット式のマスクを配置する構成等が利用できる。これら照明光の点灯制御や切り替えは、照明光制御部６６で行われる。照明光制御部６６は、照明光を切り替えるための照明光切替部６１を備えている。
【００３５】
照明部６０の詳細を、図３の模式断面図に示す。照明部６０は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３を備えている。同軸落射照明とは、カメラの撮像面と同じ方向から照射する方法であり、明視野照明とも呼ばれる。同軸落射照明は、例えばシリコンウェハやＬＣＤパネルなど特に鏡面ワークの凸凹を見る場合に効果的となる。照明部６０の点灯制御は、照明光制御部６６で行われる。また照明光制御部６６は照明光切替部６１を備えており、照明切替部６１は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３とを切り替え可能としている。また照明切替部６１は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３とを比率を変えて混合させるように構成することもできる。
（拡大画像観察プログラム）
【００３６】
照明光切替手段の一態様を構成するユーザインターフェース画面の一例を図４に示す。図４は拡大観察装置１００を操作するための拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面である。このような操作画面は、拡大観察装置１００の表示部５２や外部接続されたコンピュータのモニタ上に表示できる。ユーザは表示された画面上から、拡大観察装置１００の各種設定や操作を行う。拡大画像観察プログラムは、本体部５０に組み込まれている。
【００３７】
なおこれらのプログラムのユーザインターフェース画面の例において、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見やすく、評価や判断が容易な表示としたり操作しやすいレイアウトとすることもできる。例えば詳細設定画面を別ウィンドウで表示させる、複数画面を同一表示画面内で表示する等、適宜変更できる。またこれらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するＯＮ／ＯＦＦ操作、数値や命令入力等の指定は、操作部５５で行う。ここでは、プログラムを組み込んだコンピュータに接続された入力デバイスでもって、撮像条件等の設定を行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力部によりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。操作部等を構成する入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、拡大観察装置１００等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示する表示部５２のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。
（照明切替画面１１０）
【００３８】
図４に示す拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面は、照明部４０の照明条件を設定する照明条件設定手段の一形態として、照明切替画面１１０を示している。照明切替画面１１０では、左側に表示領域１１１を設け、右側に操作領域１１２を設けている。操作領域１１２は、その左側にメニューをリボン状に表示し、選択されたリボンに応じて、右側の操作可能な内容が切り替わる。ここでは、複数のタブを切り替えることで、さらに設定内容を切り替えることができる。図４の例では、操作領域１１２の「明るさ・照明」リボン１１３を選択して、さらに「照明」タブ１１４を選択する。そして「照明」タブ１１４の上段に設けられた「落射照明」設定欄１１５、及び下段に設けられた「透過照明」設定欄１１６で、各照明光の方向や明るさを設定する。例えば「落射照明」設定欄１１５の「ＯＮ」ボタン１１７を押下するとリング照明が点灯され、その明るさを０〜２５５で指定する。明るさの指定は、数値又はスライダで行う。光量値が大きければ画像が明るく、小さければ暗くなる。また「リング照明」ボタン１１８を押下すると円環状のリング照明の全周が点灯され、「リング片射」ボタン１１９を押下すると円環状の一部のみが点灯される。斜めから照明光を照射することで、例えば観察対象物表面の傷や凹凸を強調して観察できる。一方「透過照明」設定欄１１６でも同様に「ＯＮ」ボタン１２０を押下すると透過照明が点灯され、その明るさを数値又はスライダ１２１で指定する。この例ではリング照明をＯＮさせて透過照明をＯＦＦさせている。ただ、観察目的に応じて両方の照明をＯＮさせてそのバランスを調整することもできる。
（明るさ設定画面１２２）
【００３９】
また図４の照明切替画面１１０から操作領域１１２において「照明」タブ１１４を選択すると、図５の明るさ設定画面１２２に切り替わる。この画面では画像の明るさとして、カメラ部の撮像時のシャッタースピード（露光時間）とゲインを調整できる。シャッタースピードを遅く（露光時間を長く）すると画像が明るく、速く（露光時間を短く）すると暗くなる。ここでは、シャッタースピードとしてオート、マニュアル、スーパーチャージ、プリセットのいずれかをラジオボタンで選択できる。またシャッターゲイン値を大きくすると画像が明るく、小さくすると暗くなる。ここではゲインとしてオート、マニュアル、プリセットのいずれかを選択できる。
（照明光源６５）
【００４０】
照明光源６５としては、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）や半導体レーザ（Laser Diode：ＬＤ）といった半導体発光素子が利用できる。例えば、図３に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの波長域を有するＬＥＤ６５ｒ、６５ｇ、６５ｂを用意し、各ＬＥＤの点灯により照明光を赤色、緑色、青色にそれぞれ切り替えたり、これらの混色によって白色光を得ることができる。また、白色ＬＥＤを別途用意することもできる。特にＬＥＤはＯＮ／ＯＦＦ応答性に優れるため、測定のスループットを向上できる利点も得られる。また長寿命で低消費電力であり、発熱量も少なく、機械的衝撃に強いといった特長も備える。あるいは、光源光の紫外線や可視光線で励起される蛍光体等の波長変換部材を利用した光源とすることもできる。これにより、１個のＬＥＤでも白色光を発光できる。さらに、可視光以外に紫外光や赤外光を照射可能なＬＥＤを光源として用いることもできる。例えば赤外光による観察は、不良品の解析や生体組織の組織分布等において有用である。なお照明光源には半導体発光素子に限らず、幅広い波長域の白色光を発する白色光源として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＨＩＤランプ等を利用してもよい。また可視光のみならず赤外光を照射可能な光源としてもよい。特にハロゲンランプは、発光波長の波長域が広いため好ましい。また、単一の光源を利用するのみならず、複数の光源を備え、これらを同時に点灯して混色光を照明光としたり、あるいは切り替えて照明することもできる。
【００４１】
なお、照明光源は本体部に内蔵する構成に限られない。例えば、載置部や顕微鏡レンズ部に設けることもできる。変形例として図６に示す拡大観察装置４００は、載置部３０側に照明光源として、透過照明光源６５Ｂを設けている。また図７に示す拡大観察装置５００は、顕微鏡レンズ部２０側に同軸落射照明やリング照明用の照明光源６５Ｃを備えている。このような構成により、光ファイバ等で照明光を本体部側からヘッド部側に伝達する必要をなくし、外部に引き出すケーブルを少なくして構成を簡素化できる利点が得られる。また、ヘッド部側の内部においても、照明光源からの光を光ファイバで分岐する他、直接照明に高輝度のＬＥＤ等の半導体発光素子を設けてもよい。特にＬＥＤは、従来のハロゲンランプなどと比べて小型で発熱量も少なく、長寿命でメンテナンスフリー化も図ることができる。
【００４２】
このように、赤色、緑色、青色に発光可能な照明光源を用意することで、従来の白色光源のようなフィルタを不要にでき、またフィルタの切り替えといった機械的な動作を不要となり、電気信号のみでの安定した高速な照明光切り替えが実現される。またＬＥＤは長寿命であるため、電球の交換等のメンテナンス作業も省力化できる。さらに、半導体発光素子はバルブに比べ小型であるため、複数種類の発光素子を省スペースで配置できる利点もある。さらにまた、例えば赤外光発光素子や紫外光発光素子も備えることで、照明光を可視光のみならず赤外光、紫外光等に切り替えることが容易に行える。さらに、低消費電力で冷却ファンも小型化或いは省略でき、静音性にも優れる。このようにして、異なる波長域の発光素子を複数備える照明光源を照明光選択手段８７で制御し、所望の波長域の発光素子を選択して点灯し照明光を照射することができる。
【００４３】
また照明光源や照明フィルタ手段には、ＲＧＢ３原色の他、これらの補色（例えばシアン・マゼンダ・イエロー）を適宜利用することもできる。その他、フィルタとして紫外光や赤外光を透過させるフィルタを利用することもできる。
（同軸落射照明観察）
【００４４】
ヘッド部４の断面図を図８に示す。このヘッド部４は、観察対象に同軸落射照明光を照射するための同軸落射照明部６２と、同軸落射照明部６２で照射された照明光の反射光を受光する撮像素子を有するカメラ部１０と、カメラ部１０と光軸を一致させて光学的に結合された対物レンズ部２５と、対物レンズ部２５と光軸を一致させて配置された位相遅延素子９０を備えている。照明部６０は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３を含む。ヘッド部４はカメラ部１０と、偏光ビームスプリッタ２８と、対物レンズ部２５とを備えている。これらは、光軸ＡＸを一致させた状態で光学的に結合されており、撮像光学系を構成する。また対物レンズ部２５には、位相遅延素子９０が光軸ＡＸ上に配置されている。一方リング照明光は撮像光学系に導入されることなく、観察対象物Ｓに対して直接照射される。なお位相遅延素子９０には、λ／４板、λ板、（１／２）λ板、（３／４）λ板、（５／８）λ板等が利用でき、典型的にはλ／４板が利用される。なおλ／４板は、この境界面で反射が生じないように、光軸ＡＸに対して傾斜させて配置することが好ましい。
（支持台４０）
【００４５】
拡大観察装置１００の撮像系１の外観構成の一例を図９に示す。この図に示す撮像系１は、観察対象物Ｓを載置する載置部３０とヘッド部４を支持する支持台４０を備えている。支持台４０は、載置部３０を水平面内あるいは上下移動可能な状態に保持するステージ固定機構４２と、載置部３０を保持した状態でヘッド部４を傾斜させるヘッド傾斜機構４４を備えている。これらステージ固定機構４２及びヘッド傾斜機構４４は、ベース部４１に固定されている。ベース部４１は平板状として、安定的に支持台４０を自立させる。
（ステージ固定機構４２）
【００４６】
ステージ固定機構４２は、載置部３０を水平面内（ＸＹ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な一以上の移動機構を介して、載置部３０を支持台４０に固定している。具体的には、ここでは移動機構として、載置部３０をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸方向移動機構（第一焦点調整部）、載置部３０をＸＹ軸方向に移動させるためのＸＹ軸移動機構、載置部３０をθ方向に回転させるための回転移動機構が利用できる。図９に示す例では、Ｚ軸移動機構としてベース部４１上に昇降可能に固定されたスライダ３２でもって下ステージ昇降器３５を実現し、さらに回転移動機構として、スライダ３２上に固定された中間連結部３４でもって載置部３０を回転可能とし、加えてＸＹ軸移動機構として、中間連結部３４上に固定されたＸＹステージでもって、載置部３０をＸＹ軸方向に移動可能としている。
（ヘッド傾斜機構４４）
【００４７】
一方ヘッド傾斜機構４４は、ヘッド部４を載置部３０に対して傾斜させるため、図１０の斜視図に示すようにベース部４１に揺動軸４５を介して揺動自在に連結された揺動部４６と、揺動部４６にヘッド部４を固定するためのヘッド固定部４８とを備える。揺動部４６は、ベース部４１から上方に突出する姿勢に設けられた揺動支柱４７と、揺動軸４５とを備える。またヘッド固定部４８は、揺動支柱４７にヘッド部４を、ほぼ平行な姿勢で固定するヘッド用アーム４９を備える。揺動支柱４７は、下端に揺動軸４５を設けており、揺動軸４５を中心として旋回するようにベース部４１に支持される。またヘッド用アーム４９は、ヘッド部４を載置部３０の上方に保持するよう、揺動支柱４７の上部から中間部の位置で、揺動支柱４７をクランプするなどして固定される。またヘッド用アーム４９の先端には、ヘッド部４を固定する固定機構が設けられる。ここでは、固定機構はヘッド部４の外周を囲むリング状に形成されて、リング状の中心にヘッド部４を挿入して、周囲の複数の位置から止めねじで螺合されて固定される。
【００４８】
ベース部４１の上面には、下方に向かって末広がりとしたブロック４１ａが固定され、このブロック４１ａの上部に軸受部４１ｂを形成している。軸受部４１ｂは、離間して固定された一対のガイド部４１ｃを備えており、一対のガイド部４１ｃは側面視において凹形状に形成されている。各ガイド部４１ｃは、Ｙ軸方向に平行な軸を中心軸として形成された円形の孔部を開口している。これらの孔部には揺動軸４５がＹ軸方向に沿って嵌合されている。この例では、揺動軸４５に目盛を設けており、ヘッド部４を揺動させる角度を目盛でもって目視できるように構成している。
【００４９】
このヘッド傾斜機構４４によってヘッド部４を載置部３０に対して傾斜させることで、観察対象物Ｓを斜め方向から観察した傾斜観察が可能となる。特にヘッド部４を垂直姿勢から、揺動軸４５を回転軸として左右に揺動させることで、左右いずれの方向からも観察することが可能となり、異なる視点からの観察により観察の自由度を高めることが可能となる。またこのような傾斜観察においては、ヘッド部４を傾斜させても視野が変化しないユーセントリック観察が求められる。このため傾斜観察に際しては、予め観察対象物Ｓの観察面が、揺動軸４５の中心と合致するように載置部３０の高さを調整することが望ましい。
【００５０】
また拡大観察装置２００は、図１１の斜視図に示すように、ヘッド部４の先端に設けられた第一対物レンズ部２５Ａ、第二対物レンズ部２５Ｂを、ヘッド部４を揺動させる面に対して垂直な面内で揺動させて切り替える対物レンズ切替手段２６を備えている。このように、ヘッド部４の揺動面と、対物レンズ部２５を切り替えるための揺動面とを直交させることで、ヘッド部４を傾斜させた状態で対物レンズ部２５を切り替える際に、対物レンズの先端が観察対象物に接触する事態を回避できる。この際、各対物レンズ部の長さが等しくなるように予め設計しておく。
（カメラ部１０）
【００５１】
ヘッド部４は、撮像素子を有するカメラ部１０と、カメラ部１０の先端に着脱自在に装着される顕微鏡レンズ部２０とを備える。カメラ部１０は、照明部６０により照明された観察対象物Ｓから、撮像光学系１１を介して入射する反射光を電気的に読み取る撮像素子１２を備える。撮像素子１２は、この例ではＣＭＯＳを利用しているが、ＣＣＤ等、他の受光素子も利用できる。また顕微鏡レンズ部２０は、対物レンズ部２５に加え、レンズ本体２１と、このレンズ本体２１の端面に装着されてレンズ接続面を構成するマウント部２２とを備えている。またマウント部２２は、可撓性を有するレンズ側ケーブル２４を介して顕微鏡レンズ部２０と電気的に接続されている。これにより、顕微鏡レンズ部２０のレンズ識別情報は、レンズ側ケーブル２４を介してマウント部２０のレンズ側接続端子に送出される。
（表示部５２）
【００５２】
またこのような画像データや記憶部５３に保持された設定内容は、表示部５２にて表示させることができる。表示部５２はＣＲＴや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ等のモニタが利用できる。また、制御部５１に対して、ユーザが各種操作を行うための操作部５５を接続している。操作部５５はコンソールやマウス等の入力デバイスである。なおこの例においても表示部や操作部は、本体部５０と一体的に組み込むことも、外付けの部材とすることもできる。さらに表示部をタッチパネルで構成すれば、表示部と操作部を一体に構成することもできる。
【００５３】
ここで下ステージ昇降器３５の動作について説明する。本体部５０は、モータ制御回路３６に対してステッピングモータ３７の制御に関する制御データを入力することによって、載置部３０と、撮像光学系１１および撮像素子１２を有するヘッド部４との光軸方向における相対距離、ここではｚ方向における高さを変化させる。具体的には、本体部５０は、下ステージ昇降器３５の制御に必要な制御データをモータ制御回路３６に入力することによってステッピングモータ３７の回転を制御し、載置部３０の高さｚ（ｚ方向の位置）を昇降させる。ステッピングモータ３７は、回転に応じた回転信号を生成する。本体部５０は、モータ制御回路３６を介して入力される回転信号に基づいて、載置部３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離に関する情報としての載置部３０の高さｚを記憶する。この載置部３０は、観察対象物Ｓに対して観察位置の位置決めを行う観察位置決め手段として機能する。
【００５４】
なお、下ステージ昇降器３５はこのような電動式に限られず、手動式で昇降させる構成としてもよいことはいうまでもない。
【００５５】
さらに本実施の形態においては、載置部３０の高さを変化させることによって載置部３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離を変化させるのみならず、撮像光学系の高さ、すなわちヘッド部４の高さも変化可能としている。ヘッド部４は本体部５０とケーブル部３により接続される。これにより、ヘッド部４で取得したデータはケーブル部３を介して本体部５０に送出され、本体部５０側で必要な処理を行うことができる。
【００５６】
撮像素子１２は、ｘ方向およびｙ方向に２次元状に配置された画素毎に受光量を電気的に読み取ることができる。撮像素子１２上に結像された観察対象物Ｓの像は、撮像素子１２の各画素において受光量に応じて電気信号に変換され、撮像素子制御回路１３においてさらにデジタルデータに変換される。本体部５０は、撮像素子制御回路１３において変換されたデジタルデータを受光データＤとして、光軸方向（図２中のｚ方向）とほぼ垂直な面内（図２中のｘ、ｙ方向）における観察対象物Ｓの２次元位置情報としての画素の配置情報（ｘ、ｙ）と共に記憶部５３に記憶する。ここで、光軸方向とほぼ垂直な面内とは、厳密に光軸に対して９０°をなす面である必要はなく、その撮像光学系および撮像素子における解像度において観察対象物Ｓの形状を認識できる程度の傾きの範囲内にある観察面であればよい。
【００５７】
また、以上の説明では載置部３０の一例として、観察対象物Ｓが載置部３０に載置される例を示したが、例えば載置部の代わりにアームを取り付け、その先端に観察対象物Ｓを固定する構成とすることもできる。さらにヘッド部４は、カメラ取り付け部４３に装着して使用する他、脱着可能として手持ち等の方法により所望の位置、角度に配置することもできる。
（制御部５１）
【００５８】
制御部５１は、撮像した観察画像を、表示部５２で表示可能な解像度に変換して表示するよう制御する。図１の拡大観察装置１００においては、カメラ部１０が撮像素子１２によって観察対象物Ｓを撮像した観察画像を表示部５２に表示する。一般にＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子の性能は、表示部での表示能力を上回ることが多いので、撮像した観察画像を一画面に表示するためには画像を間引く等して解像度を一画面で表示可能なサイズまで落とし、縮小表示している。カメラ部１０で読み取ったときの読取解像度を第一の解像度とすると、表示部５２においては第一の解像度よりも低い第二の解像度で表示されることとなる。
【００５９】
さらに、観察像の静止画を連続的に撮像し、これを表示部５２で表示する際にも、連続的に撮像画像を切り替えて表示することで、あたかも動画のように表示させてもよい。このような連続撮影モードは、制御部５１によって通常の静止画像の撮影、表示モードと切り替えることができる。またこのような連続撮影に際しても、画素ずらし機能を働かせることもできる。
（簡易撮像条件生成機能）
【００６０】
拡大観察装置１００を用いて観察対象物を観察する際には、画像を取得するための撮像条件を設定する必要がある。撮像条件には例えば、複数の照明部を備えている場合は照明光の選択、照明光の種類や方向、カメラ部のシャッタースピード（露光時間）、画面の明るさやコントラスト、ホワイトバランス、あるいは撮像後の後処理として各種のフィルタといった画像処理の種別等、各種の撮像パラメータが挙げられる（なお、ここでは撮像後の後処理のパラメータも含めて「撮像パラメータ」と呼ぶ。）。一例として、ホワイトバランスを設定するホワイトバランス設定画面１２４のユーザインターフェース画面を図１２に示す。ホワイトバランス設定画面１２４でもってホワイトバランス、すなわち画像の色合いを調整する。
【００６１】
これらの撮像条件を個別に設定することは手間がかかる。また撮像パラメータ同士が相関しているものもあるため、特に初心者のユーザには、所望の画像を得るために、どの撮像パラメータを調整しなければならないかが判り辛いことがある。そこで、本実施の形態に係る拡大観察装置は、予め様々な撮像パラメータを組み合わせた仮の撮像条件を簡易的に複数生成し、さらに各簡易撮像条件で取得した簡易画像を表示部に一覧表示させる簡易撮像条件設定機能を備えている。これによれば、ユーザに、一覧表示された簡易画像の中から、所望の簡易画像を選択させることで、この簡易画像を取得した簡易撮像条件を、正規の撮像条件として設定することができ、操作に詳しくないユーザでも視覚的に所望のイメージに近い画像を容易に得ることが可能となる。また、選択された簡易撮像条件に対して、各撮像パラメータを微調整することもでき、これによって撮像条件の設定作業を容易に行える利点も得られる。このような簡易撮像条件生成機能は、制御部５１の簡易撮像条件生成部８９ｃによって実現される。
【００６２】
簡易撮像条件生成部８９ｃで生成された複数の異なる簡易撮像条件は、それぞれ制御部から照明部及びカメラ部に設定されて、各簡易画像が簡易的に撮像される。ここで撮像される簡易画像は、あくまでもユーザに一覧表示して比較するためのものであるため、精細な画像を取得する必要はなく、簡易的な撮像で足りる。具体的には、解像度やフレームレートを落としたり画像生成のための演算処理を簡略化するなどして、通常の撮像よりも短時間で得られるようにしている。これにより、簡易撮像条件の異なる複数枚の簡易画像を、短時間で取得できる（予備的な撮像という意味で、プレビューと呼ぶことがある。）。簡易撮像条件生成部８９ｃは、見た目の効果が変わりやすい撮像パラメータに設定することで、得られる簡易画像の印象を際立たせることができる。
（一覧表示機能）
【００６３】
また拡大観察装置１００は、簡易撮像条件生成部８９ｃで生成された複数の異なる簡易撮像条件でそれぞれ簡易的に取得された簡易画像を、表示部の一覧表示領域に一覧表示させる一覧表示機能を備えている。一覧表示させた例を図１３の一覧表示画面１３０に示す。図１３の例では、一覧表示機能を実行するには、操作領域１１２の「画質改善」リボン１３１を選択して、さらに「最適画像選択」タブ１３２を選択する。そして「最適画像選択」タブ１３２の上段に設けられた「最適画像を実行」ボタン１３３を押下することで、表示領域１１１は一覧表示領域１３４に切り替えられる。一覧表示領域１３４では、各簡易撮像条件で撮像された簡易画像が並べて表示される。この例では、簡易撮像条件生成部８９ｃによって９つの簡易撮像条件が生成され、各簡易撮像条件で簡易的に撮像された９枚の簡易画像が表示されている。各簡易画像は異なる画像処理や照明効果が施されており、ユーザはこの中から観察目的に応じた所望の簡易画像を選択する。図１３の例では、操作領域１１２にも一覧表示領域１３４と同様の９つの一覧表示画像１３６が表示されている。一覧表示画像１３６の並びは、一覧表示領域１３４の並びと一致しているので、ユーザはより大きな一覧表示領域１３４で各簡易画像を対比しながら所望の簡易画像を決定し、対応する位置にある画像を操作領域１１２の一覧表示画像１３６中からマウスクリックなどにより選択する。これにより、選択された簡易画像と対応する簡易撮像条件が呼び出されて、この簡易撮像条件が、通常の撮像条件として入力される。また必要に応じてユーザは更に撮像条件の微調整を行うことができる。
【００６４】
図１３の例では、「画像設定」タブ１３８を選択すると、一覧表示画面１３０から図１４の画像設定画面１４０に切り替わる。ここでは、撮像パラメータとしてエッジ強調、ガンマ補正、オフセット、モノクロ設定の微調整を行うことができる。この例では、エッジ強調、ガンマ補正、オフセットはスライダで調整し、モノクロ設定はラジオボタンで陰影の強調度合いを選択する。ここでエッジ強調は、画像の輪郭部分を強調して傷や微細なものを観察し易くするための撮像パラメータであり、値が大きいほどエッジ強調が強く適用される。またガンマ補正は、画像に含まれる画素毎の輝度のヒストグラムに対する調整であり、コントラストやグラデーションの強調に利用される。さらにオフセット調整も輝度のヒストグラムの調整であり、画像全体を明るく、又は暗くする際に利用される。また、ここでの設定条件に従って、新たな簡易撮像条件を生成して一覧表示機能を再度実行させることもできる。また図１３の画面から、一覧表示画像１３６の下部に設けられた「ＨＤＲのパラメータ調整を行う」ボタンを押下することで、ＨＤＲ画像を生成するための詳細な合成パラメータの設定画面に移行する。
【００６５】
図１３のように複数の簡易画像を一覧表示させることで、各簡易画像の違いが明確になり、所望の画像の選択には都合がよい。反面、複数の簡易画像を一画面で表示させようとすると、一枚あたりの簡易画像が表示される大きさは小さくなる。このため、簡易画像の細部が見難いことが発生する。そこで、簡易画像の表示倍率を変更する倍率調整手段８９ａと、簡易画像の表示位置を移動させるための表示位置変更手段８９ｂとを設け、画像中で特に注目したい部位の表示させるようにユーザが調整できる。
【００６６】
しかしながら、一覧表示される簡易画像が多いと、対比観察を行うにはすべての簡易画像に対して、同様に表示倍率と表示位置を変更してやる必要が生じ、手間がかかるという問題があった。そこで、一の簡易画像で変更した表示倍率や表示位置の変更を、他の簡易画像に対しても自動で行わせることで、いずれか一枚の簡易画像のみに行った変更が、自動的に他の簡易画像にも反映され、このような視野の位置合わせのための作業を大幅に省力化して、効率的に比較観察することができる。
【００６７】
なお、倍率調整手段８９ａによる表示倍率の拡大、縮小操作は、一覧表示領域１３４上で、入力手段であるマウスのマウスホイールによる操作と連動させることで、使い勝手が向上する。また表示位置変更手段８９ｂによる表示位置の移動は、同じく一覧表示領域１３４上でマウスドラッグによる操作で移動できるようにする。
【００６８】
なお、この例ではメインの表示部上に一覧表示領域を設けた例を説明したが、この構成に限らず、例えば通常の表示部とは別に、一覧表示を行う専用のモニタを用意することもできることはいうまでもない。
【００６９】
さらに一覧表示領域１３４で表示される簡易画像の枚数も、図１３の例では９枚としているが、これに限らず２枚、４枚あるいは１６枚など、任意の数に設定できる。
（広域画像表示機能）
【００７０】
さらに、一覧表示領域１３４で表示される各簡易画像よりも低倍率で撮像した広視野の広域画像を表示することで、簡易画像の観察位置を確認し易くできる。このような広域画像を表示させるための広域画像表示領域１５０を表示させた例を図１５に示す。広域画像表示領域１５０は、簡易画像と同じ倍率又はこれよりも低倍率で撮像された広域画像ＷＩを表示させる。さらに一覧表示領域１３４で表示されている簡易画像の表示内容と対応する領域を、広域画像表示領域１５０上で枠状に表示している。これにより、観察対象物のどの部分が現在簡易画像として拡大されているかを、より広視野の広域画像ＷＩの表示枠１５２でもって確認でき、全体の位置関係の把握が容易となる。さらに、簡易画像の表示倍率や表示位置をユーザが変更すると、この変更に追随して表示枠１５２の大きさも変更される。これにより、変更後の位置関係も見失うことなく、逐次確認することが可能となる。
【００７１】
広域画像表示領域１５０のイメージ図を図１６に示す。この広域画像表示領域１５０において、表示枠１５２を操作することで、左側の一覧表示領域１３４に表示されている各簡易画像の表示を移動させることができる。すなわち、表示枠１５２をマウスでドラッグして広域画像表示領域１５０上で移動させると、表示枠１５２で囲まれた領域内の画像が簡易画像となるように、一覧表示領域１３４の表示内容も更新される。さらに表示枠の縦横比を保持しながら、表示枠を拡大又は縮小させることで、簡易画像の表示倍率の変更を行うことも可能である。特に、表示枠の操作によって複数の簡易画像の表示内容が一括して更新されるので、一覧表示領域１３４に表示される拡大された簡易画像同士の比較観察を容易に行える利点が得られる。
【００７２】
なお広域画像ＷＩは、広視野であることが望ましく、低倍率で撮像した画像を利用することが好ましいが、簡易画像と同じ画像を利用してもよい。この場合は、簡易画像を拡大した場合にのみ、拡大中の位置を確認することが可能となる。例えば左側の一覧表示領域内で選択した任意の簡易画像の全体像（拡大していない画像）を広域画像として表示してもよい。
【００７３】
また図１５に示す広域画像表示領域１５０は、表示部において別ウィンドウで表示させており、任意の位置に移動させることが可能である。また別ウィンドウで表示させる構成に限らず、一覧表示領域と共通のウィンドウ内に拡大画像表示領域を設けることも可能である。
【００７４】
さらに複数の簡易画像を表示する一覧表示領域１３４には、同一視野に対する画像処理、照明効果を施した簡易画像のみならず、任意の複数画像を表示させることもできる。例えば、現在観察中の観察対象物と、以前撮影した観察対象物とを、同じ撮影条件で比較することで経時変化などを観察する際にも、上述した表示倍率連動機能、表示位置連動機能を好適に利用できる。あるいは、観察対象物の良品と不良品の同じ箇所を比較観察したいような用途にも使用できる。あるいはまた、リアルタイムで更新される画像（動画）を表示させることも可能である。このように、一覧表示領域１３４に表示される画像は簡易画像に限られず、他の画像とすることもできる。
【００７５】
また、一覧表示領域１３４に表示されるすべての画像に対して、表示倍率や視野の移動を連動させる構成に限られず、任意の画像に対して連動機能を働かせ、他の画像に対しては連動機能をＯＦＦさせることも可能である。さらに、連動機能を働かせる画像の組み合わせや位置も任意に指定可能としてもよい。例えば異なる拡大率で異なる部位を拡大して比較観察したいような場合や、比較観察したい箇所が複数ある場合に好適となる。図１７に、このような表示例を示す。ここでは一覧表示領域１３４の上段の２枚の画像は広域表示として連動機能をＯＦＦしている。一方、下段の２枚の画像は、上段の広域画像における拡大画像であり、下段の２枚については連動機能をＯＮとしており、下段のいずれか一方の画像の表示倍率を変更すると、これに追随して他の画像の表示倍率も自動的に変更される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、顕微鏡や反射、透過型等のデジタルマイクロスコープ、デジタルカメラ等に好適に利用できる。また、本技術を蛍光顕微鏡に適用する場合、照明光に対する観察対象物からの反射光若しくは透過光は、励起光として読み替えることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００、２００、４００、５００…拡大観察装置
１…撮像系
２…制御系
３…ケーブル部；３ｂ…光学的ケーブル
４…ヘッド部
１０…カメラ部
１１…撮像光学系
１２…撮像素子；１３…撮像素子制御回路；１４…光路シフト手段
１６…上ステージ昇降器
２０…顕微鏡レンズ部；２１…レンズ本体
２２…マウント部；２４…レンズ側ケーブル
２５…対物レンズ部；２５Ａ…第一対物レンズ；２５Ｂ…第二対物レンズ
２６…対物レンズ切替手段
２８…偏光ビームスプリッタ
２９…照明接続部；２９ｂ…接続コネクタ
３０…載置部
３２…スライダ
３４…中間連結部
３５…下ステージ昇降器
３６…モータ制御回路
３７…ステッピングモータ
４０…支持台
４１…ベース；４１ａ…ブロック；４１ｂ…軸受部；４１ｃ…ガイド部
４２…ステージ固定機構
４３…カメラ取り付け部
４４…ヘッド傾斜機構
４５…揺動軸
４６…揺動部
４７…揺動支柱
４８…ヘッド固定部
４９…ヘッド用アーム
５０…本体部；５１…制御部；５２…表示部
５３…記憶部；５４…インターフェイス；５５…操作部
６０…照明部
６１…照明切替部
６２…同軸落射照明部
６３…リング照明部
６４…透過照明部
６５…照明光源；６５ｒ、６５ｇ、６５ｂ…ＬＥＤ
６５Ｂ…透過照明光源；６５Ｃ…リング照明用照明光源
６６…照明光制御部
８１…光路シフト制御手段
８２…画像選択手段
８３…撮像条件設定部
８４…自動合成手段
８５…画像合成手段
８６…波長選択手段
８７…照明光選択手段
８８…撮像素子選択手段
８９ａ…倍率調整手段
８９ｂ…表示位置変更手段
８９ｃ…簡易撮像条件生成部
８９ｄ…連動調整手段
９０…位相遅延素子
１１０…照明切替画面
１１１…表示領域
１１２…操作領域
１１３…「明るさ・照明」リボン
１１４…「照明」タブ
１１５…「落射照明」設定欄
１１６…「透過照明」設定欄
１１７…「ＯＮ」ボタン
１１８…「リング照明」ボタン
１１９…「リング片射」ボタン
１２０…「ＯＮ」ボタン
１２１…スライダ
１２２…明るさ設定画面
１２４…ホワイトバランス設定画面
１３０…一覧表示画面
１３１…「画質改善」リボン
１３２…「最適画像選択」タブ
１３３…「最適画像を実行」ボタン
１３４…一覧表示領域
１３６…一覧表示画像
１３８…「画像設定」タブ
１４０…画像設定画面
１５０…広域画像表示領域
１５２…表示枠
Ｓ…観察対象物
ＡＸ…光軸
ＷＩ…広域画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図５】
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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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