(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを含む観察光学系と、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿うＸＹ面を含み、前記ＸＹ面を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動可能なＸＹステージと、
前記ＸＹ面の前記対物レンズの光軸方向に対する傾きを変更する第１の変更手段と、
前記ＸＹステージの上に載置されたスライドの前記ＸＹ面に対する傾きを変更する第２の変更手段と、
前記ＸＹ面上であって前記観察光学系により観察可能な位置に配置された第１のマークに基づいて前記ＸＹ面の傾きを前記第１の変更手段により変更する第１の制御と、前記スライドに配置された第２のマークに基づいて前記スライドの前記ＸＹ面に対する傾きを前記第２の変更手段により変更する第二の制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ＸＹステージのＸＹ面が前記光軸方向に対して直交するように、前記第１の変更手段による前記ＸＹステージのＸＹ面の傾きの変更を制御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】
前記制御手段は、前記ＸＹステージの面上の複数個所に設けられた前記第１のマークを用いて測定された焦点位置により特定される平面が前記光軸方向に対して直交するように、前記第１の変更手段による前記ＸＹステージのＸＹ面の傾きの変更を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記焦点位置は、顕微鏡下の観察像を撮影する撮影手段の焦点を前記第１のマークに合わせることにより得られ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】
前記第１のマークは、複数の異なる線幅を有するパターンを含む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】
前記第１の変更手段は、前記ＸＹステージを支持して前記ＸＹ面に直交するＺ軸方向に移動する複数のΔＺリフトユニットを有し、
前記制御手段は、前記複数のΔＺリフトユニットを個別に駆動することにより前記ＸＹステージのＸＹ面の傾きを変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記複数のΔＺリフトユニットは、１辺が前記Ｘ軸方向またはＹ軸方向に一致している三角形の頂点に配置された３つのΔＺリフトユニットを含むことを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記三角形の内側に前記顕微鏡システムの観察範囲が存在することを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡システム。
【請求項９】
前記第１のマークは、１辺が前記Ｘ軸方向またはＹ軸方向と一致している三角形の頂点位置に配されていることを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記第２の変更手段は、スライドを載置し、スライドにともに前記ＸＹ面に垂直なＺ軸方向の軸まわりに回転可能な回転ステージを有し、更に、前記Ｚ軸方向に対する前記回転ステージの上面の傾きを変更するΔΘステージを備え、
前記制御手段は、前記ΔΘステージの上面に載置されたスライドの複数個所に設けられた前記第２のマークを用いて測定された焦点位置に基づいて、前記ΔΘステージの上面の傾きを変更することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記スライドの面が前記Ｚ軸方向に対して直交するように、前記第２の変更手段による前記ΔΘステージの上面の傾きの変更を制御することを特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記スライドの複数個所で測定された焦点位置により特定される平面が前記Ｚ軸方向に対して直交するように、前記第２の変更手段による前記ΔΘステージのＸＹ面の傾きの変更を制御することを特徴とする請求項１０または１１に記載の顕微鏡システム。
【請求項１３】
前記焦点位置は、顕微鏡下の観察像を撮影する撮影手段の焦点を、前記スライドに設けられた前記第２のマークに合わせることにより計測されることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１４】
前記第２の変更手段は、前記ΔΘステージを支持して前記Ｚ軸方向に移動する複数のｄＺリフトユニットを有し、
前記制御手段は、前記複数のｄＺリフトユニットを個別に駆動することにより前記ΔΘステージのＸＹ面の傾きを変更することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１５】
前記複数のｄＺリフトユニットは、１辺が前記Ｘ軸方向または前記Ｙ軸方向に一致している三角形の頂点に配置された３つのｄＺリフトユニットを含むことを特徴とする請求項１４に記載の顕微鏡システム。
【請求項１６】
前記制御手段により制御された状態で、前記ＸＹステージ上に載置された前記スライドの観察対象を撮像して得られる画像を表示部に表示させる表示制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項１７】
前記表示制御手段は、染色状態の異なる観察対象を撮像して得られる複数の画像を表示部に表示させることを特徴とする請求項１６に記載の顕微鏡システム。
【請求項１８】
前記表示制御手段は、同一の検体からスライスされ取得された、スライス面と直交する方向に隣接する２の観察対象を撮像して得られる第一の画像及び第二の画像を表示部に表示させることを特徴とする請求項１６または１７に記載の顕微鏡システム。
【請求項１９】
対物レンズを含む観察光学系と、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿うＸＹ面を含み、前記ＸＹ面を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動可能なＸＹステージと、
前記ＸＹ面の前記対物レンズの光軸方向に対する傾きを変更する第１の変更手段と、
前記ＸＹステージの上に載置されたスライドの前記ＸＹ面に対する傾きを変更する第２の変更手段と、を備える顕微鏡システムの制御方法であって、
前記ＸＹ面上であって前記観察光学系により観察可能な位置に配置された第１のマークに基づいて前記ＸＹ面の傾きを前記第１の変更手段により変更する第１の制御工程と、
前記スライドに配置された第２のマークに基づいて前記スライドの前記ＸＹ面に対する傾きを前記第２の変更手段により変更する第二の制御工程と、
を有することを特徴とする顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の開示は顕微鏡システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、がん罹患率が大幅な増加傾向にあるが、がんの治療に際しては、がんの性状を鑑別する病理診断が重要であって、その診断内容如何によって治療方針が決まって行くと言う状況がある。がん発生の機序は遺伝子に起因する事が解っており、遺伝子に起きた異変が、細胞内形態の異型、細胞形態の異型、組織形態の異型などとなって現れる。これらの異型の形態を顕微鏡により観察し、癌による異型（組織型）を判定するのが病理診断における形態診断である。
【０００３】
一方、近年の医療の進展により、がん細胞では、がん遺伝子がコードする特定タンパクの過剰発現が多く見られる事が解り、この過剰タンパクを検出する事で、がんの特徴を判別する事が可能になっている。タンパクの検出は、例えば、目標とするタンパクを特異的に染色し、組織の染色度合を細胞単位で顕微鏡観察する事で行われる。この方法は、がんの機能的特徴を判定するものであって、病理診断における機能診断と呼ばれる。
【０００４】
上述の形態診断、機能診断の何れにおいても、組織切片のミクロレベルの微細構造を顕微鏡により詳細に観察すること（以下、ミクロ観察、ミクロ診断）が必須であり、病理医にとって、光学顕微鏡はとりわけ重要なツールとなっている。また、顕微鏡による肉眼でのミクロ診断に際し、エビデンスとして重要な所見画像の記録を行いたい場合が多々生じるため、デジタルカメラが光学顕微鏡に装着され所見画像の記録に活用されている。また、デジタルカメラ（撮像素子）が組み込まれたデジタルスキャナやデジタル顕微鏡も利用可能である。このように、顕微鏡に加えて、撮像機能を提供するデジタルカメラが病理医にとって重要なツールとして加わりつつある。たとえば、デジタルカメラ（撮像素子）が搭載されたデジタル顕微鏡（特許文献１参照）は、診断の過程で必要に応じてエビデンス画像を容易に撮影することができるため便利性が高く、がんに限らず、広く病理診断における活用が望まれている。
【０００５】
一般に、病理医による病理診断では、以下に述べる手順で、組織切片の形態診断が行われる。形態診断の最初に行われるスクリーニングでは、一般染色（ＨＥ染色）された組織切片が載置されたスライドガラス（以下、スライド）を顕微鏡により低倍で観察（低倍観察）して関心領域（ＲＯＩ）と呼ばれる病変部を特定する。そして、特定されたＲＯＩを高倍で観察（高倍観察）することにより詳細な診断が行われる。
【０００６】
低倍観察で用いられる４倍対物レンズや１０倍対物レンズの焦点深度は、例えば、波長＝５５０ｎｍにおいて、夫々、約２１μｍ及び約３．５μｍである。これら焦点深度は、観察対象の組織切片の厚さ３〜５μｍに比べて、十分深いか、概ね同等である。このため、病理医は、スクリーニングにおいては、顕微鏡のＸＹステージ（スライド）を移動して行えば済む。一方、高倍観察で２０倍、４０倍、１００倍の対物レンズが用いられ、この場合、例えば、波長５５０ｎｍにおける焦点深度は、２０倍の対物レンズで約１μｍ、４０倍の対物レンズで約０．６μｍ、１００倍の対物レンズで約０．３μｍである。このように、高倍観察では、焦点深度は組織切片（３〜６μｍ）の厚みよりかなり浅くなる。そのため、スクリーニング後の診断における高倍観察では、観察対象の組織切片をＺ方向へ移動する事が必要となり、病理医はＸＹステージに加えて、Ｚステージを移動しながら組織切片の観察を行う。
【０００７】
また、高倍観察におけるＺステージの移動は、上述した組織切片の厚み方向の詳細観察に加え、以下に述べる視点においても必要である。即ち、顕微鏡のＸＹステージの観察面の光軸にたいする直角度は、顕微鏡の機構精度によって決まる。通常、スライド可動範囲（例えば７６ｍｍ）で最悪５０μｍ程のあおり、組織切片サイズの範囲（例えば２７ｍｍ）でも最悪２０μｍ程のあおりが存在し得る。なお、本明細書において、「あおり」とは、表面のなだらかなうねりやなだらかな傾き（平面度、平行度が０でない）を指す。更に、組織切片が載置されるスライドガラスも例えば最悪で２０μｍ程のあおりを有する。この為、ＸＹステージを移動すると、ＸＹステージやスライドのあおり量に応じて組織切片のＺ位置が移動してしまい、組織切片が焦点位置から外れてしまうことになり、Ｚステージの操作が重要となる。このように、病理医は、観察視野を移動しながら、すなわち顕微鏡のＸＹＺステージ（スライド）を移動しながら低倍率と高倍率による観察を繰り返す。
【０００８】
また、病理医は、スライドに載せられている検体の全体を低倍率でスクリーニングして、詳細な観察が必要な個所（ＲＯＩ）が観察されたステージの位置を記憶／記録しておく。そして、低倍率でのスクリーニングを終えた後、記憶／記録されているＸＹステージの位置をたよりにＲＯＩの観察位置を探し、高倍率に切り替えて、ＸＹステージ及びＺステージを移動しながら診断を行う。あるいは、病理医は、低倍率スクリーニングで発見したＲＯＩを直ちに高倍率で観察するという手順を用いることもある。
【０００９】
一方、機能診断では、通常、形態診断で特定の所見を有する組織切片の連続切片に対して、機能染色（形態診断における形態染色に対して、例えば、免疫組織化学染色による機能染色）を施し、顕微鏡による観察が行われる。すなわち、形態情報と機能情報とをスライド間で比較観察することが行われる。また、形態診断において、隣接する複数の切片から作製された複数のスライドの形態画像を精度よく位置合わせし重畳して表示し、組織の厚み方向の変化を観察することは診断上有用である。また機能診断において、一般染色（ＨＥ染色）による形態画像と（複数の）機能染色による機能画像とを精度よく位置合わせして重畳し、形態異型と機能の変化を比較観察することは診断上有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４６００３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、顕微鏡システムにおいて、観察位置や静止画撮影の３次元（ＸＹＺ）位置を病理診断に耐える精度で再現することができていなかった。例えば上述の形態診断において、高倍率での診断を終えた後、直前の低倍率スクリーニングの位置へ観察位置を戻す必要があるため、直前のＸＹステージの位置（ＸＹ位置）を記憶しておく必要がある。即ち、病理医は、ＸＹステージ操作時の手指による操作量の記憶、及び、それに対応する観察画像の記憶を頼りに、ＲＯＩの観察位置の特定を行っているのである。また、低倍率のスクリーニング個所から、再度確認を行うため、高倍でＲＯＩを観察し直すには、ＸＹステージ（ＸＹ位置）の操作に加え、Ｚステージ（Ｚ位置）の操作が必要である。しかしながら、これに対しても手指による操作量の記憶、及び、それに対応する観察画像の記憶を頼りにする事が必要であった。特に、Ｚステージに関しては、ＸＹステージ及びスライド面に存在するあおりの為、様々なＸＹ位置において操作必要となり、Ｚステージの操作回数が過大となり、病理医に大きな負荷がかかっている。なお、あおりが無ければ、ＸＹステージを移動しても組織切片の同一Ｚ平面内での移動となり、ＸＹ位置の移動に伴うＺステージの操作は無用である。
【００１２】
これは、一般的な顕微鏡システムでは、観察位置の座標把握を簡便に且つ必要な精度で行える手段が無い事に起因する。たとえば、付属するＸＹステージが手動ステージの場合は、座標取得手段は、例えば、ノギスと同様に主スケール及び副スケールよりなる。しかしながら、主スケールと副スケールの位置関係から座標値を読むのは容易ではなく、また、その最小読み取り精度は１／１０ｍｍ程度であり、ミクロ観察には粗すぎる。また、付属するＺステージが手動ステージの場合は、座標取得手段は、例えば、粗動摘み及び微動摘みに刻まれたスケールよりなる。しかしながら、粗動摘み及び微動摘みの位置関係から座標値を読むのは容易でなく、また、その最小読み取り精度は１／１０ｍｍ程度であり、ＸＹ位置と同様に、ミクロ観察には粗すぎる。
【００１３】
また、電動式のＸＹステージでは、例えば、Ｘ方向に移動するＸステージと、Ｘステージ上に設けられＹ方向に移動するＹステージを有し、Ｘステージ、Ｙステージそれぞれが各方向に対する移動量の計測のためのリニアエンコーダを有している。この場合ＸステージのリニアエンコーダからＸ方向に対する位置を、ＹステージのリニアエンコーダからＹ方向に対する位置をそれぞれ得た上で、これら位置情報を合わせてスライドが載置されるＹステージのＸＹ座標値を得ている。しかるに、このようなＸ方向及びＹ方向の位置を別々に得る間接的な計測方法では、ＸＹ各ステージの機械的な誤差等に伴う座標誤差により、病理診断に求められる精度の位置情報を得るのは困難である。
【００１４】
電動式のＺステージでは、例えば、リニアエンコーダは、Ｚステージが取り付けられる顕微鏡の鏡基に内蔵されており、この為、得られるＺ方向の位置情報は、Ｚステージ自体のＺ方向移動量の把握に使えるのみであって、ある観察位置のＺ位置を示すものではない。又、Ｚステージの移動機構自体、例えば、総重量５Ｋｇ位になる場合もあるＸＹＺステージを５ｃｍ内外の可動範囲で上下移動させる目的のものであり、移動精度としては、１０〜１００μｍの再現性を確保するのがやっとである。従って、たとえば、病理診断における関心領域（ＲＯＩ）の最小サイズは１μｍ程度であり、観察位置を再現するための位置管理精度としては０．１μｍ程度が要求されると考えられるが、このような位置管理精度を満足するＸＹＺステージを備えた顕微鏡システムは現存しない。
【００１５】
また、高倍対物レンズによる顕微鏡観察（高倍観察）では、焦点深度は組織切片の厚みより薄くなる。そのため、ステージのＸＹ及びＺ方向の精度が確保されても、ステージが移動するＸＹ面にあおりがある（ＸＹ面の法線方向と顕微鏡の光軸方向とが一致していない）と、ステージをＸまたはＹ方向へ移動することでＺ方向の位置が変化してしまう。したがって、顕微鏡ごとにＸＹ面のあおりが異なると、ＸＹ及びＺ方向の位置を正確に制御できても、Ｚ方向の位置を正確に再現することができず、異なる画像（異なるＺ位置の画像）が観察されてしまう。
【００１６】
しかるに、従来、一般的な顕微鏡システムでは、Ｚ方向の位置の再現を行う前提となるＸＹステージのあおり、スライドのあおりを補正する手段、及び、Ｚ方向の観察位置の座標把握が簡便に且つ必要な精度で行える手段が無い。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステージ面の光軸方向に対する傾きを調整することにより顕微鏡のステージ面の光軸方向の位置を病理診断に要求される精度で管理することを可能にす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】
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による顕微鏡システムは以下の構成を備える。すなわち、
対物レンズを含む観察光学系と、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿うＸＹ面を含み、前記ＸＹ面を前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動可能なＸＹステージと、
前記ＸＹ面の前記対物レンズの光軸方向に対する傾きを変更する第１の変更手段と、
前記ＸＹステージの上に載置されたスライドの前記ＸＹ面に対する傾きを変更する第２の変更手段と、
前記ＸＹ面上であって前記観察光学系により観察可能な位置に配置された第１のマークに基づいて前記ＸＹ面の傾きを前記第一の変更手段により変更する第１の制御と、前記スライドに配置された第２のマークに基づいて前記スライドの前記ＸＹ面に対する傾きを前記第２の変更手段により変更する第二の制御を行う制御手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ステージ面の光軸方向に対する傾きを調整することにより顕微鏡のステージ面の光軸方向の位置を病理診断に要求される精度で管理することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態による顕微鏡システムを示す図である。
【図２】実施形態による顕微鏡システムの光学系の構成の概要を示す図である。
【図３】（ａ）は顕微鏡システムの外観を示す図、（ｂ）はΔＺステージの装着状態を説明する図、（ｃ）はＺスケールとＺセンサを説明する図である。
【図４】ΔＺステージのＺベースへの装着及びステージの載置を説明する図である。
【図５】ΔＺステージのリフトユニットの構造を説明する図である。
【図６】ΔＺステージのステージへの装着を説明する図である。
【図７】（ａ）は実施形態の顕微鏡に搭載されるステージの外観を示す図であり、（ｂ）はステージの上面を示す図であり、（ｃ）はエリアスケールの一部を拡大して示した図である。
【図８】（ａ）は位置管理面ステージ（Ｘステージ）を側面から見た図であり、（ｂ）（ｃ）はＸＹスケール板とＸ軸、Ｙ軸センサの位置関係を説明する図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）はＸ，ＹエリアスケールとＸ軸、Ｙ軸センサ、斜行センサの位置関係を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はＸ，ＹエリアスケールとＸ軸、Ｙ軸センサ、斜行センサの位置関係を示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）はＸＹスケール板に設けられたＸＹクロスハッチを説明する図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はＸＹスケール板に設けられたＸＹクロスハッチを説明する図である。
【図１３】ΔΘステージの位置管理面ステージへの搭載の状態を示す図である。
【図１４】ΔΘステージの構成を説明する図である。
【図１５】ΔΘステージのリフトユニットの構造を示す図である。
【図１６】ΔΘステージの位置管理面ステージへの装着を説明する図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）はΔΘステージによる回転補正を説明する図であり、（ｃ）はΔΘステージに載置されたスライドの回転を説明する図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）は位置管理面ステージを示す図である。
【図１９】（ａ）、（ｂ）はＹステージを示す図である。
【図２０】ステージベースを示す図である。
【図２１】カメラ装着用のアダプタ部を説明する図である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）はΔＣアダプタを説明する図である。
【図２３】（ａ）はスライドガラスを示す図であり、（ｂ）、（ｃ）はスライドガラスの基準マークを示す図である。
【図２４】（ａ）はスライドガラスの他の例を示す図であり、（ｂ）はフォーカス基準マークを説明する図である。
【図２５】実施形態による顕微鏡システムの制御構成例を示す図である。
【図２６】実施形態による顕微鏡システムの制御構成例を示す図である。
【図２７】実施形態による顕微鏡システムの全体動作を示すフローチャートである。
【図２８】顕微鏡システムの各部の初期化動作を示すフローチャートである。
【図２９】ＸＹステージのあおり補正処理を示すフローチャートである。
【図３０】ΔＣアダプタによる補正動作を説明するフローチャートである。
【図３１】（ａ）〜（ｅ）は、イメージセンサとステージの間の回転補正を説明する図である。
【図３２】ステージ原点検出動作を示すフローチャートである。
【図３３】（ａ），（ｂ）は、ステージ原点検出動作を説明する図である。
【図３４】スライドのあおり補正処理を説明するフローチャートである。
【図３５】ΔΘステージによる補正動作を説明するフローチャートである。
【図３６】（ａ）〜（ｃ）は、イメージセンサとスライドの間の回転補正を説明する図である。
【図３７】スライドの原点を検出する動作を示すフローチャートである。
【図３８】（ａ）〜（ｅ）は、スライドの原点検出動作を説明する図である。
【図３９】スライド面のδＺ分布を測定する処理を説明するフローチャートである。
【図４０】画像ファイルの生成、記録を説明するフローチャートである。
【図４１】画像ファイルのデータ構成例を示す図である。
【図４２】ディスプレイとステージの観察位置を同期させる処理を示すフローチャートである。
【図４３】ディスプレイとステージの観察位置の同期を説明する図である。
【図４４】（ａ）、（ｂ）は、撮像画像のＸＹ軸とステージのＸＹ軸との回転ズレの影響を説明する図である。
【図４５】実施形態による斜行処理を説明する図である。
【図４６】実施形態による斜行処理を説明する図である。
【図４７】実施形態による斜行処理を説明する図である。
【図４８】対物レンズの切り替え時の処理を説明するフローチャートである。
【図４９】（ａ）はフォーカス基準マークつきのカバーガラスを示す図、（ｂ）はフォーカス基準マークつきのカバーガラスを用いた場合の組織切片の厚みを取得する方法を説明する図、（ｃ）はカバーガラスと焦点位置の関係を説明する図である。
【図５０】δＺ分布の計算を説明する図である。
【図５１】δＺ分布の計算を説明する図である。
【図５２】ΔＺステージのあおりの補正に用いるフォーカス基準マークについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、以下では、病理診断用に用いられる正立型であって、対物レンズが観察対象（スライド）の上側に配置され、観察光をスライド下面から投射する透過光観察を行う顕微鏡を本発明の実施形態として説明する。
【００２２】
本実施形態の位置管理顕微鏡システムは、病理診断に要求される所定精度で観察位置の位置管理を行い、過去の観察位置を正確に再現することを可能とする。そのため、位置管理の為の基準を有するスライドを使用し、更に、該スライドを載置した際、載置されたスライドの回転誤差を補正する手段を有する高精度なＸＹステージを具備する。また、このＸＹステージは観察位置のＸＹ座標値を直接的に把握する機能を有するとともに、装着されたデジタルカメラ（撮像素子）などとの相対的な位置関係の誤差などを補正する手段を有する。さらに、本実施形態の位置管理顕微鏡システムは、ＸＹステージやスライドのデジタルカメラに対するあおりを補正し、高さ方向（Ｚ方向、デジタルカメラの光軸方向）における観察位置についても病理診断に要求される所定精度での管理を実現する。
【００２３】
ここで、病理診断に要求される所定精度は、関心領域（ＲＯＩ）の最小サイズとなろう。細胞内の構造物は、μ台からサブμ台の範囲に分布しており、ここで観察される異型が病理診断で求められる最小サイズのＲＯＩと考えて良い。一方、通常使用する可視光用対物レンズでは、１００倍における分解能は約０．２μｍ（緑色光：５５０ｎｍにて）であり、また、紫外光用対物レンズを用いれば約０．１μｍ（紫外光：２００ｎｍにて）まで解像可能である。従って、観察可能なＲＯＩのＸＹ方向の最少サイズは、紫外解像限界０．１μｍの例えば１０倍として１μｍ角となる。よって、目標とすべきＸＹ方向の位置管理精度は、解像限界の０．１μｍであり、座標管理単位は、例えばその１／１０として、０．０１μｍ刻みとなる。
【００２４】
一方、対物レンズの最高倍率と考えてよい１００倍対物レンズでは、その焦点深度は、緑色光（５５０ｎｍ）にて約０．３μｍであり、また、紫外光用対物レンズでは約０．１μｍ（紫外光：２００ｎｍにて）となる。つまり、ＲＯＩのＺ方向の最小サイズは、紫外光用対物レンズの場合の焦点深度０．１μの例えば１０倍として１μｍとなる。よって、目標とすべきＺ方向の位置管理精度は、最小焦点深度の０．１μｍであり、座標管理単位は、例えばその１／１０として、０．０１μｍ刻みとなる。従って、ＲＯＩの最少サイズは、１μｍサイズのＣｕｂｅ、そして、位置管理精度は０．１μｍのＣｕｂｅ 、座標管理単位は、例えばその１／１０として、０．０１μｍのＣｕｂｅとなる。
【００２５】
以下では、このような位置精度を、顕微鏡による観察対象のスライドを載置して移動するＸＹステージの移動面であるＸ，Ｙ方向、およびこの移動面に垂直なＺ方向の３次元において実現する位置管理顕微鏡システムについて説明する。又、本実施形態の位置管理顕微鏡システムは、位置管理の為の基準を有さない既存のスライドも、互換性の観点からサポートするべく、所定の対応手段を具備している。
【００２６】
図１は本実施形態による位置管理顕微鏡システム（以下、顕微鏡システム）１０の基本構成を示す図である。顕微鏡システム１０は、顕微鏡本体１００、ステージ２００、カメラ装着用のアダプタ部３００、デジタルカメラ４００、制御ユニット５００、ΔＺステージ９００を備える。ステージ２００、アダプタ部３００、デジタルカメラ４００、ΔＺステージ９００は本実施形態の位置管理に対応する構成、機能を有する。制御ユニット５００は、コントローラ５０１とディスプレイ５０２を有する。コントローラ５０１はＣＰＵ５１１、メモリ５１２を含む（図２５参照）。ＣＰＵ５１１は、メモリ５１２に格納されたプログラムを実行することにより、後述する各種処理を実行する。また、コントローラ５０１は、表示部としてのディスプレイ５０２の表示制御を行う。
【００２７】
顕微鏡本体１００を構成する鏡基１２１は、顕微鏡の各種構造物を取り付ける為の堅牢な本体フレームである。接眼鏡基１２２は鏡基１２１に固定され、接眼鏡筒１２３（本例では双眼）を接続する。光源ボックス１２４は、透過観察用の光源（たとえば、ハロゲンランプまたはＬＥＤなど）を収納し、鏡基１２１に取り付けられる。Ｚ摘み１２５は、Ｚベース１３０をＺ軸方向（上下方向）へ移動させるための摘みである。Ｚベース１３０には、Ｚ方向の位置管理機能を提供するΔＺステージ９００が装着され、ΔＺステージ９００の上にはＸＹ方向の位置管理機能を提供するステージ２００が載置される。Ｚベース１３０は，Ｚ摘み１２５の回転に応じてＺベース１３０をＺ方向に移動するＺベース移動機構１３１（図２（ａ）を参照）により鏡基１２１に装着されている。ΔＺステージ９００は、ステージ２００の、デジタルカメラ４００の光軸あるいは顕微鏡本体のレンズの光軸に対するあおりを補正するとともに、観察位置のＺ方向の高精度な位置決めを実現する。１２６は対物レンズユニットであり、光学倍率に応じた複数種類のユニットが存在する。リボルバ１２７は、複数種類の対物レンズユニット１２６を取り付けられる構造を有し、リボルバ１２７を回転させる事により、所望の対物レンズユニットを顕微鏡による観察のために選択する事が出来る。
【００２８】
ステージ２００は、位置基準付きスライド（以下、スライド７００）を搭載し、Ｚ軸まわりに回転するΔΘステージ６００と、スライド７００を載置したΔΘステージ６００をＸ方向とＹ方向を含むＸＹ面上で移動するＸＹステージを含む。ΔΘステージ６００はスライド７００上の位置基準マークを基に回転ずれを補正する機能を提供するとともに、スライド７００の面の、デジタルカメラ４００の光軸または顕微鏡本体のレンズの光軸（以下、単に光軸という）に対するあおりを補正する機能を提供する。また、ステージ２００は、ＸＹステージ上にＸＹ方向の高精度スケールを具備したＸＹスケール板２１０を有している。Ｘ摘み２０１、Ｙ摘み２０２はそれぞれステージ２００をＸ方向、Ｙ方向へ手動で移動するための摘みである。ΔＺ摘み９０４はΔＺステージ９００を手動でＺ方向へ移動するための摘みである。
【００２９】
アダプタ部３００は、接眼鏡基１２２に鏡基マウント１２８を介してデジタルカメラ４００を装着するための装着部として機能する、カメラ装着用のアダプタである。アダプタ部３００は、デジタルカメラ４００と鏡基マウント１２８との軸合せ機能を有する。鏡基マウント１２８は、位置決め基準が付与された、例えばねじ込み等の、所定の装着機構を有する。
【００３０】
デジタルカメラ４００は、アダプタ部３００及び鏡基マウント１２８により、接眼鏡基１２２と所定の位置関係を保って、着脱可能に顕微鏡本体１００に取り付けられる。デジタルカメラ４００は、顕微鏡本体１００により得られる顕微鏡画像を撮像する。デジタルカメラ４００は、エビデンス記録を目的とするもので、例えば、ＵＳＢインタフェースケーブル１１を介してコントローラ５０１に接続され、コントローラ５０１からの指示により顕微鏡下の観察像を撮影する。撮影された観察像は、コントローラ５０１の制御下でディスプレイ５０２に表示される。デジタルカメラ４００の撮像機能は、イメージセンサの出力をリアルタイムでモニタに表示する所謂ライブビューを行うためのライブ画像撮像機能と、静止画撮像機能を含む。ライブ画像撮像機能は静止画撮像機能よりも低解像度である。また、ライブ画像撮像機能および静止画撮像機能は、撮影された画像（動画、静止画）を所定のインタフェース（本実施形態ではＵＳＢインタフェース）を介して外部装置へ送信することが可能となっている。
【００３１】
図２は、本実施形態による顕微鏡システム１０の光学系を説明する模式図である。図２（ａ）に示すように、透過観察用の光源１４１、光源１４１からの光源光を集光するコレクタレンズ１４２が光源ボックス１２４に収納されている。１４３は視野絞りであり、スライド上の照明径を決める。視野絞り１４３を通った光源光は、ミラー１４４、中継レンズ１４５、開口絞り１４６、コンデンサレンズ１４７をとおり、スライド上の検体（組織切片）に照射される。スライドガラス上の検体を透過した光は、対物レンズユニット１２６内の対物レンズ１４８へ入る。対物レンズ１４８をとおった光は結像レンズ１４９を経てスプリットプリズム１５０に到達する。なお、コレクタレンズ１４２、中継レンズ１４５、コンデンサレンズ１４７、対物レンズ１４８、結像レンズ１４９などは、其々、通常複数枚のレンズの組み合わせで構成されている。
【００３２】
スプリットプリズム１５０は、ビームスプリッタとも呼ばれ、対物レンズ１４８からの光学像の光路を接眼光学系または撮像光学系に切り替える機能を有する。たとえば、接眼光学系用反射プリズム、及び、撮像光学系用ストレートプリズムをプッシュプルロッドによって入れ替える構成となっている。これにより、
・デジタルカメラ４００（イメージセンサ４０１）による撮像のみとし、接眼鏡筒１２３からの観察を行えない状態、
・接眼鏡筒１２３からの観察のみで、イメージセンサ４０１による撮像を行えない状態、のいずれかの状態とすることができる。
【００３３】
または、上記構成に替えて、あるいは上記構成に加えて、接眼光学系とカメラ撮像光学系の両方に半分ずつの光量を通すハーフミラースプリットプリズムを配置してもよい。この場合、イメージセンサ４０１による撮像と接眼鏡筒１２３からの観察の両方を行える状態を提供可能となる。スプリットプリズム１５０をカメラ側に切り替えると、組織切片を透過した光はアダプタレンズ３０１を介して、デジタルカメラ４００内のイメージセンサ４０１上に結像する。イメージセンサ４０１を有するデジタルカメラ４００は、顕微鏡下の画像を撮像する。
【００３４】
接眼系の光路は接眼鏡筒１２３へ向かう光路である。図２（ｂ）は接眼鏡筒１２３の接眼光学系の一例を説明する為の図であり、ジーデントップ式双眼鏡筒の例を示している。図２（ｂ）において、右側の光学系は左眼用光学系であり、左眼用スプリットプリズム１５１により左眼系の一次像の結像面１５２に像が形成され、左眼用接眼レンズ１５３を介してユーザにより観察される。一方、図２（ｂ）の左側の光学系は右目用光学系であり、右眼用平行プリズム１５４により右眼系の一次像の結像面１５５に像が形成され、右眼用接眼レンズ１５６を介してユーザにより観察される。
【００３５】
図２（ａ）に戻り、撮像光学系の光路には、アダプタ部３００とデジタルカメラ４００の装着により、アダプタレンズ３０１とイメージセンサ４０１が配される。アダプタレンズ３０１は、接眼鏡基１２２に取り付けられたアダプタ部３００内に組込まれたレンズであり、通常、複数枚で構成される。アダプタレンズ３０１により、デジタルカメラ４００内に配設されたイメージセンサ４０１の撮像面に観察像が形成され、デジタルカメラ４００による顕微鏡画像の撮像が可能となる。
【００３６】
次に、ΔＺステージ９００について説明する。図３（ａ）は、図１とは異なる方向からの顕微鏡本体１００の斜視図であり、図３（ｂ）はΔＺステージ９００のＺベース１３０への装着状態を示す図である。鏡基１２１には、Ｚベース１３０のＺ方向の位置を計測するためのＺスケール９９０が設けられており、ΔＺベース９０１に装着されたＺセンサ９９１による移動量の計測に用いられる。ステージ２００は、顕微鏡本体１００のＺベース１３０にΔＺステージ９００を介して装着される。ΔＺステージ９００は、Ｚベース１３０に装着される。また、図３（ｃ）に示すように、Ｚスケール９９０はＺ初期位置マーク９９０ａとＺリニアスケール９９０ｂを有する。Ｚセンサ９９１はＺ初期位置センサ９９１ａとＺ軸センサ９９１ｂを有し、それぞれＺ初期位置マーク９９０ａの検出とＺリニアスケール９９０ｂの読み取りを行う。なお、Ｚリニアスケール９９０ｂは、後述するＸエリアスケール２１１（図７（ｃ）等）と同様のパターンであり、スケール幅を狭くしてリニアスケールとしたものである。Ｚリニアスケール９９０ｂは、Ｘエリアスケール２１１と同様に、例えば、透過部及び遮光部は夫々２μｍ巾のラインであって、このペアが４μｍピッチで配列されている。このＺリニアスケール９９０ｂとＺ軸センサ９９１ｂを用いて、例えば２０００分の一の内挿演算により、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以下の分解能及び０．１μｍの位置精度を実現するものとする。なお、本実施形態では、Ｚリニアスケール９９０ｂとＺ軸センサ９９１ｂによりインクリメンタルタイプの位置計測が実行されるが、アブソリュートタイプで位置計測を行なってもよい。アブソリュートタイプの場合、Ｚ初期位置マーク９９０ａおよびＺ初期位置センサ９９１ａは省略可能となる。
【００３７】
図４は、Ｚベース１３０へのΔＺステージ９００の装着、ΔＺステージ９００へのステージ２００の装着を説明する図である。Ｚベース１３０とΔＺステージ９００とは、ΔＺベース９０１に設けられたＺベース取り付け穴９０２とネジ９９２により固定される。このとき、Ｚベース１３０に設けられた位置決めピン９９３がΔＺベース９０１の位置決め穴９０３と嵌合することによって、Ｚベース１３０に対するΔＺステージ９００の装着時の精度を向上させている。ΔＺステージ９００のΔＺベース９０１には、ステージ２００のあおりを調整するためのΔＺリフトユニット９１０が複数個所、本例では３か所、に装着されている。また、ステージ２００の最下部にあるステージベース２６０には、ΔＺリフトユニット９１０のステージ抑えバネ９１７を引っ掛けるためのバネフック９９５が設けられている。ステージ２００は、３個のΔＺリフトユニット９１０のそれぞれのステージ抑えバネ９１７をステージベース２６０に設けられたバネフック９９５に引っ掛けることで、ΔＺステージ９００に押しつけられる。また、ステージ２００のステージベース２６０の下面には、球面軸受９９６が圧入されている。ステージ２００がステージ抑えバネ９１７によりΔＺステージ９００に押しつけられた状態で、ΔＺリフトユニット９１０のリフトピン９１４はステージベース２６０の球面軸受９９６と嵌合する。この時、センサプレート用ホール９９７にセンサプレート９１９が挿入された状態となる。なお、ステージベース２６０のＺベース取り付け穴９０２ａと位置決め穴９０３ａを用いて、Ｚベース１３０にステージ２００を（ΔＺステージ９００を介さずに）直接に固定することも可能となっている。これは、より高度な機能を提供するΔＺステージをアドオンで、導入可能とする為である。ΔＺリフトユニット９１０のΔＺモータ９１３が駆動されるとリフトピン９１４が上下に移動する。複数のΔＺリフトユニット９１０のリフトピン９１４の上下動により、ステージ２００のＸＹ面の傾きが制御される。
【００３８】
図５はΔＺリフトユニット９１０の構造を説明する図である。図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれΔＺリフトユニット９１０の斜視図であり、図５（ｄ）はΔＺリフトユニット９１０の断面図である。ホルダ９１１はΔＺリフトユニット９１０の各機構を配設する筐体の役割を担う支持機構である。本実施形態では３つのΔＺリフトユニット９１０が図５（ｅ）に示すように配置されている。３つのΔＺリフトユニット９１０のリフトピン９１４（ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３）のうち、２つ（Ｌ１、Ｌ２）が鏡基側においてＸ方向に間隔Ｒｈで並び、他の１つ（Ｌ３）は鏡基より遠端側に配置され、例えば、高さがＲｉの二等辺三角形を形成する如く配置される。ホルダ９１１には、リニアガイドレール９１５が固定されており、摺動ブロック９１６が、リニアガイドレール９１５に対して摺動可能に取りつけられている。摺動ブロック９１６にはリフトブロック９１２が固定されており、摺動ブロック９１６とともにリニアガイドレール９１５に沿って移動可能となっている。また、リフトブロック９１２には、ステージベース２６０の球面軸受９９６と当接するリフトピン９１４が設けられている。
【００３９】
ホルダ９１１にはΔＺモータ９１３が固定されており、ΔＺモータ９１３の回転軸にはボールネジ９１８が設けられている。ΔＺモータ９１３としては、たとえば超音波モータを用いることができるが、これに限られるものではない。また、ΔＺモータ９１３の代わりに多層ピエゾ素子を用いてもよい。リフトブロック９１２は、ボールネジ９１８の回転により移動するナット９１８ａを有している。この構成により、ΔＺモータ９１３の回転駆動でリフトブロック９１２をリニアガイドレール９１５に沿って移動させることができる。ΔＺモータ９１３、ボールネジ９１８、ナット９１８ａ、そして、リニアガイドレール９１５、摺動ブロック９１６が、リフトブロック９１２のリニア駆動機構を構成し、ΔＺモータ９１３の回転をリフトブロック９１２の上下動に変換する。こうして、リフトピン９１４のＺ方向の位置を任意の位置に移動させることを可能にしている。弾性部材であるステージ抑えバネ９１７はホルダ９１１に設けられたホールドピン９２１にその一端が引っ掛けられ、他端がステージベース２６０に設けられたバネフック９９５に引っ掛けられる。これにより、球面軸受９９６がリフトピン９１４に押圧された状態となり、ステージベース２６０をΔＺベース９０１に安定させることができるとともに、リフトピン９１４の昇降によりステージ２００のＺ方向位置の微調整、面の傾きの微調整が可能となる。また、ホルダ９１１には、ステージベース２６０のセンサプレート用ホール９９７に設けられたΔＺスケール９９４（図６（ｂ）（ｃ））を読み取るためのΔＺセンサ９２０が装着されたセンサプレート９１９が固定されている。
【００４０】
図６（ａ）は、ステージ抑えバネ９１７によりΔＺステージ９００をステージベース２６０に固定した状態の断面図を示す。なお、図６（ａ）では、ステージ２００のうちステージベース２６０とＹステージ２４０が示されており、位置管理面ステージ（Ｘステージ）は図示を省略してある。図６（ｂ）は、ΔＺステージ９００をステージベース２６０に固定した状態での、ΔＺリフトユニット９１０の部分の詳細を示す図である。上述したように、ステージ抑えバネ９１７の両端はそれぞれバネフック９９５とホールドピン９２１に接続される。これにより、リフトピン９１４が球面軸受９９６と当接してステージ２００がΔＺステージ９００に、Ｚ方向へ移動可能に装着される。また、センサプレート９１９は、センサプレート用ホール９９７に挿入された状態となり、ΔＺセンサ９２０がステージベース２６０のセンサプレート用ホール９９７の壁面に設けられたΔＺスケール９９４を読み取る。
【００４１】
図６（ｃ）はΔＺスケール９９４の一例を示す図である。ΔＺ初期位置マーク９９４ａとΔＺリニアスケール９９４ｂを有する。なお、リフトブロック９１２によるステージベース２６０のＺ方向の可動範囲は、ΔＺ初期位置マーク９９４ａを中心に±２ｍｍ程度とするが、これに限られるものではなく、ステージ２００のあおりの調整に必要な可動範囲が確保されればよい。ΔＺセンサ９２０はΔＺ初期位置センサ９２０ａとΔＺ軸センサ９２０ｂを含み、それぞれΔＺ初期位置マーク９９４ａの検出、ΔＺリニアスケール９９４ｂの読み取りを行う。なお、各ΔＺリフトユニット９１０のリフトピン９１４の初期位置はΔＺ初期位置マーク９９４ａの位置により決定される。また、ΔＺリニアスケール９９４ｂは、後述するＸエリアスケール２１１（図７（ｃ）等）と同様のパターンであり、スケール幅を狭くしてリニアスケールとしたものである。ΔＺリニアスケール９９４ｂは、Ｘエリアスケール２１１と同様に、例えば、透過部及び遮光部は夫々２μｍ巾のラインであって、このペアが４μｍピッチで配列されている。このΔＺリニアスケール９９４ｂとΔＺ軸センサ９２０ｂを用いて例えば２０００分の一の内挿演算により、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以下の分解能及び０．１μｍの位置（管理）精度を実現するものとする。
【００４２】
次にステージ２００の構成について説明する。図７（ａ）は、位置管理に対応したステージ２００の構成を示す斜視図である。図７（ａ）において、Ｘステージとしての位置管理面ステージ２２０はステージ２００の最上面に位置し、Ｙステージ２４０上をＸ方向に移動する。位置管理面ステージ２２０には、ＸＹスケール板２１０、ΔΘステージ６００が配置、固定されており、ΔΘステージ６００にはスライド７００が載置される。Ｙステージ２４０は、ステージベース２６０上をＹ方向に移動する。即ち、ステージ２００では、ステージベース２６０、Ｙステージ２４０、位置管理面ステージ２２０により、ＸＹステージが構成されている。そして、図４を参照して説明したように、ステージベース２６０は、顕微鏡本体１００のＺベース１３０に固定されたΔＺステージ９００上に、リフトピン９１４による上下動が可能に装着される。
【００４３】
図７（ｂ）は位置管理面ステージ２２０の上面を示す図である。上述したように、位置管理面ステージ２２０の上面には、ΔΘステージ６００、ＸＹスケール板２１０が配設されている。ＸＹスケール板２１０の上面には、Ｘ方向移動時の位置管理に使われるＸ方向の軸情報を有するＸエリアスケール２１１、及び、Ｙ方向移動時の位置管理に使われるＹ方向の軸情報を有するＹエリアスケール２１２、及び、ＸＹの軸合せ基準としてのＸＹクロスハッチ２１３が極めて高精度に形成されている。なお、高精度位置管理を実現する基準とすべく、ＸＹスケール板２１０の材質には、熱膨張係数が極めて小さい材質、たとえば合成石英が使用され、一体的に構成されている。
【００４４】
また、ＸＹスケール板２１０のＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、ＸＹクロスハッチ２１３における各パターンの作製には、半導体露光装置などのナノ技術が用いられる。たとえば、石英ウエハー上に、Ｘ軸及びＹ軸のラインの集合よりなるＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、ＸＹクロスハッチ２１３を５ｎｍ〜１０ｎｍの精度でナノ技術により一体的に作製する。なお、Ｘエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、ＸＹクロスハッチ２１３を露光装置で描画することにより作製することも可能であるが、低コスト化を実現するにはナノインプリントを用いることが好適である。その後、機械加工により所定形状に切り出してＸＹスケール板２１０とする。この為、Ｘエリアスケール２１１のＸＹ軸とＸＹクロスハッチ２１３のＸＹ軸の一致度、Ｙエリアスケール２１２のＸＹ軸とＸＹクロスハッチ２１３のＸＹ軸の一致度、及び、Ｘ軸とＹ軸の直角度はナノレベル台で形成され得る。したがって、ＸＹクロスハッチ２１３のＸ軸及びＹ軸は、Ｘエリアスケール２１１及びＹエリアスケール２１２のＸ軸及びＹ軸をナノレベル台の精度で代表することが可能となる。なお、Ｘエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、ＸＹクロスハッチ２１３の夫々を個別に切り離したり、又は、個別に作製したりして、夫々を位置管理面ステージ上に所定の位置関係になるように配設する事も可能である。しかしながら、その実現には、機械的な誤差を補正する高度な位置合わせ技術が必要になりコスト増の要因になってしまう。
【００４５】
ΔΘステージ６００上にはスライド７００が載置される。その載置方向は、図７（ｂ）に示す如く、例えばラベルエリア７２１が原点マーク７０１の左側となり、観察対象とカバーガラスの配置領域であるカバーガラスエリア７２２が原点マーク７０１の右側となるような方向とする。２０５で示される破線の領域は顕微鏡による観察対象領域である。観察対象領域２０５は、対物レンズ１４８の中心位置（あるいはイメージセンサ４０１の中心位置（観察位置））がＸＹステージに対して相対的に移動する範囲であり、スライド７００とＸＹクロスハッチ２１３とをゆとりを持って包含するサイズとなっている。これにより、どの様な条件下でも、スライド７００およびＸＹクロスハッチ２１３が観察対象領域２０５に入るようにしている。すなわち、スライド７００のみならずＸＹクロスハッチ２１３も、撮像部であるデジタルカメラ４００により撮影可能に配置されている。
【００４６】
また、本実施形態では、観察対象領域２０５の右上端にＸＹクロスハッチ上のクロスハッチ原点が対応するようにしている。そして、対物レンズ１４８の中心（あるいはイメージセンサ４０１の中心（観察位置））とクロスハッチ原点が一致した状態をステージ２００のＸＹ座標原点とする。ただし、ステージのＸＹ座標原点として他の場所を定義しても良い事は言うまでもない。また、このステージのＸＹ座標原点とステージ機構の初期化位置とは必ずしも同じものではない。なお、ステージ座標のＸ軸およびＹ軸、即ち、ステージＸ軸２０３及びステージＹ軸２０４は、夫々、ＸＹクロスハッチ２１３のＸ及びＹ軸に平行である。
【００４７】
図７（ｃ）にＸエリアスケール２１１のスケールパターンの例を示す。Ｘエリアスケール２１１は、位置を検出するＸ方向への、透過部と遮光部による透過型回折格子として形成され、例えば、透過部及び遮光部は夫々２μｍ巾のラインであってこのペアが４μｍピッチで配列されている。なお、スケールパターンは、周期的に光路長が異なるように段差が設けられた位相格子であってもよい。
【００４８】
図８（ａ）は、スライド７００と、ＸＹスケール板２１０上のＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、及び、ＸＹクロスハッチ２１３とのＺ方向の位置関係を示す図である。図８（ａ）に示す如く、スライド７００の上面とＸＹスケール板２１０の上面とが、所定精度で同一平面内になるように、位置管理面ステージ２２０及びΔΘステージ６００が設計される。したがって、ΔΘステージ６００の上面は、ＸＹスケール板２１０の上面よりもスライド７００の厚みの分だけ低くなっている。このように、本実施形態では、ＸＹスケール板２１０の上面（Ｘエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、及び、ＸＹクロスハッチ２１３の配置された面）とスライド７００の上面を一致させている（ほぼ同一平面としている）。これにより、ＸＹスケール板２１０上に配置された各マーク（パターン）とスライド７００に設けられた各マーク（パターン）のＺ方向の位置を一致させることができる。こうする事により、観察面、即ち、スライド７００の上面部のＸＹ位置を、外部にある位置基準（Ｘエリアスケール２１１及びＹエリアスケール２１２）で高精度に管理する事が可能になる。ＸＹクロスハッチ２１３は、Ｘエリアスケール２１１又はＹエリアスケール２１２を代表する為に、これらと同一平面内に在る事が重要である。なお、実装上は、ＸＹスケール板２１０の上面（マークが配置された面）とスライド７００の上面が、Ｚ方向に概ね０．５ｍｍの範囲内に存在するようにすればよい。
【００４９】
Ｘエリアスケール２１１やＹエリアスケール２１２のスケールパターンは、ステージベース２６０に対して固定された検出センサ（Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２）により読み出され、ステージ２００のＸＹ座標が観察位置そのものに対して直接的に高精度に取得される。即ち、Ｘステージのリニアエンコーダから得たＸ方向に対する位置情報とＹステージのリニアエンコーダから得たＹ方向に対する位置情報とを合わせてＸＹステージの座標値を得るような、ＸＹステージの軸（Ｘ軸またはＹ軸）毎の特定の一軸上の座標で座標値を代表する間接的方法は用いない。本実施例では、ＸＹ方向に移動する位置管理面ステージ（Ｘステージ）２２０の移動が直接、ＸＹスケール板２１０により計測される。これにより例えば、機械的なあそびあるいは誤差に伴う、位置管理面ステージ２２０がＸ方向に移動する際のＹ方向への微小な位置ずれや、Ｙステージ２４０がＹ方向に移動する際のＸ方向への微小な位置ずれについても検出センサで検出できるため、位置管理の精度を大きく向上させることができる。Ｘエリアスケール２１１及びＹエリアスケール２１２と、Ｘ軸センサ２７１及びＹ軸センサ２７２とのＺ方向の位置関係には、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように二通りの方法がある。第１の方法である図８（ｂ）では、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２がＸＹスケール板２１０の上側（対物レンズ側）に配置される。この場合、遮光膜２１４をＸＹスケール板２１０の下面に設ける必要がある。第２の方法である図８（ｃ）では、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２がＸＹスケール板２１０の下側（Ｚベース１３０側）に配置される。この場合、遮光膜２１４はＸＹスケール板２１０の上面に設けられる。なお、ＸＹクロスハッチ２１３はデジタルカメラ４００により観察される必要があるため、ＸＹクロスハッチ２１３の位置には遮光膜は配置されない。
【００５０】
第１の方法では、図８（ｂ）に示されるように、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２は、ステージベース２６０に固定されたエル型部材２０７を介して位置管理面ステージ２２０上に張り出したセンサ取付け部材２０８の下面に実装される。Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２の各々の検出面は、位置管理面ステージ２２０上のＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２を読むべく下向きとなる。第２の方法では、図８（ｃ）に示されるように、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２は、ステージベース２６０上に検出面を上向きにして、検出面が所定の高さとなるように実装される。最下位に位置するステージベース２６０上のＸ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２は、Ｙステージ２４０、位置管理面ステージ２２０に設けられた所定サイズの孔を通して最上位にあるＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２を下側から読む。
【００５１】
なお、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２のＸＹ方向の配置は、第１および第２の方法で共通である。Ｘ軸センサ２７１のＹ方向の取付け位置は、顕微鏡の観察視野１７０（実際の観察視野の大きさよりもかなり大きく図示されている）の視野中心（対物レンズ１４８の中心）を通るＸ軸上とし、Ｘ方向の位置検出精度を担保する。また、Ｙ軸センサ２７２の取付け位置は、顕微鏡の観察視野１７０（実際の観察視野の大きさよりもかなり大きく図示されている）の中心（視野中心（対物レンズ１４８の中心））を通るＹ軸上とし、Ｙ方向の位置検出精度を担保する。ＸＹスケール板２１０により、ステージ２００のＸ座標、Ｙ座標を得るためのＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２、及び、イメージセンサ４０１の軸合わせ（後述）のためのＸＹクロスハッチが同一部材の同一面上に設けられている。これにより、高精度なピッチ、直角度を有するＸ，Ｙエリアスケールと、これらの軸方向に高精度に一致したＸＹクロスハッチとを得ることができ、高精度な座標の取得が可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、斜行センサ２７３が設けられており、位置管理面ステージ２２０に微小な斜行や蛇行（複雑な斜行）が生じても位置管理精度を維持できるようにしている。図８（ｂ）、（ｃ）の例では、Ｘ軸方向で斜行を検知する構成が示されており、斜行センサ２７３がＸ軸センサ２７１の取付け位置のＹ方向に、所定間隔を置いて実装されている。Ｘ軸センサ２７１と斜行センサ２７３の間隔は遠い方が高精度となるので、両センサはステージの可動範囲においてＸエリアスケール２１１から外れない限り離れて配置される。なお、斜行はＹ軸方向で検出してもよく、その場合は、斜行センサ２７３をＹ軸センサ２７２の取付け位置のＸ方向に所定間隔を置いて実装する。Ｘエリアスケール２１１とＹエリアスケール２１２の直交性はその製作法から高精度であることが保証される為、ＸＹ方向のうちの一方向の斜行を検出すれば十分である。
【００５３】
なお、Ｘ軸センサ２７１，Ｙ軸センサ２７２としては、同一出願人による特願２０１４−０７９４０１に記載された検出センサを用いることができる。ナノ技術による高精度エリアスケールとこの検出センサを用いると、例えば、２μｍ幅、４μｍピッチの高精度スケールに対し、２０００分の一の内挿演算により、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以下の分解能が得られ、従って、０．１μｍの位置（管理）精度が実現され得る。もちろん、これは一例であって、光学レンズを用いた他の市販検出センサをＸ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２として用い、周知の内挿演算により、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以下の分解能及び０．１μｍの位置（管理）精度を実現しても良い。また、図７（ｃ）に示されるスケールはインクリメンタルタイプの例であるが、アブソリュートタイプであっても良い。即ち、所定精度が得られれば、エンコーダ（スケールとセンサ）の方式は問わない。なお、Ｙエリアスケール２１２は、Ｘエリアスケール２１１をＺ軸まわりに９０度回転した形態のスケールパターンである。又、ＸエリアスケールがＹ軸情報を含んでいても、逆にＹエリアスケールがＸ軸情報を含んでいても良い。
【００５４】
図９（ａ）、（ｂ）にＸ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３とＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２との位置関係を示す。この関係は、上述した第１の方法によるセンサの配置でも、第２の方法によるセンサの配置でも同様である。
【００５５】
図９（ａ）は、顕微鏡による観察位置、即ち、顕微鏡による観察視野１７０（実際の観察視野の大きさよりもかなり大きく図示されている）の中心が、クロスハッチ原点、即ちステージのＸＹ座標原点（ステージ原点２０６）に有る場合の各センサとスケールの位置関係を示している。この場合、位置管理面ステージ２２０は、鏡基１２１に対して左下端（左端かつ遠端）に位置する。一方、図９（ｂ）は、顕微鏡による観察位置、即ち、観察視野１７０の中心が、観察対象領域２０５の左下端に有る場合の各センサとスケールの位置関係を示している。この場合、位置管理面ステージ２２０は、鏡基１２１に対して右上端（右端かつ近端）に位置する。
【００５６】
図９（ａ）（ｂ）から、Ｘエリアスケール２１１、及び、Ｙエリアスケール２１２に必要なサイズが明らかとなる。即ち、
・Ｘエリアスケール２１１のサイズは、観察対象領域２０５のＸ方向移動量をゆとりを持って包含するサイズと、これに斜行検知の為に同等のサイズを加えた領域、すなわち、観察対象領域２０５の約２倍のサイズが必要となる。
・Ｙエリアスケール２１２のサイズは、観察対象領域２０５のＹ方向移動量をゆとりを持って包含するサイズ、即ち、概ね、観察対象領域２０５と同サイズが必要となる。
【００５７】
ただし、斜行検知をＹ方向で行う場合には、Ｙエリアスケール２１２において観察対象領域の約２倍のサイズが必要となり、Ｘエリアスケール２１１に必要なサイズは、観察対象領域２０５のＸ方向移動量をゆとりを持って包含するサイズとなる。
【００５８】
ここで、Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサ、斜行センサの夫々を複数にし、中間で引き継ぐ方式とすると各エリアスケールのサイズを小さくできる。これにより、位置管理面ステージ２２０の小型化が可能になる。図１０（ａ）（ｂ）に夫々のセンサを２個ずつにした場合の例を示す。なお、本例ではＸ軸センサ、Ｙ軸センサの両方について引き継ぎを行う複数のセンサを配置したが、Ｘ軸センサ、Ｙ軸センサのいずれかについて引き継ぎを行う複数のセンサを配置してもよい。
【００５９】
図１０（ａ）（ｂ）において、Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３の中間（夫々、Ｘ及びＹ方向移動量が半分の位置）にＸ軸中間センサ２７１ａ、Ｙ軸中間センサ２７２ａ、斜行中間センサ２７３ａが配置されている。図１０（ａ）は、観察視野１７０の中心がクロスハッチ原点、即ちステージ原点２０６に有る場合を、図１０（ｂ）は、観察視野１７０の中心が観察対象領域２０５の左下端に有る場合を示している。図９、図１０の両図から明らかなように、中間センサとの引き継ぎにより、Ｘエリアスケール２１１はＸ方向に約半分、Ｙエリアスケール２１２もＹ方向に約半分のサイズで済むことになる。すなわち、Ｘ軸センサ２７１とＸ軸中間センサ２７１ａは、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔を持って配置されており、Ｘエリアスケール２１１のＸ軸方向の大きさは、上記所定の間隔よりも若干大きいがＸＹステージのＸ軸方向の移動範囲よりも小さくできる。Ｙ軸中間センサ２７２ａを設けた場合も同様である。よって、Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２が一つずつの場合に比べて、ＸＹスケール板２１０の大きさを小さくすることができる。
【００６０】
次に、ＸＹスケール板２１０に設けられたＸＹクロスハッチ２１３について説明する。図１１（ａ）（ｂ）は、ＸＹクロスハッチ２１３のパターンを説明する図である。図１１（ａ）に示されるように、ＸＹクロスハッチ２１３は、クロスハッチ２９０、クロスハッチ原点２９１、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３の４種類の位置基準マークを具備する。クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３は、それぞれＸ方向、Ｙ方向に伸びるライン状のパターンである。
【００６１】
クロスハッチ原点２９１は、顕微鏡の観察視野１７０の中心がクロスハッチ原点２９１にある時をステージのＸＹ座標の原点として設定する（読み替える）ことで、ステージ原点２０６（ステージ原点基準の座標を得るためのステージ基準位置）として使用される。なお、図１１等において観察視野１７０は実際の観察視野の大きさよりもかなり大きく示されている。また、観察視野１７０の中心とは、視野中心（対物レンズ１４８の中心）、すなわち、イメージセンサ４０１の中心である。ステージ原点２０６は、観察対象領域２０５（対物レンズ１４８の中心が移動する領域）の右上端部に位置する。クロスハッチ２９０、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３は、ステージ２００におけるＸ軸及びＹ軸の基準である。ステージ２００の各部は、このＸＹクロスハッチ２１３のＸ軸及びＹ軸に揃うように組み上げられるか、又は、組み上げた後に調整が行なわれる。すなわち、ステージ２００のＸＹ移動方向（ステージＸ軸２０３、ステージＹ軸２０４）とＸＹクロスハッチ２１３のＸＹ方向が高精度に一致するように組み上げられる。これにより、ステージ２００のＸＹ移動方向が、夫々、Ｘエリアスケール２１１のＸ軸方向、及び、Ｙエリアスケール２１２のＹ軸方向に揃う事になる。こうして、ＸＹスケール板２１０上のデジタルカメラ４００により観察が可能な位置に配置されたＸＹクロスハッチ２１３は、ステージのＸ軸及びＹ軸の基準として、デジタルカメラ４００のイメージセンサ４０１とステージ２００とのＸＹ軸合せに使用可能となる。なお、顕微鏡本体１００へステージ２００を取付ける際に、鏡基１２１のＸＹ軸にステージ２００のＸＹ軸を合せるのにも、ＸＹクロスハッチ２１３を利用する事が可能である。
【００６２】
後述するように、本実施形態の顕微鏡システムでは、ステージ２００のＸＹ軸方向とステージ２００に載置されたスライド７００のＸＹ軸方向とを、イメージセンサ４０１を介して高精度に一致させる。これにより、一つのスライドを置きなおして観察した場合の位置ズレや、異なるデジタル顕微鏡間のステージの特性の影響を受けない、普遍的な位置管理を可能としている。より具体的には、
・ＸＹクロスハッチ２１３をデジタルカメラ４００により撮像して得られた画像（動画、静止画を問わず）に基づいてステージ２００とイメージセンサ４０１のＸＹ軸方向を一致させ、
・スライド７００のＹ軸マークをデジタルカメラ４００を用いて撮像して得られた画像（動画、静止画を問わず）に基づいてスライド７００とイメージセンサ４０１のＸＹ軸方向を一致させる、
ことにより、ステージ２００のＸＹ軸方向とステージ２００に載置されたスライド７００のＸＹ軸方向とを一致させるが、処理の詳細については後述する。
【００６３】
図１１（ｂ）に、クロスハッチ原点２９１、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３、クロスハッチ２９０の４つのマークの寸法関係の具体例を示す。クロスハッチＸ軸２９２は複数の異なる太さのＸ軸ラインの複合体、クロスハッチＹ軸２９３は複数の異なる太さのＹ軸ラインの複合体であり、それぞれＸ軸方向の軸情報、Ｙ軸方向の軸情報を有する。なお、各ラインの太さは複数の倍率の対物レンズに対応している。すなわち、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３のそれぞれは、幅が異なる複数のラインから構成され、それら複数のラインは中心線（Ｘ軸あるいはＹ軸）を中心として線対象に配置されたラインパターンである。なお、クロスハッチ２９０は、Ｘ軸方向のラインとＹ軸方向のラインが交差しないように図１１（ｂ）のようなパターンを採用しているが、Ｘ軸方向のラインとＹ軸方向のラインが交差するような一般的なクロスハッチパターン、即ち、図１１（ａ）の様でもよい。クロスハッチ原点２９１は、その中心がクロスハッチＸ軸２９２及びクロスハッチＹ軸２９３の中心線の交点と一致するように配置される。後述するＸ初期位置マーク２３４（図１８（ｂ））及びＹ初期位置マーク２５３（図１９（ｂ））は、本実施形態では、クロスハッチ原点２９１に合わせて所定精度で実装される。
【００６４】
クロスハッチＹ軸２９３のより詳細な構成例を図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の中心部を拡大した図である。クロスハッチＹ軸２９３は、例えば、中心線を線対称軸とする同一幅のラインのペアが、幅を変えて複数対、線対称に配列された構成を有する。なお、中心線上には何らかのラインが存在しても良い。又、ラインとスペースの関係を反転させても良い。これにより、対物レンズ低倍時の画角においても、又、高倍時の画角においても、適切な数と太さのラインがライブ画像撮像機能や静止画撮像機能により撮像され、後述する重心検知において、所定の精度が担保される。クロスハッチＸ軸２９２は、クロスハッチＹ軸２９３を９０度回転した構成を有する。クロスハッチＸ軸２９２及びクロスハッチＹ軸２９３を構成するライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）の間隔、ライン又はスペースの幅などは、所定の値に設定されており実距離情報として有用である。又、各ラインは、更に、微細ラインとスペースのペアの集合体より構成しても良い。微細ラインの幅は、例えば、マークを構成する複数のラインのうちの最も狭いラインの幅の１／１０以下（例えば、１μｍ）とする。こうすると、より微細な実距離情報を包含可能となる。
【００６５】
クロスハッチ２９０は、例えば、１ｍｍ角の中に０．５ｍｍ長のＸ軸ライン及びＹ軸ラインを２個ずつ交互に配した小クロスハッチをＸ方向及びＹ方向に１ｍｍピッチで配列したものである。小クロスハッチの詳細な構成例を図１２（ｃ）に示す。小クロスハッチの０．５ｍｍ長のＸ軸及びＹ軸ラインは４０倍対物レンズの視野サイズ（例えば０．３７ｍｍ）より大きく、視野内でＸ軸ライン又はＹ軸ラインのみを適切な幅で観察でき、重心検知により高精度な位置情報を取得できる。クロスハッチ２９０は、ステージ移動精度の調整やメンテナンスに有用である。また、観察視野１７０における周辺部の幾何ひずみ（主に対物レンズの光学系による）を計測するのに用いることができる。計測されたひずみは、撮影画像のひずみ補正に用いることができる。なお、ＸＹクロスハッチ２１３を構成する基準マークは、夫々の間の間隔、夫々のサイズ、又、夫々の基準マークの構成、基準マークを構成するライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）の間隔、ライン又はスペースの幅などは、所定の値に設定されており実距離情報として有用である。なお、小クロスハッチとして図１１（ａ）の様な一般的なクロスハッチパターンを用いても良い。その場合、その方眼サイズを適切に選ぶ事、また、複数の異なる方眼サイズのクロスハッチを設ける事、また、クロスハッチの方眼ラインをクロスハッチＸ軸２９２及びクロスハッチＹ軸２９３の様な複合ラインとする事など、多くのバリエーションが可能である。なお、図１１（ｂ）に示す如く、各基準マークのサイズ、お互いの距離などは、全て、例えば１０倍対物レンズの視野サイズ１．５ｍｍを上回る。即ち、効率的にマーク位置を検出できるように、顕微鏡の同一視野内で、隣接する位置基準マークが同時に観察されないように、其々の間隔が視野サイズに相当する距離以上（本実施形態では、１０倍対物レンズの視野サイズ１．５ｍｍ以上）離して配設される。なお、クロスハッチ原点２９１にも、クロスハッチＸ軸２９２やクロスハッチＹ軸２９３と同様の微細ライン（たとえば、１μｍ幅の白ラインと黒ラインが交互に並ぶようにする）を入れてもよい。
【００６６】
なお、Ｘエリアスケール２１１やＹエリアスケール２１２、ＸＹクロスハッチ２１３についてＸＹステージの軸方向に対する精度、Ｘ軸方向とＹ軸方向の直交の精度を維持できるのであれば、一体構成のＸＹスケール板２１０を必ずしも用いる必要はない。しかしながら、Ｙ方向の位置を検出するためのリニア（一軸）スケールをＹステージに配置し、Ｘ方向の位置を検出するためのリニア（一軸）スケールをＸステージに配置した一般的なＸＹステージのように、Ｙ方向の位置を検出するためのＹエリアスケールをＹステージに配置し、Ｘ方向の位置を検出するためのＸエリアスケールをＸステージに配置するような構成を採用した場合、上述した精度を維持するために高度な機械加工技術及び位置合わせ技術が要求される。これは、顕微鏡のコスト増の要因となるであろう。
【００６７】
次に、位置管理面ステージ２２０上に配設されるΔΘステージ６００の構成について図１３〜図１７を用いて説明する。位置管理面ステージ２２０は、ステージ２００の最上部のステージであり、Ｙ方向へ移動するＹステージ２４０上をＸ方向へ移動することで、Ｘ方向およびＹ方向へ移動する。ΔΘステージ６００は回転中心６０１を中心としてＺ軸まわりに回転する回転ステージ６９１を有する。ΔΘステージ６００の目的は、スライドの自動ローディング、手動ローディングを問わず、スライドの載置において生じるスライドの回転ズレ、およびスライド上面の光軸に対する傾き（あおり）を補正し、３次元のＸＹＺの各方向について上述した観察位置の位置管理の目標精度である±０．１μｍを目指すものである。
【００６８】
図１３（ａ）は、位置管理面ステージ２２０を上面側から見た斜視図であり、ΔΘステージ６００が位置管理面ステージ２２０に組み込まれた様子を示している。図１３（ｂ）は位置管理面ステージ２２０を下面側から見た斜視図であり、ΔΘステージ６００がｄＺリフトユニット６５０を介して位置管理面ステージ２２０に固定された様子が示されている。詳細は後述するが、ｄＺリフトユニット６５０の取り付け板６５１が、ネジ６５１ａにより位置管理面ステージ２２０に固定される。また、バネ押え板６５２がネジ６５２ａによりΔΘステージ６００に固定され、バネ押え板６５２と位置管理面ステージ２２０の間に板ばね６５６（図１５、図１６）が保持されるようにすることで、ｄＺリフトユニット６５０へのΔΘステージ６００の押圧状態が維持される。こうして、ΔΘステージ６００は、ｄＺリフトユニット６５０を介して位置管理面ステージ２２０に装着される。
【００６９】
図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、それぞれΔΘステージ６００を下面側、上面側（スライド７００を載置する面の側）から見た斜視図である。図１４（ａ）（ｂ）において、ΔΘステージ６００は、ΔΘベース６９２とΔΘカバー６９３を有し、ΔΘベース６９２に回転ステージ６９１が搭載された構成を有する。ΔΘカバー６９３の側面には、ｄＺスケール６４０が設けられている。図１４（ｃ）は、ΔΘステージ６００においてΔΘカバー６９３を取り外した状態を示す。ΔΘベース６９２上には、回転ステージ６９１が回転中心６０１を中心に回動可能に装着されており、回転駆動機構６９４の駆動により回動する。また、ΔΘベース６９２はｄＺリフトユニット６５０を介して位置管理面ステージ２２０に固定される。ｄＺリフトユニット６５０は図１４（ｃ）等に示されるように、複数個所、本例では３か所。でΔΘステージ６００と位置管理面ステージ２２０を接続し、それぞれ独立にΔΘステージ６００をＺ方向へ移動する。ここで、３つのｄＺリフトユニット６５０のリフトピン６５４（ｄＺ１〜ｄＺ３）のうち、２つ（ｄＺ１、ｄＺ２）は鏡基側でＸ軸方向に沿った位置に配置され、他の１つ（ｄＺ３）は鏡基より遠端側に配置され、二等辺三角形を形成する如く配置される。また、位置管理面ステージ２２０のｄＺスケール６４０に対向する位置には、ｄＺスケール６４０を読み取るためのｄＺセンサ６４１が設けられている。
【００７０】
図１５（ａ）〜（ｄ）は実施形態によるｄＺリフトユニット６５０を示す図である。取り付け板６５１は、位置管理面ステージ２２０の下面に延び、ネジ６５１ａにより位置管理面ステージ２２０に固定される。バネ押え板６５２は、ネジ６５２ａによりΔΘベース６９２の下面に固定される。ｄＺモータ６５３と一体に構成されているモータフランジ６５７が取り付け板６５１に固定され、これにより、ｄＺモータ６５３が取り付け板６５１に対して固定される。リフトピンガイド６５８が弾性部材である板ばね６５６、及び、モータフランジ６５７を挟んで取り付け板６５１に固定されている。ｄＺモータ６５３の回転軸には、ΔΘベース６９２の下面に圧入された球面軸受６５５に当接するリフトピン６５４が設けられている。上述のようにΔΘステージ６００の側面にはｄＺスケール６４０が設けられており、位置管理面ステージ２２０の対応する位置にはｄＺセンサ６４１が設けられている。
【００７１】
図１５（ｅ）に示されるように、ｄＺスケール６４０は、ｄＺ初期位置マーク６４０ａとｄＺリニアスケール６４０ｂを含む。また、ｄＺセンサ６４１はｄＺ初期位置センサ６４１ａとｄＺ軸センサ６４１ｂを含み、それぞれがｄＺ初期位置マーク６４０ａの検出、ｄＺリニアスケール６４０ｂの読み取りを行う。これらｄＺスケール６４０とｄＺセンサ６４１により、ΔΘステージ６００の上下方向の移動量が管理され、スライド７００の上面の高精度なあおり補正が実現される。なお、ｄＺリニアスケール６４０ｂは、Ｘエリアスケール２１１（図７（ｃ）等）と同様のパターンであり、スケール幅を狭くしてリニアスケールとしたものである。ｄＺリニアスケール６４０ｂは、Ｘエリアスケール２１１と同様に、例えば、透過部及び遮光部は夫々２μｍ巾のラインであって、このペアが４μｍピッチで配列されている。このｄＺリニアスケール６４０ｂとｄＺ軸センサ６４１ｂを用いて例えば２０００分の一の内挿演算により、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以下の分解能及び０．１μｍの位置管理精度を実現するものとする。また、ｄＺリフトユニット６５０によるΔΘステージ６００のＺ方向の可動範囲は、ｄＺ初期位置マーク６４０ａを中心に±０．２ｍｍ程度とするが、これに限られるものではない。
【００７２】
図１６（ａ）は、ｄＺリフトユニット６５０により位置管理面ステージ２２０とΔΘベース６９２を接続した状態を示す図である。上述したように、取り付け板６５１はネジ６５１ａにより位置管理面ステージ２２０に固定され、バネ押え板６５２はネジ６５２ａによりΔΘベース６９２に固定される。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＦ−Ｆ断面を示し、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＥ−Ｅ断面を示す。板ばね６５６により、ΔΘベース６９２がＺ軸下方向へ付勢されることにより、ΔΘベース６９２（球面軸受６５５）がリフトピン６５４へ押しつけられ、位置管理面ステージ２２０にΔΘステージ６００が安定的に嵌合される。ｄＺモータ６５３の回転軸はネジ部６５６を有し、ｄＺモータ６５３の駆動によりリフトピン６５４が回転軸方向に移動する。リフトピン６５４は板バネ６５６の付勢力によりΔΘベース６９２の下面に組み込まれた球面軸受６５５と当接しており、リフトピン６５４の上下（ｄＺモータ６５３の回転軸方向への移動）によりΔΘステージ６００が上下することになる。
【００７３】
次に、ΔΘステージ６００の回転ステージ６９１の構成および回転ズレ補正について説明する。スライド回転ズレの最悪値は端部で±０．５ｍｍ位と想定され、約±０．４度（±０．３８度）の回転ズレに相当する。この様子を図１７（ｃ）に示す。このようなスライドの回転ずれを補正するために、ΔΘステージ６００の回転ステージ６９１によりスライドを回転させ、観察可能範囲（５６ｍｍ）で±０．１μｍの垂直誤差（正接誤差、ＴＡＮ誤差）（±約０．１ミリ度）となるように補正する。なお、実用的には、２ｍｍの観察範囲の両端で±０．１μｍの垂直誤差（±約３ミリ度）に収める事が出来れば、病理診断では十二分なレベルと予想される。回転ステージ６９１の最大可動範囲は、±２〜３度程度で十分である。
【００７４】
図１７（ａ）で、ΔΘステージ６００の回転ステージ６９１上には、スライドの載置位置を規定するスライドホルダ６０２が配設され、位置基準付きスライド７００が載置される。スライドホルダ６０２に設けられたレバー６０４は、スライド７００をスライドホルダ６０２の基準位置６０３に向けて加圧する機能を有しており、これによりスライド７００が安定して載置される。
【００７５】
回転ステージ６９１は、ΔΘベース６９２に対して固定された回転中心６０１を回転軸として、ΔΘステージ６００のＸＹ平面内で摺動的に回転可能となっており、回転駆動機構６９４により回転する。回転駆動機構６９４は、たとえば、図１７（ａ）、（ｂ）に示されるようにΔΘステージ６００内に実装されており、ΔΘ駆動モータ６１１、ボールネジのネジ軸６１２、ボールネジのナット部６１３を有する。ネジ軸６１２は、ΔΘ駆動モータ６１１の回転軸の先に配設される部材であり、ナット部６１３はボールネジのネジ軸６１２の回転によりネジ軸方向に移動する部材である。ΔΘ駆動モータ６１１を回転させると、ネジ軸６１２が回転し、ナット部６１３に取り付けられた駆動リニアギア６１４が移動するため、回転ステージ６９１の端部に取り付けられた嵌合相手の被駆動円弧ギア６１５が移動する。この結果、回転ステージ６９１は載置されたスライドごと回転中心６０１を軸として回転し、スライドの回転誤差の補正が為される。図１７（ｂ）では、図１７（ａ）の状態から、角度θだけスライド７００（回転ステージ６９１）を時計方向へ回転させた状態が示されている。なお、回転ステージ６９１の回転駆動は、上述したような駆動モータ、ボールねじ、ギアの組み合わせに限られるものではなく、たとえば、移動体と駆動モータによる摩擦を利用した超音波駆動であってもよい。
【００７６】
又、回転ステージ６９１の端部には、起動時の初期化に使用されるΔΘの初期位置マーク６２０が取り付けられており、回転ステージ６９１の初期位置が規定される。初期位置マーク６２０の対向面にはΔΘ初期位置センサ６２１がΔΘベース６９２側に設けられ、起動時に回転ステージ６９１の初期位置を検出する。該初期位置をスライドの回転ズレが無い場合の基準位置とすれば、ΔΘステージ６００は該基準位置の前後に例えば±２〜３度の範囲で回転すれば十分である。ΔΘステージ６００の制御については後述する。
【００７７】
次に、本実施形態のステージ２００のＸＹステージを構成する位置管理面ステージ２２０、Ｙステージ２４０、ステージベース２６０について詳細に説明する。なお、以下では、図８（ｃ）により説明したセンサ配置方法（ステージベース２６０上にＸ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３を配置する方法）を用いた場合の各ステージの構成を説明する。ただし、図８（ｂ）に示したセンサ配置方法の場合の構成等についても、以下の説明から明らかであろう。
【００７８】
まず、位置管理面ステージ２２０について、図１８を参照して説明する。図１８（ａ）は位置管理面ステージ２２０の上面図（対物レンズ側からみた図）であり、図１８（ｂ）は位置管理面ステージ２２０の裏面図（Ｚベース１３０側から見た図）である。本実施形態では位置管理面ステージ２２０は、Ｙステージ２４０上をＸ方向に移動するＸステージ機能を有する。
【００７９】
ＸＹスケール板２１０のＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２に対応する位置に、Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３がエリアスケールにアクセス可能とするための開口２２１、２２２が設けられている。開口２２１，２２２の大きさはそれぞれＸエリアスケール２１１、Ｙエリアスケール２１２を包含する大きさとする。
【００８０】
開口２２３は、コンデンサレンズ用開口２２４（コンデンサレンズ１４７を組込んだコンデンサレンズユニットのサイズよりも大きめにゆとりを持たせたサイズを有している）の中心が観察対象領域２０５内の全域にわたってＸＹステージに対して相対的に移動した場合に、コンデンサレンズ用開口２２４が位置管理面ステージ２２０を相対的に移動する範囲に設けられている。この開口２２３により、位置管理面ステージ２２０が観察対象領域２０５のいかなる位置に移動しても、コンデンサレンズユニット（コンデンサレンズを組込んだ筐体）は位置管理面ステージ２２０と干渉しない。
【００８１】
位置管理面ステージ２２０の裏側には、Ｘ軸クロスローラガイド２３１が、Ｘ軸方向と平行に２本配設されている。Ｘ軸クロスローラガイド２３１と対向するようにＹステージ２４０上にＸ軸クロスローラガイド２４１（図１９）が取り付けられており、これにより、位置管理面ステージ２２０がＹステージ２４０によりＸ方向に摺動可能に支持される。Ｘスライダ２３２は、Ｙステージ２４０の対向面に組み込まれたＸ軸駆動モータ２４２（図１９）の移動体であり、Ｘ軸駆動モータ２４２により位置管理面ステージ２２０はＸ軸方向に駆動される。すなわち、Ｘ軸駆動モータ２４２とＸスライダ２３２とにより、例えば超音波によるリニアモータが構成される。
【００８２】
Ｘ軸ラックギア２３３はＸ摘み２０１と連動して回転するＹステージ２４０上のＸ軸ピニオンギア２４４の回転により位置管理面ステージ２２０をＸ方向に移動する。なお、手動による位置管理面ステージ２２０のＸ方向への移動はラック＆ピニオンに限る訳でなく、例えば、ワイヤ＆プーリー方式などであっても良い。いずれにしろ、本実施形態では手動駆動、及び、電動駆動の両手段により位置管理面ステージ２２０をＸ方向に移動可能である。
【００８３】
Ｘ初期位置マーク２３４は、本実施形態では、ステージ２００のＸＹ座標原点（ステージ原点２０６）となるクロスハッチ原点２９１のＸ方向位置に所定の精度で対応している。即ち、本実施形態では、ＸＹクロスハッチ２１３のクロスハッチ原点２９１を通るクロスハッチＹ軸２９３の中心線の延長上に所定の精度で実装される。なお、ステージの機構上の初期化位置は、他の位置でも構わない。ステージ原点２０６は、ステージの機構上の初期化位置とは無関係に、カメラのセンサ中心がクロスハッチ原点２９１に一致した場合で定義される。即ち、ステージ２００の初期化位置、即ち、Ｘ初期位置マーク２３４の配設位置は、必ずしも、クロスハッチ原点２９１あるいはステージ原点２０６に合せる必要はない。
【００８４】
次に、図１９を参照してＹステージ２４０について説明する。図１９（ａ）はＹステージ２４０の上面図（位置管理面ステージ２２０側からみた図）であり、図１９（ｂ）はＹステージ２４０の裏面図（Ｚベース１３０側から見た図）である。
【００８５】
図１９（ａ）において、Ｘ軸クロスローラガイド２４１は、位置管理面ステージ２２０の裏面に配設されたＸ軸クロスローラガイド２３１とペアをなし、位置管理面ステージ２２０をＸ軸方向に摺動可能に支持する。Ｘ軸駆動モータ２４２は位置管理面ステージ２２０のＸスライダ２３２を介して、位置管理面ステージ２２０をＸ方向に移動する。Ｘ軸ピニオンギア２４４は位置管理面ステージ２２０の裏面に設けられたＸ軸ラックギア２３３と噛み合わさり、その回転により位置管理面ステージ２２０をＸ軸方向へ移動する。Ｘ軸ピニオンギア２４４はＸ摘み２０１の回転にしたがって回転するので、ユーザはＸ摘み２０１を操作することで位置管理面ステージ２２０をＸ軸方向へ移動させることができる。Ｘ初期位置センサ２４３は、位置管理面ステージ２２０の裏面に設けられているＸ初期位置マーク２３４を検出する。
【００８６】
開口２４５は、ステージベース２６０に配置されたＸ軸センサ２７１および斜行センサ２７３が、位置管理面ステージ２２０の開口２２１を介してＸエリアスケール２１１にアクセスするための開口である。Ｙステージ２４０はステージベース２６０に対してＸＹ方向のうちのＹ方向に移動するので、開口２４５はＹ方向に延びた形状となっている。同様に、開口２４６は、ステージベース２６０に設けられたＹ軸センサ２７２が、位置管理面ステージ２２０の開口２２２を介してＹエリアスケール２１２にアクセスするための開口である。また、開口２４７は、コンデンサレンズ用開口２２４（コンデンサレンズ１４７を組込んだコンデンサレンズユニットのサイズよりも大きめにゆとりを持たせたサイズを有している）の中心（コンデンサレンズ１４７の中心でもある）が観察対象領域２０５を移動した場合の、コンデンサレンズ用開口２２４が移動する領域に対応する。上述したようにＹステージ２４０はＸＹ方向のうちのＹ方向に移動するので、開口２４７はＸ軸方向には延びず、Ｙ軸方向に延びた形状を有している。この開口２４７により、Ｙステージ２４０が観察対象領域２０５のＹ方向に移動しても、コンデンサレンズユニットと干渉しない。
【００８７】
Ｙステージ２４０の裏面（図１９（ｂ））において、Ｙ軸クロスローラガイド２５１がＹ軸に平行に２本配設されている。Ｙ軸クロスローラガイド２５１と対になるクロスローラガイドはステージベース２６０に取り付けられており、これにより、Ｙステージ２４０は、ステージベース２６０によりＹ方向に摺動可能に支持される。Ｙスライダ２５２は、ステージベース２６０の対向面に組み込まれたＹ軸駆動モータ２６４（図２０）の移動体であり、Ｙ軸駆動モータ２６４によりＹステージ２４０はＹ軸方向に駆動される。Ｙ軸駆動モータ２６４とＹスライダ２５２とにより、例えば超音波によるリニアモータが構成される。
【００８８】
Ｙ軸ピニオンギア２５４はＹ摘み２０２の回転にしたがって回転する。Ｙ摘み２０２の回転により、ステージベース２６０上に固定されたＹ軸ラックギア２６３（図２０）をＹ軸方向へ移動する。したがって、ユーザはＹ摘み２０２を操作することで手動によりＹステージ２４０をＹ軸方向へ移動することができる。なお、手動によるステージのＹ方向移動はラック＆ピニオンに限る訳でなく、例えば、ワイヤ＆プーリー方式であっても良い。いずれにしろ、本実施形態では手動駆動、及び、電動駆動の両手段によりＹステージ２４０をＹ方向に移動可能である。Ｙステージ２４０は、位置管理面ステージ２２０を支持したままで、ステージベース２６０に対しＹ方向に移動する。Ｙ初期位置マーク２５３は、本実施形態では、ステージ２００のＸＹ座標原点（ステージ原点２０６）となるクロスハッチ原点２９１のＹ方向位置に所定の精度で対応している。即ち、本実施形態では、ＸＹクロスハッチ２１３のクロスハッチ原点２９１を通るクロスハッチＸ軸２９２の中心線の延長上にＹ初期位置マーク２５３は所定の精度で実装される。なお、ステージの機構上の初期化位置は、他の位置でも構わない。ステージ原点２０６は、ステージの機構上の初期化位置とは無関係に、カメラのセンサ中心がクロスハッチ原点２９１に一致した場合で定義される。即ち、ステージ２００の初期化位置、即ち、Ｙ初期位置マーク２５３の配設位置は、必ずしも、クロスハッチ原点２９１あるいはステージ原点２０６に合せる必要はない。
【００８９】
次に、図２０を参照してステージベース２６０について説明する。図２０は、ステージベース２６０の上面図（ステージベース２６０をＹステージ２４０側から見た図）である。ステージベース２６０上には、Ｘエリアスケール２１１を読むためのＸ軸センサ２７１と斜行センサ２７３、Ｙエリアスケール２１２を読むためのＹ軸センサ２７２が取り付けられている。各センサは、位置管理面ステージ２２０に設けられたＸＹスケール板２１０のＸエリアスケール２１１及びＹエリアスケール２１２に対して所定の距離となるように台座（不図示）により高さ調整が為されている。また、上述のように、Ｘ軸センサ２７１はステージ原点２０６（クロスハッチ原点２９１）を通るＸ軸上に設けられ、Ｙ軸センサ２７２は、ステージ原点２０６を通るＹ軸上に設けられている。又、斜行センサ２７３は、Ｘ軸センサ２７１の取付け位置のＹ方向に、所定間隔を置いて実装されている。
【００９０】
Ｙ軸クロスローラガイド２６２は、Ｙステージ２４０の裏面に配設されたＹ軸クロスローラガイド２５１とペアを為し、Ｙステージ２４０をＹ軸方向に摺動可能に支持する。Ｙ軸駆動モータ２６４はＹステージ２４０（Ｙスライダ２５２）をＹ方向に電動により移動するためのモータである。Ｙ軸ラックギア２６３は、Ｙ軸ピニオンギア２５４の回転によりＹステージ２４０をＹ方向に移動する。Ｙ初期位置センサ２６５は、Ｙステージ２４０の裏面に配置されているＹ初期位置マーク２５３を検出する。開口２６１は、コンデンサレンズ用開口２２４（コンデンサレンズ１４７を組込んだコンデンサレンズユニットのサイズよりも大きめにゆとりを持たせたサイズ）に対応する。この開口２６１により、コンデンサレンズユニットはステージベース２６０と干渉しない。なお、図４の参照により上述したように、ステージベース２６０には、ΔＺステージ９００に装着するためのバネフック９９５、球面軸受９９６、センサプレート用ホール９９７が設けられている。また、ステージベース２６０には、Ｚベース１３０へ直接固定することを可能にするＺベース取り付け穴９０２ａと位置決め穴９０３ａが設けられている。
【００９１】
開口２６１、２４７、２２３は、スライド上の観察位置にスライド下面からコンデンサレンズユニットを接近可能にするとともに、コンデンサレンズ１４７により集光された光源光を通過させる。
【００９２】
なお、以上説明した各ステージに設けられた、Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３、コンデンサレンズ１４７のための開口のサイズは、機械強度と精度が維持される限り、大きめであっても問題のないことは言うまでもない。
【００９３】
次に、接眼鏡基１２２とデジタルカメラ４００を接続するためのアダプタ部３００について説明する。イメージセンサ４０１（図２）は例えばＣＭＯＳ素子からなる画素が行列状に、すなわち行方向（Ｘ方向）と列方向（Ｙ方向）に整列したエリアセンサ（カメラセンサ）であって、ＸＹ軸を有する。一般に、顕微鏡では、観察光学系のＸＹ軸（スプリットプリズム１５０及び接眼鏡筒１２３の光学系（図２）で決まる）は鏡基１２１のＸ軸に合せて組み上げられている。また、ＸＹステージもＺベース１３０を介して、鏡基１２１のＸ軸に合せて所定の精度で取り付けられている。従って、イメージセンサ４０１のＸ軸が接眼鏡筒１２３のＸ軸（＝鏡基１２１のＸ軸）に対して回転ズレがあると、そのＸＹ軸は接眼観察像のＸＹ軸及びステージのＸＹ軸との間で回転ずれを生じる。
【００９４】
デジタルカメラ４００はアダプタ部３００に位置決めピン付きのレンズマウントを介して取り付けられ、アダプタ部３００は接眼鏡基１２２に位置決めピン付きのねじ込みで取り付けられている。位置決めピンではそのメカ精度により、必ず微小な回転ズレが存在すると考えて良い。図４４は、撮像画像のＸＹ軸（イメージセンサ４０１のＸＹ軸）とステージのＸＹ軸との回転ズレの影響を説明する図である。説明の都合上、多少誇張して示している。例えば、図４４（ａ）に示されるように、ステージ２００をＸ軸方向に移動し、ＲＯＩ全体を隣接する２枚の画像２００１，２００２で撮像した場合、回転ズレによりそれぞれ同じように斜めに撮像される。
【００９５】
一方、撮像された画像２００１、２００２（エビデンス画像）は図４４（ｂ）の様にイメージセンサのＸ軸を水平軸として表示される。図４４（ｂ）において２０１１は視野の中心であって、イメージセンサ４０１の中心と一致する。２０１２はＲＯＩエリア内の注目対象物を想定し、画像２００１と画像２００２で同一物を示している。ところが、上述した回転ズレのため、左右に隣接する画像２００１，２００２の間で、そのＹ座標は違った値になってしまう。これは、エビデンス画像上の座標値が、ステージによる位置座標と異なってしまう事を意味する。とくに、ＲＯＩが大きく、その全体がスライド上の切片エリア全域に及ぶ場合を想定すると、観察位置のセンサＸＹ軸による座標とステージのＸＹ軸による座標値とが大きく乖離する事を意味する。位置管理の視点では、エビデンス画像上の注目点のセンサＸＹ軸による座標とステージのＸＹ軸による座標とは、共通である事が望まれる。そして、その一致度の精度目標は、上述したＸＹステージによる位置管理の目標である０．１μｍ（０．０１μｍ刻み）と同等となる。
【００９６】
さらに、コントローラ５０１により２枚の画像を合成し、ＲＯＩ全体のエビデンス画像を生成しようとすると、画像処理による回転補正が必要になる。しかるに回転ずれの量は不明であり、画像認識処理による高精度な接続は難易度が高く、又、回転演算処理は通常画質の劣化を伴う。しかるに、回転ズレが位置管理の目標である０．１μｍ内に収まっていれば、２枚の画像は単なる平行移動により高精度で繋がることになる。本実施形態のアダプタ部３００は、イメージセンサ４０１のＸＹ軸とステージ２００（ＸＹステージ）のＸＹ軸との位置合わせを行う機構を有し、上述のような課題に対応する。
【００９７】
図２１はアダプタ部３００の構成を示す図である。一般に、顕微鏡本体１００とデジタルカメラ４００は異なるメーカにより製造される。アダプタ部３００は、このような異なるメーカ間での製品の互換性に配慮し、第１のアダプタ部である光学アダプタ３２０、第２のアダプタ部であるΔＣアダプタ３４０、及び、第３のアダプタ部であるカメラアダプタ３６０を有する三体構造とした。これは、接眼鏡基１２２の鏡基マウント１２８が顕微鏡メーカ固有の規格であり、デジタルカメラ４００のカメラマウントがカメラメーカ固有の規格である為、新たな共通規格になる新マウントを有するΔＣアダプタ３４０を提供するのが好適だからである。
【００９８】
なお、図２１の顕微鏡メーカ固有規格になる接眼鏡基１２２上の鏡基マウント１２８は、一般に光学アダプタの固定のみを目的とし、回転方向の位置は不定であった。これに対して、本実施形態では、接眼鏡基１２２と光学アダプタの回転位置が所定の位置関係を有するように位置決め基準穴３１１が新たに付与されたマウントを搭載する。また、これに対応して、一般に、回転方向の位置が不定であった光学アダプタ３２０の鏡基側マウント３２１にも、位置決め基準突起３２２が新たに付与される。基準突起３２２が鏡基マウント１２８の位置決め基準穴３１１に嵌合して装着されることにより、光学アダプタ３２０の回転方向の位置（位置決め基準穴３１１との嵌合位置）が接眼鏡基１２２に対して所定の精度で一意に決まる。
【００９９】
光学アダプタ３２０内には、アダプタレンズ３０１が収容されている。また、光学アダプタ３２０の鏡基側マウント３２１と反対側の端部には、新たな共通規格マウントの凹側としてのアダプタ側マウント３３１が設けられている。アダプタ側マウント３３１は、位置決め基準穴３３２を有し、ΔＣアダプタ３４０と接続される。ΔＣアダプタ３４０の新たな共通規格マウントの凸側である鏡基側のマウント３４１は、位置決め基準突起３５８を有し、位置決め基準穴３３２に嵌合して光学アダプタ３２０のアダプタ側マウント３３１と接続される。
【０１００】
ΔＣアダプタ３４０のカメラ側のマウント３４２は、新たな共通規格マウントの凹側としてのマウントであり、位置決め基準穴３５９を有しており、カメラアダプタ３６０と接続される。一方、カメラアダプタ３６０において、アダプタ側マウント３６１は新たな共通規格マウントの凸側であり、位置決めのための基準突起３６２を有する。カメラアダプタ３６０のアダプタ側マウント３６１は、ΔＣアダプタ３４０のカメラ側のマウント３４２に装着される。カメラアダプタ３６０がΔＣアダプタ３４０に装着される際には、ΔＣアダプタ３４０の位置決め基準穴３５９にカメラアダプタ３６０の基準突起３６２が嵌合し、カメラアダプタ３６０の回転方向がΔＣアダプタ３４０に対して一意に決まる。カメラアダプタ３６０のカメラレンズマウント３６３はカメラメーカ固有規格のマウントであり、通常、デジタルカメラ４００のカメラマウント４０２に対して固有規格の位置決め機構を有する。
【０１０１】
以上により、
・接眼鏡基１２２と光学アダプタ３２０との機械的接続、
・光学アダプタ３２０とΔＣアダプタ３４０との機械的接続、
・ΔＣアダプタ３４０とカメラアダプタ３６０との機械的接続、
・カメラアダプタ３６０とデジタルカメラ４００との機械的接続、
を介して、デジタルカメラ４００のイメージセンサ４０１と接眼鏡基１２２の回転方向の位置が所定精度内で規定される。すなわち、顕微鏡の鏡基１２１のＸＹ軸とデジタルカメラ４００のイメージセンサ４０１のＸＹ軸との回転方向の位置関係が、機械的精度で決まる所定の精度内で担保される。この場合、上述した接続箇所４か所の機械的精度が合算されるため、回転位置合わせの精度は、例えば５０ｍｍΦの外周で最悪±０．５ｍｍ（±約１度）となり、これは５０ｍｍの観察範囲の両端での±０．５ｍｍの回転ズレに相当する。
【０１０２】
以上のような、マウントに設けられた機械的な基準機構による位置決め精度では、目標精度である±０．１μｍを実現することができず、図４４を参照して上述したようなイメージセンサ４０１の回転に関する課題に対応しきれない。本実施形態のΔＣアダプタ３４０は、鏡基１２１とデジタルカメラ４００のイメージセンサ４０１との回転ズレを補正し、高精度な位置管理の目標精度である±０．１μｍを実現するものである。５６ｍｍの観察範囲の両端で±０．１μｍの垂直誤差は±約０．１ミリ度に相当する。従って、ΔＣアダプタ３４０には、±約１度の範囲の誤差を±約０．１ミリ度にまで補正する能力が要求される。なお、実用的には２ｍｍの観察範囲の両端で±０．１μｍの垂直誤差（±約３ミリ度）に収めることが出来れば、病理診断では十二分なレベルと予想される。この場合でも、ΔＣアダプタ３４０は、±約１度の範囲の誤差を±約３ミリ度にまで補正することが必要となる。なお、ΔＣアダプタ３４０の最大補正範囲は、±２〜３度程度あれば十分である。ΔＣアダプタ３４０は、このような精度で回転補正を行う機能を実現するための回転機構を有する。
【０１０３】
図２２（ａ）にΔＣアダプタ３４０の構造を示す。マウント３４１は、接続部として位置決め基準突起３５８を有する共通規格マウント凸側である。凸側の内筒部３４３は、クロスローラリング３４４の外輪部３４５に固定されている。外輪部３４５の上部には外筒３４６が組みつけられ、外筒３４６は、外筒ベース板３４７を有する。ΔＣ駆動モータ３４８、ボールネジ３４９（図２２（ｂ））、及び、駆動制御用の電気基板（図示せず）等が外筒ベース板３４７に実装されている。クロスローラリング３４４の内輪部３５０には、共通規格マウント凹側であるマウント３４２が組みつけられる。クロスローラリング３４４の外輪部３４５と内輪部３５０との間に配設されたローラベアリング３５１により、内輪部３５０は外輪部３４５に対し滑らかに回転する。即ち、マウント３４２は、カメラアダプタ３６０との接続部として共通規格マウント凹側を有し、共通規格マウント凸側であるマウント３４１に対して回転する。結果的に、鏡基１２１（接眼鏡基１２２）に対してデジタルカメラ４００が回転することになる。こうして、マウント３４１とマウント３４２の配置関係（本実施形態では回転位置関係）を変更する駆動機構が構成される。
【０１０４】
図２２（ｂ）はΔＣアダプタ３４０における回転駆動法を示す図である。外筒ベース板３４７上に固定されたΔＣ駆動モータ３４８のロータ軸の先にはボールネジ３４９のネジ軸３５２が形成され、ネジ軸３５２の回転によりボールネジのナット部３５３はΔＣ駆動モータ３４８の軸方向にリニアに移動する。このとき、ボールネジのナット部３５３に固定された駆動リニアギア３５４も移動する。駆動リニアギア３５４の嵌合相手は共通規格マウント凹側であるマウント３４２の外壁に固定された被駆動円弧ギア３５５であり、これにより、駆動リニアギア３５４の移動にしたがってマウント３４２が回転駆動される。こうして、共通規格マウント凸側としてのマウント３４１に対して、共通規格マウント凹側としてのマウント３４２の回転補正が為される。ΔＣ駆動モータ３４８は不図示の制御回路により、コントローラ５０１からの駆動指示に応じて所定角度だけマウント３４２を回転させるように駆動される。なお、マウント３４２の回転駆動は、駆動モータ、ボールねじ、ギアの組み合わせに限られるものではなく、たとえば、移動体と駆動モータによる摩擦を利用した超音波駆動であってもよい。
【０１０５】
共通規格マウント凹側としてのマウント３４２の外壁には、起動時の初期化に使用されるΔＣ初期位置マーク３５６が所定の位置に取り付けられ、ΔＣの初期位置を規定する。ΔＣ初期位置マーク３５６の対向面にはΔＣ初期位置センサ３５７が外筒ベース板３４７上に配設され、起動時に初期位置の検出を行う。例えば、ΔＣの初期位置を位置決め基準穴と位置決め基準突起との嵌合位置とすると、ΔＣアダプタ３４０では、検出された初期位置を基準にして、例えば±２〜３度の範囲でΔＣ補正を行う事になる。すなわち、本実施形態のΔＣアダプタ３４０は、位置決め基準突起３２２、３５８、３６２と、位置決め基準穴３１１、３３２、３５９を用いた機械的な位置決め機構と、ΔＣ初期位置センサ３５７による位置決め機構により、粗な位置決め（第１の調整）を行う。そして、その後に、イメージセンサ４０１により取得された画像に基づいて、ΔＣ駆動モータ３４８を用いた微細な位置合わせ（第２の調整）が行われる。このような２段階の位置決めにより、イメージセンサ４０１のＸＹ軸方向とステージのＸＹ軸方向を高精度に一致させている。
【０１０６】
次に、本実施形態の顕微鏡システム１０において用いられる位置基準付きスライド（スライド７００）について説明する。図２３は本実施形態によるスライド７００を説明する図である。図２３（ａ）に示されるように、スライド７００は、原点マーク７０１、予備原点マーク７０２、Ｙ軸マーク７０３、フォーカス基準マーク７０４，７０５，７０６を有する。原点マーク７０１とＹ軸マーク７０３のそれぞれはＹ軸上の特定の位置とＸ軸上の特定の位置を示すとともに、少なくとも一方のマークはＸ方向又はＹ方向の軸情報を示し、これらにより正確にスライド基準位置（原点位置）及び軸方向を特定できるようにしている。本実施形態では、Ｙ軸マーク７０３がＹ軸方向を規定している。この様な構成を有する位置基準は、マークを配置する領域として短冊状の狭領域しか利用可能な場所が無い場合に好適である。これら原点マーク７０１とＹ軸マーク７０３は、全て、ラベルエリア７２１とカバーガラス及び観察対象である検体（組織切片）の配置位置であるカバーガラスエリア７２２との間の隙間領域に配設される。なお、検体はカバーガラスエリア７２２の範囲内に載置されなければならないが、カバーガラスに関しては、カバーガラスエリア７２２より大きなカバーガラスが用いられてもよい。その際に、フォーカス基準マーク７０４〜７０６の一部または全部がカバーガラスで蔽われたとしても、後述するように、カバーガラスの屈折率及び厚さで一意に決まる距離だけ焦点位置が変わるのみで、本実施形態のＺ方向の位置管理に差支えはない。すなわち、本明細書において、カバーガラスエリア７２２とは、観察対象が配置されるエリアを示すものであって、カバーガラスの大きさを規定するものではない。また、将来、検体の配置位置が変わり、位置基準マークを配置するために利用可能な空き領域がスライド７００の右端部に移動した場合には、右端部に本実施形態になる位置基準マークを配設すれば対応可能となる。
【０１０７】
図２３（ａ）において、原点マーク７０１はスライド７００の位置基準マークであり、スライド７００上の検体の観察位置を座標管理する為の原点となる。７０２は予備原点マークであり、原点マーク７０１が汚れやキズ等により検知不能になった場合の予備の原点である。原点マーク７０１と予備原点マーク７０２は一定の位置関係で配設される。７０３はＹ軸マークであり、Ｙ方向の軸情報を有するＹ軸ラインを示す。Ｙ軸マーク７０３により示される軸方向は、スライド７００の長手方向の端面に垂直な方向であり、この方向をＹ軸方向と称する。原点マーク７０１、Ｙ軸マーク７０３、予備原点マーク７０２は、後述する中心線（軸方向）の検出において用いられる顕微鏡の倍率で観察した際に同時に観察されないように、互いに離間して配置されている。また、原点マーク７０１と予備原点マーク７０２は、Ｙ軸マーク７０３の中心線上の、Ｙ軸マーク７０３を挟んだ両側に配置されている。なお、後述する様に、原点位置を特定するためにＹ軸マークの７０３の中心線を用いるがこれに限られるものでなく、Ｙ軸マーク７０３によりユニークに特定される、Ｙ軸方向に沿うライン（以下、基準ライン）であればよい。そして、その基準ラインの延長線上における特定の位置を原点位置とすればよい。したがって、原点マーク７０１（および予備原点マーク７０２）は、その基準ラインの延長線上における特定の位置を示すように、Ｙ軸マーク７０３と離間して配置される。以下、原点マーク７０１、Ｙ軸マーク７０３、予備原点マーク７０２を総称して位置基準マークという。
【０１０８】
これらの位置基準マークは、其々の間隔が視野サイズに相当する距離以上（例えば１０倍対物レンズの視野サイズ＝φ１．５ｍｍ以上）離して配設されることが望ましい。顕微鏡の同一視野内で、隣接する位置基準マークが混ざって見えることが防止され、効率的にマークを検出できるからである。又、高精度な原点基準とする為、汚れや傷への配慮が重要である。したがって、肉眼検知または画像認識により汚れや傷が見つかった場合は、原点マーク７０１に代えて予備原点マーク７０２を使用するなどの対応が必要である。なお、原点マーク７０１に対する予備原点マーク７０２の位置は既知であるため、座標値の変換等は容易に行える。但し、以降の説明では、汚れ・キズの影響が無い様配慮された位置基準マークが観察されるものとして説明を行う。ここで、汚れ・キズの影響を防ぐ方法として、大きめのカバーガラスを用いて、積極的に位置基準マークを覆う事を行っても良い。又、大きめのカバーガラスの左端の裏面に位置基準マークを配設し、このカバーガラスでスライド上の検体を載置する領域と隙間領域とを覆うようにしても良い。この場合、スライド自体には位置基準マークは無用である。また、短冊状のカバーガラスの裏面に位置基準マークを配設し、この短冊状の位置基準マーク付きのカバーガラスをスライド上の隙間領域に載置するようにしても良い。この場合も、スライド自体には位置基準マークは無用である。
【０１０９】
図２３（ｂ）、図２３（ｃ）に位置基準マークの具体例を示す。図２３（ｂ）において、原点マーク７０１（及び予備原点マーク７０２）は、上下の二つの２等辺三角形を使用し、両者の頂点が接する点が原点（及び予備原点）である。また、Ｙ軸マーク７０３は、図示のように異なる太さのＹ軸ラインの複合体からなり、その中心線が原点のＹ軸を示す。なお、Ｙ軸マーク７０３はスライド７００の横枠と所定の精度で垂直となる様に配設される。また、異なる太さのＹ軸ラインを配置しているのは、対物レンズ倍率の低倍から高倍に対応する為である。
【０１１０】
Ｙ軸マーク７０３はクロスハッチＹ軸２９３と同様のパターン構成であり、その構成例について、図１２（ａ）（ｂ）を流用して説明する。Ｙ軸マーク７０３は、中心線を線対称軸とする同一幅のラインのペアが、幅を変えて複数対、線対称に配列された構成を有する。なお、中心部に関しては、中心線上に何らかのラインが存在しても良い。又、ラインとスペースの関係を反転させても良い。これにより、対物レンズ低倍時の画角においても、又、高倍時の画角においても、適切な数と太さのラインが撮像（ライブでも静止画でも）され、後述する重心検知において、所定の精度が担保される。Ｙ軸マークを構成するライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）、ライン又はスペースの幅などは、所定の値に設定されており実距離情報として有用である。又、Ｙ軸マーク７０３や原点マーク７０１、予備原点マーク７０２は、クロスハッチＹ軸２９３やクロスハッチ原点２９１と同様に、例えば、１μｍの微細ラインとスペースのペアの集合体より構成しても良い。こうすると、より微細な実距離情報を包含可能となる。なお、スライド７００の位置基準マークは、夫々の間の間隔、夫々のサイズ、又、夫々の基準マークの構成、基準マークを構成するライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）、ライン又はスペースの幅などは、所定の値に設定されており実距離情報としても利用可能である。
【０１１１】
図２３（ｃ）は原点マーク７０１（及び予備原点マーク７０２）の他の例であり、異なる太さのＸ軸ラインの複合体からなり、そのＸ軸方向の中心線が原点及び予備原点のＸ軸を示す。したがって、原点マーク７０１（予備原点マーク７０２）から得られるＸ軸方向の中心線とＹ軸マーク７０３から得られるＹ軸方向の中心線との交点がスライド７００の原点（予備原点）となる。なお、図２３（ｃ）に示されている原点マーク７０１（予備原点マーク７０２）のより詳細な構成は、たとえば、図１２（ａ）（ｂ）を９０度回転したものとなる。
【０１１２】
また、位置基準マーク間の位置関係は、図２３（ｂ）（ｃ）に示すように原点マーク７０１と予備原点マーク７０２は、Ｙ軸マーク７０３の中心線上に配置される。本実施形態では、原点マーク７０１と予備原点マーク７０２の各中心線とＹ軸マークの中心線とを一致させるものとする。又、同図に例を示す寸法関係の如く、基準マークのサイズ、お互いの距離などは、全て、１０倍対物レンズの視野サイズφ１．５ｍｍを上回るようにしている。
【０１１３】
また、カバーガラスエリア７２２の３辺（上側、右側、下側）には、フォーカス基準マーク７０４〜７０６が配置されている。フォーカス基準マーク７０４〜７０６は、カバーガラスエリア７２２の周囲に沿ってフォーカス位置を計測することにより、スライド７００の表面の高さ分布（以下、ΔＺ分布ともいう）を求め、これを観察位置の管理に反映させる。これにより、スライドガラスごとの表面のＺ方向位置のばらつきを管理することができ、より高精度なＺ方向の位置管理が可能となる。なお、スライドガラス表面のＺ方向位置のばらつきを得るために、カバーガラスエリア７２２の４辺についてフォーカス位置を計測する。そのため、カバーガラスエリア７２２の左辺側については、Ｙ軸マーク７０３を流用するものとするが、これに限られるものではない。図２４（ａ）に示されるように、カバーガラスエリア７２２の左側にもフォーカス基準マーク７０７を設けて、カバーガラスエリア７２２の４辺について、フォーカス基準マークによるフォーカス位置を計測するようにしてもよい。
【０１１４】
図２４（ｂ）は、フォーカス基準マークの詳細を示す図である。本実施形態によるフォーカス基準マークは、たとえば１ｍｍの等間隔で、長さ２ｍｍのフォーカス基準ユニットマーク（以下フォーカスユニット）７１０が配置されている。このようにフォーカス基準マークは、スライド端部から所定距離離れた位置（本例では０．５ｍｍ）から、所定の幅以下（本例では２ｍｍ以下）で配置されており、フォーカス基準マークで囲われた領域に観察対象が載置されるスペースが確保されるようにしている。また、フォーカス基準マークは、フォーカス基準マークがカバーガラスにより覆われる領域が確保されるように、所定の幅以上となるようにしている。フォーカスユニット７１０は、複数のラインにより構成されている。たとえば、図２４（ｂ）に拡大して示されるように、フォーカスユニット７１０は、中心線を線対称軸とする同一幅のラインのペアが、幅を変えて複数対、線対称に配列された構成を有する。なお、中心線上には何らかのラインが存在しても良い。又、ラインとスペースの関係を反転させても良い。これにより、対物レンズ低倍時の画角においても、又、対物レンズ高倍時の画角においても、適切な数と太さのラインがライブ画像撮像機能や静止画撮像機能により撮像され、後述するフォーカス検出において、所定の精度が担保される。フォーカスユニット７１０を構成するライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）の間隔、ライン又はスペースの幅などは、所定の値に設定されており実距離情報として有用である。なお、各ラインは、更に、微細ラインとスペースのペアの集合体より構成しても良い。微細ラインの幅は、例えば、マークを構成する複数のラインのうちの最も狭いライン（本例では、１０μｍ）の幅の１／１０以下（例えば、１μｍ）とする。こうすると、より微細な実距離情報を包含可能となる。
【０１１５】
なお、これらの位置基準マークやフォーカス基準マークは、目標精度の達成、及び、消耗品としての低コスト化を実現する為、同一プロセスで、一体的に形成されている。たとえば、位置基準マークやフォーカス基準マークは、ナノインプリント技術を使用し、５ｎｍ〜１０ｎｍの精度でスライド上に製作される。この為、Ｙ軸マーク７０３のＹ方向中心線と原点マーク７０１，７０２のＹ方向中心線の一致度、及び、Ｙ軸マーク７０３のＹ方向中心線（原点Ｙ軸）と原点マーク７０１のＸ方向中心線との直角度、はナノレベル台となる。よって、Ｙ軸マーク７０３と原点マーク７０１，予備原点マーク７０２で規定されるスライド原点の位置と該原点を基点とするスライドＸ軸７１１（図２３（ｂ）、（ｃ））、スライドＹ軸７１２（同）は、ナノレベル台の精度を持つ事になる。また、本実施形態では、スライド７００の長辺に沿ったＸ方向のフォーカス基準マーク７０４、７０６と、スライド７００の短辺に沿ったＹ方向のフォーカス基準マーク７０５、７０７とは、ラインの向きが異なるように配置されるものとするが、同じ向きのラインを配置してもよい。
【０１１６】
なお、これらの位置基準マークやフォーカス基準マークは、ガラス面への印刷または着色またはエッチング等、その他の方法で形成しても良い。この場合、位置管理精度及びフォーカス精度が低下するが、これらの基準が全く無い場合に比して、効果の度合いこそ減少するが、本実施形態によるのと同様の効果を有する。また、フォーカス基準マークを構成するフォーカスユニット７１０（フォーカス基準ユニットマーク）のパターン形状は、フォーカス精度が確保できる形状であれば如何なる幾何形状であっても良い。また、フォーカスユニットの繰り返しピッチも上述した１ｍｍでなくても良く、また、複数種類の形状を有するフォーカスユニットが混在しても良い。
【０１１７】
図２５、図２６は本実施形態による顕微鏡システム１０の制御構成例を示すブロック図である。ステージ２００は、コントローラ５０１とＵＳＢ等のインタフェースケーブル１３を介して接続される。ステージ２００において、ステージＭＰＵ２８０は、ステージ２００の原点位置への復帰や、コントローラ５０１からの指示にしたがったステージ２００の移動を制御する。ΔΘ駆動回路２８１はステージＭＰＵ２８０からの指示にしたがって、ΔΘステージ６００のΔΘ駆動モータ６１１を駆動する。Ｘ軸駆動回路２８２はステージＭＰＵ２８０からの指示にしたがって、位置管理面ステージ２２０をＸ方向へ移動するＸ軸駆動モータ２４２を駆動する。Ｙ軸駆動回路２８３はステージＭＰＵ２８０からの指示にしたがって、Ｙステージ２４０をＹ方向へ移動する事により位置管理面ステージ２２０をＹ方向へ移動するＹ軸駆動モータ２６４を駆動する。
【０１１８】
Ｘ軸センサ処理回路２８４はＸ軸センサ２７１がＸエリアスケール２１１を検出した信号に基づいてＸ座標値を生成し、ステージＭＰＵ２８０に供給する。斜行センサ処理回路２８５は斜行センサ２７３がＸエリアスケール２１１を検出した信号に基づいてＸ座標値を生成し、ステージＭＰＵ２８０に供給する。Ｙ軸センサ処理回路２８６はＹ軸センサ２７２がＹエリアスケール２１２を検出した信号に基づいてＹ座標値を生成し、ステージＭＰＵ２８０に供給する。また、ΔΘ初期位置センサ６２１、Ｘ初期位置センサ２４３、Ｙ初期位置センサ２６５のそれぞれからの検出信号はステージＭＰＵ２８０に供給され、たとえば各ステージの初期化動作に用いられる。
【０１１９】
なお、ΔΘ駆動回路２８１、Ｘ軸駆動回路２８２、Ｙ軸駆動回路２８３などのモータ駆動回路類、及び、ステージＭＰＵ２８０、電源回路（不図示）等は消費電力が大きめであり、熱源となり得るため熱膨張による位置精度への影響が懸念される。したがってこれらの電気回路類は外部コントローラとして別筐体に収めても良い。また、ステージＭＰＵ２８０の機能をコントローラ５０１により実現するようにしてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態の顕微鏡システム１０は、ΔＺステージ９００のΔＺベース９０１に設けられたＺセンサ９９１を有している。したがって、図２６に示されるように、Ｚセンサ９９１のＺ初期位置センサ９９１ａとＺ軸センサ９９１ｂの信号はそれぞれＺ軸センサ処理回路１２８１で処理され、ステージＭＰＵ２８０に入力される。また、ΔＺステージ９００のΔＺリフトユニット９１０のΔＺモータ９１３を駆動し、ΔＺ初期位置センサ９２０ａやΔＺ軸センサ９２０ｂの信号を処理するためのΔＺ駆動回路１２８２がステージＭＰＵ２８０に接続されている。さらに、ΔΘステージ６００のｄＺリフトユニット６５０のｄＺモータ６５３を駆動し、ｄＺ初期位置センサ６４１ａやｄＺ軸センサ６４１ｂの信号を処理するためのｄＺ駆動回路１２８３がステージＭＰＵ２８０に接続されている。
【０１２１】
図２５に戻り、アダプタ部３００のΔＣアダプタ３４０は、コントローラ５０１とＵＳＢ等のインタフェースケーブル１２を介して接続される。ΔＣアダプタ３４０において、ΔＣＭＰＵ３８０は、コントローラ５０１からの指示に応じてΔＣアダプタ３４０におけるマウント３４２の回転制御等を行う。ΔＣ駆動回路３８１は、ΔＣＭＰＵ３８０からの指示に応じてΔＣ駆動モータ３４８を駆動する。ΔＣ初期位置センサ３５７からの信号はΔＣＭＰＵ３８０に供給され、たとえばΔＣアダプタ３４０のマウント３４２を初期位置（回転の原点位置）に復帰させるのに用いられる。なお、ΔＣ駆動回路３８１やΔＣＭＰＵ３８０、電源回路（不図示）等の電気回路部品は消費電力が大きめの為、熱源となり熱膨張による位置精度への影響が懸念される。したがって、これらの電気部品を外部コントローラとして、別筐体に収めても良い。また、ΔＣＭＰＵ３８０の機能をコントローラ５０１により実現するようにしてもよい。
【０１２２】
デジタルカメラ４００は、コントローラ５０１とＵＳＢ等のインタフェースケーブル１２を介して接続され、イメージセンサ４０１により撮影された画像をコントローラ５０１に送信する。デジタルカメラ４００において、カメラＭＰＵ４８０は、デジタルカメラ４００の各制御を実行する。画像処理回路４８１はイメージセンサ４０１により得られた画像信号を処理してデジタルの画像データを生成する。
【０１２３】
なお、本実施形態では、デジタルカメラ４００として汎用のデジタルカメラを用いて、アダプタ部３００により着脱可能な構成としているがこれに限られるものではない。たとえば、イメージセンサ４０１を有する撮像部が接眼鏡基１２２に固定されていてもよい。このとき、イメージセンサ４０１が、ステージのＸＹ軸と高精度に一致した状態に組み立てられていれば、アダプタ部３００による回転補正の機構は省略可能である。また、上述したステージＭＰＵ２８０、ΔＣＭＰＵ３８０、カメラＭＰＵ４８０は、所定のプログラムを実行することにより各種機能を実現するものであってもよいし、専用のハードウェア回路により構成されてもよい。
【０１２４】
コントローラ５０１は、たとえば、プログラムを格納したメモリ５１２と、メモリ５１２に格納されたプログラムを実行することにより種々の処理を実現するＣＰＵ５１１を有し、顕微鏡システム１０における計測・制御機能を司るコンピュータ装置である。以下、本実施形態による顕微鏡システム１０の動作について詳細に説明する。
【０１２５】
図２７は、本実施形態の顕微鏡システム１０におけるコントローラ５０１によるステージ制御を説明するフローチャートである。なお、図２７に従った動作が実行される前に、本実施形態の顕微鏡システム１０では、顕微鏡鏡基の所定位置にＺスケール９９０を配設する事が必要である。配設方法は以下の様である。
【０１２６】
Ｚ摘み１２５によりＺベース１３０をＺ方向に移動し、例えば、クロスハッチ２９０を用いて、合焦点位置を探す。そして、この合焦位置よりも例えば６ｍｍマイナス方向（下方向）に下げ、その位置でＺ初期位置センサ９９１ａがＺ初期位置マーク９９０ａを検知するようにＺスケール９９０を配設する。ここで、６ｍｍとは、ΔＺリフトユニットの最大移動範囲＋ｄＺリフトユニットの最大移動範囲＋誤差余裕分により決定された値である。上述したようにΔＺリフトユニット９１０のリフトピンの可動範囲は±２ｍｍ、ｄＺリフトユニット６５０のリフトピンの可動範囲は±０．２ｍｍであり、これらによる動作範囲は最大でも４．４ｍｍである。これに、配設時の誤差を想定した余裕分を加え、例えば、６ｍｍが安全範囲となる。なお、この段階では、ｄＺリフトユニットおよびΔＺリフトユニットは、初期位置マークで決まる初期位置に移動する前の未初期化状態にある。こうして、以降に説明されるｄＺリフトユニット６５０の初期化動作、ΔＺリフトユニット９１０の初期化動作において、それぞれの可動範囲のいかなる位置にあっても顕微鏡本体に装着される対物レンズの先端部とステージの観察面が接触しない位置に、Ｚ初期位置が設定される。
【０１２７】
図２７による本実施形態の顕微鏡システム１０におけるコントローラ５０１の動作説明に戻る。顕微鏡システム１０の各部へ電源が投入され、コントローラ５０１に位置管理観察モードの実行が指示されると図２７のフローチャートに示す動作が開始される。
【０１２８】
まずステップＳ１１においてコントローラ５０１は自身を初期化する。コントローラ５０１の初期化においては、たとえば、顕微鏡システム１０における計測・制御機能を司る位置管理アプリケーションを実行するためのプラットフォームにおける起動時の環境設定が為される。該環境設定が終了すると、例えばWindows（登録商標）の場合であれば、スタートアップフォルダに置かれた起動ショートカットから所望のアプリケーションソフトが自動起動される。本実施形態では、顕微鏡システムの計測・制御機能を実装する位置管理アプリケーションソフト（以下、位置管理アプリ）の起動ショートカットがスタートアップフォルダに置かれており、位置管理アプリが自動起動されるものとする。以上のようにして、位置管理アプリが起動されると、ステップＳ１２において、コントローラ５０１は、以下に述べる初期化動作の完了の通知を待つ。
【０１２９】
図２８は、本実施形態の顕微鏡システム１０における初期化動作を示すフローチャートである。各部の電源が投入されると、夫々が、コントローラ５０１からの制御により、図２８に示されるような電源起動時の初期化動作を行う。コントローラ５０１は、まず、図２８の初期化プロセスＰ１において、上述したＺ初期位置にＺベース１３０を移動する。Ｚベース１３０がＺ初期位置にあると、以降の初期化動作において、それぞれの可動範囲のいかなる位置にあっても顕微鏡本体に装着される対物レンズの先端部とステージの観察面が接触しない。なお、顕微鏡のＺベース１３０の移動動作が手動の場合は、コントローラ５０１はユーザに所定のＵＩを通して操作を促し、ユーザがＺ摘み１２５の手動操作を行う。電動の場合には、コントローラ５０１がＺベース１３０の移動制御を行う。そして、ΔＺステージ９００のΔＺベース９０１に配設されたＺセンサ９９１のＺ初期位置センサ９９１ａがＺスケール９９０のＺ初期位置マーク９９０ａを検出（Ｓ１３１）すると、コントローラ５０１はＺ座標の読取値Ｚをゼロにセットする（Ｓ１３２）。こうして、以降の初期化動作において、それぞれの可動範囲のいかなる位置にあっても顕微鏡本体に装着される対物レンズの先端部とステージの観察面が接触しない。
【０１３０】
初期化プロセスＰ１が済むと、初期化プロセスＰ２において、コントローラ５０１は、ステージ２００、アダプタ部３００（ΔＣアダプタ３４０）、デジタルカメラ４００、ΔＺステージ９００（Ｚベース１３０を含む）の各部の初期化動作を行う。
【０１３１】
・ＸＹステージ（ステージ２００）の初期化
ステップＳ１０１において、ステージ２００のステージＭＰＵ２８０は位置管理面ステージ２２０とＹステージ２４０を夫々の初期位置（Ｘ初期位置マーク２３４、Ｙ初期位置マーク２５３）に移動することによりＸＹステージの初期化を行う。すなわち、ステージＭＰＵ２８０は、Ｘ軸駆動回路２８２及びＹ軸駆動回路２８３に所定方向への駆動制御コマンドを送る。この駆動制御コマンドには、例えば、パラメータとして移動方向及び移動速度が付加されている。これを受けて、Ｘ軸駆動回路２８２及びＹ軸駆動回路２８３は、夫々、駆動信号をＸ軸駆動モータ２４２及びＹ軸駆動モータ２６４に送り、Ｘステージ（位置管理面ステージ２２０）及びＹステージ２４０を夫々指定された方向と速度にて移動する。
【０１３２】
ステージ２００は、高精度なＸエリアスケール２１１及びＹエリアスケール２１２を高精度に検出可能なＸ軸センサ２７１及びＹ軸センサ２７２からの検出信号を内挿処理するＸ軸センサ処理回路２８４及びＹ軸センサ処理回路２８６を有している。この内挿処理において、たとえば２０００分の１の内挿演算を行うと、２μｍ幅のラインパターンから１０ｎｍ以下の分解能が得られ、実施形態の位置管理顕微鏡システムが目標としている位置管理精度、すなわち０．１μｍの精度が得られる。ステージＭＰＵ２８０は、Ｘ軸センサ処理回路２８４及びＹ軸センサ処理回路２８６からの信号に基づいて位置管理面ステージ２２０のＸ方向移動量と位置（Ｘ座標）、及びＹステージ２４０のＹ方向移動量と位置（Ｙ座標）を高精度に把握し管理している。
【０１３３】
位置管理面ステージ２２０上のＸ初期位置マーク２３４がＸ初期位置センサ２４３の検出位置に到達すると、Ｘ初期位置センサ２４３からのステータス変化がステージＭＰＵ２８０に伝達される。同様に、Ｙステージ２４０上のＹ初期位置マーク２５３がＹ初期位置センサ２６５の検出位置に到達すると、Ｙ初期位置センサ２６５からのステータス変化がステージＭＰＵ２８０に伝達される。ステージＭＰＵ２８０は、ステータス変化の受信に応じてＸ軸駆動回路２８２、Ｙ軸駆動回路２８３に停止制御コマンドを送り、ステージ２００のＸＹ駆動を停止する。
【０１３４】
次に、ステージＭＰＵ２８０は、より低い移動速度の設定による正逆の微小移動を順次行なう様にＸ軸駆動回路２８２、Ｙ軸駆動回路２８３に制御コマンドを送り、より正確な初期位置を選んで位置管理面ステージ２２０及びＹステージ２４０を停止する。そして、ステージＭＰＵ２８０は、自身が保持する、Ｘ軸センサ処理回路２８４及びＹ軸センサ処理回路２８６からの信号に基づいて得られるＸ座標値及びＹ座標値をゼロにリセットし、ＸＹステージのＸＹ座標のＸＹ初期位置（座標（０，０））とする。なお、Ｘ初期位置マーク及びＹ初期位置マークとＸ初期位置センサ及びＹ初期位置センサとによるＸＹ初期化位置の検出精度は機械精度による微小な再現性誤差（初期化をし直すと若干ずれる）を含む。しかし、ステージの移動量はエリアスケールと所定の検出部（Ｘ軸センサ２７１、Ｙ軸センサ２７２、斜行センサ２７３）により高精度に管理される。本実施形態では、Ｘ初期位置マーク及びＹ初期位置マークをクロスハッチ原点２９１に合せて配設する事で、このＸＹ初期位置を、所定精度（所定の機構誤差範囲）でクロスハッチ原点２９１に対応させている。
【０１３５】
・ΔΘステージ６００の初期化
次に、ステップＳ１０２において、ステージＭＰＵ２８０は、ΔΘ駆動回路２８１に所定方向への駆動制御コマンドを送る。この駆動制御コマンドには、例えば、パラメータとして移動方向及び移動速度が付加されている。この駆動制御コマンドを受けて、ΔΘ駆動回路２８１は、駆動信号をΔΘ駆動モータ６１１に送ることによりΔΘステージ６００の回転ステージ６９１を指定の方向と速度にて回転させる。ΔΘ初期位置マーク６２０が、ΔΘ初期位置センサ６２１の検出位置に到達すると、ΔΘ初期位置センサからのステータス変化がステージＭＰＵ２８０に伝達される。ステータス変化を受信したステージＭＰＵ２８０は、ΔΘ駆動回路２８１に停止制御コマンドを送り、ΔΘ駆動を停止する。ついで、ステージＭＰＵ２８０は、より低い移動速度の設定による正逆の微小回転を順次行なう様にΔΘ駆動回路２８１に制御コマンドを発し、より正確な初期位置を選んでΔΘステージ６００を停止する。次いで、ステージＭＰＵ２８０は、自身が保持するΔΘ座標値をゼロにリセットし、ΔΘの中心位置、即ち、回転ズレが無い正位置とする。起動時点でのΔΘステージ６００のΔΘ位置が不明な場合（不揮発メモリに残っていない場合等）は、例えば３度一方向に回し、ΔΘ初期位置マーク６２０が見つからなければ、逆方向に６度戻すというようにΔΘステージ６００を駆動する。
【０１３６】
・ｄＺリフトユニット６５０の初期化
ステップＳ１０３において、ステージＭＰＵ２８０はｄＺ駆動回路１２８３に制御コマンドを送り、ΔΘステージ６００のｄＺモータ６５３を駆動してΔΘステージ６００のｄＺリフトユニット６５０のＺ方向の位置を初期化する。ｄＺ初期位置センサ６４１ａによりｄＺスケール６４０のｄＺ初期位置マーク６４０ａによるｄＺの初期位置が検出された位置でｄＺモータ６５３を停止することでｄＺリフトピンの初期位置復帰が行われる。ステップＳ１０４において、ステージＭＰＵ２８０は、この状態で、ｄＺ軸センサ６４１ｂによるｄＺリニアスケール６４０ｂの読取値（ｄＺ１、ｄＺ２、ｄＺ３）をゼロに初期化する。以上の初期化処理は、３つのｄＺリフトユニット６５０のそれぞれについて独立に実行される。なお、ｄＺ軸センサ６４１ｂによる読取値は、図１４（ｃ）に示すように左上（鏡基側で左）の読取値をｄＺ１、右上（鏡基側で右）の読取値をｄＺ２、下側（鏡基と反対側）の読取値をｄＺ３とする。
【０１３７】
以上のようにして、ステージ２００のＸＹステージとΔΘステージ６００、ｄＺリフトユニット６５０の初期化が完了すると、ステージＭＰＵ２８０は、ステップＳ１０５において、ステージ初期化終了コマンドをコントローラ５０１に送信する。
【０１３８】
・ΔＣアダプタ３４０の初期化
次に、ΔＣアダプタ３４０（アダプタ部３００における第２のアダプタ部）の初期化動作を説明する。ステップＳ１１１において、ΔＣＭＰＵ３８０は、ΔＣ駆動回路３８１に所定方向への駆動制御コマンドを送る。この駆動制御コマンドには、例えば、パラメータとして移動方向及び移動速度が付加されている。これを受けて、ΔＣ駆動回路３８１は、駆動信号をΔＣ駆動モータ３４８に送る。ΔＣ駆動モータ３４８の駆動により、ΔＣアダプタ３４０の共通規格マウント凹側であるマウント３４２が指定された方向と速度で回転する。共通規格マウント凹側としてのマウント３４２上のΔＣ初期位置マーク３５６がΔＣ初期位置センサ３５７の検出位置に到達すると、ΔＣ初期位置センサ３５７からステータス変化がΔＣＭＰＵ３８０に伝達される。このステータス変化を受けてΔＣＭＰＵ３８０は停止制御コマンドをΔＣ駆動回路３８１に送り、ΔＣ駆動モータ３４８を停止する。
【０１３９】
次いで、ΔＣＭＰＵ３８０は、より低い移動速度の設定による正逆の微小回転を順次行なう様に制御コマンドをΔＣ駆動回路３８１に発して、より正確な初期位置を選んで回転駆動を停止する。次いで、ΔＣＭＰＵ３８０は自身が保持するΔＣ座標値（ΔＣアダプタの回転角度）をゼロにリセットし、ΔＣの中心位置、即ち、回転ズレが無い正位置とする。なお、起動時点でのΔＣ位置が不明な場合（不揮発メモリに残っていない場合）は、例えば３度一方向に回し、ΔＣ初期位置マークが見つからなければ、逆方向に６度戻す。以上のようにしてΔＣアダプタ３４０が初期の回転位置になると、ステップＳ１１２において、ΔＣＭＰＵ３８０はΔＣアダプタ初期化終了コマンドをコントローラ５０１に送信する。
【０１４０】
なお、ステージ２００におけるＸＹステージの位置管理、ΔΘステージ６００の回転位置の管理及びｄＺの位置管理、並びにΔＣアダプタ３４０の回転位置の管理に、アブソリュートタイプのスケールとセンサを使用してもよい。アブソリュートタイプのスケールとセンサを使用すれば、上述したようなステージ２００のＸＹ初期位置の検出、及び、ΔΘステージ６００やΔＣアダプタ３４０における初期位置、ｄＺ１、ｄＺ２、ｄＺ３の初期位置の検出は省略可能となる。
【０１４１】
・デジタルカメラ４００の初期化
デジタルカメラ４００のカメラＭＰＵ４８０においては、所定の位置管理対応機能（後述）が動作する為の環境設定が為される（ステップＳ１２１）。そして、初期化が完了すると、カメラ初期化終了コマンドがコントローラ５０１へ送信される（ステップＳ１２２）。なお、本実施形態では、電源の投入に応じてデジタルカメラ４００がカメラ動作初期化を実行し、完了した旨をコントローラ５０１に送信するようにしたがこれに限られるものでない。たとえば、コントローラ５０１が、デジタルカメラ４００のユーザインタフェースから、所定の位置管理対応機能（後述）が動作する為の環境設定が為される初期化（ステップＳ１２１）の指示を行なっても良い。
【０１４２】
・ΔＺステージ９００の初期化
ステップＳ１３３において、ΔＺ駆動回路１２８０を介して、ΔＺリフトユニット９１０を駆動してΔＺステージ９００をΔＺ初期位置に移動する。初期化プロセスＰ１においてＺベース１３０の初期位置が検出されている状態ではステージ２００と対物レンズユニット１２６が十分に離れているので、ΔＺステージ９００は安全に初期化を実行することができる。
【０１４３】
ステップＳ１３３について具体的に説明する。ステージＭＰＵ２８０はΔＺ駆動回路１２８２に制御コマンドを送り、ΔＺリフトユニット９１０のΔＺモータ９１３を駆動してリフトピン９１４をＺ方向に移動する。ΔＺ初期位置センサ９２０ａによりΔＺスケール９９４のΔＺ初期位置マーク９９４ａによる初期位置が検出された位置でΔＺモータ９１３を停止することでリフトピン９１４の初期位置への復帰が完了する。そして、ステップＳ１３４において、ステージＭＰＵ２８０は、ΔＺ軸センサ９２０ｂによるΔＺリニアスケール９４１ｂの読取値ΔＺ１、ΔＺ２、ΔＺ３をゼロにセットする。なお、ΔＺ軸センサ９２０ｂによる読取値は、図５（ｅ）に示すように、ΔＺステージ９００の上面側からみた場合に、左上（Ｌ１）の読取値をΔＺ１、右上（Ｌ２）の読取値をΔＺ２、下側（Ｌ３）の読取値をΔＺ３とする。上述の初期化処理は、３つのΔＺリフトユニット９１０のそれぞれについて独立に実行される。なお、ΔＺの位置管理に、アブソリュートタイプのスケールとセンサを使用してもよい。アブソリュートタイプのスケールとセンサを使用すれば、上述したようなΔＺ１、ΔＺ２、ΔＺ３の初期位置の検出は省略可能となる。その後、ステップＳ１３５において、ステージＭＰＵ２８０は、ΔＺ初期化終了コマンドをコントローラ５０１送付する。
【０１４４】
コントローラ５０１は、以上述べた初期化プロセスＰ２が終了すると、初期化プロセスＰ３に進む。コントローラ５０１は、Ｐ３のステップＳ１３６において、位置管理面ステージ２２０をＺ方向に移動し、ＸＹクロスハッチ２１３がデジタルカメラ４００のフォーカス位置にあるかどうかを判定する。即ち、コントローラ５０１は所定のＵＩによりユーザに促し、ユーザはＺ摘み１２５を手動操作することにより、位置管理面ステージ２２０のＺ方向位置を調整してフォーカスを合わせる。ステップＳ１３１に関して上述したように、Ｚベース１３０のＺ方向の移動をモータ等により駆動可能な場合は、コントローラ５０１は顕微鏡本体に内蔵されたモータを駆動制御する事により、自動的にフォーカス合わせをするようにしてもよい。なお顕微鏡のＺ軸がモータ駆動、即ち、電動の場合は、所定のＺ駆動インタフェース（不図示）が提供されており、コントローラ５０１はＺ駆動インタフェースを介して制御する。コントローラ５０１は、ＸＹクロスハッチ２１３をデジタルカメラ４００で撮影して得られた撮影画像からフォーカス状態を判定し、これをステージＭＰＵ２８０に通知する。フォーカスが検出されると、ステージＭＰＵ２８０は、この状態におけるＺ軸センサ９９１ｂによるＺリニアスケール９９０ｂの読取値Ｚをメモリに記憶すると同時にコントローラ５０１に通知する。なお、フォーカスの検出に使用するＸＹクロスハッチ２１３は、クロスハッチ２９０、クロスハッチ原点２９１、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３のいずれが用いられてもよい。
【０１４５】
図２７に戻り、上述のように、コントローラ５０１は自身の初期化（ステップＳ１１）を終えた後、初期化プロセスＰ１、初期化プロセスＰ２、初期化プロセス３を終えると、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、位置管理アプリは位置管理観察の為の準備動作を開始する。
【０１４６】
ステップＳ１３において、コントローラ５０１は、ΔＺステージ９００（ΔＺリフトユニット９１０）を駆動して、ステージ２００（位置管理面ステージ２２０）の光軸に対する面の傾き（あおり）の補正を行う。このあおり補正では、ステージ２００のＸＹ面が、観察光の方向であるＺ軸の垂直面と平行になるように調整される。このあおり補正処理を図２９のフローチャートを参照して説明する。なお、図２９のフローチャートにおいて、コントローラ５０１がステージ２００、ΔＺステージ９００を駆動する場合は、たとえば、その旨の指示をコントローラ５０１がステージＭＰＵ２８０に与えることで実現される。
【０１４７】
まず、コントローラ５０１は、観察位置の中心がクロスハッチＸ軸２９２の左端となるように位置管理面ステージ２２０を移動する（ステップＳ１５１）。次に、コントローラ５０１は、３つのΔＺリフトユニット９１０のΔＺリフトピン９１４（以下、図５に示したように、これらを区別するためにΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３と記載する）を同期駆動して、クロスハッチＸ軸２９２にフォーカスを合わせる（ステップＳ１５２）。なお、３つのΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動とは、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の全てを夫々のΔＺの初期位置からＺ方向に同一量だけ同時に移動する制御である。コントローラ５０１は、クロスハッチＸ軸２９２の左端においてフォーカスが得られたときのスケール値（ΔＺ１〜ΔＺ３）をメモリに記憶する（ステップＳ１５３）。スケール値ΔＺ１〜ΔＺ３は、それぞれΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３のΔＺリフトユニットに設けられたΔＺ軸センサ９２０ｂにより得られるΔＺ初期位置マークを基準（ゼロ）とするスケール値である。なお、ΔＺ１〜ΔＺ３は同じ値となるので、いずれか１つを記憶すればよく、本実施形態ではΔＺ１を用い、以下、この値をΔＺｃ１とする。
【０１４８】
次に、コントローラ５０１は、観察位置の中心がクロスハッチＸ軸の右端となるように位置管理面ステージ２２０を移動する（ステップＳ１５４）。そして、コントローラ５０１は、３つのΔＺリフトユニット９１０のΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３を同期駆動して、クロスハッチＸ軸２９２にフォーカスを合わせる（ステップＳ１５５）。コントローラ５０１は、クロスハッチＸ軸２９２の右端においてフォーカスが得られたときのスケール値（ΔＺ１〜ΔＺ３のいずれか、本実施形態ではΔＺ１を用いる）を、ΔＺｃ２としてメモリに記憶する（ステップＳ１５６）。次に、コントローラ５０１は、観察位置の中心がクロスハッチＹ軸２９３の下端となるように位置管理面ステージ２２０を移動する（ステップＳ１５７）。そして、コントローラ５０１は、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３を同期駆動して、クロスハッチＹ軸２９３に対してフォーカス合わせを行う（ステップＳ１５８）。コントローラ５０１は、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動によりフォーカスが得られた時のスケール値（ΔＺ１〜ΔＺ３のいずれか、本実施形態ではΔＺ１を用いる）をΔＺｃ３としてメモリに記憶する（ステップＳ１５９）。
【０１４９】
コントローラ５０１は、ΔＺｃ１とΔＺｃ２との差から、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ２の間の変動量（Ｘ方向のあおり量）を推定し、それがゼロとなるようにΔＺリフトピンＬ２を移動する（ステップＳ１６０）。たとえば、図５（ｅ）のように、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ２との距離がＲｈであり、クロスハッチＸ軸の左右端部の距離（Ｓ１５４における観察位置の中心の移動量）がλｈであるとする。この場合、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ２の間の変動量（ΔＺ２−ΔＺ１）は、
ΔＺ２−ΔＺ１＝（ΔＺｃ２−ΔＺｃ１）×Ｒｈ／λｈ
のように推定される。コントローラ５０１は、この推定された変動量だけΔＺリフトピンＬ２を移動し、ステージ２００のＸ方向のあおりを解消する。
【０１５０】
続いて、コントローラ５０１は、ΔＺｃ１とΔＺｃ３との差から、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ３の間の変動量（Ｙ方向のあおり量）を推定し、それがゼロとなるようにΔＺリフトピンＬ３を移動する（ステップＳ１６１）。たとえば、図５（ｅ）のように、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ３との距離がＲｉであり、クロスハッチＹ軸の下端部への移動距離（Ｓ１５７における観察位置の中心の移動量）がλｉであるとする。この場合、ΔＺリフトピンＬ１とΔＺリフトピンＬ３の間の変動量（ΔＺ３−ΔＺ１）は、
ΔＺ３−ΔＺ１＝（ΔＺｃ３−ΔＺｃ１）×Ｒｉ／λｉ
のように推定される。コントローラ５０１は、この推定された変動量だけΔＺリフトピンＬ３を移動し、ステージ２００のＹ方向のあおりを解消する。
【０１５１】
以上の処理により、位置管理面ステージ２２０のあおりの補正が実現される。以降、ΔＺステージの駆動は、ステージ２００のあおりが補正された状態を維持するために、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３を同期駆動してＺ方向の位置決めを行う。そして、Ｚ方向の位置管理（Ｚ座標）は、Ｚリニアスケール９９０ｂの読取値Ｚと、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３に対応するΔＺリニアスケール９９４ｂの読取値ΔＺ１〜ΔＺ３のいずれかの（本実施形態ではΔＺ１）読取値との和を用いる。本実施形態では、Ｚ＋ΔＺ１（＋ｄＺ（この段階ではゼロ））を用いる。即ち、ＸＹクロスハッチ２１３のＺ座標は、Ｚ＋ΔＺ１（＋ｄＺ（この段階ではゼロ））となる。なお、Ｚの値はＺ初期位置（ゼロ）からの移動量、ΔＺ１の値はΔＺ１初期位置（ゼロ）からの移動量である。以上の処理により、位置管理面ステージ２２０のあおりが補正されるので、光軸方向（Ｚ方向）の位置管理面ステージ２２０の面の位置が正確に管理される。なお、以降は、Ｚ摘み１２５を操作する事は行わず、ΔＺ摘み９０４によるΔＺリフトユニットの駆動、又は、コントローラ５０１からのΔＺリフトユニットの駆動指示のみでＺ方向の移動を行なうものとする。また、ΔＺ摘み９０４は、例えばロータリーエンコーダを用いた電子摘みであり、摘み操作によるロータリーエンコーダの値の変化に応じてΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３が同期駆動される。なお、上述したあおり補正の処理（Ｓ１５１〜Ｓ１６１）の処理を、ステップＳ１６０、Ｓ１６１で推定される変動量が所定値以下となるまで繰り返すようにしてもよい。
【０１５２】
なお、上述したステージ２００（位置管理面ステージ２２０）の光軸に対する面の傾き（あおり）の補正では、Ｘ軸及びＹ軸基準を提供する位置基準マークをフォーカス基準として代用した。すなわち、クロスハッチＸ軸２９２の左端と右端、及び、クロスハッチＹ軸２９３の下端をフォーカス基準として代用した。しかるに、フォーカス基準を提供するマークはこのような形態に限られるものではなく、撮像を行うデジタルカメラ４００の観察可能領域内に設けられ、デジタルカメラ４００による焦点検出が可能なマークであればどのようなマークであってもよい。より具体的には、スライド載置位置とは異なる位置の観察視野内のＸＹ面にフォーカス基準を提供するマークが設けられれば良い。
【０１５３】
たとえば、図５２（ａ）に示す様に、専用のフォーカス基準マーク２９４を具備するＸＹクロスハッチ２１３を用いても良い。同図に示す様に、フォーカス基準マーク２９４は、例えば、Ｘ軸方向に沿って所定幅を有する平行な２辺と、Ｙ軸方向に沿って所定幅を有する平行な２辺とより構成される矩形である。フォーカス基準マーク２９４は、クロスハッチＸ軸２９２およびクロスハッチＹ軸２９３のＸＹ面と同一平面に設けられる。矩形は、ＸＹステージ上のスライド載置面の傾きを代表可能な所定の矩形サイズを有する。この場合、ＸＹスケール板２１０は、ＸＹステージ上にフォーカス基準マーク２９４によって形成される矩形面が、ＸＹステージのスライド載置面に平行となる様に配設される。また、フォーカス基準マーク２９４は、例えば、クロスハッチＸ軸２９２とクロスハッチＹ軸２９３とクロスハッチ２９０の間に所定の間隔を置いて配設される（ここでは、図５２（ｂ）に示されるように２ｍｍ）。即ち、効率的にマーク位置を検出できるように、顕微鏡の同一視野内で、隣接する位置基準マークが同時に観察されないように、其々の間隔が視野サイズに相当する距離以上（本実施形態では、１０倍対物レンズの視野サイズ１．５ｍｍ以上）離して配設される。フォーカス基準マーク２９４は、クロスハッチＸ軸２９２およびクロスハッチＹ軸と同様にＸＹステージ上のスライド載置面の傾きを代表可能なフォーカス基準を為す。
【０１５４】
図５２（ｂ）は、フォーカス基準マークの詳細を示す図である。Ｘ軸方向のフォーカス基準マーク２９５は、たとえば１ｍｍ間隔で、長さ２ｍｍのＹ軸方向のフォーカス基準ユニットマーク（以下フォーカスユニット）２９７で構成されている。フォーカスユニット２９７は、中心線を線対称軸とする同一幅のラインのペアが、幅を変えて複数対、線対称に配列された構成を有する。なお、中心線上には何らかのラインが存在しても良い。又、ラインとスペースの関係を反転させても良い。これにより、対物レンズ低倍時の画角においても、又、高倍時の画角においても、適切な数と太さのラインがライブ画像撮像機能や静止画撮像機能により撮像され、後述するフォーカス合せにおいて、所定の精度が担保される。Ｙ軸方向のフォーカス基準マーク２９６は、たとえば１ｍｍ間隔で、長さ２ｍｍのＸ軸方向のフォーカス基準ユニットマーク（以下フォーカスユニット）２９８で構成されている。フォーカスユニット２９８は、フォーカスユニット２９７を９０度回転したパターンを有する。また、フォーカスユニット２９７、２９８は、それぞれ線幅の異なる複数のラインで構成されている。
【０１５５】
このような専用のフォーカス基準２９４を使用すると、上述したステージ２００（位置管理面ステージ２２０）の光軸に対する面の傾き（あおり）の補正（図２９）におけるＳ１５１、Ｓ１５４、Ｓ１５７は、例えば、図５２（ｃ）に示す、上側のＸ軸方向のフォーカス基準マーク２９５上の２個所のフォーカスユニット２９７、及び、下側のＸ軸方向のフォーカス基準マーク２９５上の１個所のフォーカスユニット２９７で行う事が出来る。したがって、必要なフォーカスユニットは、Ｘ軸方向に沿って所定距離離れた２個のフォーカスユニットと、それら２個のフォーカスユニットが為す辺からＹ軸方向へ所定距離離れた位置にある１個のフォーカスユニットの３個のフォーカスユニットである。なお、これらあおりの補正に用いる３つのフォーカスユニットにより形成される三角形は、３つのリフトピン９１４により形成される三角形と相似形であることが望ましい。また、上記実施形態ではＸ軸方向に２個のフォーカスユニットを配置したが、Ｙ軸方向に２個のフォーカスユニットを配置してもよい。すなわち、フォーカスユニット２９７，２９８を採用する場合も、クロスハッチＸ軸２９２やクロスハッチＹ軸２９３を使用する場合も、１辺がＸ軸方向またはＹ軸方向と一致している三角形の頂点位置においてフォーカス位置を計測できるようにすればよい。
【０１５６】
又、ステージ２００（位置管理面ステージ２２０）の光軸に対する面の傾き（あおり）の補正は、スライド面の仕様（平坦度、平行度）が所定精度内に管理されたスライドを用いた、フォーカス基準付きのスライド（図２３、図２４）を用いて行っても良い。この場合、変動量の推定に用いる値λｈ、λｉとしてλｊとλｋが用いられる（図１４（ｃ））。
【０１５７】
図２７に戻り、ステップＳ１４において、コントローラ５０１は、デジタルカメラ４００により撮影されるステージ２００のＸＹクロスハッチ２１３の画像に基づいて、イメージセンサ４０１のＸ，Ｙ軸とステージのＸ、Ｙ軸をそろえるようにΔＣアダプタ３４０を制御する。これにより、ステージ２００のステージＸ軸２０３、ステージＹ軸２０４にイメージセンサ４０１の画素（ピクセル）の並びを合わせるΔＣ補正が行われる。
【０１５８】
図３０はΔＣ補正の動作を説明するフローチャートである。上述したように、ΔＣ補正の目的は、イメージセンサ４０１の画素配列におけるＸＹ軸と、ステージ２００のＸＹ軸とを揃える事である。本実施形態では、観察対象領域２０５に配設された、ステージ２００のＸＹ軸を代表するＸＹクロスハッチ２１３のＸＹ軸と、イメージセンサ４０１のＸＹ軸との軸合せを行う。
【０１５９】
まず、ステップＳ２０１において、位置管理アプリが稼働するコントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に所定の制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００をカラーライブモードに設定する。カラーライブモードにおいて、デジタルカメラ４００のカメラＭＰＵ４８０は、観察画像の低解像度静止画（イメージセンサの全画素を使わない間引き画像）のカラー撮影を行い、所定の時間間隔で随時、コントローラ５０１に送信する。コントローラ５０１はデジタルカメラ４００から低解像度静止画が送信されるごとにこれをディスプレイ５０２に表示することでライブ画像を提供する。
【０１６０】
次いで、ステップＳ２０２において、顕微鏡の対物レンズを低倍（例えば１０倍）に変更するよう、例えばディスプレイ５０２を用いて観察者（操作者、ユーザ）に促す。観察者は、リボルバ１２７を回転させて１０倍対物レンズに変更した後、１０倍の対物レンズが使用中になっていることを不図示の入力部（たとえば、キーボード操作あるいはＧＵＩ上のマウス操作）によりコントローラ５０１に通知する。なお、顕微鏡が電動リボルバを有する場合には、コントローラ５０１が所定の制御コマンドを顕微鏡に送ることで、自動で対物レンズの低倍設定が実行されるようにしてもよい。
【０１６１】
ステップＳ２０３において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００により撮影可能に配置されたＸＹクロスハッチ２１３のクロスハッチＸ軸２９２上に観察位置を移動する。なお、クロスハッチＸ軸２９２のための観察位置（座標）は、ステージ原点を基準とした既知の座標値である。クロスハッチＸ軸２９２は、他の位置基準マークが混ざって見えないように例えば１０倍対物レンズの視野サイズ（たとえばφ１．５ｍｍ）以上、他のマークから離れている。そのため、ディスプレイ５０２にはクロスハッチＸ軸２９２のみのライブ画像が表示されるようになる。図３１（ａ）において８０１は、イメージセンサ４０１による撮像視野である。なお、イメージセンサ４０１の撮像視野８０１は、図３１（ｂ）に示すように顕微鏡（光学系）の観察視野８０３より狭い観察視野８０３の内側の、ひずみがより少なく光量がより均一である領域８０４に内接する。ただし、より安全を見て、撮像視野８０１よりも小さい領域８０２をイメージセンサ４０１の撮像視野としても良い。なお、イメージセンサ４０１の観察視野８０３に対する視野サイズは、光学アダプタ３２０内のアダプタレンズ３０１の倍率により調整される。
【０１６２】
次いで、ステップＳ２０４〜Ｓ２０７により、デジタルカメラ４００による撮像のための画角の調整が行われる。たとえば、まず、ステップＳ２０４において、コントローラ５０１は、撮像視野８０１内のクロスハッチＸ軸２９２の黒画像のＹ方向重心位置（画素値の重心）を計算する。なお、本実施形態では、黒画像のＹ方向重心位置を求めているがこれに限られるものではなく、白画像のＹ方向重心位置を求めてもよいし、黒画像と白画像のそれぞれのＹ方向重心位置の平均値を用いるようにしてもよい。そして、ステップＳ２０５において、コントローラ５０１は、ステップＳ２０４で計算された重心が撮像視野の中心に来る様にステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ＸＹステージを移動する。そして、ステップＳ２０６において、コントローラ５０１は、イメージセンサ４０１による撮像の画角が条件を満たしているかを判定する。本実施形態では、たとえば、４０倍対物レンズの場合に対して想定される撮像視野８０１におけるクロスハッチＸ軸２９２の黒または白画像のライン数、および／または、ライン幅のサイズに基づいて画角が条件を満たすかどうかを判定する。判定の結果、画角が条件を満たしていれば処理はステップＳ２０６からステップＳ２０８へ進み、画角が条件を満たしていなければ処理はステップＳ２０６からステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７において、コントローラ５０１は、顕微鏡の対物レンズの倍率を大きくするよう、例えばディスプレイ５０２を用いて観察者（操作者、ユーザ）に促す。或いは、電動リボルバの場合はコントローラ５０１が制御コマンドを顕微鏡に送ることで自動的に対物レンズの高倍率への設定が行われる。
【０１６３】
以上のステップＳ２０４からステップＳ２０７を繰り返すことにより、ユーザによる手動操作又は制御コマンドにより対物レンズが低倍（１０倍）から高倍に切り替わり、ステップＳ２０４において算出された重心位置へステージが移動する。本実施形態では、最終的に４０倍対物レンズにより、図３１（ｃ）に示すような画角となる。なお、対物レンズの倍率の変更は、１０倍→２０倍→４０倍のように段階的に行われてもよいし、１０倍→４０倍へ一度に変更されてもよい。
【０１６４】
ステップＳ２０６において画角が条件を満たしていると判定された場合、画角が４０倍対物レンズに対応する画角になったと見做され、処理はステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８において、コントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００を計測モードに切り替える。計測モードとは、イメージセンサ４０１の画像情報を画素単位で利用する為のモードである。例えば、イメージセンサ４０１が図３１（ｅ）に示すようなカラー撮影のための原色ベイヤー配列のカラーフィルタを使用していれば、画像処理回路４８１は夫々、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の画像を白黒信号として扱う。その際に、画像処理回路４８１は、ＲＧＢ各画素からの画像信号を正規化し、夫々のダイナミックレンジを合わせる。又、ガンマ等の非線形処理は行わず、画素からの画像信号をリニアのままで処理し出力する。該計測モードは、高精度な重心計算などに好適な画像処理を含み、デジタルカメラ４００に実装される位置管理対応機能である。
【０１６５】
なお、上述した計測モードを使用しなくても、既存のカラーモード、又は、白黒モード（ＲＧＢ信号から算出する輝度信号を使用）で得られる画像を用いることも可能であるが、重心計算などの演算結果の精度が落ちる。また、カラーフィルタの無い白黒カメラを使用することも出来るが、スライド観察時にカラー観察が出来なくなってしまう。
【０１６６】
次いで、ステップＳ２０９〜Ｓ２１２において、ΔＣ補正が実行される。まず、ステップＳ２０９において、コントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に制御信号を送り、計測モードで、イメージセンサ４０１の全画素を用いた静止画撮像を行う。こうして得られるクロスハッチＸ軸２９２の静止画像の部分拡大像を図３１（ｃ）の右側に示す。イメージセンサ４０１の各画素によるクロスハッチＸ軸の画像が両者の軸ズレを反映したモアレ像として得られる。即ち、計測モードでは、画素ごとに情報が得られるため、高精度な演算結果（後述の重心線）を得る事が出来る。
【０１６７】
次いで、ステップＳ２１０にて、コントローラ５０１はイメージセンサ４０１のＸ軸とクロスハッチＸ軸２９２との傾き（軸ズレ）を計測、即ち、回転ズレ角度を計算する。計算法は、図３１（ｄ）に示すように、イメージセンサ４０１の撮像視野内を、同一幅の短冊領域８１０によりＸ軸方向に短冊状の部分領域に分割し、各短冊領域毎に（部分領域毎に）重心を計算する。短冊領域の幅が狭いほど検出精度は向上するので、その幅を一画素分としても良い。すなわち、１画素以上の幅の短冊領域を用いることができる。また、イメージセンサ４０１の画素欠陥の影響を防ぐ為、複数画素分の幅の短冊領域とし、その短冊領域を一画素幅ずつずらして視野内を細分しても良い。回転ズレの角度αは、各短冊領域の重心のＹ座標値の変化量から高精度で求められる。たとえば、複数の短冊領域から得られた複数の重心位置を通る重心線８１１を最小二乗法等により求め、重心線８１１とイメージセンサ４０１のピクセルの並びのＸ方向との角度差から回転ズレ角度αが得られる。
【０１６８】
次いでステップＳ２１１において、ステップＳ２１０で計測された傾き（回転ズレ角度）が許容差内か否か（所定の閾値以下か否か）を判定する。傾きが許容差内でない場合、ステップＳ２１２において、コントローラ５０１は、ΔＣＭＰＵ３８０に制御コマンドを送り、ΔＣアダプタ３４０のマウント３４２（すなわちイメージセンサ４０１）を、所定方向に所定角度だけ回転させる。ここで、所定の閾値は、ΔＣアダプタ３４０について上述したように、３ミリ度であることが好ましく、より好ましくは０．１ミリ度である。また、ΔＣアダプタ３４０では、制御コマンドに応じてΔＣ駆動モータ３４８を駆動してマウント３４２を所定角度ずつ回転させるが、その所定角度は、所定の閾値以下の角度（好ましくは３ミリ度以下、より好ましくは０．１ミリ度以下）とする。その後、処理はステップＳ２０９に戻り、静止画撮像の撮影（Ｓ２０９）と傾き計測（Ｓ２１０）を行う。コントローラ５０１は以上の処理（ステップＳ２０９〜Ｓ２１２）をくりかえし、ステップＳ２１１で傾きが許容差内に収まったと判定されると、処理はステップＳ２１３へ進む。ステップＳ２１３において、コントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に制御信号を送り、デジタルカメラ４００をカラーライブモードに戻し、ΔＣ補正を終了する。
【０１６９】
なお、ステップＳ２１２において、ΔＣアダプタ３４０のマウント３４２を所定量回転させているがこれに限られるものでない。たとえば、ΔＣ駆動モータ３４８によるマウント３４２の回転量を制御できる構成であれば、ステップＳ２１０で計算された傾き（回転ズレに相当する角度差α）の分だけマウント３４２を回転するように制御してもよい。また、デジタルカメラ４００から撮影可能に配置されたパターンとしてクロスハッチＸ軸２９２を用いたが、これに限られるものではなく、例えば、クロスハッチＹ軸２９３やクロスハッチ２９０でもよい。また、Ｘエリアスケール２１１やＹエリアスケール２１２の一部をデジタルカメラ４００から撮影可能に配置して用いるようにしてもよい。また、上記では、イメージセンサ４０１の顕微鏡本体１００に対する配置状態の調整（変更）として、回転の調整（ΔＣ補正）を行ったがこれに限られるものではない。例えば、ΔＣアダプタ３４０によるΔＣ補正の機能に加えて、あるいは第４のアダプタとしてＺ方向への微小な調整を行う機能が設けられてもよい。例えば、アダプタ部３００において、イメージセンサ４０１のＺ軸方向の位置を調整可能とし、微妙なフォーカス調整を行えるようにしてもよい。その場合、例えば、ΔＣアダプタ３４０にＺ方向へ駆動する３つのアクチュエータで三点を支持する構造を用いることができる。さらに、ＸＹ面に対するイメージセンサ４０１の撮像面の傾きを調整できるようにしてもよい。これは、たとえば、撮影されたクロスハッチ２９０の画像における格子パターンのフォーカス変化（格子パターンのボケの変化）を検出することにより撮像面の傾きを判定することで行える。また、撮像面の傾きは、上述した３つのアクチュエータの駆動量を調整することで調整することができる。また、上記ではΔＣ補正をアダプタ部３００にて実現したが、ステージ２００にΔＣ補正のための回転機構を持たせてもよい。
【０１７０】
以上のようにしてΔＣ補正を完了すると、処理は図２７のステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、コントローラ５０１は、クロスハッチ原点２９１を精確に検出し（０．１μの位置管理精度の基準値の一つを為す）、そこでのＸＹ座標値及びＺ座標値（Ｚ＋ΔＺ＋ｄＺ）をステージ原点として設定する。クロスハッチ原点の精確な検出は、たとえば、クロスハッチＸ軸２９２とクロスハッチ原点２９１を用いて実現される。図３２はステージ原点検出（クロスハッチ原点を検出し、そこでのＸＹ座標値及びＺ座標値をステージ原点として読み替える）の処理を説明するフローチャートである。また、図３３は、ステージ原点検出処理におけるデジタルカメラ４００による撮影画像の例を示す図である。以下、図３２と図３３を用いて、ステージ原点検出処理を説明する。
【０１７１】
まず、ステップＳ２４１において、コントローラ５０１は、図３３（ａ）の左図に示すように、デジタルカメラ４００の撮像視野８０１にクロスハッチＸ軸２９２のラインが入るように、観察位置の中心をクロスハッチＸ軸２９２へ移動する。このとき、リフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動によりフォーカス合わせを行う。フォーカス合せは、手動によるΔＺ摘み９０４の操作でも、デジタルカメラ４００による撮影画像から得られるフォーカス情報に基づく自動制御であっても良い。そして、ステップＳ２４２において、コントローラ５０１は、クロスハッチＸ軸２９２の静止画撮像を行い、静止画像を短冊領域８１０に分割し、短冊領域による重心計算からクロスハッチＸ軸２９２の重心線８１２を求め、そのＹ座標値を求める。そして、コントローラ５０１は、このＹ座標値を用いて、計算された重心線がイメージセンサ４０１の撮像視野８０１におけるＸ軸方向の中心線８１３と一致するように、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステージをＹ方向に移動する（ステップＳ２４３）。こうして、図３３（ａ）の右側に示す如く、クロスハッチＸ軸２９２のＸ方向中心線にイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＸ方向の中心線を一致させる。この状態でステージ原点のＹ座標が確定するので、コントローラ５０１は、ステップＳ２４４においてＹ軸センサ２７２によるＹエリアスケール２１２の読取値をステージ原点のＹ座標値にセットする。
【０１７２】
次に、ステップＳ２４５において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、観察位置をクロスハッチ原点２９１に移動する。このとき、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動によりフォーカス合わせを行う。フォーカス合せは、手動によるΔＺ摘み９０４の操作でも、デジタルカメラ４００の撮影画像から得られるフォーカス情報に基づく自動制御であっても良い。なお、ステップＳ２４１でフォーカス合わせを行っているので、観察位置をクロスハッチ原点２９１に移動しても依然としてフォーカスは良く合っているので、ステップＳ２４５ではフォーカス合わせを省略してもよい。位置管理面ステージ２２０をＸ方向右方にＸ初期位置まで（Ｘ値はゼロ）所定量移動すれば、図３３（ｂ）の上図に示すようにクロスハッチ原点２９１がイメージセンサ４０１の撮像視野８０１に捉えられる。但し、ステージの移動後の位置は、Ｘ初期位置マーカーの配設位置の機構誤差を含む（クロスハッチ原点２９１のＸ方向位置に合せて、機構的に配設される際の誤差）。そのため、クロスハッチ原点２９１のＹ方向の重心線はイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線からは若干のズレを持つ。
【０１７３】
そこで、コントローラ５０１は、ステップＳ２４６において、クロスハッチ原点２９１を計測モードにて静止画撮像し、短冊領域による重心計算から、クロスハッチ原点２９１のＹ方向の重心線８１４を求める。そして、ステップＳ２４７において、コントローラ５０１は、求めた重心線８１４がイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線８１５と一致するように、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステージをＸ方向に移動する。こうして、図３３（ｂ）の下図に示す如く、クロスハッチ原点２９１のＹ方向の重心線とイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線を一致させることができる。この状態でクロスハッチ原点２９１のＸ座標が確定するので、コントローラ５０１は、ステップＳ２４８において、Ｘ軸センサ２７１によるＸエリアスケール２１１の読取値をステージ原点のＸ座標値としてメモリに記憶する。なお、クロスハッチ原点２９１の代わりにクロスハッチＹ軸２９３を使用しても良く、その場合は、Ｙ方向に所定量移動後、上述した内容と同様の処理により、Ｙ方向の重心線を求め、イメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線を一致させることで、クロスハッチ原点２９１のＸ座標が確定する。そして、このＸ座標値をステージ原点としてメモリに記憶する。以上のようにして、撮像視野８０１の中心とクロスハッチ原点２９１が一致した状態で座標が取得され、これがステージ原点（Ｘ，Ｙ）として設定される。また、ステップＳ２４９において、コントローラ５０１は、ステップＳ２４５でフォーカスが得られた状態のＺ＋ΔＺ１＋ｄＺ１（ｄＺ１はこの段階ではゼロ）の読み取り値を取得し、これをステージ原点のＺ座標値としてメモリに記憶する。次いで、コントローラ５０１は、ステップＳ２５０においてカメラＭＰＵ４８０に制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００を計測モードからカラーライブモードに切り替える。
【０１７４】
再び図２７を参照する。以上のようにしてステージ原点の検出を完了すると、コントローラ５０１は、ディスプレイ５０２を用いて観察者にスライドのローディング許可を通知し、ΔΘステージ６００にスライドが載置されるのを待つ（ステップＳ１６）。なお、スライドの載置（スライドローディングの有無）の検知は、自動検知（図示せず）でもよいし、手動指示であってもよい。ΔΘステージ６００にスライドが載置されると、コントローラ５０１は、載置されたスライドに原点マークおよびフォーカス基準マークがあるかどうかを判定する（ステップＳ１７）。載置されたスライドに原点マークおよびフォーカス基準マークがある場合、処理はステップＳ１８へ進む。なお、ステージ原点が得られているので、ローディングされたスライドにおいて位置基準マーク（以下、原点マーク）が存在する位置、フォーカス基準マークが存在する位置はある程度の精度で把握できる。したがって、それらマークが観察されるべき位置へステージを移動し、そこにマークが存在するか否かを判定することで、原点マークおよび位置基準マークの存否を判定できる。
【０１７５】
ステップＳ１８において、コントローラ５０１は、スライド７００のフォーカス基準マーク７０４〜７０６、及びＹ軸マーク７０３（またはフォーカス基準マーク７０７）を用いてスライド面のあおりを補正する。以下、スライドのあおり補正処理について図３４のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１７６】
ステップＳ２６１において、コントローラ５０１は、観察位置の中心がＹ軸マーク７０３の上端、原点マーク７０１、左側のフォーカス基準マーク７０７の上端、または上側のフォーカス基準マーク７０４の左端となるよう位置管理面ステージ２２０を移動する。次に、ステップＳ２６２において、コントローラ５０１は、３つのｄＺリフトユニット６５０のｄＺリフトピン６５４を夫々のｄＺの初期位置から同期駆動してスライド７００上の上述したフォーカスユニットを用いてフォーカスを合わせる。以下、３つのｄＺリフトピン６５４を区別するために、図１４（ｃ）に示したように、ｄＺリフトピンＭ１〜Ｍ３と記載する。なお、スケール値ｄＺ１〜ｄＺ３は、それぞれｄＺリフトピンＭ１〜Ｍ３を有するｄＺリフトユニットの近傍のｄＺ軸センサ６４１ｂにより得られるｄＺ初期位置マーク６４０ａを基準（ゼロ）とするスケール値である。ステップＳ２６３において、コントローラ５０１は、フォーカスが得られたときのスケール値（ｄＺ１〜ｄＺ３）をｄＺｃ１としてメモリに記憶する。なお、ｄＺ１〜ｄＺ３は同じ値となるので、いずれか１つを記憶すればよく、本実施形態ではｄＺ１の値を用いるものとする。
【０１７７】
次に、コントローラ５０１は、ステップＳ２６４において観察位置の中心が右側のフォーカス基準マーク７０５の上端または上側のフォーカス基準マーク７０４の右端となるように位置管理面ステージ２２０をＸ方向へ移動する。そして、ステップＳ２６５において、コントローラ５０１は、ｄＺリフトピンＭ１〜Ｍ３を同期駆動してスライド７００上の上述したフォーカスユニットへフォーカス合わせを行う。そして、ステップＳ２６６において、コントローラ５０１は、フォーカスが得られたときのスケール値（ｄＺ１〜ｄＺ３）を、ｄＺｃ２としてメモリに記憶する（ｄＺ１〜ｄＺ３は同じ値となるので、いずれか１つを記憶すればよく、本実施形態ではｄＺ１の値を用いる）。次に、コントローラ５０１は、ステップＳ２６７において観察位置の中心が下側フォーカス基準マーク７０６の中央となるように位置管理面ステージ２２０をＹ方向へ移動する。そして、ステップＳ２６８において、コントローラ５０１は、ｄＺリフトピンＭ１〜Ｍ３を同期駆動して、スライド７００上のマークへフォーカス合わせを行う。そして、ステップＳ２６９において、コントローラ５０１は、フォーカスが得られた時のスケール値（ｄＺ１〜ｄＺ３）をｄＺｃ３としてメモリに記憶する（ｄＺ１〜ｄＺ３は同じ値となるので、いずれか１つを記憶すればよく、本実施形態ではｄＺ１の値を用いる）。
【０１７８】
次に、ステップＳ２７０において、コントローラ５０１は、ｄＺｃ１とｄＺｃ２との差から、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ２の間の変動量（Ｘ方向のスライドのあおり量）を推定し、それがゼロとなるようにｄＺリフトピンＭ２を移動する。たとえば、図１４（ｃ）のように、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ２との距離がＲｊであり、スライド７００上のマークの左右端の距離（Ｓ２６４における観察位置の中心の移動量）がλｊであるとする。この場合、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ２の間の変動量（ｄＺ２−ｄＺ１）は、
ｄＺ２−ｄＺ１＝（ｄＺｃ２−ｄＺｃ１）×Ｒｊ／λｊ
のように推定される。コントローラ５０１は、この推定された変動量だけｄＺリフトピンＭ２を移動し、スライド７００のＸ方向のあおりを解消する。
【０１７９】
続いて、ステップＳ２７１において、コントローラ５０１は、ｄＺｃ１とｄＺｃ３との差から、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ３の間の変動量（Ｙ方向のあおり量）を推定し、それがゼロとなるようにｄＺリフトピンＭ３を移動する。たとえば、図１４（ｃ）のように、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ３との距離がＲｋであり、スライド７００上のマークの下端部への移動距離（Ｓ２６７における観察位置の中心のＹ方向への移動量）がλｋであるとする。この場合、ｄＺリフトピンＭ１とｄＺリフトピンＭ３の間の変動量（ｄＺ３−ｄＺ１）は、
ｄＺ３−ｄＺ１＝（ｄＺｃ３−ｄＺｃ１）×Ｒｋ／λｋ
のように推定される。コントローラ５０１は、この推定された変動量だけｄＺリフトピンＭ３を移動し、スライド７００のＹ方向のあおりを解消する。
【０１８０】
以上の処理により、ΔΘステージ６００に載置されたスライド７００の上面の光軸に対するあおりが補正される。以降、コントローラ５０１は、当該スライドの上面のＺ座標をＺ＋ΔＺ１＋ｄＺ１で管理する。なお、Ｚの値はＺ初期位置（ゼロ）からの移動量、ΔＺ１の値はΔＺ１初期位置（ゼロ）からの移動量、ｄＺ１の値はｄＺ１初期位置（ゼロ）からの移動量である。以上の処理により、位置管理面ステージ２２０のあおりに加えて、更にスライド面のあおりが補正され、光軸方向（Ｚ方向）のスライド面のＺ位置が正確に管理される。また、以降のＺ方向移動は、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動のみで行われる。以上の処理により、スライド面に起因したあおりが排除され、より高精度なＺ方向の位置管理が実現される。なお、上述したあおり補正の処理（Ｓ２６１〜Ｓ２７１）を、ステップＳ２７０、Ｓ２７１で推定される変動量が所定値以下となるまで繰り返すようにしてもよい。
【０１８１】
図２７に戻り、次に、コントローラ５０１は、ΔΘステージ６００のΔΘ補正を実行して、載置されたスライドの回転ずれを補正する（ステップＳ１９）。上述のように、ΔΘ補正に先立ってΔＣ補正が実行され、ステージ２００とイメージセンサ４０１のＸ軸方向とＹ軸方向が一致している。そして、このΔΘ補正によりスライド７００上の位置基準マークとイメージセンサ４０１のＸ軸方向、Ｙ軸方向が一致させられる。その結果、イメージセンサ４０１を介して、ステージ２００とスライド７００の位置基準のＸ軸方向、Ｙ軸方向が一致することになる。以下、ΔΘ補正の動作について図３５を参照して説明する。
【０１８２】
図３５は、実施形態によるΔΘ補正動作を説明するフローチャートである。ステップＳ３０１において、コントローラ５０１は、手動操作、又は、顕微鏡に制御コマンドを送ることで、対物レンズを低倍（例えば１０倍）に設定する。次に、ステップＳ３０２において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ΔΘステージ６００に載置されているスライド上のＹ軸マーク７０３（図２３，図２４）上に観察位置を移動する。なお、スライド７００上のＹ軸マーク７０３の位置（座標）は、スライドの載置状態に基づく回転ズレによる誤差を含むが、Ｙ軸マーク７０３のステージ原点からの既知の座標値を使用して移動すれば、例えば１０倍対物レンズの視野内に捉える事が出来る。また、図２３、図２４で上述したように、Ｙ軸マーク７０３は、他の位置基準マークが混ざって見えないよう、例えば１０倍対物レンズの視野サイズ（たとえばφ１．５ｍｍ）以上、他のマークから離れている。したがって、図３６（ａ）に示されるように、イメージセンサ４０１の撮像視野８０１にはＹ軸マーク７０３のみが存在し、ディスプレイ５０２にはＹ軸マーク７０３のみのライブ画像が表示される。
【０１８３】
次に、ステップＳ３０３において、コントローラ５０１は、撮像視野８０１内のＹ軸マーク７０３の黒画像の重心位置を計算する。なお、本実施形態では、黒画像のＸ方向重心位置を求めているがこれに限られるものではなく、白画像のＸ方向重心位置を求めてもよいし、黒画像と白画像のそれぞれのＸ方向重心位置の平均値を用いるようにしてもよい。そして、ステップＳ３０４において、コントローラ５０１は、その重心位置が視野の中心に来る様、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステージ２００を移動する。そして、ステップＳ３０５において、コントローラ５０１は、たとえば４０倍の対物レンズの場合に対して想定される撮像視野８０１におけるＹ軸ラインマークの黒画像または白画像のライン数、および／または、幅のサイズに基づいて画角を判断する。画角が条件を満たしていない場合、処理はステップＳ３０５からステップＳ３０６へ進み、コントローラ５０１は、顕微鏡の対物レンズの倍率を大きくするよう、例えばディスプレイ５０２を用いて観察者（操作者、ユーザ）に促す。或いは、電動リボルバの場合はコントローラ５０１が制御コマンドを顕微鏡に送ることで自動的に対物レンズの高倍率への設定を行うようにしてもよい。
【０１８４】
以上のステップＳ３０３からステップＳ３０６を繰り返すことにより、ユーザによる手動操作又は制御コマンドにより対物レンズが低倍（１０倍）から高倍に切り替わり、ステップＳ３０４において、ステップＳ３０３で算出された重心位置へステージが移動する。本実施形態では、最終的に４０倍対物レンズにより、図３６（ｂ）に示すような画角となる。なお、対物レンズの倍率の変更は、１０倍→２０倍→４０倍のように段階的に行われてもよいし、１０倍→４０倍へ一度に変更されてもよい。ステップＳ３０５において４０倍対物レンズの場合に対する画角であると判定されると、処理はステップＳ３０７へ進む。
【０１８５】
次いで、ステップＳ３０７において、コントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００をステップＳ２０８と同様、計測モードに切り替える。次いでステップＳ３０８において、コントローラ５０１は、カメラＭＰＵ４８０に制御信号を送り、計測モードで、イメージセンサ４０１の全画素を用いた静止画撮像を行う。こうして得られるＹ軸マーク７０３の静止画像の部分拡大像を図３６（ｂ）の右側に示す。イメージセンサ４０１の各画素によるＹ軸ラインの画像が両者の軸ズレを反映したモアレ像として得られる。
【０１８６】
次いで、ステップＳ３０９において、コントローラ５０１は、イメージセンサ４０１のＹ軸とスライド７００のＹ軸マーク７０３との傾き（軸ズレ）を計測、即ち、回転ズレ角度を計算する。計算方法は、たとえば図３６（ｃ）に示すように、イメージセンサ４０１の撮像視野内を、同一幅の短冊領域によりＹ軸方向に細分し、各短冊領域毎に重心を計算する。短冊領域の幅が狭いほど検出精度は向上するので、一画素分の幅としても良い。また、イメージセンサの画素欠陥の影響を防ぐ為、画素複数分の短冊領域とし、該領域を一画素幅ずつずらして視野内を細分しても良い。回転ズレの角度は、各短冊領域の重心のＸ座標値の変化量から高精度で求められる。たとえば、複数の短冊領域から得られた複数の重心位置を通る重心線８２２を最小二乗法等により求め、重心線８２２とイメージセンサ４０１のピクセルの並びのＹ方向との回転ズレの角度βが得られる。
【０１８７】
次いでステップＳ３１０において、コントローラ５０１は、ステップＳ３０９で計測された傾き角が許容差内か否か（所定の閾値以下か否か）を判定する。傾き角が許容差内では無い場合、処理はステップＳ３１１へ進み、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ΔΘステージ６００を所定方向に所定量だけ回転させる。ここで所定の閾値は、ΔΘステージ６００について上述したように、３ミリ度であることが好ましく、より好ましくは０．１ミリ度である。ΔΘステージ６００では制御コマンドに応じてΔΘ駆動モータ６１１を駆動して所定量（所定角度）ずつΔΘステージ６００を回転し、その所定角度は、上述した所定の閾値以下の角度（好ましくは３ミリ度以下、より好ましくは０．１ミリ度以下）とする。そして、ステップＳ３０８に戻り、コントローラ５０１は、計測モードで静止画撮像を行い、傾き計測を行ない（ステップＳ３０９）、その傾きが許容差内に収まれば、ΔΘ補正を終了する。
【０１８８】
なお、ステップＳ３１１において、ΔΘステージ６００を所定量回転させているがこれに限られるものでない。たとえば、ΔΘ駆動モータ６１１によるΔΘステージ６００（スライド）の回転量を制御できる構成であれば、ステップＳ３０９で計算された傾き（回転ズレの角度β）の分だけΔΘステージ６００を回転するように制御してもよい。
【０１８９】
図２７に戻り、以上のようにしてΔΘ補正が完了すると、ステップＳ２０において、コントローラ５０１は、ΔΘステージ６００に載置されているスライドのスライド原点の検出を開始する。検出されたスライド原点は、スライド７００上の観察位置（座標）をステージ２００の位置（座標）を用いて管理するための基準位置として用いられる。すなわち、ステージ２００の位置として測定されたスライド原点のステージ原点を基準とする座標値と、観察位置におけるステージのステージ原点を基準とする座標値との差分をとることにより、スライド原点に依存した（ステージ原点に依存しない）座標値が得られ、これが観察位置の座標として用いられる。換言すれば、ステージ原点を基準としたスライド原点の座標値とステージ原点を基準とした観察位置における座標値との差分により、スライド７００上の観察位置（座標）がスライド原点基準で管理される。こうして、スライド上の観察位置の座標は、スライド原点を基準位置とするステージ２００の位置（座標）になる。なお、ステップＳ２０の実行時において、（ステップＳ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７により）対物レンズは４０倍、デジタルカメラ４００は計測モードとなっている。図３７に、実施形態による原点検出動作のフローチャートを示す。
【０１９０】
コントローラ５０１は、ステップＳ４０１においてΔΘ補正後のＹ軸マーク７０３の静止画撮像を行い、ステップＳ４０２において短冊領域による重心計算から重心線を求める。なお、念のため、静止画撮像の前にフォーカス合せが行われても良い。そして、ステップＳ４０３において、コントローラ５０１は、計算された重心線がイメージセンサ４０１の撮像視野におけるＹ軸方向の中心線と一致するように、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステージをＸ方向に移動する。こうして、図３８（ａ）に示す如く、Ｙ軸マーク７０３のＹ方向中心線８４１にイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線８４２を一致させる。
【０１９１】
次いでステップＳ４０４において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステップＳ１５で得られたステージ原点を基準とするこの時のステージ座標値を受け取る。なお、ＸＹ初期位置を基準とするＸＹ座標をクロスハッチ原点２９１を基準に読み替えたものがステージ座標であり、その原点がステージ原点である。ステージ座標のステージ原点は座標（０，０）となる。そして、このうちのＸ座標値が高精度なスライド原点のＹ方向中心線のＸ座標値（x0とする）となる。また、それはイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＹ方向の中心線８４２のＸ座標値ともなる。
【０１９２】
次いで、ステップＳ４０５において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、イメージセンサ観察位置をスライド７００の原点マーク７０１上に移動する。このとき、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同時駆動により、フォーカス合わせを実施する。フォーカス合せは、手動操作でも、フォーカス情報に基づく自動動作でも良い。ΔΘ補正によりスライドＹ軸７１２（図２３（ｂ）、（ｃ））の軸ズレは無くなっており、この為、ステージをＹ方向上方に所定量移動すれば、図３８（ｂ）に示すように原点マーク７０１がイメージセンサ４０１の撮像視野８０１に捉えられる。但し、ステージの移動位置は、スライドの回転ズレに対するΔΘ補正後に残るＹ軸方向の位置ズレ誤差を含む（合せて０．１〜０．２ｍｍ程度）ため、原点マークのＸ方向の重心線８５１はイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＸ方向の中心線８５２からは若干のズレを持つ。
【０１９３】
そこで、ステップＳ４０６にて、コントローラ５０１は、図３８（ｂ）の状態の原点マーク７０１を計測モードにて静止画撮像し、ステップＳ４０７において短冊領域による重心計算からＹ方向の重心位置を求める。そして、ステップＳ４０８において、コントローラ５０１は、求めた重心線８５１がイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＸ方向の中心線８５２と一致するように、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステージをＹ方向に移動する。こうして、図３８（ｃ）に示す如く、原点マーク７０１のＸ方向の重心線８５１とイメージセンサ４０１の撮像視野８０１のＸ方向の中心線８５２を一致させることができる。なお、図３８（ｂ）（ｃ）は図２３（ｂ）に示した原点マークを用いた場合を示し、図３８（ｄ）（ｅ）は図２３（ｃ）に示した原点マークを用いた場合を示している。
【０１９４】
次いでステップＳ４０９にて、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステップＳ１５で得られたステージ原点（座標（０，０））を基準とするこの時のステージ座標値を受け取る。このうちのＹ座標値が高精度なスライド原点のＸ方向中心線のＹ座標値（y0とする）となる。また、それはイメージセンサ４０１の観察視野のＸ方向の中心線のＹ座標値ともなる。
【０１９５】
次いで、ステップＳ４１０において、コントローラ５０１は、ステージＭＰＵ２８０に制御コマンドを送り、ステップＳ４０５で得られたＺ座標値（Ｚ＋ΔＺ１＋ｄＺ１）を受け取る。この受け取ったＺ座標値が高精度なスライド原点のＺ方向の座標値（スライドＺ原点、z0とする）となる。なお、この時、念のため再度、焦点の合い具合を確認する事を行っても良い。再度の確認で、ΔＺ１の数値に若干の変化があれば、その数値になるＺ＋ΔＺ１＋ｄＺ１が、スライド原点のＺ方向の座標値（スライドＺ原点、z0）となる。
【０１９６】
次いでステップＳ４１１において、コントローラ５０１は、観察位置の位置管理の基準を、ステップＳ１５で得られたステージ原点（ＸＹ座標は（０，０）、Ｚ座標はＺ＋ΔＺ１＋ｄＺ１）から、ステップＳ４０５で得られたスライド原点（x0，y0，z0）に置き換える。次いで、コントローラ５０１は、ステップＳ４１２においてカメラＭＰＵ４８０に制御コマンドを送り、デジタルカメラ４００を計測モードからカラーライブモードに切り替える。なお、ステップＳ２０のスライド原点の検出は、対物レンズ（倍率）が変更される毎に実施されるのが好ましい。対物レンズの切り替えにより光軸がずれる場合があるからである。この点については後述する。
【０１９７】
図２７に戻り、ステップＳ２１で、コントローラ５０１は、ΔΘステージ６００に載置されているスライド７００の、スライド面のδＺ分布を測定する。スライド面のδＺ分布の測定処理を図３９のフローチャートにより説明する。まず、ステップＳ４４１において、コントローラ５０１は、観察位置を、ステップＳ２０で検出したスライド原点の位置へ移動する。次に、ステップＳ４４２において、コントローラ５０１は、ΔＺリフトユニット９１０の駆動によりΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３を同期駆動して、デジタルカメラ４００による撮影画像に基づくフォーカス合わせを行う。そして、ステップＳ４４３において、コントローラ５０１は、フォーカスが合った状態で、スケール値ΔＺ１を読み取り、Ｚ＋ΔＺ１＋ｄＺ１をスライドＺ原点z0とする。なお、以上のステップＳ４４１〜Ｓ４４３の処理は、図３７により説明したスライド原点検出処理において求めたスライドＺ原点を流用するのであれば省略可能である。
【０１９８】
次に、ステップＳ４４４において、コントローラ５０１は、観察位置をフォーカス基準マーク（本実施形態では例えば１ｍｍおきのフォーカスユニット７１０の集合）７０４〜７０６とＹ軸マーク７０３またはフォーカス基準マーク７０７の４辺上の最初にフォーカス位置を計測するフォーカスユニットまたは位置基準マーク上へ移動する。そして、ステップＳ４４５において、コントローラ５０１は、ΔＺリフトユニット９１０の駆動によりΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３を同期駆動して、デジタルカメラ４００による撮影画像に基づくフォーカス合わせを行う。そして、ステップＳ４４６において、コントローラ５０１は、フォーカスが合った状態のΔＺ１のスケール値とスライドＺ原点におけるΔＺ１のスケール値との差分δＺを読み取り、現在の観察位置のＸＹ座標と、読み取られたＺ座標の差分（δＺ）を記憶する。以上のステップＳ４４４〜Ｓ４４６の処理を、各辺について例えば１ｍｍ間隔のフォーカスユニット７１０で計測を繰り返し、予定された全てのフォーカスユニット７１０の位置についてδＺの計測を終えると処理はステップＳ４４７からステップＳ４４８へ進む。ステップＳ４４８において、コントローラ５０１は、４辺（上側・下側・左側・右側）のフォーカス基準マーク（位置基準マークも含む）の各辺４個所における各フォーカスユニットのδＺから線形補間によりスライド面（カバーガラスエリア７２２）上の、スライドＺ原点に対するＺ座標の分布（以下、δＺ分布）を推定する。
【０１９９】
例えば、図５０（ａ）、（ｂ）に示す様に、Ｘ軸上に沿う２個所とＹ軸上に沿う２個所の合計４個所におけるδＺの値（δＺｘ左、δＺｘ右、δＺｙ上、δＺｙ下）からδＺが推定される。たとえば、コントローラ５０１は、δＺｘ左とδＺｘ右のＸ方向内挿演算及びδＺｙ上とδＺｙ下のＹ方向内挿演算を行い、両内挿値の平均を取ることで、δＺを推定する。これにより、カバーガラスエリア７２２のスライド面上の例えば１ｍｍピッチ（フォーカスユニットの配設ピッチ）の任意の格子点におけるδＺ分布が得られる。更に、例えば、図５１（ａ）、（ｂ）に示す様に１ｍｍピッチの格子内の任意の位置について、同様の内挿処理を行うことによって、カバーガラスエリア７２２のスライド面上の任意の位置（ｘ，ｙ）のδＺ分布が得られる。これをδＺ＝δＺ(ｘ,ｙ)で表す。なお、上記の例ではδＺ分布を線形補間により求めたが、これは、スライド表面の変化がなだらかであり、十分な精度が得られるためである。勿論、多次元での補間やその他の演算処理を行っても良い。
【０２００】
上述のδＺ分布を用いることにより、スライド面上の任意の位置（ｘ、ｙ）へ観察位置を移動した際に、Ｚ座標にδＺ(x、y)を反映させることで、観察位置のＺスライド面からの高さを概ね一定に維持することができる。たとえば、ＸＹステージを（ｘ１、ｙ１）から（ｘ２、ｙ２）へ移動した際に、δＺ（ｘ２、ｙ２）−δＺ（ｘ１、ｙ１）のようにΔＺステージを制御してＺ座標を移動することで、観察位置のスライド面からの高さをより均一に維持することが出来る。
【０２０１】
なお、各辺１ｍｍ間隔でのフォーカス基準マークのフォーカスユニットの計測において、カバーガラスの有無が影響する。カバーガラスがあると焦点距離は長くなる方向に変化する。即ち、顕微鏡用カバーガラスの屈折率は概ね１．５３であるが、厚さは０．１２〜０．１７ｍｍの間でばらつくので、変化量も４２μｍ（厚さ０．１２ｍｍの場合）〜６０μｍ（厚さ０．１７ｍｍの場合）の間でばらつく。これがδＺの値に反映される。従って、使用するカバーガラスのサイズがδＺの面分布の測定に影響する。カバーガラスのサイズには、たとえば、高さは２４ｍｍまたは２５ｍｍ、長さは３２ｍｍ〜６０ｍｍと複数種類がある。これらのカバーガラスのサイズとスライド７００上のフォーカス基準との位置関係で、以下の様な場合分けが生じる。
（１）カバーガラスの高さ２５ｍｍ、長さ５５ｍｍ〜６０ｍｍ
（２）カバーガラスの高さ２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ
（３）カバーガラスの高さ２５ｍｍ、長さ４５ｍｍ〜３２ｍｍ
（４）カバーガラスの高さ２４ｍｍ
なお、カバーガラスのサイズは載置される検体のサイズに合わせて選ばれ、又、カバーガラスはスライドガラスの概ね右端に合せて載置するものとする。
【０２０２】
（１）では、スライド７００の位置基準マーク（７０１〜７０３）と、３個のフォーカス基準マーク（７０４〜７０６）または４個のフォーカス基準マーク（７０４〜７０７）が全てカバーガラスで覆われ、上述したδＺ分布の計測方法が適用される。
【０２０３】
（２）では、スライド７００の位置基準マークのみがカバーガラスから外れ、３個のフォーカス基準マークまたは４個のフォーカス基準マークがカバーガラスで覆われる。この場合、位置基準マークにはカバーガラスが無い為、フォーカス位置が４２〜６０μ対物レンズ側に近づくことになる。したがって、位置基準マークのフォーカス位置とカバーガラスで覆われたフォーカス基準マーク７０４〜７０７のフォーカス位置とではカバーガラスの有無によるフォーカス位置の変動が生じ、位置基準マークはフォーカス合わせに使用できない。通常、スライドのあおりは２０μ内外に納まる為、これを超えるδＺの変化は、カバーガラスの有無の違いとして、コントローラ５０１は認識可能である。従って、この場合、カバーガラスで覆われた左側のフォーカス基準マーク７０７が検知されれば、これを選択し、上述したδＺ分布の計測方法が適用される。一方、フォーカス基準マーク７０７が無い場合は、スライド７００の上下に配設されたフォーカス基準マーク（７０４、７０６）を用いて、上下のフォーカス位置の計測結果から補完処理によりδＺ分布を求める。
【０２０４】
（３）では、スライドの上下に配設されたフォーカス基準マーク（７０４、７０６）の左側がカバーガラスのカバー範囲から外れる。外れる範囲は、上述したようにδＺの変化量で検知できるので、カバーガラスのある範囲で、上下のフォーカス基準マーク（７０４、７０６）のδＺから補完処理を行う。
【０２０５】
（４）では、カバーガラスの高さが２４ｍｍである為、上下のフォーカス基準マークの一部がカバーガラスのカバー範囲から外れる。仮に、カバーガラスがスライドガラスの上辺に沿って載置された場合でも、下辺では０．５ｍｍ幅、フォーカス基準マークがカバーガラスで覆われる。従って、上下のフォーカス基準マークのδＺ計測に際に、カバーガラスで覆われるフォーカス基準マークの幅（本来は２ｍｍ）の中で、ステージのＸＹ方向の移動を行い、δＺの値の変化量からカバーガラスのある範囲を特定し、そこでのδＺを使用する。こうする事により、カバーガラスの長さ方向のサイズに応じて（１）〜（３）の場合と同様なδＺの分布の計測処理が適用可能になる。
【０２０６】
なお、検体サイズの高さが大きく、上下のフォーカス基準マークの位置にまで載置範囲を確保したい場合には、上下のフォーカス基準マークを有しないスライドを用いるようにしても良い。ただし、この場合でも、カバーガラスの長さを５０ｍｍ以上とする事で、左右のフォーカス基準がカバーガラスで覆われる為、左右のフォーカス基準のδＺから補完処理を行う事が出来る。
【０２０７】
また、上記（１）では位置基準マークもカバーガラスに覆われるため、δＺ分布の任意の位置（ｘ、ｙ）における値は、スライド原点のＺ座標からのＺ方向位置となる。したがって、δＺ分布はスライド面のＺ座標を表す。他方、上記（２）〜（４）の場合は、位置基準マークがカバーガラスから外れるため、δＺ分布はスライド面の相対的な変動を示すが、スライド面そのもののＺ方向位置とはならない。図４９（ｃ）に示されるように、カバーガラスにより、焦点距離Ｌ２は長くなり、カバーガラスが無い位置の焦点距離をＬ１、カバーガラスによる焦点距離の変化量をΔＬとするとＬ２＝Ｌ１＋ΔＬとなる。カバーガラスの有無による変化量ΔＬは、フォーカス基準マークや位置基準マークについてカバーガラスが存在する部分とその近傍でカバーガラスが存在しない部分とのフォーカス位置を計測しそれらの差を計算することで得られる。たとえば、スライドに装着されているカバーガラスの境界付近で、カバーガラスに覆われたフォーカス基準マークのフォーカス位置とカバーガラスに覆われていないフォーカス基準マークのフォーカス位置を計測し、それらの差を計算しΔＬとする。この変化量ΔＬをδＺ分布から減算することで、δＺ分布はスライド原点のＺ位置を基準としたスライド面のＺ方向位置の分布となる。なお、上述した（２）や（３）の場合で、カバーガラスに覆われたマークのフォーカス位置からΔＬを差し引き、カバーガラスに覆われていないマークのフォーカス位置をそのまま用いてδＺ分布を求めるようにしてもよい。こうすれば、カバーガラスに覆われている部分とそうでない部分とに関わらず、全てのフォーカス基準マークを使用してδＺ分布を計測できる。
【０２０８】
図２７に戻り、ステップＳ１７でスライドに原点マークまたはフォーカス基準マークが存在しない場合は、処理はステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、スライドにフォーカス基準マークは無いが原点マークが存在すると判定された場合は、コントローラ５０１は、ステップＳ２３においてステップＳ１９と同様のΔΘ補正を実行する。また、ステップＳ２４において、ステップＳ２０と同様のスライド原点の検出処理を実行する。フォーカス基準マークも原点マークもない場合は、ステップＳ２２からステップＳ２５へ進む。
【０２０９】
ステップＳ２５でコントローラ５０１（位置管理アプリが稼働）は、観察モードに移行する。そして、ステップＳ２６にて、コントローラ５０１は、対物レンズを低倍に切り替えるようディスプレイ５０２により通知するか、制御コマンドを顕微鏡に送り対物レンズを低倍に切り替える。そして、ステップＳ２７において、コントローラ５０１は、位置管理観察の準備完了をディスプレイ５０２により観察者に伝える。この後、ステージを移動し、観察位置（撮像視野の中心）をスライド原点上とすると便利である。
【０２１０】
なお、対物レンズが切り替わると視野の中心が微妙にずれる事があるので、使用される対物レンズに応じたスライド原点を用いるような構成を設けることが好ましい。これを実現するために、たとえば、対物レンズが切り替わるたびにステージ原点やスライド原点を検出しなおすべく、図４８に示される処理の実行を開始する。図４８のステップＳ４８０１において、コントローラ５０１は、対物レンズの切り替わりがあったか否かを判定する。対物レンズの切り替わりは、リボルバ１２７により対物レンズを切り替えたことを検出するセンサを設けることにより検出することができる。あるいは、ユーザが対物レンズの切り替えを行ったことを所定のユーザインタフェースを介してコントローラ５０１に通知することにより、対物レンズの切り替わりが検出されてもよい。
【０２１１】
対物レンズの切り替わりが検出されると、ステップＳ４８０２において、コントローラ５０１は、ステージ原点を再度検出する。この処理は、図２７のステップＳ１５と同様である。そして、コントローラ５０１は、ステップＳ４８０３において現在載置されているスライドに原点マークがあるかどうかを判定し、原点マークがある場合には、ステップＳ４８０４においてスライド原点の検出を行う。原点マークの有無は、図２７のステップＳ１７、Ｓ２２における判定結果を記憶しておいてもよいし、原点マークが存在するべき位置に観察位置を移動して、原点マークの有無を確認してもよい。スライド原点の検出は、図２７のステップＳ２０で説明したとおりである。ここでは、スライドに変更は無いため、スライド面のあおりの補正やΔＺ分布の測定は不要である。
【０２１２】
また、新たにスライドがロードされたことが検出されると、処理はステップＳ４８０５からステップＳ４８０６へ進む。ステップＳ４８０６では、新たにロードされたスライドについて、図２７のステップＳ１７〜ステップＳ２４の処理を行う。
【０２１３】
なお、リボルバ１２７の機構精度が高く、視野中心やフォーカス位置の微妙なズレが主に対物レンズの倍率に依存する場合は、対物レンズの倍率毎にスライド原点を求め、これらを記憶しておく事でステップＳ４８０４の処理を省略しても良い。なお、その場合、コントローラ５０１は、たとえば、顕微鏡本体１００から不図示の信号線を介して、対物レンズの倍率を示す情報を取得し、ステップＳ４８０４で得られたスライド原点の座標をその検出時に使用していた対物レンズの倍率と対応付けてメモリ５１２に記憶しておく。そして、対物レンズの切り替えが検出された際には、コントローラ５０１は、切替後の対物レンズの倍率に対応したスライド原点の座標がメモリ５１２に記憶されていればその記憶されている座標を使用する。切替後の対物レンズの倍率に対応したスライド原点が記憶されていない場合は、コントローラ５０１は、上述したようにスライド原点の検出（ステップＳ４８０４）を実行する。
【０２１４】
以上のようにして、ΔＣアダプタ３４０による補正、ΔΘステージ６００による補正、スライド７００の原点検出などを終えると、コントローラ５０１は、顕微鏡システム１０を観察モードで動作させる。図４０は、観察モードにおける観察位置の位置管理ならびに、デジタルカメラ４００を用いた静止画撮影と記録を制御するコントローラ５０１の処理を説明するフローチャートである。
【０２１５】
まず、ステップＳ５０１において、コントローラ５０１は、上述のステップＳ２０またはＳ２４（図２７）で取得されたスライド原点のステージ原点を基準とした位置（ｘ、ｙ、ｚ座標値）をスライド原点の座標としてメモリに記憶する。以下、このステージ原点を基準とするスライド原点の座標を（x0，y0，z0）とし、このスライド原点を基準にスライド上の観察エリアの観察位置を管理する。即ち、ある観察位置のステージ原点を基準とする座標値を（x，y，z）とすると（x0−x，y−y0，z−z0）がスライド原点を基準とするその観察位置の座標値になる。
【０２１６】
次に、ステップＳ５０２において、コントローラ５０１は、間隔が既知である２つのマーク、または、一つのマークを構成する間隔が既知であるライン又はスペースの中心線の間隔、ラインとスペースの境界（エッジ）、ライン又はスペースの幅などを用いて、ステージ２００のｘ、ｙ座標値と実距離との間の変換係数を取得する。ステージの実際の移動量とスケール座標による移動量との精確な対応関係（変換係数）を持てば、スケール座標による移動量から実距離が算出できる。また、ステージ移動を伴わない同一観察画面内の２点間の距離も、実距離との対応関係を取得しておけば実距離で把握できる。これらの対応関係は観察対象の実寸を把握する上で重要である。本実施形態では、クロスハッチＸ軸２９２、クロスハッチＹ軸２９３、クロスハッチ２９０、スライドのＹ軸マーク７０３などを用いることができる。取得された変換係数（ｘ、ｙ座標に関する第１係数）はメモリ５１２に記憶される。なお、ｚ座標に関しては、たとえば、所定の厚さ方法（Ｚ方向）の段差を有するリニアゲージによりΔＺリフトユニットの同期駆動によるステージ２００の上面の移動距離を測定し、ｚ座標の変化量と移動距離の関係を取得し、ｚ座標値と実距離との間の変換係数（ｚ座標に関する第１係数）を求めることが出来る。その場合、こうして求められたｚ座標に関する第１係数は、ｘ、ｙ座標に関する第１係数と同様に、例えばメモリ５１２に記憶される。
【０２１７】
なお、ｘ座標およびｙ座標に関する第１係数の取得は、たとえば、以下のようになされる。まず、ＸＹクロスハッチ２１３あるいはスライド７００の位置基準マークのうち、間隔が既知である２つのマーク、または、一つのマーク内の２つのライン（パターン）のそれぞれの中央部へイメージセンサ４０１の所定位置（たとえば観察位置）が来るように、コントローラ５０１はステージ２００を移動する。そして、コントローラ５０１は、それぞれの位置の座標の差分と、それら２つのマークまたはラインのそれぞれの中心線の間隔の実距離に基づいて、座標値と実距離の間の変換を行う第１係数を算出する。たとえば、ＸＹクロスハッチ２１３のクロスハッチ２９０の右上端部に位置する小クロスハッチにおいて、左のＹ軸方向のマークと右のＹ軸方向のマークのライン幅方向のそれぞれの中央の位置に観察位置を順次に合わせる。このときの、Ｘ座標の変化量とそれらマーク間の実距離（たとえば０．５ｍｍ）とに基づいて第１係数が求まる。あるいは、たとえば、ＸＹクロスハッチ２１３のクロスハッチＹ軸２９３の中心部の２本の１０μｍライン（図１２（ｂ））を用い、それぞれのラインの中央位置にステージ２００を移動して順次に観察位置を合わせる。そして、そのときの、Ｘ座標の変化量とそれらライン間の実距離（２０μｍ）とに基づいて第１係数が求まる。なお、本実施形態では、Ｘ座標について第１係数を取得しているが、Ｙ座標について第１係数を取得するようにしてもよい。また、本実施形態では、Ｘ座標について取得された第１係数をＹ座標に流用するが、Ｘ座標用の第１係数、Ｙ座標用の第１係数を個別に計測して保持し、Ｘ，Ｙ座標それぞれに個別の変換係数が用いられるようにしてもよい。また、変換係数の取得に用いる２つのマーク／パターンが同一の視野に収まらなくてもよい。たとえば、クロスハッチ２９０の最右端のＹ軸方向のマークと最左端のＹ軸方向のマークを用いてもよい。
【０２１８】
次に、ステップＳ５０３において、コントローラ５０１は、間隔が既知である２つのマークが１つの画像に収まるように静止画撮影を実行する。そして、コントローラ５０１は、得られた画像を用いて、イメージセンサ４０１のピクセル距離と実距離との間の変換係数（第２係数）を取得し、これをメモリに記憶する。
【０２１９】
第２係数の取得は、たとえば、以下のようになされる。まず、ＸＹクロスハッチ２１３あるいはスライド７００の位置基準マークのうち、間隔が既知である一つのマーク内の２つのラインが撮影視野に収まるようにして、静止画撮影を行う。そして、コントローラ５０１は、静止画像を解析し、２つのラインの間のピクセル数をカウントし、そのカウント値とそれら２つのラインの間隔の実距離に基づいて、ピクセル距離と実距離の間の変換を行う第２係数を算出する。たとえば、クロスハッチＹ軸２９３の外側の両ラインが画面内に入るように撮影し、それら両ラインの間隔に相当する画素数と既知の実距離から第２係数が求まる。なお、上記では一つのマーク内の２つのラインを用いたが、間隔が既知である２つのマークを用いるようにしてもよい。
【０２２０】
ステップＳ５０４では、ステージＭＰＵ２８０から得られるステージ２００のステージ原点を基準とする座標値（x，y，z）を、スライド原点を基準とした座標値（x0−x，y−y0，z−z0）に変換し、スライド原点を基準とした座標値により位置管理を行う。ここで、（x0，y0，z0）は、ステップＳ５０１で記憶されたステージ原点を基準とするスライド原点の座標である。
【０２２１】
なお、ユーザは、ΔＺ摘み９０４を操作することでＺ方向の位置を調整することとする。ΔＺ摘み９０４の回転操作は、ステージＭＰＵ２８０によりΔＺリフトユニット９１０へのリフトピン９１４を上下動するΔＺモータ９１３への駆動信号に変換され、ΔＺリフトピンＬ１〜Ｌ３の同期駆動によりステージ２００の上下動が制御される。上述したようにＺ座標（ｚの値）は、［Ｚリニアスケール９９０ｂの読取値Ｚ］＋［ΔＺリニアスケール９９４ｂの読取値ΔＺ］＋［dＺリニアスケール６４０ｂの読取値dＺ］である。
【０２２２】
その後、ユーザがコントローラ５０１に静止画撮影を指示すると、処理はステップＳ５０５からステップＳ５０６へ進み、コントローラ５０１はデジタルカメラ４００に静止画撮影を指示する。観察モードにおけるデジタルカメラ４００は、コントローラ５０１から静止画撮影の指示を受けると、直ちに静止画を撮影し、その画像データをコントローラ５０１に送信する。ステップＳ５０７、Ｓ５０８において、コントローラ５０１はデジタルカメラ４００から受信した画像データを含む画像ファイルを生成し、記憶する。
【０２２３】
ステップＳ５０７において、画像ファイルに付加する付帯情報を生成する。付帯情報には、上述した第１係数、第２係数、観察位置（スライド原点を基準とした座標値（x0−x，y−y0，z−z0）が含まれる。なお、その他、使用している顕微鏡を識別する顕微鏡ＩＤや、その時の対物レンズ倍率、観察対象のスライドを識別するスライドＩＤ、更にステップＳ２１（２７図）で測定されたδＺ分布情報等が付帯情報として含まれてもよい。これら付帯情報の一部（顕微鏡ＩＤや対物レンズ倍率など）は、たとえば、不図示の信号線を介して顕微鏡本体１００からコントローラ５０１に通知される。なお、スライドＩＤの取得は、たとえばバーコードを利用して実現することがあげられる。この場合、ラベルエリア７２１に添付されるラベルにバーコードなどで固有番号を付しておくか、または、ラベルエリア７２１のスライドガラスに直接バーコードを印字し、バーコードリーダ（不図示）またはイメージセンサ４０１によりこれを読み取るようにする。
【０２２４】
また、δＺ分布情報は、
・フォーカス基準マークを構成するフォーカスユニット（本実施形態では１ｍｍ間隔）の中心のｘ、ｙ座標とその時のフォーカス位置δＺの測定結果、
・カバーガラスエリア内の１ｍｍ間隔の格子点（格子点のＸ方向またはＹ方向の先には、フォーカスユニットの中心がある）のｘ、ｙ座標とδＺ（ｘ，ｙ）の推定結果のテーブル、
・δＺ分布を近似する曲面のパラメータ、などのいずれの形態であってもよい。すなわち、δＺ分布情報は、ステップＳ４４８におけるδＺ分布の推定と同じまたは同様の結果を得られる情報であれば、どのような形態でもよい。
【０２２５】
次にステップＳ５０８において、コントローラ５０１は、ステップＳ５０６で受信した画像データを用いて、ステップＳ５０７で生成した付帯情報がファイルヘッダに記録された画像ファイルを生成し、記録する。図４１に画像ファイルのデータ構成の一例を示す。画像ファイルのヘッダには、ファイル名２５０１の他に、上述した画像データ２６０８の付帯情報、すなわち、観察位置２５０２、第１係数２５０３、第２係数２５０４、顕微鏡ＩＤ２５０５、対物レンズ倍率２５０６、スライドＩＤ２５０７、δＺ分布情報２５０８等が格納される。こうして、付帯情報と画像データ２５１０が関連付けられて記録されることになる。なお、付帯情報の格納は画像ファイルのヘッダに限られるものではなく、フッタに格納されてもよい。また、付帯情報を別ファイルとして記録し、参照のためのリンク情報を画像データのヘッダまたはフッタに付帯してもよい。なお、観察位置２０５２には、原点マーク７０１が示す位置を基準とした座標値、即ち、（x0−x，y−y0，z−z0）が記録される。原点マーク７０１が汚れて使用できない場合には予備原点マーク７０２が用いられることになるが、その場合でも座標値は原点マーク７０１が示す原点位置を基準とした値に換算されて記録されようにすることが好ましい。なお、原点マーク７０１と予備原点マーク７０２との位置関係は高精度で規定されているので、予備原点マーク７０２を用いて、原点マーク７０１による基準位置を特定することができる。もちろん、予備原点マーク７０２を用いた場合に予備原点マーク７０２が示す位置（原点マーク７０１が示す位置とは異なる位置）を原点とするようにしてもよいが、その場合は付帯情報としてどちらの原点マークを用いたかを座標と共に記録する必要がある。
【０２２６】
なお、本実施形態では斜行センサ２７３を有しており、ステージ２００の位置管理の精度をより向上させている。斜行センサ２７３による斜行検出と斜行補正については、後述する。
【０２２７】
次に、コントローラ５０１による静止画ファイルの表示とステージ２００の同期について説明する。本実施形態では、スライド７００上の検体の観察位置（（ｘ、ｙ、ｚ）座標）を精度よく管理できるため、スライド７００を用いて撮影された静止画の撮影時の観察位置を顕微鏡側で容易に再現することができる。また、静止画が表示されているディスプレイ５０２からステージ２００の移動を指示したり、ステージ２００の移動に同期して撮影済みの静止画を切り替えて表示したりすることができる。
【０２２８】
図４２は、コントローラ５０１による静止画像の表示とステージ２００の移動制御の連携を説明するフローチャートである。また、図４３は表示画面とステージ２００の位置の同期を説明する図である。
【０２２９】
ステップＳ６０１において、コントローラ５０１は、選択された画像ファイルの画像データをディスプレイ５０２に表示する。このときコントローラ５０１は、ディスプレイ５０２における画像データの表示サイズから、画像データの１ピクセルの大きさとディスプレイ５０２の表示画素の大きさの関係（イメージセンサの１画素がディスプレイ上の何画素に対応するか）を把握できる。
【０２３０】
ステップＳ６０２において、コントローラ５０１は、付帯情報に含まれているスライド原点を基準とする観察位置（座標）（xorg，yorg，zorg）に顕微鏡の観察位置が一致するように、ステージ２００及びΔＺステージ９００を移動する。なお、ステップＳ６０２の前に、表示中の画像の撮影に用いられたスライド７００はステージ２００にロードされ、図２７の各ステップにより、スライド原点検出が済んでいるものとする。また、これにより、当該スライドのスライド原点のステージ原点を基準とする座標値（x0，y0，z0）をコントローラ５０１は保持している。即ち、コントローラ５０１は、スライド原点基準の観察位置（座標）（xorg，yorg，zorg）とステージ原点基準のスライド原点座標（x0，y0，z0）とから、（ｘ0−xorg，y0+yorg，z0+zorg）によりステージ原点を基準とする観察位置の座標値を計算する。更に、コントローラ５０１は、このステージ原点を基準とする座標値から、ステージの初期化位置を基準とする座標値に置き換え、ステージ２００及びΔＺステージ９００を制御する。本実施形態では各ステージ内部の位置管理は各ステージの初期化位置を基準とする。但し、上述したスライド原点基準からステージ原点基準へ、更に初期化位置基準への観察位置の座標変換を、ステージ２００及びΔＺステージ９００の内部において行っても良い事は言うまでもない。こうして、スライド７００に対する観察位置と、ディスプレイ５０２に表示中の画像の観察位置とを高精度に一致させることができる。更に、コントローラ５０１は、画像ファイルから取得した観察位置（xorg，yorg，zorg）とスライド原点座標（x0，y0，z0）をその画像ファイルから取得される第１係数を用いて実距離に変換し、実距離でもってステージ２００及びΔＺステージ９００に移動指示を行うこともできる。このように実距離を用いれば、静止画撮影時の顕微鏡（ステージ２００）と現在使用している顕微鏡（ステージ）が異なる場合に対応できる。実距離で観察位置を受け取ったステージ２００及びΔＺステージ９００は、コントローラ５０１からステージＭＰＵ２８０に通知される自身の第１係数を用いて実距離を座標値へ変換し、ステージ２００を移動する。
【０２３１】
なお、実距離対応がステージＭＰＵ２８０にとって負担になる場合は、位置管理アプリが稼働しているコントローラ５０１において実距離と座標値との間の変換が実行されるようにしてもよい。たとえば、コントローラ５０１において稼働するステージドライバ（ステージＭＰＵ２８０と制御ユニット５００とが、例えば、ＵＳＢで接続されている場合は、ステージＭＰＵ２８０のためのＵＳＢドライバソフト）が上記変換を代行しても良い。
【０２３２】
即ち、図４３に示されるように、コントローラ５０１のＣＰＵ５１１は、表示されている画像１１００の画像ファイルのヘッダから付帯情報として記録されている（スライド原点基準の）観察位置座標（xorg，yorg，zorg）を読出す。なお、この表示されている画像１１００は、たとえばコントローラ５０１に接続されている不図示の操作部からユーザにより入力された３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）をＣＰＵ５１１が取得し、この３次元座標を観察位置座標として含むヘッダの画像ファイルを読み出し、ディスプレイ５０２に表示したものである。そして、これを付帯情報として記録されている記録時のステージの第１係数を用いて実距離の座標（Lx，Ly，Lz）に変換する（Ｓ７０１、図４３）。これにより、スライド原点から観察位置までの実距離Lx、Ly、Lzが得られる。このように実距離で表された座標（Lx，Ly，Lz）を、現在使用中のステージの第１係数を用いてステージ座標値へ変換することで、使用中のステージに対応した（スライド原点基準の）観察位置の座標（xs，ys，zs）が得られる。次いで、現在使用中のステージのステージ原点を基準とするスライド原点座標（x0，y0，z0）から、ステージ原点基準の観察位置（x，y，z）＝（x0−xs，y0＋ys，z0＋zs）が得られる（ステップＳ７０２）。コントローラ５０１は、こうして得られたステージ原点基準の観察位置の座標（x，y，ｚ）にイメージセンサ４０１の撮像中心が位置するように、ステージ２００及びΔＺステージ９００の移動を指示する（ステップＳ７０３）。なお、Ｚ座標に関して実距離への変換を行わない構成では、zorg＝zsとなる。
【０２３３】
なお、上述のように、Ｚ方向へのステージ２００の移動は、３つのΔＺリフトユニット９１０が同期駆動することによりなされる。以上により、表示中の画像の観察位置と顕微鏡におけるスライド７００の観察位置をＸ，Ｙ，Ｚの３方向で一致させることができる。すなわち、静止画撮影されたときの観察位置が３次元空間において正確に再現されることになる。
【０２３４】
次に、コントローラ５０１は、ディスプレイ５０２の画面上で観察位置の移動指示が発生したか（ステップＳ６０３）、ステージ２００及びΔＺステージ９００の移動が発生したか（ステップＳ６０６）を判定する。ディスプレイ５０２の画面上で観察位置の移動指示が発生した場合、処理はステップＳ６０３からステップＳ６０４へ進む。なお、画面上の観察位置の移動指示は、たとえば、ＸＹ方向に関しては、マウスによるドラッグ操作の開始点と終了点を検出することにより行われる。ステップＳ６０４では、たとえば、図４３において、マウスによるドラッグの開始点１００１、終了点１００２が検出されると、画面の移動方向と移動量を有するベクトル１００３が得られ、これがＸＹ方向の移動指示として得られる。これは、表示されている画像１１００の（スライド原点基準の）観察位置（xorg，yorg，zorg）を、ベクトル１００３に相当する分移動する事を意味する。
【０２３５】
即ち、コントローラ５０１は、ディスプレイ５０２上の画面のＸＹ方向の移動指示を検出すると、そのＸ、Ｙ方向の移動量をＸＹステージの移動量に変換する。たとえば、図４３において、ベクトル１００３から、ディスプレイ５０２上の表示画素距離を取得する。表示画素距離は、Ｘ方向の移動量ΔxdispとＹ方向の移動量Δydispであり、これらをイメージセンサ４０１におけるピクセル距離（Δxpix、Δypix）に変換する（ステップＳ７１１）。続いて、コントローラ５０１は、第２係数を用いてピクセル距離を実距離（ΔＬx，ΔＬy）に変換する（ステップＳ７１２）。そして、コントローラ５０１は、この実距離を現在使用しているステージ２００の第１係数（ステップＳ５０２で得られる。図４０）を用いてステージの移動量（Δx、Δy）に変換する（ステップＳ７１３）。こうして得られた移動量（Δx、Δy）によりステージ２００を現在の（x，y）位置から移動する（Ｓ６０５）ことにより、ステージ２００がベクトル１００４で示されるように移動する。その結果、ディスプレイ５０２における新たな観察位置（ベクトル１００３だけ移動した観察位置）とステージ２００による観察位置（ベクトル１００４だけ移動した観察位置）が同期する。
【０２３６】
なお、上記マウスによる操作ではＺ方向についての移動は指示されないので、ステージ２００はＺ方向へ移動しない。なお、ステージ２００がＸ，Ｙ方向へ移動する際に、δＺ分布を用いてスライド面からの観察位置を維持するようにしもてよい。この場合、スライド面からの観察位置の高さを維持するために、ステージ２００のＸＹ座標が（x，y）から（x＋Δx，y＋Δy）へ移動したことに応じたスライド表面のＺ座標の変化をスライドのδＺ分布から、δＺ＝δＺ(x+Δｘ，y+Δy)−δＺ(x,y)により求める。そして、ステージ２００を（x＋Δx，y＋Δy）へ移動するのに伴ってこのδＺの変化分だけＺ方向にステージ２００を移動する。これにより、Ｚ方向の観察位置がスライド表面から概ね一定の距離に維持される。なお、ステージ２００を、Ｚ座標を一定に維持して移動するか、スライド上面からの観察位置の高さを維持して移動するかをユーザが設定できるようにしてもよい。
【０２３７】
なお、ステップＳ６０３における画面上での移動指示に関して、ＸＹ方向への移動については上述のとおりマウスのドラッグ操作が用いられる。他方、Ｚ方向への移動指示は、たとえば、表示画面上に上向き矢印及び下向き矢印を表示しこれをマウスで操作することによりなされる。この場合、マウスで上向き矢印にアクセスするとステージがＺ軸正方向（上方向）へ移動し、下向き矢印にアクセスするとステージがＺ軸負方向（下方向）へ移動する。この場合のステージ２００のＺ方向への移動は、ΔＺステージ９００の３つのΔＺリフトユニット９１０のリフトピン９１４を同期駆動することで実現される。この場合、ステージ２００の上方向への移動の制限に関しては、たとえば、スライド表面のδＺ分布δＺ（ｘ,ｙ）＋１０μｍが設定される。検体厚には、ばらつきがあるものの１０μｍより厚くなることは無いからである。また、ステージ２００の下方向への移動の制限に関しては、例えば、スライド表面のδＺ分布δＺ（ｘ,ｙ）が設定される。或いは、スライダーバーや摘みを表示し、Ｚ方向の移動をマウス等で指示するようなインタフェースとしてもよい。この場合、上限値および下限値は、たとえば、それぞれ「スライド表面のδZ分布δZ（ｘ,ｙ）＋１０μｍ」および「スライド表面のδＺ分布δＺ（ｘ,ｙ）」とする。
【０２３８】
一方、Ｘ摘み２０１、Ｙ摘み２０２、ΔＺ摘み９０４の操作により、あるいは、ステージ２００用及びΔＺステージ９００用の制御操作卓（図示せず）による（電動）移動指示により、ステージ２００及びΔＺステージ９００の移動が生じた場合は、処理はステップＳ６０６からステップＳ６０７へ進む。ステップＳ６０７で、コントローラ５０１は、ステージの移動量に応じてディスプレイ５０２の表示を移動する。ＸＹ方向の移動に関しては、これは上述したステップＳ６０４の処理を逆方向に実行するものである。すなわち、コントローラ５０１は、図４３において、ステージ２００がベクトル１００４で表されるように移動した場合、その移動量（Δｘ，Δｙ）を、ステップＳ５０２で取得した第１係数を用いて実距離（ΔＬx，ΔＬy）に変換する（ステップＳ７１３）。そして、コントローラ５０１は、ＸＹ方向の実距離を現在表示中の画像ファイルの付帯情報に記録されている第２係数を用いてピクセル距離（Δxpix，Δypix）に変換する（ステップＳ７１２）。そして、ピクセル距離をディスプレイ５０２における表示画素距離（Δxdisp，Δydisp）に変換し（ステップＳ７１１）、ベクトル１００３だけ画像を移動するように制御される。
【０２３９】
なお、ＸＹ方向の移動に際し、ステージ２００のＺ方向の位置に関しては、例えば、Ｚ方向の観察位置をスライド面上から一定の距離に維持するための自動調整が行われる。この自動調整では、ステージ２００のＸＹ座標が（x，y）から（x＋Δx，y＋Δy）へ移動したことに応じたδＺ分布の値の変化、δＺ＝δＺ(x＋Δx，y＋Δy)−δＺ(x，y)を求める。そして、このδＺだけＺ方向にステージ２００をΔＺステージ９００を制御して移動する。これにより、Ｚ方向の観察位置がスライド面から一定の位置に維持される。なお、自動調整を行わずに、ステージ２００のＺ座標が維持されるようにしてもよい。また、自動調整を行うか否かをユーザが設定できるようにしてもよい。
【０２４０】
また、Ｚ方向への移動に関しては、ΔＺ摘み９０４の手動操作により、あるいは、ΔＺステージ９００用の制御操作卓（図示せず）による（電動）移動指示により、観察位置のＺ座標の移動が生じる。この時、上方向への移動の制限に関しては、たとえば、スライド表面のδＺ分布δＺ（ｘ,ｙ）＋１０μｍが設定される。検体厚には、ばらつきがあるものの１０μｍより厚くなることは無いからである。また、下方向への移動の制限に関しては、例えば、スライド表面のδＺ分布δＺ（ｘ,ｙ）が設定される。
【０２４１】
次に、ＸＹ方向の移動に関しては、ステップＳ６０８において、ステップＳ６０４またはＳ６０７で得たベクトル１００３にしたがって表示内容を更新する。この場合、現在表示している画像１１００の表示範囲を画像１１０１の表示範囲に更新することになる。ただし、画像１１０１の表示範囲では、画像１１００の表示範囲の画像データで画像１１０１の表示範囲と重複する部分のみの画像データしか表示できない。即ち、画像１１０１の表示画面は、画像１１００と重ならない部分は不足（空白）部分となる。このため、不足部分を含む他の画像ファイルから画像を取得して合成する。使用すべき画像ファイルは、対物レンズ倍率、スライドＩＤ、顕微鏡ＩＤが共通な画像ファイルから、観察位置に基づいて選択される。なお、ステージが移動した結果、観察位置に対応する画像ファイルが存在しない場合に、自動的にライブビューに切り替わるようにしてもよい。合成可能な画像ファイルが存在する場合には（ステップＳ６０９：ＮＯ）、該当する画像ファイルを選択し、これを用いて画像の合成を行う（ステップＳ６１１）。
【０２４２】
合成可能な画像ファイルが無い場合は、画像表示のために新たな画像が必要である（ステップＳ６０９：ＹＥＳ）。そのため、コントローラ５０１は、ステージ２００の移動後に静止画撮影を行って新たな画像ファイルを生成し、これを表示するか、上述の不足部分（空白部分）を補うように既存の重複部分との画像合成を行う（ステップＳ６１０、Ｓ６１１）。なお、新たな画像ファイルを表示する場合も、不足部分を補うように合成する場合も、画像１１００と画像１１０１を合成した画像を取得していく。ただし、画像１１００と画像１１０１の合成の仕方については特に制限はない。たとえば、画像１１００の周辺に画像１１０１の一部を合成してもよいし、画像１１０１の周辺に画像１１００の一部を合成してもよいし、画像が重複する領域を半分に分割するような位置で合成するようにしてもよい。このような合成処理により、スライド上の検体の切れ目の無い観察画像を得ることができる。画像（またはＸＹステージ）の移動により生じた不足部分に対して、このような構成により逐次合成していくことにより、観察位置を移動していく間に、合成画像が成長していくことになる。
【０２４３】
Ｚ方向の移動に関しては、現在表示している画像１１００の表示範囲を新たなＺ位置での画像に更新することになる。そして、該当する画像ファイルが存在する場合には、該当する画像ファイルを選択し、これを用いて画像の更新を行う。該当する画像ファイルが無い場合は、画像表示のために新たな画像が必要である。そのため、コントローラ５０１は、ステージ２００のＺ方向の移動後に静止画撮影を行って新たな画像ファイルを生成し、これを表示する。
【０２４４】
以上説明したように、上記実施形態によれば、スライド上の基準位置を基準とした座標による観察位置の管理を行えるため、観察位置の再現を容易に行うことができる。即ち、位置精度としてＸＹスケール板２１０による高精度な位置検出により、０．１μｍの精度でステージをＸＹ方向に移動制御することができる。又、Ｚ方向に関しては、Ｚリニアスケール９９０ｂ、ΔＺリニアスケール９９４ｂ、ｄＺリニアスケール６４０ｂによる高精度な位置検出により、０．１μｍの精度でＺ方向に移動制御できる。Ｚ方向に関しては、加えて、ステージ及びスライド表面のあおり補正、及び、δＺ分布の把握を行っている。これらにより、病理診断における正確な観察位置の特定、観察位置の再現が、検体の面方向（ＸＹ）及び厚さ方向（Ｚ）で可能となる。すなわち、従来は記憶に頼っていたＲＯＩの観察位置の再現をより正確に且つ迅速に行える。また、ΔΘステージ６００の採用によりスライドをいったんステージから取り出した後でも、スライドの載置状態（たとえば回転ズレ）による影響が低減され、観察位置を正確に再現できる。
【０２４５】
上述したように、位置管理観察では、表示画像の位置座標とステージ上の位置座標とが、高精度で同期するので、観察者はディスプレイにより、常時、観察位置のスライド原点を基準とする座標値を高精度で知ることが出来る。又、所定のアプリケーションソフトにより、観察位置の移動経過を記録することが可能になり、又、座標値の指定により、任意の観察位置を高精度で再現する事が可能になる。又、記録されているエビデンス画像を再生し、表示された画像に対応するスライド上の観察位置を正確に、顕微鏡で再観察することができる。この機能は、表示中の画像ファイルの付帯情報に記録されているスライドＩＤと現在ステージに載置されているスライドのラベルから読み取ったＩＤが一致する場合に実行される。
【０２４６】
これにより、コントローラは診断時の観察位置（ｘ、ｙ、ｚ座標）の移動経路を経路ログとしてスライドＩＤに関連付けて記録する事が出来る。また、途中で対物レンズ等の変更、ＲＯＩの撮像等を行った場合も、それらの情報を経路ログに付加して記録する事が出来、有用である。更に、コントローラは経路ログに基づく観察経緯の再現を行う事も可能であり、これは、スライドＩＤから対応する経路ログを選択し、それに従ったステージの自動駆動、また、顕微鏡の対物レンズの制御等により実現される。
【０２４７】
これにより、形態診断において、例えば、厚み方向に隣接する複数の切片より作製された複数のスライドの画像を重畳して表示し、組織の厚み方向の変化を観察するなど、本来、病理診断として行なえれば価値がある事が実現できる。この場合に必要な追加的な処理は、例えば、複数のスライドの同じ位置座標における複数の画像を、垂直に重ね、垂直方向（厚み方向）への送り操作により、表示する画像を随時切り替えられる様にする。あるいは、複数のスライドの画像を並べて表示し、同じ位置を所定のマークにて示したり、それら複数の画像間で観察箇所の移動を同期して行なわせたりするようにしても良い。あるいは、より多くの連続切片画像を用いることで、既存の３Ｄ化アルゴリズムを活用し、３Ｄ表示を行う事も可能である。これらは、コントローラ５０１上で、ソフトウェアにて実行される。
【０２４８】
更にまた、機能診断において、同様なソフトウェア処理により、コントローラ５０１は染色状態の異なる複数の画像を、重畳してディスプレイ５０２に表示させることができる。たとえば、形態染色を行ったスライドで観察を行った後、そのスライドを用いて機能染色を行って観察を行い、形態染色と機能染色で撮影した顕微鏡画像を所定精度で合成表示することが可能になる。
【０２４９】
例えば、顕微鏡システムは、第一の染色状態である、第一のスライド上の観察対象の画像１１００（第一の画像）を取得する。この画像は、コントローラ５０１の不図示のメモリに記憶される。その後、第一のスライドについて染色状態が第二の染色状態に変更され、再度顕微鏡システムのΔΘステージ６００上に載置される。この、第二の染色状態の観察対象を、再度顕微鏡システムにより撮像し、顕微鏡システムは画像（第二の画像）を取得する。このとき、ＣＰＵ５１１は画像１１００（第一の画像）をメモリから読み出し、画像１１００のヘッダに格納された観察位置座標（xorg，yorg，zorg）を取得する。顕微鏡システムは、かかる観察位置座標の値に基づいて、上述したステージの位置制御を行い、第二の画像の観察位置を設定する。このようにすることで、第一の画像と第二の画像は撮影範囲を同様とすることが出来る。ＣＰＵ５０１は、かかる第一の画像と、第二の画像を上述の通りディスプレイ５０２に表示させる。このようなステージ制御と、表示制御とにより、病理医は、染色状態の異なる同一の観察対象の観察を、ステージを手動で調整する手間を低減しつつ容易に行うことが出来る。
【０２５０】
あるいは、連続切片になる形態画像と（複数の）機能染色による機能画像とを重畳して表示し、形態異型と機能変化とを比較観察することなどが可能になる。これらは、本来、病理診断として行なえれば価値があるが、従来、実現できなかった事である。
【０２５１】
また、イメージセンサの素子の並びとステージのＸＹ方向、スライドのＸＹ方向を正確に一致させるので、複数の静止画像の回転ズレが解消され、観察位置の異なる複数の撮影画像を容易に合成することができる。
【０２５２】
また、実距離を介して座標を管理できるようにしているので、座標値と実距離の関係が異なるステージ２００が用いられても、観察位置を正確に特定することができる。なお、付帯情報として記録する（スライド原点基準の）観察位置の座標値に実距離を使用しても良い事は言うまでもない。その場合、上述した第１係数（ステージ２００の座標値と実距離との間の変換係数）は付帯情報から省略されてもよい。また、座標値とともに、それが実距離による記述なのか、あるいは、ステージ上の距離なのかを付帯記録して置いても良い。
【０２５３】
また、上記ではデジタルカメラ４００を装着した形態を説明したが、イメージセンサ４０１が顕微鏡本体１００に組み込まれたものであってもよい。その場合、ΔＣアダプタ３４０による回転ズレの補正は省略可能となる。
【０２５４】
なお、以上述べた動作フローにおいて、デジタルカメラ４００が、電源起動時にカラーライブモードとなる設定を有したり、計測モード固有の画像処理をライブモードでも実現する機能を有していてもよい。また、デジタルカメラ４００がいずれのライブモードからでも静止画撮像を行い、その後、自動でライブモードに戻る機能を有していてもよい。
【０２５５】
なお、以上の動作フローにおいて、デジタルカメラでの計測モードにおける各種画像処理、ＣＰＵでの短冊幅の設定、重心計算、画角判断などの各種処理として、両者の役割分担を明記した。しかしながら、それらの処理の部分又は全部を別の装置で実現する事も可能である。
【０２５６】
又、以上述べた実施形態では、通常サイズ（１インチｘ３インチ）のスライドのみを扱ったが、大サイズ（２インチｘ３インチ）であっても同様である事は明らかであろう。
【０２５７】
又、以上述べた実施形態において、高倍対物レンズにおける画角判断（Ｓ２０６、Ｓ３０５）、静止画撮像（Ｓ２０９、Ｓ３０８、Ｓ４０１、４０６）等では、焦点合せが必要となる場合がある。そのような焦点合わせは上述したΔＺステージ９００に設けられたΔＺリフトユニット９１０によってリフトピン９１４を同期駆動することで達成される。
【０２５８】
また、原点マークなどの位置基準マークが存在しない一般的なスライドを利用した場合は、高精度なステージの原点位置となり得るクロスハッチ原点２９１を基準としてステージの位置管理が行われる。すなわち、クロスハッチ原点２９１を用いたステージ原点のＸＹ方向位置合わせにより、クロスハッチ原点基準のＸＹ方向の観察位置の座標管理が実現する。また、クロスハッチ原点２９１にフォーカスを合わせた場合のＺ軸方向の位置がＺ軸方向の観察位置の位置管理の基準となる。この方法によれば、Ｘ、ＹおよびＺ初期位置マークとＸ、ＹおよびＺ初期位置センサとによる機械的誤差を含むステージの初期位置を基準とする座標管理に比べて、格段に精度が向上する。このように、スライドが原点マークを有していなくても、ステージ原点（クロスハッチ原点２９１）により高精度に位置合わせされるため、ステージ２００、ΔＺステージ９００、アダプタ部３００（ΔＣアダプタ３４０）による高精度な位置管理能力を生かした位置管理が可能となる。たとえば、原点マークを有していないスライドを載置したまま、ステージ２００への電源がオフされ、その後再びオンされたような場合、ステップＳ１５によりステージ原点の位置合わせが高精度に実施されるため、より精度のよい位置管理を継続することができる。
【０２５９】
また、原点マークは存在するがフォーカス基準マークが存在しないスライドの場合は、δＺ分布を測定することができない。そこで、コントローラ５０１は、カバーガラスエリア７２２の全体のδＺ分布が原点マークのフォーカス位置と等しいものして、すなわちδＺ(x,y)＝０として位置管理を行う。
【０２６０】
上述したように、Ｚリニアスケール９９０ｂ、ΔＺリニアスケール９９４ｂ、ｄＺリニアスケール６４０ｂによる位置管理精度は、０．１μｍを実現するようにしている。１００倍対物レンズでは、光学顕微鏡で観察可能な最短波長である紫外光（２００ｎｍ）で、焦点深度は例えば約０．１μｍであり、垂直（Ｚ）方向の位置管理精度の目標値としてＸＹ方向と同様に０．１μｍに設定するのが妥当だからである。また、Ｚ方向で、０．１μｍ精度での位置管理が実現すると、組織切片内の観察位置を０．１μｍの精度で管理することが可能になる。これにより、組織切片の例えば０．１μｍおきのＺスタック撮影による垂直方向の画像合成（３Ｄ化）なども実現することができる。また、連続切片スライドにおいて、各スライドの同一ＸＹ位置のＺ方向に０．１μｍおきのＺスタック撮影を行い、それらをＸＹ方向の位置同期により重ねる事が可能となる。これにより、連続スライスにより、スライドを作製した分の厚さの組織の３Ｄ画像合成を作成することができる。即ち、それぞれのスライド内の組織画像の撮像をＺスタックにて行い、連続切片に対して、夫々のスライドのＺスタック画像を更に合成して行くと、スライドを作製した分の厚さの組織全体の３Ｄ画像の合成が実現する。
【０２６１】
なお、Ｚスタック時において、推定したδＺ分布を基に、一視野内でのあおりをｄＺリフトピンＭ１〜Ｍ３を制御して除去することにより、その視野（観察範囲）においてスライド表面に沿ったＺスタックを実現することができる。この場合、コントローラ５０１が、推定されたδＺ分布に基づいて顕微鏡本体による観察範囲におけるスライドの上面の傾きを決定する。たとえば、観察範囲内のδＺ分布から平面を近似し、近似された平面の傾きを決定することによりスライド上面の傾きが得られる。コントローラ５０１は、こうして得られたスライド上面の傾きを解消するように、ｄＺリフトピンを駆動し、スライドの載置面の傾きを調整する。
【０２６２】
なお、コントローラ５０１のＣＰＵ５１１によるディスプレイ５０２への表示は、複数の観察対象を撮影して得られた複数の画像を同時にまたは切り換えて行うようにしてもよい。その場合に、染色状態の異なる観察対象を撮像して得られる複数の画像を表示させるようにしてもよい。あるいは、同一の検体からスライスされ取得された、スライス面と直交する方向に隣接する２の観察対象を撮像して得られる第１の画像及び第２の画像をコントローラ５０１のＣＰＵ５１１がディスプレイ５０２に表示させるようにしてもよい。
【０２６３】
また、図４９（ａ）に示されるように、カバーガラス４９０１の裏面（スライドの上面に対向する側）の周囲の４辺にフォーカス基準マーク４９０２〜４９０５を配置するようにしてもよい。フォーカス基準マーク４９０２〜４９０５は、スライド７００のフォーカス基準マーク７０４〜７０７と同様である。フォーカス基準マーク４９０２〜４９０５を用いることにより、スライド７００のδＺ分布と同様に、カバーガラスの下面のδＺ分布を測定することができる。これにより、図４９（ｂ）に示されるように、観察位置におけるスライド７００上面のＺ座標（zf1）とカバーガラス４９０１裏面のＺ座標（zf2）を得ることができる。そして、それらの値の差異（zf2−zf1）から、観察位置における組織切片４９１０の厚さ（スライド面上にカバーガラスを固定する透明の封入剤の影響が含まれる）を知る事が出来る。
【０２６４】
なお、zf1、zf2の値としては、スライド面のδＺ分布、δＺ１、及びカバーガラスの下面のδＺ分布、δＺ２を用いることにより、フォーカス基準マークが無い検体領域に対しても、組織切片４９１０の厚さの予想値を得ることができる。また、zf1およびzf2を、Ｚ方向のステップ撮影（Ｚスタック）における、撮影の分割ステップの設定に利用することができる。たとえば、「観察に使われる対物レンズに対応する焦点深度の値（Δzf）」と「組織切片の上下端のＺ座標zf2、zf1」を用いて、zf1からΔzfずつＺ方向へ移動して撮影を行い、Ｚ位置が最初にzf2を超えた位置で撮影を行い、記録した後、処理を終える。あるいは、（（zf2−zf1）／Δzf）＋１の整数部を分割数ｎとし、（zf2−zf1）／ｎをＺ方向の分割ステップとする。そして、例えば、スライド上面(zf1)からカバーガラス下面（zf2）まで、順次、該分割ステップ毎に撮像を行い記録する。以上のように、撮影位置におけるスライドの上面の位置とカバーガラスの下面の位置が推定された分布に基づいて得られる。そして、スライドの上面の位置を下限、カバーガラスの下面の位置を上限として、Ｚ軸方向に所定間隔ごとにデジタルカメラ４００による撮影を行うことで適切なスタック撮影を行える。
【０２６５】
以上のようにして得られた複数画像は、上述したようにＸＹ方向に位置同期が取れているので、垂直方向に重ねることで合成が可能であって、例えば、３Ｄ画像の構築も可能となる。なお、カバーガラスのフォーカス基準マークの軸方向は、例えば、対応するスライド上のフォーカス基準マークの軸方向に対して９０度異なるようにする。これにより、スライド上面のフォーカス基準マークとカバーガラス下面のフォーカス基準マークとが重なった位置になった場合でも、どちらのフォーカスユニットに焦点が合っているかが、向きの違いにより識別可能になる。また、上述したスライドの位置基準マークとフォーカス基準マークは低倍の対物レンズの画角のサイズ以上離間して配置される。また、スライドの所定位置にカバーガラスが載置された際には、スライドの基準マークとカバーガラスのフォーカス基準マークは低倍の対物レンズの画角のサイズ以上離間して配置される。
【０２６６】
また、上述した高精度なＺ位置管理の実現により、以下の様なシステム上の付加価値が提供される。たとえば、対物レンズの回転時の衝突回避のための退避（ステージ２００を下方向へ下げる操作）を無用化できる。対物レンズのワーキングディスタンス（対物レンズの先端部からカバーガラスの上面までの距離）は、たとえば、４倍で１３ｍｍ、１０倍で３．１ｍｍ、２０倍で０．６ｍｍ、４０倍で１８０μｍ、油浸１００倍で１３０μｍである。ここで、Ｚ座標の移動上限をスライド上面から１０μ（検体分）＋１７０μ（カバーガラスの最大厚）と設定することで、１００倍対物の場合でも、概ね１３０μｍ−１０μｍ＝１２０μｍほど、対物レンズとカバーガラス上面とは離れる。したがって、対物レンズの切り替え時に、対物レンズがカバーガラス上面へ衝突することは発生しない。
【０２６７】
また、Ｚ方向操作時、対物レンズの観察面への衝突を回避することができる。たとえば、ΔＺ摘み９０４のユーザ操作によりＺ位置を調整する場合、コントローラ５０１が、スライドＺ原点より所定量を超えて上方へステージが移動しないようにする。或いは、Ｚベース１３０のＺ位置をＺ摘み１２５の操作により調整する場合に、ステージ２００上のスライドガラスのＺ位置がスライドＺ原点より所定量を超えて対物レンズに近づいた場合に、警報を行うようにしてもよいし、また、移動を強制的に止めるようにしても良い。
【０２６８】
以上では、斜行センサに関連する処理動作を含めずに説明を行ったが、本実施形態では斜行センサ２７３を有しており、ステージ２００の位置管理の精度をより向上させている。以下、斜行センサの役割、斜行補正処理について説明する。
【０２６９】
スライド７００が載置される位置管理面ステージ２２０は、ステージ２００のＸ軸及びＹ軸方向駆動に際し、μ台の微小な軸変動を生じる場合がある。これは、ステージ機構の微小な歪、及び、Ｘ軸及びＹ軸クロスローラガイドの機械加工精度に起因する微小な斜行や蛇行（複雑な斜行）に起因するものである。このようなμ台の微小な軸変動により、結果的に図４５（ａ）に示す様な微小な回転ズレになって現れる可能性がある。
【０２７０】
図４５（ａ）で、２１０２は移動前の位置管理面ステージ２２０の位置、２１０３は回転ズレを生じた移動後の位置管理面ステージ２２０の位置を示す。位置２１０３の状態をより具体的に示したのが図４５（ｂ）である。図４５（ｂ）では、Ｘ軸センサ２７１及び斜行センサ２７３が配設されたステージベース２６０に対して、微小な回転ズレを含む位置管理面ステージ２２０の位置２１０４が示されている。図４６（ａ）に、図４５（ｂ）におけるＸ軸センサ２７１と、観察視野１７０の中心と、観察視野１７０の中心を通る位置管理面ステージ２２０の位置２１０４におけるＸ方向の軸１１０５との関係を示す。
【０２７１】
図４６（ａ）に示されるように、軸１１０５は、観察視野１７０の中心とＸ軸センサ２７１の検知中心を通る線１１０６に対し垂直方向にシフトしている。本例では、Ｘ軸センサ２７１の検知中心において例えば垂直方向に２μｍシフトとしているものとする。この垂直方向シフト量をt、このシフトによる微小な回転ズレ角をdとすると、この回転ズレに伴うＸ軸センサ２７１によるＸ座標の変化eは、０．０２５ｎｍであり、Ｘセンサの分解能１０ｎｍに比べて、極めて小さく検知不能である。因みにeの計算式の例は、
d = ASIN（t/L1）、e =L1*(1-COSd)
であり、ここで、L1は観察視野１７０の中心とＸ軸センサ２７１の検出中心との距離であり、この例では８０ｍｍとしている。即ち、Ｘ軸センサ２７１は観察視野１７０の中心の精確な座標を得る為に観察視野１７０の中心を通る軸線上に配設されており、そのようなＸ軸センサ２７１では、微小な回転ズレの影響を受ける事が無く、従って微小な回転ズレを検知する事はできない。
【０２７２】
これに対し、斜行センサ２７３は、観察視野１７０の中心を通る軸線上から離れて、Ｘ軸センサ２７１の垂直上方に配設されている為、回転ズレを検知する事が出来る。図４６（ｂ）は、斜行センサ２７３における変化量を説明する為の図である。同図でfは、回転ズレdに対する斜行センサ２７３におけるＸ座標の変化量であり、fは、Ｘ軸センサ２７１と斜行センサ２７３との距離Ｓ（同図の例では４０ｍｍ）から、
f =（S2+L12）1/2 (COSD-COS(D+d))
ここで、D=ATAN(S/L1)、d = ASIN（t/L1）
により算出される。該計算式により、垂直方向に２μｍ（t）のシフトに対して、fは１μｍとなる。これはセンサの分解能１０ｎｍに比べて十分な変化量であり、斜行センサ２７３によれば、位置管理面ステージ２２０の微小な回転ズレ角dが検知可能となる。
【０２７３】
さて、位置管理面ステージ２２０が微小な回転ズレを有すると、載置されたスライド７００も微小な回転ズレを有する事になり、位置２１０３の撮像画像は回転ズレを含む。図４５（ａ）で示した位置２１０２及び位置２１０３におけるスライド７００の撮像画像の表示画像を図４７（ａ）に示す。図４７（ａ）で、２１０７は位置２１０２に対する撮像画像の表示画像、２１０８は位置２１０３に対する撮像画像の表示画像である。表示画像２１０８は、回転ズレを有し、表示画像２１０７との位置座標に基づく画像合成において微小な不一致を生じる。これに伴い、表示画面とステージ２００の位置の同期にも微小な回転ズレを生じる。本実施形態では、０．１μｍの位置管理精度を目標としており、この回転ズレにより、所定の観察範囲（例えば、観察対象領域２０５）で０．１μｍを超える垂直方向シフトが生じない様、斜行補正が必要となる。この回転ズレは、デジタルカメラ４００の回転ズレ（ΔＣ）、スライド載置の際のスライド自体の回転ズレ（ΔΘ）など、所定の対象に対する一度の補正で済むものと異なり、所定のスレショルドを判定基準として、ステージの移動に応じて適宜、補正を行う事が必要である。
【０２７４】
例えば、垂直方向シフト量t=０．１μｍとして、上述の計算式より、fを計算すると、f=５０ｎｍとなる。したがって、本実施形態では、０．１μｍの位置管理精度を実現するために、f=５０ｎｍを斜行補正を行うか否かのスレショルドとする。このスレショルド例は、観察視野１７０の中心とＸ軸センサ２７１の検出中心との距離L1が８０ｍｍの場合である。一方、原点マーク７０１から、スライド７００の最遠端までの距離は５３ｍｍ（図２３（ａ）参照）であり、８０ｍｍより小さく、従って、スライド原点を基準とする観察視野１７０の中心の座標（x0−x，y−y0）は０．１μｍ以内の位置管理精度となる。
【０２７５】
斜行センサ２７３は、例えば、ＸＹステージの初期化時において、その座標値をゼロにリセットし、その後、コントローラは、常にＸ軸センサ２７１によるＸ座標値と斜行センサ２７３によるＸ座標値との差分値を変化量（f）として常に監視する。なお、変化量（f）は初期化時はゼロである。後のスライド原点の検知において、又は、クロスハッチ原点２９１の検知において差分値が生じた場合は、その差分値を基準値として再設定し、再設定された基準値からの斜行センサ２７３のＸ座標変化量（f）を常時監視する。そして、該変化量fがスレショルド（例えば５０ｎｍ）以下に収まっている場合は、斜行無しとして上述した図２７、図４０〜図４３の処理が行われる。一方、変化量fがスレショルドを超える場合は、斜行有りと判定され、以下に記述する斜行処理が行なわれてから、上述した図２７、図４０〜図４３の処理が行われる。
【０２７６】
斜行処理では、まず、fから回転ズレ角dを、逆方向の計算式、
d=ACOS(COSD-f/L2)-D、
ここでD=ATAN(S/L1)、
L2は、観察視野１７０の中心から斜行センサ２７３の検出中心との距離
により求め、表示画像２１０８を表示画像の中心（観察視野１７０の中心に対応する）を回転軸として回転ズレ角ｄ回転する。即ち、図４７（ｂ）に示す如く、図４７（ａ）の回転ズレを含む表示画像２１０８をｄだけ回転し、表示画像２１０９とする。回転方向は、図４５（ａ）における位置管理面ステージ２２０の位置２１０３の回転ズレとは逆の方向である。以上述べた斜行処理により、ステージ機構の微小な歪、及び、Ｘ軸及びＹ軸クロスローラガイドが有する微小な軸変動などにより生じる微小な回転ズレが補正され、必要な位置管理精度が担保される。
【０２７７】
なお、他のスレショルドの例として、変化量fより得られる回転ズレ角dから、原点マーク７０１を基準とする観察視野１７０の中心位置の回転によるシフト量を計算し、Ｘ方向及びＹ方向シフト量が０．１μｍ以内である事としても良い。また、斜行補正の他の例として、斜行量がスレショルドを超えた場合は、直近のスレショルド以下の位置に移動し、そこで撮像を行い、その移動量を補正して位置同期を行っても良い。また、機械加工精度が向上し、斜行補正が行われる頻度が稀となった場合には、斜行補正を行わず、斜行検知をステージの故障検知として利用しても良い。
【０２７８】
また、本発明の実施形態には、以下の処理を実行する装置や当該処理の方法も含まれる。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０２７９】
１０：顕微鏡システム、１００：顕微鏡本体、２００：ステージ、３００：アダプタ部、４００：デジタルカメラ、５００：制御ユニット、６００：ΔΘステージ、７００：スライド、９００：ΔＺステージ
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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