JP6249725B2 - Microscope system - Google Patents
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Description
本発明は、ステージ上に載置された標本を撮像することによって生成された画像データに対応する画像を表示する顕微鏡システムに関する。 The present invention relates to a microscope system that displays an image corresponding to image data generated by imaging a specimen placed on a stage.
従来、標本を測定する顕微鏡において、標本を載置するステージに、ステージの移動量を測定するスケールを設け、対物レンズを介して接眼レンズまたは撮像装置により標本を観察しながらステージを移動させ、その移動量をスケールで測定することによって、標本の任意の2箇所の距離を測定する技術が知られている(特許文献1参照)。この技術では、任意の2箇所の距離の測定を行う場合、標本の測定点を対物レンズの光軸上に配置することにより、標本の測定を行う。 Conventionally, in a microscope for measuring a specimen, a stage for placing the specimen is provided with a scale for measuring the amount of movement of the stage, and the stage is moved while observing the specimen with an eyepiece or an imaging device via the objective lens. A technique for measuring the distance between two arbitrary locations of a specimen by measuring the amount of movement with a scale is known (see Patent Document 1). In this technique, when measuring the distance between two arbitrary positions, the sample is measured by arranging the measurement point of the sample on the optical axis of the objective lens.
しかしながら、上述した特許文献1では、標本の測定点を対物レンズの光軸上に配置するのには高度な技術が必要であり、技量が低い使用者にとって難しかった。
However, in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができる顕微鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a microscope system that can easily perform high-precision measurement with a simple operation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、標本を載置し、水平方向に移動可能なステージと、前記ステージと対向して配置され、前記標本を観察する観察光学系と、前記観察光学系の倍率に関する倍率情報を検出する倍率情報検出部と、複数の画素を有し、前記観察光学系を介して前記標本を撮像し、前記標本の画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内において前記観察光学系の光軸が通過する位置であって、前記ステージの水平面における位置に関する位置情報を検出する位置情報検出部と、前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の1画素の幅に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における任意の2点間の距離を算出する距離算出部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a microscope system according to the present invention is a stage on which a specimen is placed and which can be moved in a horizontal direction, and is arranged to face the stage, and observe the specimen. An observation optical system, a magnification information detector for detecting magnification information relating to the magnification of the observation optical system, and a plurality of pixels, imaging the specimen through the observation optical system, and obtaining image data of the specimen Position information that detects the position information related to the position of the stage on the horizontal plane, which is the position through which the optical axis of the observation optical system passes in the image corresponding to the image data generated by the image sensor generated by the image sensor Two arbitrary points in the image corresponding to the image data generated by the image sensor based on the detection unit, the magnification information, the position information, and the width of one pixel of the image sensor Characterized by comprising a distance calculation unit that calculates a distance.
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記撮像素子は、互いに異なる2つの測定視野領域の前記画像データをそれぞれ生成し、前記距離算出部は、前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の1画素の幅に基づいて、互いに異なる2つの測定視野領域の各画像データに対応する画像内における任意の2点間の距離を算出することを特徴とする。 In the microscope system according to the present invention, in the above invention, the imaging element generates the image data of two different measurement visual field regions, and the distance calculation unit includes the magnification information, the position information, and the Based on the width of one pixel of the image sensor, a distance between any two points in an image corresponding to each image data of two different measurement visual field regions is calculated.
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像を表示可能な表示部と、前記位置情報検出部が検出した前記位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した互いに異なる2つの測定視野領域の各画像データに対応する画像の位置関係を反映させて前記表示部に表示させる表示制御部と、をさらに備えたことを特徴とする。 Further, the microscope system according to the present invention is based on the display unit capable of displaying an image corresponding to the image data generated by the image sensor and the position information detected by the position information detection unit. And a display control unit configured to reflect the positional relationship of images corresponding to the respective image data of two different measurement visual field regions generated by the image sensor and to display on the display unit.
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記表示部が表示する前記画像内において、少なくとも2箇所を指定する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備えたことを特徴とする。 Moreover, the microscope system according to the present invention is characterized in that in the above invention, the microscope system further includes an input unit that receives an input of an instruction signal designating at least two locations in the image displayed by the display unit.
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記ステージを前記ステージが載置される載置面と直交する上下方向へ移動させる焦準部と、前記撮像素子が前記画像データを生成した際に、前記ステージの上下方向の位置に関する上下位置情報を検出する上下位置情報検出部と、をさらに備え、前記距離算出部は、前記上下位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における上下方向における任意の2箇所の高さを算出することを特徴とする。 Further, in the microscope system according to the present invention, in the above invention, a focusing unit that moves the stage in a vertical direction orthogonal to a placement surface on which the stage is placed, and the imaging element generates the image data. A vertical position information detector that detects vertical position information related to the vertical position of the stage, wherein the distance calculator generates the image generated by the imaging device based on the vertical position information. It is characterized in that the heights of two arbitrary positions in the vertical direction in the image corresponding to the data are calculated.
本発明に係る顕微鏡システムによれば、距離算出部が倍率情報検出部によって検出された観察光学系の倍率、位置情報検出部によって検出されたステージの位置に関する位置情報および撮像素子の1画素の幅に基づいて、撮像素子が生成した画像データに対応する画像内における任意の2点間の距離を算出するので、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができるという効果を奏する。 According to the microscope system of the present invention, the magnification of the observation optical system detected by the magnification information detection unit by the distance calculation unit, the position information regarding the position of the stage detected by the position information detection unit, and the width of one pixel of the image sensor Based on the above, the distance between any two points in the image corresponding to the image data generated by the image sensor is calculated, so that it is possible to easily perform highly accurate measurement with a simple operation.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって、本発明が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiments described below. The drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship so that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。図1において、顕微鏡システム1が載置される平面をXY平面とし、XY平面と垂直な方向をZ方向として説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a microscope system according to
図1に示す顕微鏡システム1は、標本SPを観察する顕微鏡装置2と、顕微鏡装置2を介して標本SPを撮像し、標本SPの画像データを生成する撮像装置3と、撮像装置3が生成した画像データに対応する画像を表示するとともに、顕微鏡システム1の各種の操作の入力を受け付ける表示入力部4と、顕微鏡装置2、撮像装置3および表示入力部4の駆動を制御する顕微鏡制御装置5と、を備える。顕微鏡装置2、撮像装置3、表示入力部4および顕微鏡制御装置5は、データが送受信可能に有線または無線で接続される。
A
まず、顕微鏡装置2の構成について説明する。顕微鏡装置2は、略C字状の本体部100と、本体部100に取り付けられたステージ機構101と、ステージ機構101と対向して配置された対物レンズ102と、倍率が異なる複数の対物レンズ102を保持するレボルバ103と、標本SPを透過させる光を照射する透過照明光学系104と、標本SPに光を照射する落射照明光学系105と、本体部100に取り付けられた三眼鏡筒ユニット106と、三眼鏡筒ユニット106を介して取り付けられた接眼レンズユニット107と、三眼鏡筒ユニット106に連結された結像レンズユニット108と、を備える。また、結像レンズユニット108の端部には、撮像装置3が設けられている。なお、本実施の形態1では、対物レンズ102と結像レンズユニット108が観察光学系として機能する。なお、本体部100に三眼鏡筒ユニット106を設けず、本体部100に直接、撮像装置3を設けても良い。
First, the configuration of the
ステージ機構101は、XY平面内で水平方向に移動自在に構成されたステージ101aと、ステージ101aをXY平面内で移動させるXY駆動部101bと、ステージ101aの位置を検出する位置情報検出部101cと、を有する。
The
XY駆動部101bは、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて構成される。XY駆動部101bは、顕微鏡制御装置5の制御のもと、ステージ101aをXY平面内で移動させることによって、標本SPの観察箇所(観察領域)へステージ101aを移動させる。なお、ステージ機構101は、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて電動でステージ101aを移動させるステージ機構としたが、手動でステージ101aを移動させるステージ機構でもよい。
The XY
位置情報検出部101cは、リニアスケールやガラススケールまたはフォトインタラプタ等を用いて構成される。位置情報検出部101cは、図示しないXY位置の原点センサによってXY平面における所定の原点位置を検出し、この原点位置を基点としてステージ101aのX位置およびY位置に関する位置情報(XY座標)を顕微鏡制御装置5へ出力する。なお、位置情報検出部101cによる所定の原点位置検出は、行わなくてもよく、任意の位置を原点位置として設定してもよい。
The position
対物レンズ102は、倍率が互いに異なる複数の対物レンズ(たとえば、50倍の対物レンズ102a、100倍の対物レンズ102b)がレボルバ103に取り付けられている。
As the
レボルバ103は、本体部100に対して回転自在に設けられ、対物レンズ102を標本SPの上方に配置する。レボルバ103は、回転することによって、観察光路L上に配置された標本SPの観察に用いる対物レンズ102を択一的に切り換えることで、視野内の画像の倍率を変化させる。また、レボルバ103は、観察光路L上における対物レンズ102の種類や倍率を検出するレボルバ検出部103aを有する。なお、レボルバ検出部103aが無くとも、例えば表示装置入力部4に表示された対物レンズ倍率を指定する手段を用いて測定者がマニュアルで現在の対物レンズ102の倍率を指定し、それを顕微鏡制御装置5によって処理し、正しい倍率と指定された倍率でサンプルの測定を行う構成としてもよい。
The
レボルバ検出部103aは、観察光路L上に挿入された対物レンズ102の種類および倍率を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置5へ出力する。なお、対物レンズ102の種類および倍率の検出は、レボルバ検出部103aによる方法以外に、ユーザが使用している対物レンズ102の種類および倍率を直接入力するようにしても良い。
The
透過照明光学系104は、透過照明光を出射する透過照明用光源104aと、透過照明用光源104aが出射した透過照明光を集光して観察光路Lの方向へ導く種々の透過光学部材104bと、有する。
The transmitted illumination
透過照明用光源104aは、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはLED(Light Emitting Diode)等によって構成される。透過照明用光源104aは、顕微鏡制御装置5の制御のもと、透過照明光を出射する。
The transmitted
透過光学部材104bは、ミラー、コレクタレンズ、フィルタユニット、視野絞り、シャッタ、開口絞り、コンデンサ光学素子ユニットおよびトップレンズユニット等を用いて構成される。
The transmission
落射照明光学系105は、落射照明光を出射する落射照明用光源105aと、落射照明用光源105aが出射した落射照明光を集光して観察光路Lの方向へ導く種々の落射光学部材105bと、を有する。
The epi-illumination
落射照明用光源105aは、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはLED等によって構成される。落射照明用光源105aは、顕微鏡制御装置5の制御のもと、落射照明光を出射する。
The epi-
落射光学部材105bは、ハーフミラー、フィルタユニット、シャッタ、視野絞りおよび開口絞り等を用いて構成される。
The incident
三眼鏡筒ユニット106は、対物レンズ102から入射した標本SPの観察光を、撮像装置3の方向と接眼レンズユニット107の方向とに分岐する。接眼レンズユニット107は、ユーザが標本SPを直接観察するためのものである。
The
結像レンズユニット108には、複数のズームレンズと、これらのズームレンズの位置を変化させる駆動部(いずれも図示せず)とを含むズーム部が設けられている。ズーム部は、顕微鏡制御装置5の制御のもと、ズームレンズの位置を調整することにより、撮像視野内の撮像対象を拡大又は縮小させる。また、結像レンズユニット108は、ズーム倍率(投影倍率)を検出するズーム検出部108aを有する。なお、本実施の形態1では、対物レンズ102および結像レンズユニット108が観察光学系として機能する。なお、ズーム部は、対物レンズ102と三眼鏡筒ユニット106の間に設けてもよい。
The
ズーム検出部108aは、観察光路L上における複数のズームレンズの位置に基づいて、結像レンズユニット108のズーム倍率を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置5へ出力する。なお、本実施の形態1では、ズーム検出部108aおよびレボルバ検出部103aが倍率情報検出部として機能する。
The
次に、撮像装置3について説明する。撮像装置3は、結像レンズユニット108を介して入射された観察光を受光して光電変換を行うことによって、光を電気信号(アナログ信号)に変換する複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子31と、撮像素子31から出力される電気信号に増幅(ゲイン調整)等の信号処理を施した後、A/D変換を行うことによってデジタルの標本SPの画像データに変換して顕微鏡制御装置5へ出力する信号処理部と、を用いて構成される。撮像装置3は、顕微鏡制御装置5の制御のもと、結像レンズユニット108を介して入射された被写体である標本SPの観察像を撮像して標本SPの画像データを微小な時間間隔で連続的に生成する。
Next, the imaging device 3 will be described. The imaging device 3 receives a viewing light incident through the
次に、表示入力部4について説明する。表示入力部4は、顕微鏡制御装置5を介して撮像装置3が生成した画像データに対応する画像を表示する表示部41と、外部からの物体の接触に応じた位置信号を出力する入力部として機能するタッチパネル42と、顕微鏡システム1に関する各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部43と、を備える。
Next, the display input unit 4 will be described. The display input unit 4 is a
表示部41は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部41は、顕微鏡制御装置5を介して入力される画像データに対応する画像および顕微鏡システム1の各種操作情報を表示する。具体的には、図2に示すように、表示部41は、撮像装置3によって連続的に生成された画像データに対応するライブ画像を表示するライブ画像表示領域LV1、顕微鏡装置2の測定視野画像を表示する測定視野画像表示領域PV1、ステージ101aの位置に関する情報を表示する位置情報表示領域m1および後述する標本SPを計測した際の測定結果を表示する測定結果表示領域m2を有する。
The
タッチパネル42は、表示部41の表示画面上に設けられ、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付ける。具体的には、タッチパネル42は、ユーザが表示部41に表示される操作アイコンに従ってタッチ(接触)した位置を検出し、この検出したタッチ位置に応じた位置信号を顕微鏡制御装置5へ出力する。タッチパネル42は、表示部41が顕微鏡システム1の各種操作情報を表示領域内で表示することで、グラフィックユーザインターフェース(GUI)として機能する。一般に、タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等がある。本実施の形態1では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。
The
入力部43は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を顕微鏡制御装置5へ出力する。
The
次に、顕微鏡制御装置5について説明する。顕微鏡制御装置5は、顕微鏡システム1に関する各種情報を記録する記録部51と、顕微鏡システム1を構成する各部の動作を統括的に制御する制御部52と、を備える。
Next, the microscope control device 5 will be described. The microscope control device 5 includes a
記録部51は、フラッシュメモリおよびRAM(Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて構成される。記録部51は、顕微鏡システム1に実行させる各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。記録部51は、制御部52の処理中の情報を一時的に記憶する。また、記録部51は、撮像装置3が生成した画像データに対応する画像内において、対物レンズ102の光軸が通過する位置(画像の中心)に位置情報検出部101cが検出した位置情報を対応付けて記録する位置情報記録部511を有する。
The
制御部52は、CPU(Central Processing Unit)等を用いて構成され、入力部43からの操作信号およびタッチパネル42からの位置信号に応じて顕微鏡システム1を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム1の動作を統括的に制御する。
The
ここで、制御部52の詳細な構成について説明する。制御部52は、距離算出部521と、撮像制御部522と、表示制御部523と、を有する。
Here, a detailed configuration of the
距離算出部521は、レボルバ検出部103aが検出した対物レンズ102の倍率とズーム検出部108aが検出したズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置2の倍率に関する倍率情報、位置情報検出部101cが検出した位置情報および撮像素子31の1画素の幅に基づいて、撮像素子31が生成した画像データに対応する画像内における任意の2点間の距離を算出する。また、距離算出部521は、レボルバ検出部103aが検出した対物レンズ102の倍率とズーム検出部108aが検出したズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置2の倍率、位置情報検出部101cが検出した位置情報および撮像素子31の1画素の幅に基づいて、互いに異なる測定視野領域の2つの画像データに対応する2つの画像内における任意の2点間の距離を算出する。さらに、距離算出部521は、タッチパネル42または入力部43から入力された操作信号に基づいて、対物レンズ102の光軸が通過する位置であって、画像内の中心を基準とした際の後述する表示部41が表示する画像内で指定された測定位置の座標を算出する。なお、対物レンズ102の倍率と撮像素子31の画素との関係については、予め校正をとられた校正部材や治具等によって対物レンズ102の倍率誤差および撮像素子31の投影倍率誤差が補正されているものとする。
The
撮像制御部522は、撮像装置3の撮影動作を制御する。具体的には、撮像制御部522は、入力部43から撮影を指示する指示信号が入力された場合、撮像装置3に撮影を実行させる。
The
表示制御部523は、撮像素子31が生成した互いに異なる測定視野領域の2つの画像データに対応する2つの画像を並べて表示部41に表示させる。また、表示制御部523は、顕微鏡システム1に関する各種情報を表示部41に表示させる。
The
以上の構成を有する顕微鏡システム1が実行する処理について説明する。図3は、顕微鏡システム1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
Processing executed by the
図3に示すように、撮像装置3は、顕微鏡装置2のステージ101aに載置された標本SPを撮像する(ステップS101)。
As shown in FIG. 3, the imaging device 3 images the specimen SP placed on the
続いて、表示制御部523は、撮像装置3から入力された画像データに対応するライブ画像を表示部41のライブ画像表示領域LV1に表示させる(ステップS102)。
Subsequently, the
その後、タッチパネル42または入力部43から撮影指示があった場合(ステップS103:Yes)、撮像制御部522は、撮像装置3に撮影を実行させる(ステップS104)。
Thereafter, when there is a shooting instruction from the
続いて、位置情報検出部101cは、ステージ101aの位置情報を検出する(ステップS105)。
Subsequently, the position
その後、表示制御部523は、撮像装置3が生成した画像データに対応する測定視野画像を表示部41の測定視野画像表示領域PV1に表示させる(ステップS106)。
Thereafter, the
続いて、表示部41の測定視野画像表示領域PV1で表示される測定視野画像に対して、タッチパネル42または入力部43を介して所定の位置が指定された場合(ステップS107:Yes)、距離算出部521は、撮像素子31の1画素の幅、撮像装置3によって測定視野画像が生成された際の顕微鏡装置2の総合倍率、位置情報検出部101cが検出した位置情報に基づいて、測定視野画像C1の中心から指定された位置までの距離を算出する(ステップS108)。
Subsequently, when a predetermined position is designated via the
図4は、距離算出部521が算出する算出方法の概要を示す模式図である。図4において、図面の左右方向をX軸とし、図面の上下方向をY軸とする座標系として考える。さらに、図4において、対物レンズ102の光軸を通過する測定視野画像C1の中心をP1(X01,Y01)とし、ユーザによって指定された指定位置をP11(X11,Y12)とする。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an outline of a calculation method calculated by the
図4に示す場合、距離算出部521は、以下の式(1)によって、中心P1から指定位置P11までの距離d1を算出する。
d1=((X11−X01)2+(Y11−Y01)2)1/2 ・・・(1)
In the case shown in FIG. 4, the
d 1 = ((X 11 −X 01 ) 2 + (Y 11 −Y 01 ) 2 ) 1/2 (1)
図4において、単位をmm、撮像素子31の1画素の幅を2μm、中心P1(X01,Y01)を(0,0)、中心P1からX軸方向に−400画素、Y軸方向に+300画素離れた点P11(−0.8,0.6)とした場合、距離算出部521は、上述した式(1)を用いて距離d1を算出する。なお、撮像素子31の1画素の幅は、縦横比が1:1とする。
d1=((−0.8−0)2+(0.6−0)2)1/2
=1.0
その後、距離算出部521は、距離d1に、測定視野画像C1を撮像した際の顕微鏡装置2の総合倍率を乗じることによって、中心P1から指定位置P11までの実際の距離d1を算出する。これにより、ユーザは、表示部41が表示する画像を見ながら、タッチパネル42または入力部43を介して、所望の指定位置を指示するだけ、任意の2点間の距離を容易に把握することができる。
In FIG. 4, the unit is mm, the width of one pixel of the
d 1 = ((− 0.8-0) 2 + (0.6-0) 2 ) 1/2
= 1.0
Then, the
ステップS108の後、制御部52は、位置情報検出部101cが検出した位置情報と測定視野画像C1とを対応付けて記録部51に記録する(ステップS109)。
After step S108, the
続いて、タッチパネル42または入力部43から標本SPの測定を終了する指示信号が入力された場合(ステップS110:Yes)、顕微鏡システム1は、後述するステップS111へ移行する。これに対して、タッチパネル42または入力部43から標本SPの測定を終了する指示信号が入力されていない場合(ステップS110:No)、顕微鏡システム1は、ステップS101へ戻る。
Subsequently, when an instruction signal for ending the measurement of the specimen SP is input from the
ステップS111において、記録部51に測定視野が異なる2つの測定視野画像データが記録されている場合(ステップS111:Yes)、表示制御部523は、測定視野が異なる2つの測定視野画像データに対応する2つの測定視野画像を表示部41に表示させる(ステップS112)。具体的には、図5に示すように、表示制御部523は、測定視野が異なる2つの測定視野画像データに対応する2つの測定視野画像C1,C2を表示部41の測定視野画像表示領域PV1に表示させる。
In step S111, when two measurement visual field image data having different measurement visual fields are recorded in the recording unit 51 (step S111: Yes), the
続いて、表示部41の測定視野画像表示領域PV1で表示される測定視野が異なる2つの測定視野画像の各々に対して、タッチパネル42または入力部43を介して所定の位置が指定された場合(ステップS113:Yes)、距離算出部521は、2つの測定視野画像の各々に対して指定された2点間の距離を算出する(ステップS114)。
Subsequently, when a predetermined position is designated via the
図6は、距離算出部521が算出する算出方法の概要を示す模式図である。図6において、図面の左右方向をX軸とし、図面の上下方向をY軸とする座標系として考える。さらに、図6において、対物レンズ102の光軸を通過する測定視野画像C1の中心をP1(X01,Y01)、ユーザによって指定された指定位置をP11(X11,Y12)、測定視野画像C2の中心をP2(X02,Y02)、ユーザによって指定された指定位置をP22(X22,Y22)とする。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an outline of a calculation method calculated by the
図6に示す場合、距離算出部521は、以下の式(1)によって、指定位置P11から指定位置P22までの距離d2を算出する。
d2=((X11−X22)2+(Y11−Y22)2)1/2 ・・・(2)
In the case illustrated in FIG. 6, the
d 2 = ((X 11 −X 22 ) 2 + (Y 11 −Y 22 ) 2 ) 1/2 (2)
図6において、単位をmm、撮像素子31の1画素の幅を2μm、中心P1(X01,Y01)を(0,0)、点P11(−0.8,0.6)、測定視野画像C2の中心P2を(20,−50)、中心P2からX軸方向に+50画素、Y軸方向に+100画素離れた指定位置P22(21.1,49.8)とした場合、距離算出部512は、上述した式(2)を用いて距離d2を算出する。なお、撮像素子31の1画素の幅は、縦横比が1:1とする。
d2=((−0.8−21.1)2+(0.6+49.8)2)1/2
=54.56
その後、距離算出部521は、距離d2に、測定視野画像C1を撮像した際の顕微鏡装置2の総合倍率を乗じることによって、指定位置P11から指定位置P22までの実際の距離d2を算出する。これにより、ユーザは、任意の2点間の距離を容易に把握することができる。
In FIG. 6, the unit is mm, the width of one pixel of the
d 2 = ((− 0.8-21.1) 2 + (0.6 + 49.8) 2 ) 1/2
= 54.56
Then, the
ステップS114の後、表示制御部523は、距離算出部521が算出した算出結果を測定結果表示領域m2に表示させる(ステップS115)。これにより、ユーザは、測定視野が異なる2つの測定視野画像の各々に対して、指定した任意の2箇所の距離を簡易な操作で容易に測定することができる。ステップS115の後、顕微鏡システム1は、本処理を終了する。
After step S114, the
ステップS103において、タッチパネル42または入力部43から撮影を指示する撮影指示がない場合(ステップS103:No)、顕微鏡システム1は、ステップS110へ移行する。
In step S103, when there is no photographing instruction for instructing photographing from the
ステップS107において、表示部41の測定視野画像表示領域PV1で表示される測定視野画像C1に対して、タッチパネル42または入力部43を介して所定の位置が指定されていない場合(ステップS107:No)、顕微鏡システム1は、ステップS109へ移行する。
In step S107, the measurement field-of-view image C 1 is displayed in the measurement field of view image display area PV 1 of the
ステップS111において、記録部51に測定視野が異なる2つの測定視野画像データが記録されていない場合(ステップS111:No)、顕微鏡システム1は、本処理を終了する。
In step S111, when two measurement visual field image data having different measurement visual fields are not recorded in the recording unit 51 (step S111: No), the
ステップS113において、表示部41の測定視野画像表示領域PV1で表示される測定視野が異なる2つの測定視野画像の各々に対して、タッチパネル42または入力部43を介して所定の位置が指定されていない場合(ステップS113:No)、顕微鏡システム1は、ステップS112へ戻る。
In step S113, for each of the measured-field image display area PV 1 measurement field of view two different measurement field image displayed by the
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、簡易な操作で精度の高い測定を容易に行うことができる。 According to the first embodiment of the present invention described above, highly accurate measurement can be easily performed with a simple operation.
また、本発明の実施の形態1によれば、表示制御部523が互いに異なる測定視野領域の2つの測定視野画像を表示部41の測定視野画像表示領域PV1に表示させるので、複数の測定視野領域の画像を容易に把握することができる。
In addition, according to the first embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態1によれば、表示制御部523が互いに異なる測定視野領域の2つの測定視野画像を表示部41の測定視野画像表示領域PV1に表示させる。これにより、複数の画像を貼り合わせて顕微鏡装置2の視野範囲よりも大きい画像を生成する必要がないので、簡易に標本SPを測定することができる。さらに、表示制御部523が2つの測定視野画像を1画面中に表示するため、レポート作成時にも1頁中に測定箇所を表示できるので、レポーティングを容易に行うことができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態1によれば、測定位置以外の複数の画像を貼り合わせて顕微鏡装置2の視野範囲よりも大きい画像を生成する場合において、標本SPの測定位置が広範囲に亘るとき、複数の画像を取得する必要がないうえ、表示制御部523が測定位置を有する画像のみを表示部41に表示させればよいので、測定位置を容易に認識することができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, when a plurality of images other than the measurement position are bonded to generate an image larger than the visual field range of the
また、本発明の実施の形態1によれば、距離算出部521がレボルバ検出部103aによって検出された対物レンズ102の倍率とズーム検出部108aによって検出されたズーム倍率とによって定まる顕微鏡装置2の倍率、位置情報検出部101cによって検出された位置情報および撮像素子31の1画素の幅に基づいて、撮像素子31が生成した画像データに対応する画像内における任意の2点間の距離を算出する。これにより、ステージ101aの位置決めを高精度で行う必要がないうえ、高価なステージ101aが必要ないので、装置の構成を簡易にすることができる。
Further, according to
なお、本発明の実施の形態1では、表示制御部523が互いに異なる測定視野で撮影された2つの画像を並べて表示部41に表示させていたが、たとえば、図7に示すように、表示制御部523は、位置情報検出部101cが検出した位置情報に基づいて、撮像素子31が生成した互いに異なる測定視野領域の2つの画像データに対応する2つの画像を、ステージ101a上で標本SPが撮影された際の距離間隔で表示部41に表示させてもよい。
In the first embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態1では、表示制御部523は、入力部43から入力される指示信号に応じて、表示部41の表示画面上において2つの画像を移動、拡大、縮小および回転のいずれかを行って表示させてもよい。
In the first embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態1では、距離算出部521が1つの画像内において任意の2点間の距離を算出する場合、画像内の中心から指定位置までの距離を算出していたが、これに限らず、画像内の任意の2点間の距離も算出することができる。この場合、距離算出部521は、上述した式(2)を用いて算出することができる。
In the first embodiment of the present invention, when the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と構成が異なるうえ、実行する処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1は、標本SPの水平面のみの測定を行っていたが、本実施の形態2に係る顕微鏡システムは、標本SPの水平面および垂直方向の高さを測定する。このため、以下において、本実施の形態2に係る顕微鏡システムの構成を説明後、本実施の形態2に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The microscope system according to the second embodiment has a configuration different from that of the
図8は、本実施の形態2に係る顕微鏡システムの構成を概略的に示す模式図である。図8に示す顕微鏡システム1aは、標本SPを観察する顕微鏡装置2aと、撮像装置3と、表示入力部4と、顕微鏡制御装置5aと、を備える。顕微鏡装置2a、撮像装置3、表示入力部4および顕微鏡制御装置5aは、データが送受信可能に有線または無線で接続される。
FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the microscope system according to the second embodiment. A microscope system 1a shown in FIG. 8 includes a
顕微鏡装置2aの構成について説明する。顕微鏡装置2aは、本体部100と、ステージ機構101と、対物レンズ102と、レボルバ103と、透過照明光学系104と、落射照明光学系105と、三眼鏡筒ユニット106と、接眼レンズユニット107と、結像レンズユニット108と、ステージ101aをZ軸方向へ移動させる焦準部109と、を備える。なお、本体部100に三眼鏡筒ユニット106を設けず、本体部100に直接、撮像装置3を設けても良い。
The configuration of the
焦準部109は、ステージ101aを保持するアーム部109aと、顕微鏡制御装置5aの制御のもと、アーム部109aをZ軸方向へ移動させる焦準駆動部109bと、ステージ101aの鉛直方向(Z軸方向)の位置に関する鉛直位置情報を検出する上下位置情報検出部109cと、を備える。なお、焦準部109は、顕微鏡制御装置5aの制御のもと、アーム部109aを電動でZ軸方向へ移動させるとしたが、手動でアーム部109aをZ軸方向へ移動させるようにしてもよい。
The focusing
焦準駆動部109bは、ステッピングモータや超音波モータ等を用いて構成される。焦準駆動部109bは、顕微鏡制御装置5aの制御のもと、ステージ101aを顕微鏡装置2aが載置された載置面と直交する上下方向へ移動させることによって、標本SPの全焦点画像を撮影可能にする。
The focusing
上下位置情報検出部109cは、リニアスケールやガラススケールまたはフォトインタラプタ等を用いて構成される。上下位置情報検出部109cは、ステージ101aの上下方向の上下位置情報(Z座標)を顕微鏡制御装置5aへ出力する。
The vertical position
顕微鏡制御装置5aは、記録部51と、顕微鏡システム1aを構成する各部の動作を統括的に制御する制御部52aと、を備える。
The
制御部52aは、CPU等を用いて構成され、入力部43からの操作信号およびタッチパネル42から位置信号に応じて顕微鏡システム1aを構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム1aの動作を統括的に制御する。
The
ここで、制御部52aの詳細な構成について説明する。制御部52aは、距離算出部521と、撮像制御部522と、表示制御部523と、全焦点画像生成部524と、を有する。
Here, a detailed configuration of the
全焦点画像生成部524は、入力部43から撮影の指示信号が入力された場合、焦準駆動部109bを駆動することによって、ステージ101aを鉛直方向へ移動させながら、撮像装置3に連続的に標本SPを撮像させて複数の画像データを生成させ、複数の画像データのうち標本SPに対して最もピントが合っている画素を抽出して一枚の全焦点画像データを生成し、この全焦点画像データと上下位置情報検出部109cが検出した上下位置情報とを対応付けて記録部51に記録する。具体的には、全焦点画像生成部524は、標本SPに対して最もピントが合っている画素が生成された際に、上下位置情報検出部109cが検出した上下位置情報(Z座標)を画素毎に対応付けて記録部51に記録する。
When an imaging instruction signal is input from the
以上の構成を有する顕微鏡システム1aが実行する処理について説明する。図9は、顕微鏡システム1aが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 Processing executed by the microscope system 1a having the above configuration will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an outline of processing executed by the microscope system 1a.
図9のステップS201〜ステップS203は、上述した図3のステップS101〜ステップS103にそれぞれ対応する。 Steps S201 to S203 in FIG. 9 correspond to steps S101 to S103 in FIG. 3 described above, respectively.
ステップS204において、全焦点画像生成部524は、標本SPの全焦点画像を生成する。
In step S204, the omnifocal
続いて、位置情報検出部101cは、ステージ101aの位置情報(XY平面)を検出するとともに、上下位置情報検出部109cは、ステージ101aの鉛直位置情報を検出する(ステップS205)。
Subsequently, the position
ステップS206およびステップS207は、上述した図3のステップS106およびステップS107にそれぞれ対応する。 Step S206 and step S207 correspond to step S106 and step S107 of FIG. 3 described above, respectively.
ステップS208において、距離算出部521は、撮像素子31の1画像の幅、撮像装置3によって全焦点画像が生成された際の顕微鏡装置2aの総合倍率、位置情報検出部101cが検出した位置情報に基づいて、測定視野画像の中心から指定された位置までの距離を算出するとともに、上下位置情報検出部109cが検出した鉛直位置情報に基づいて、全焦点画像内における任意の2点間の高さ(差)を算出する。この場合、距離算出部521は、全焦点画像生成部524によって全焦点画素の各画素に対応付けられた鉛直位置情報に基づいて、全焦点画像内における任意の2点間の高さを算出する。
In step S208, the
ステップS209〜ステップS213は、上述した図3のステップS109〜ステップS113にそれぞれ対応する。 Steps S209 to S213 correspond to steps S109 to S113 of FIG. 3 described above, respectively.
ステップS214において、距離算出部521は、2つの測定視野画像の各々に対して指定された2点間の距離および高さを算出する。
In step S214, the
ステップS215は、上述した図3のステップS115に対応する。ステップS215の後、顕微鏡システム1aは、本処理を終了する。 Step S215 corresponds to step S115 of FIG. 3 described above. After step S215, the microscope system 1a ends this process.
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、標本SPの距離および高さを簡易な操作で容易に行うことができる。 According to the second embodiment of the present invention described above, the distance and height of the specimen SP can be easily performed by a simple operation.
(その他の実施の形態)
本発明では、顕微鏡装置、撮像装置、表示入力部および顕微鏡制御装置を備えた顕微鏡システムを例に説明したが、たとえば標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能、および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、たとえばビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。
(Other embodiments)
In the present invention, a microscope system including a microscope apparatus, an imaging apparatus, a display input unit, and a microscope control apparatus has been described as an example. For example, an objective lens for enlarging a specimen, an imaging function for imaging a specimen via the objective lens, and The present invention can also be applied to an imaging apparatus having a display function for displaying an image, such as a video microscope.
また、本発明では、顕微鏡装置として正立型顕微鏡装置を例に説明したが、たとえば倒立型顕微鏡装置であっても本発明を適用することができる。さらに、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった各種システムにも、本発明を適用することができる。 In the present invention, the upright microscope apparatus has been described as an example of the microscope apparatus, but the present invention can be applied to an inverted microscope apparatus, for example. Furthermore, the present invention can be applied to various systems such as a line apparatus incorporating a microscope apparatus.
また、本発明では、ステージとして電動ステージを例に説明したが、たとえば手動で移動させるマニュアルステージであっても、本発明を適用することができる。 In the present invention, the electric stage is described as an example of the stage. However, the present invention can be applied to a manual stage that is moved manually, for example.
また、本発明では、表示入力部と顕微鏡制御装置とが別々に構成されていたが、たとえば表示入力部と顕微鏡制御装置とが一体的に形成された携帯型端末であってもよい。 In the present invention, the display input unit and the microscope control device are separately configured. However, for example, a portable terminal in which the display input unit and the microscope control device are integrally formed may be used.
なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。 In the description of the flowchart in the present specification, the context of the processing between steps is clearly indicated using expressions such as “first”, “after”, “follow”, etc., in order to implement the present invention. The order of processing required is not uniquely determined by their representation. That is, the order of processing in the flowcharts described in this specification can be changed within a consistent range.
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。 As described above, the present invention can include various embodiments not described herein, and various design changes and the like can be made within the scope of the technical idea specified by the claims. Is possible.
1,1a 顕微鏡システム
2,2a 顕微鏡装置
3 撮像装置
4 表示入力部
5,5a 顕微鏡制御装置
31 撮像素子
41 表示部
42 タッチパネル
43 入力部
51 記録部
52,52a 制御部
100 本体部
101 ステージ機構
101a ステージ
101b XY駆動部
101c 位置情報検出部
102 対物レンズ
103 レボルバ
103a レボルバ検出部
104 透過照明光学系
105 落射照明光学系
106 三眼鏡筒ユニット
107 接眼レンズユニット
108 結像レンズユニット
108a ズーム検出部
109 焦準機構
109a アーム部
109b 焦準駆動部
109c 上下位置情報検出部
511 位置情報記録部
521 距離算出部
522 撮像制御部
523 表示制御部
524 全焦点画像生成部
SP 標本
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ステージと対向して配置され、前記標本を観察する観察光学系と、
前記観察光学系の倍率に関する倍率情報を検出する倍率情報検出部と、
複数の画素を有し、前記観察光学系を介して前記標本を撮像し、互いに異なる2つの測定視野領域の画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像を表示可能な表示部と、
前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内において前記観察光学系の光軸が通過する位置であって、前記ステージの水平面における位置に関する位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記位置情報検出部が検出した前記位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した互いに異なる2つの測定視野領域の各画像データに対応する画像の位置関係を反映させて前記表示部に表示させる表示制御部と、
前記表示部が表示する前記画像内において、少なくとも2箇所を指定する指示信号の入力を受け付ける入力部と、
前記倍率情報、前記位置情報および前記撮像素子の1画素の幅に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における前記指示信号に応じて指定された2箇所の2点間の距離を算出する距離算出部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。 A stage on which a specimen can be placed and moved horizontally,
An observation optical system arranged to face the stage and observing the specimen;
A magnification information detector for detecting magnification information related to the magnification of the observation optical system;
An imaging device having a plurality of pixels, imaging the specimen through the observation optical system, and generating image data of two different measurement visual field regions ;
A display unit capable of displaying an image corresponding to the image data generated by the imaging element;
A position information detection unit for detecting position information relating to a position of the stage on the horizontal plane, at a position through which the optical axis of the observation optical system passes in an image corresponding to the image data generated by the image sensor;
Based on the position information detected by the position information detection unit, a display to be displayed on the display unit by reflecting the positional relationship of images corresponding to each image data of two different measurement visual field regions generated by the imaging device. A control unit;
In the image displayed by the display unit, an input unit that receives an input of an instruction signal that specifies at least two locations;
Based on the magnification information, the position information, and the width of one pixel of the image sensor, the two points specified in accordance with the instruction signal in the image corresponding to the image data generated by the image sensor A distance calculation unit for calculating the distance of
A microscope system comprising:
前記撮像素子が前記画像データを生成した際に、前記ステージの上下方向の位置に関する上下位置情報を検出する上下位置情報検出部と、
をさらに備え、
前記距離算出部は、前記上下位置情報に基づいて、前記撮像素子が生成した前記画像データに対応する画像内における上下方向における前記指示信号に応じて指定された2箇所の高さを算出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。 A focusing unit for moving the stage in a vertical direction orthogonal to a placement surface on which the stage is placed;
When the image sensor generates the image data, a vertical position information detection unit that detects vertical position information related to the vertical position of the stage;
Further comprising
The distance calculation unit calculates the heights of two locations specified in accordance with the instruction signal in the vertical direction in an image corresponding to the image data generated by the imaging element based on the vertical position information. The microscope system according to claim 1 or 2 .
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