JP6278601B2 - 顕微鏡システム及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、顕微鏡システムと顕微鏡システムのプログラムに関し、特に、電動部を備えた顕微鏡システムと電動部を備えた顕微鏡システムのプログラムに関する。

顕微鏡装置の電動化の進展に伴い、ステージやレボルバなどの可動部が電動部として構成された顕微鏡システムが増加している。このような顕微鏡システムでは、近年のタッチパネル関連技術の向上もあり、電動部の駆動を指示する操作部として、表示部に重ねて配置されたタッチパネルが主流になりつつある。

ところで、タッチパネルを操作部として用いる場合には、フリック操作（画面をなぞる操作）やダブルタップ操作（画面の同一箇所を素早く２回タップする操作）により、電動ステージを移動させるのが通常である。

しかしながら、フリック操作により、操作者が意図する移動量だけステージを移動させることは容易ではない。また、ダブルタップ操作ではタップした箇所が視野の中心にくるようにステージを移動させることができるが、ステージ移動後の視野範囲内に表示される領域を操作者が十分に考慮して操作を行なうことは稀である。従って、タッチパネルによる操作では、観察すべき試料またはその一部分（以降、観察対象）を誤って視野範囲外に移動させてしまうといった事態が生じやすく、観察対象を見失いやすい。

なお、以上では、特に観察対象を見失いやすいと思われるタッチパネルによる操作を例示したが、従来から用いられているジョイスティックやハンドルなどによる操作でも、誤操作により観察対象を見失ってしまうということがある。

このような課題に関連する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、現在の観察視野の中心位置がモニタに存在する状態でステージを移動させる顕微鏡システムが開示されている。

特開２０１０−１６９８９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示される顕微鏡システムは、現在の観察視野の中心位置が視野範囲外に移動しないようにステージの移動を制限するものであるので、観察対象が現在の観察視野の中心位置からずれている場合には、観察対象が視野範囲外に移動してしまう可能性がある。

また、このような事態を避けるためには、ユーザーは観察対象が観察視野の中心に位置するようにステージを事前に移動させなければならないため、ユーザーに新たな作業負担を課すことになる。また、この事前設定のための操作は、ステージの動作を制限する前に行なわれるものであるため、誤操作により観察対象を見失ってしまう可能性がある。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、観察対象を見失うことを容易に防止することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、試料を配置する電動ステージを有する顕微鏡装置と、前記顕微鏡装置で取得した試料の画像を表示する試料画像表示領域を有する表示部と、前記表示された前記画像上で前記試料の一部分を指定する入力を受け付けるとともに、該入力により指定された前記一部分の位置にマークを表示する操作部と、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを移動可能に制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効の切り替えに応じて、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する顕微鏡システムを提供する。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の顕微鏡システムにおいて、前記操作部は、前記表示部の画像表示領域に重ねて配置されたタッチパネルである顕微鏡システムを提供する。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様に記載の顕微鏡システムにおいて、前記電動部は、さらに、観察倍率を変更する倍率変更部を有し、前記制御装置は、前記倍率変更部による観察倍率の変更に連動して、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域内に含まれるように前記電動ステージを制御する顕微鏡システムを提供する。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡システムにおいて、前記操作部は、前記表示部に表示された前記試料の画像上で前記試料の一部分を指定する複数の入力を受け付けるとともに、該複数の入力により指定された複数の前記一部分の位置にそれぞれマークを表示し、前記制御装置は、前記複数の入力により指定された複数の前記一部分の位置に表示されたそれぞれのマークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する顕微鏡システムを提供する。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡システムにおいて、さらに、前記制御装置における前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効とを切り替える有効無効切替部を有し、前記操作部は、前記有効無効切替部が前記制限の有効と無効とを切り替えるための第２の入力を受け付け、前記制御装置は、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する顕微鏡システムを提供する。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡システムにおいて、前記操作部は、前記マークの表示と非表示とを切り替えるための第３の入力を受け付け、前記制御装置は、前記第３の入力の結果に応じて、前記一部分の位置に表示されるマークを表示または非表示とする顕微鏡システムを提供する。

本発明の第７の態様は、試料を配置する電動ステージを有する顕微鏡装置と、前記顕微鏡装置で取得した試料の画像を表示する試料画像表示領域を有する表示部と、前記表示された前記画像上で前記試料の一部分を指定する入力を受け付けるとともに、該入力により指定された前記一部分の位置にマークを表示する操作部と、を備える顕微鏡システムのプログラムであって、前記操作部が受け付けた前記入力により指定された前記試料の一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを移動可能に制御し、前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効の切り替えに応じて、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する処理をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。

本発明によれば、観察対象を見失うことを容易に防止することができる技術を提供することができる。

本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る制御装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る操作表示装置のタッチパネルの配置について説明するための図である。 本発明の実施例１に係る電動ステージが移動できる範囲について説明するための図である。 本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの処理のフローチャート（その１）である。 本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの処理のフローチャート（その２）である。 本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの実視野と視野範囲の関係を示す図である。 Ｘ方向に関するマーカーリミットとマーカーの座標と電動ステージの座標の関係を示す図である。 本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例１に係る顕微鏡システムの動作の一例を示すシーケンス図であり、図８Ａの続きである。 複数のマーカーが設定された場合の本発明の実施例１に係る電動ステージが移動できる範囲について説明するための図である。 本発明の実施例２に係る顕微鏡システムの観察倍率と視野範囲の関係を示す図である。 本発明の実施例２に係る顕微鏡システムの、観察倍率の変更に連動した電動ステージの制御について説明するための図である。 複数のマーカーが設定された場合の本発明の実施例２に係る電動ステージの移動について説明するための図である。

まず、図１及び図２を参照しながら、顕微鏡システム１００の構成について説明する。図１は、本実施例に係る顕微鏡システム１００の構成を示す図である。図２は、顕微鏡システム１００に含まれる制御装置２０のハードウェア構成を示す図である。なお、図１のＸＹＺ座標系は、方向参照の便宜のために設けた右手直交座標系である。
図１に例示される顕微鏡システム１００は、撮像装置１１が取り付けられた顕微鏡装置１０と、制御装置２０と、操作表示部３０とを備えている。

正立顕微鏡である顕微鏡装置１０は、光ファイバー２ａを介して顕微鏡装置１０に接続された落射照明用の光源２と、顕微鏡本体１に支持された電動ステージ３及び電動レボルバ５と、電動レボルバ５に装着された複数の対物レンズ（対物レンズ４ａ対物レンズ４ｂ）と、ズームレンズ部６と、を備えている。なお、光源２と顕微鏡装置１０との接続は、光ファイバーの代わりに、投光管などでもよい。

光源２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの発光素子を備えている。なお、光源２は、ランプ光源であってもよい。

電動ステージ３は、試料Ｓを配置するステージであり、モータ３ａ及びモータ３ｂを備えている。これらのモータが回転することにより、電動ステージ３は、観察に使用される対物レンズ（ここでは、対物レンズ４ａ）の光軸と直交するＸ方向及びＹ方向に移動する。これにより、試料Ｓに対する対物レンズのＸＹ位置が変化するため、撮像装置１１で撮像される試料Ｓの範囲が変化し、操作表示装置３０に表示されユーザーに観察される試料Ｓの範囲も変化する。

電動レボルバ５は、モータ５ａを備えている。モータ５ａが回転することにより、電動レボルバ５は、光路上に配置される対物レンズを切り替える。これにより、観察に使用される対物レンズの倍率が変化するため、電動レボルバ５は観察倍率を変更する倍率変更部である。なお、観察倍率の変更に伴い、撮像装置１１で撮像される試料Ｓの範囲が変化し、操作表示装置３０に表示されてユーザーに観察される試料Ｓの範囲も変化する。

ズームレンズ部６は、ズームレンズ６ａとモータ６ｂを備えている。モータ６ｂが回転することにより、ズームレンズ部６は、ズームレンズ６ａを構成するレンズ間の距離を変化させる。これにより、ズームレンズ６ａの倍率が変化するため、ズームレンズ部６は観察倍率を変更する倍率変更部である。なお、観察倍率の変更に伴い、撮像装置１１で撮像される試料Ｓの範囲が変化し、操作表示装置３０に表示されユーザーに観察される試料Ｓの範囲も変化する。

電動ステージ３、電動レボルバ５及びズームレンズ部６は、制御装置２０の制御下で、電動で駆動する電動部であり、いずれも操作表示装置３０に表示されユーザーに観察される試料Ｓの範囲を変化させるものである。なお、顕微鏡装置１０は、上記の電動部に加えて、例えば、試料Ｓに対する対物レンズの位置をＺ方向に変化させる焦準部など、その他の電動部を備えてもよい。

顕微鏡装置１０は、さらに、照明光路と検出光路とを分岐させる光路分岐手段であるハーフミラー７と、ハーフミラー７と光源２の間の照明光路上に配置された照明レンズ８と、ハーフミラー７と撮像装置１１との間の検出光路上に配置された結像レンズ９と、を備えている。なお、顕微鏡装置１０の光路分岐手段は、ハーフミラー７に限られない。観察法などに応じて、ハーフミラー７の代わりに、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッタなど任意の光路分岐手段を備えてもよい。

撮像装置１１は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子１１ａを備えたディジタルカメラである。なお、撮像装置１１は、例えば、フォトマルチプライヤ（ＰＭＴ）を用いて構成されてもよい。

制御装置２０は、顕微鏡システム１００全体の動作を制御する装置であり、撮像装置１１を制御する撮像装置制御部２１と、顕微鏡装置１０の電動部を制御する顕微鏡装置制御部２２とを備えている。さらに、顕微鏡装置制御部２２は、電動ステージ３を制御する電動ステージ制御部２２ａと、電動ステージ３以外の電動部を制御するホスト制御部２２ｂとを備えている。なお、ホスト制御部２２ｂは、操作表示装置３０の表示を制御する役割も担っている。

制御装置２０は、例えば、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの汎用のコンピュータであってもよく、または、専用装置であってもよい。制御装置２０のハードウェア構成の一例は図２に示すとおりであり、制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３、メモリ２４、入出力Ｉ／Ｆ２５、外部記憶装置２６、及び、可搬記録媒体２８が挿入される可搬記録媒体駆動装置２７を備え、これらがバス２９によって相互に接続されている。なお、制御装置２０はこの構成に限定されるものではない。

ＣＰＵ２３は、プログラムを実行して制御装置２０の動作を制御する。メモリ２４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、プログラムの実行の際に、外部記憶装置２６または可搬記録媒体２８に記憶されているプログラムまたはデータを一時的に格納するメモリである。入出力Ｉ／Ｆ２５は、顕微鏡装置１０、撮像装置１１及び操作表示装置３０に接続されていて、これらとの間で信号をやり取りする。

外部記憶装置２６は、例えば、ハードディスク記憶装置であり、主に各種データやプログラムの保存に用いられる。可搬記録媒体駆動装置２７は、光ディスクやコンパクトフラッシュ（登録商標）等の可搬記録媒体２８を収容するもので、外部記憶装置２６を補助する役割を有する。

操作表示装置３０は、顕微鏡装置１０で取得した試料Ｓの画像を表示する表示部３１と、顕微鏡システム１００のユーザーからの入力を受け付ける操作部３２とを備えている。表示部３１は、例えば、液晶ディスプレイ装置であり、操作部３２は、図３に示されるように、表示部３１である液晶ディスプレイ装置の画像表示領域Ａ１に重ねて配置されたタッチパネルである。

画像表示領域Ａ１には、顕微鏡装置１０で取得した試料Ｓの画像を表示する試料画像表示領域Ａ２と、顕微鏡システム１００の各種設定を変更するためのコントロール（ボタンなど）が配置されるコントロール表示領域Ａ３とが含まれている。なお、図３には、コントロール表示領域Ａ３に、後述するマーカーＭの有効と無効を切り替えるボタンＢ１、マーカーＭの表示と非表示を切り替えるボタンＢ２、ズームレンズ部６を制御して観察倍率を変更するためのボタン（ボタンＢ３、ボタンＢ４）を表示されている例が示されている。

以上のように構成された顕微鏡システム１００は、試料画像表示領域Ａ２内に表示された試料Ｓの画像上で観察すべき試料Ｓの一部分（観察対象）を指定する入力を受け付けて、入力により指定された観察対象上にマーカーＭを表示する。そして、図４に示すように、顕微鏡装置制御部２２によりマーカーＭが試料画像表示領域Ａ２外に移動しない範囲で電動ステージ３を制御する。なお、図４は、電動ステージ３が移動できる範囲を示している。

このように、顕微鏡システム１００では、観察すべき部分を指定するだけで、顕微鏡装置制御部２２により観察すべき部分として指定された試料Ｓの一部分（観察対象）が表示部３１に表示される画像に含まれるように電動ステージ３が制御される。このため、ユーザーの誤操作等によって観察対象を見失ってしまう事態を容易に防止することができる。

以下、顕微鏡システム１００の動作について、図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、詳細に説明する。なお、図５Ａ及び図５Ｂに示す処理は、外部記憶装置２６または可搬記録媒体２８に記録されているプログラムがメモリ２４にロードされてＣＰＵ２３で実行されることにより行われ、例えば、操作部３２などを用いたユーザーによる開始指示によって開始される。

まず、制御装置２０は、視野数と観察倍率から視野範囲を算出する（ステップＳ１）。具体的には、視野数を観察倍率（ここでは、対物レンズ４ａの倍率×ズームレンズ６ａの倍率）で割って実視野ＦＯＶを算出し、実視野ＦＯＶから観察視野のＸ方向の幅及びＹ方向の幅を算出する。これにより、図６に示すように、（Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘ）、（Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ）、（Ｘｍｉｎ、Ｙｍａｘ）、（Ｘｍｉｎ、Ｙｍｉｎ）の４つの座標で定義される視野範囲が算出される。なお、観察視野のＸ方向の幅及びＹ方向の幅は、図６に示すように、試料画像表示領域Ａ２の縦横比が１：１であれば、ＦＯＶ／√２である。試料画像表示領域Ａ２の縦横比がその他の比率であっても同様に、簡単な計算により観察視野のＸ方向の幅及びＹ方向の幅を算出することができる。また、視野数、対物レンズ４ａの倍率、ズームレンズ６の倍率などのパラメータは、予めメモリ２４に記憶されている。

次に、制御装置２０は、操作部３２によってユーザーからの指示の入力を監視し（ステップＳ３）、操作部３２が入力を検出したか否かを判断する（ステップＳ５）。操作部３２が入力を検出していない場合には、監視を継続し、入力を検出した場合には、検出した入力による指示の内容を判定する（ステップＳ７）。

例えば、操作部３２が受け付けた入力が、ユーザーが図３の試料画像表示領域Ａ２内をタッチすることによって生じるものであると判断される場合には、制御装置２０は、入力による指示がマーカーＭの位置の指定であると判断する。また、操作部３２が受け付けた入力が、ユーザーが図３のボタンＢ１をタッチすることにより生じるものであると判断される場合には、制御装置２０は、入力による指示が、マーカーＭによる電動ステージ３の移動範囲を制限する機能（以降、マーカー機能と記す）の有効と無効とを切り替える指示であると判断する。また、操作部３２が受け付けた入力が、ユーザーが図３のボタンＢ２をタッチすることにより生じるものであると判断される場合には、制御装置２０は、入力による指示が、マーカーＭの表示（可視化）と非表示（非可視化）とを切り替える指示であると判断する。さらに、操作部３２が受け付けた入力が、ユーザーが図３の試料画像表示領域Ａ２内をフリックすることによって生じるものであると判断される場合には、制御装置２０は、入力による指示が電動ステージ３の移動であると判断する。

ステップＳ７で指示がマーカーＭの位置の指定であると判断されると、制御装置２０は、指定された位置を取得して（ステップＳ１１）、指定された位置にマーカーＭを表示させる（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１では、指定された位置、つまり、接触を検出したタッチパネルの画素に対応する座標をマーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）として記憶する。

次に、制御装置２０は、マーカーリミットを算出する（ステップＳ１５）。ここで、マーカーリミットとは、ステップＳ１１で指定された位置に表示されたマーカーＭが顕微鏡システム１００の視野範囲の端部に位置するときの電動ステージ３のＸ座標またはＹ座標のことである。具体的には、マーカーＭが視野範囲（試料画像表示領域Ａ２）の左端、右端に位置するときの電動ステージ３のＸ座標であるＬＸｍａｘ、ＬＸｍｉｎと、マーカーＭが視野範囲（試料画像表示領域Ａ２）の下端、上端に位置するときの電動ステージ３のＹ座標であるＬＹｍａｘ、ＬＹｍｉｎの計４座標のことである。

マーカーリミットは、マーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）、現在の電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）、視野範囲を定義する４つの座標を用いて、下式により算出される。
ＬＸｍａｘ＝Ｘｑ＋（Ｘｍａｘ−Ｘｐ） ・・・（１）
ＬＸｍｉｎ＝Ｘｑ−（Ｘｐ−Ｘｍｉｎ） ・・・（２）
ＬＹｍａｘ＝Ｙｑ＋（Ｙｍａｘ−Ｙｐ） ・・・（３）
ＬＹｍｉｎ＝Ｙｑ−（Ｙｐ−Ｙｍｉｎ） ・・・（４）
なお、図７は、Ｘ方向に関する、マーカーリミット、マーカーＭの座標、及び、電動ステージ３の座標の関係を図示したものである。

その後、制御装置２０は、顕微鏡システム１００の設定を更新して（ステップＳ１７）、処理を終了する。なお、ステップＳ１７では、制御装置２０は、ステップＳ１１で算出したマーカーＭの座標とステップＳ１５で算出されたマーカーリミットとをメモリ２４に記憶させる。

ステップＳ７で指示がマーカー機能の有効化であると判断されると、制御装置２０は、メモリ２４に記憶されているマーカーＭの座標を読み出してマーカーＭの位置を取得し（ステップＳ２１）、取得した位置にマーカーＭを表示させる（ステップＳ２３）。その後、制御装置２０は、顕微鏡システム１００の設定を更新して（ステップＳ２５）、処理を終了する。なお、ステップＳ２５では、マーカー機能が有効か否かを示すパラメータＭｖａｌを、有効な状態を示す値に更新する。

ステップＳ７で指示がマーカー機能の無効化であると判断されると、制御装置２０は、マーカーＭの表示を中止する（ステップＳ３１）。その後、制御装置２０は、顕微鏡システム１００の設定を更新して（ステップＳ３３）、処理を終了する。なお、ステップＳ３３では、パラメータＭｖａｌを、無効状態を示す値に更新する。

ステップＳ７で指示がマーカーＭの可視化であると判断されると、制御装置２０は、メモリ２４に記憶されているマーカーＭの座標を読み出してマーカーＭの位置を取得し（ステップＳ４１）、取得した位置にマーカーＭを表示させる（ステップＳ４３）。その後、処理を終了する。
ステップＳ７で指示がマーカーＭの非可視化であると判断されると、制御装置２０は、マーカーＭの表示を中止して（ステップＳ５１）、処理を終了する。

ステップＳ７で指示が電動ステージ３の移動であると判断されると、制御装置２０は、操作部３２が検出した入力から、ユーザーによって指示された電動ステージ３の移動量を算出する（ステップＳ６１）。さらに、現在の電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）とステップＳ６１で算出した移動量に基づいて、ユーザーによる指示に従って電動ステージ３を移動させた場合の電動ステージ３の位置（以降、移動予定位置と記す）を取得する（ステップＳ６２）。なお、移動予定位置は、現在の電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）と移動量に基づいて算出された座標（Ｘｒ、Ｙｒ）として取得される。

移動予定位置の座標（Ｘｒ、Ｙｒ）を取得すると、制御装置２０は、パラメータＭｖａｌの値からマーカー機能が有効か否かを判断する（ステップＳ６３）。マーカー機能が無効であれば、制御装置２０は、電動ステージ３を制御して、電動ステージ３を移動予定位置に移動させる（ステップＳ６５）。一方、マーカー機能が有効であれば、制御装置２０は、さらに、ステップＳ６２に算出した移動予定位置が移動可能範囲内か否かを判断する（ステップＳ６４）。具体的には、移動予定位置の座標（Ｘｒ、Ｙｒ）が以下の式を満たすか否かを判断する。
ＬＸｍｉｎ≦Ｘｒ≦ＬＸｍａｘ ・・・（５）
ＬＹｍｉｎ≦Ｙｒ≦ＬＹｍａｘ ・・・（６）

そして、移動予定位置が移動可能範囲内であると判断すると、制御装置２０は、電動ステージ３を制御して、電動ステージ３を移動予定位置に移動させる（ステップＳ６５）。一方、移動予定位置が移動可能範囲外であると判断すると、電動ステージ３を制御して、電動ステージ３をマーカーリミットまで移動させる（ステップＳ６６）。なお、ステップＳ６４からステップＳ６６までの処理は、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて別々に行われる。

ステップＳ６５またはステップＳ６６での電動ステージ３の移動が終了すると、制御装置２０は、電動ステージ３とともに観察対象が移動することを考慮して、電動ステージ３の移動後のマーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）を算出してマーカーＭの表示位置を更新する（ステップＳ６７）。

その後、制御装置２０は、顕微鏡システム１００の設定を更新して（ステップＳ６８）、処理を終了する。なお、ステップＳ６８では、制御装置２０は、ステップＳ６５またはステップＳ６６で移動した現在の電動ステージ３の座標とステップＳ６７で算出したマーカーＭの座標とをメモリ２４に記憶させる。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、マーカーリミットの算出処理は、マーカーリミットが絶対座標で管理されていることから、ユーザーからマーカーＭの位置を指定する指示が入力されたときに行なえばよく、電動ステージ３を移動したときには行なう必要がない。このことは、電動ステージ３の移動によりマーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）と電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）が同じだけ移動することを考慮すると、上記の式（１）から式（４）からも明らかである。

以下、図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら、制御装置２０内での役割分担について説明する。なお、図８Ａ及び図８Ｂは、ユーザーが、マーカー機能の有効化、マーカーの位置の変更、ステージの移動、マーカー機能の無効化の順に、顕微鏡システム１００に指示を入力した場合の顕微鏡システム１００の動作を示すシーケンス図である。

まず、操作部３２がユーザーからのマーカー機能の有効化を指示する入力を受け付けると（ステップＳ１０１）、ホスト制御部２２ｂが、メモリ２４からマーカーＭの位置を取得し（ステップＳ１０２）、表示部３１にマーカーＭを表示させる（ステップＳ１０３）。その後、ホスト制御部２２ｂは、マーカー機能が有効化した旨の通知を電動ステージ制御部２２ａに送信し（ステップＳ１０４）、これを受けた電動ステージ制御部２２ａが設定を更新する（ステップＳ１０５）。

次に、操作部３２がユーザーからのマーカーＭの位置の変更を指示する入力を受け付けると（ステップＳ２０１）、ホスト制御部２２ｂが、ユーザーにより指定された位置を取得し（ステップＳ２０２）、指定された位置にマーカーＭが表示されるように表示部３１にマーカーＭの表示を更新させる（ステップＳ２０３）。その後、ホスト制御部２２ｂは、マーカーリミットを算出する（ステップＳ２０４）。マーカーＭの位置と算出したマーカーリミットは電動ステージ制御部２２ａへ通知され（ステップＳ２０５）、これを受けた電動ステージ制御部２２ａが設定を更新する（ステップＳ２０６）。

さらに、操作部３２がユーザーからの電動ステージ３の移動を指示する入力を受け付けると（ステップＳ３０１）、ホスト制御部２２ｂは、電動ステージ制御部２２ａに電動ステージ３の移動を指示する（ステップＳ３０２）。指示を受けた電動ステージ制御部２２ａは、指示に従って移動した場合の電動ステージ３の移動予定位置を算出し（ステップＳ３０３）、移動予定位置に電動ステージ３を移動させるかどうかを判定するリミット判定を行なう（ステップＳ３０４）。なお、このリミット判定は、図５ＢのステップＳ６３及びステップＳ６４の処理に対応するものである。その後、電動ステージ制御部２２ａは、判定結果を踏まえて電動ステージ３を移動させて（ステップＳ３０５）、移動後の電動ステージ３の位置をホスト制御部２２ｂに通知する（ステップＳ３０６）。電動ステージ３の位置の通知を受けたホスト制御部２２ｂは、電動ステージ３の移動後のマーカーの位置を算出してマーカーＭの表示を更新する（ステップＳ３０７）。さらに、マーカーＭの位置を電動ステージ制御部２２ａに通知する（ステップＳ３０８）。これを受けて電動ステージ制御部２２ａは、設定を更新する（ステップＳ３０９）。

最後に、操作部３２がユーザーからのマーカー機能の無効化を指示する入力を受け付けると（ステップＳ４０１）、ホスト制御部２２ｂは、マーカーＭを非表示にする（ステップＳ４０２）。その後、マーカー機能が無効化した旨の通知を電動ステージ制御部２２ａに送信し（ステップＳ４０３）、これを受けた電動ステージ制御部２２ａが設定を更新する（ステップＳ４０４）。

以上のように動作する顕微鏡システム１００によれば、観察対象の位置に設定されたマーカーＭが視野範囲（試料画像表示領域Ａ２）外に移動しない範囲で顕微鏡装置制御部２２が電動ステージ３を制御するので、ユーザーの誤操作等によって観察対象を見失ってしまう事態を容易に防止することができる。

また、顕微鏡システム１００では、マーカーＭの設定を試料Ｓの画像の任意の位置を指定することにより行なうことができるため、観察対象の設定がきわめて容易である。このため、ユーザーに過度の作業負担を強いることなく、ユーザーの誤操作等による観察対象の見失いを防止することができる。

また、顕微鏡システム１００では、図３に示すボタンＢ１によりマーカー機能が有効な状態と無効化な状態とを容易に切り替えることができる。このため、例えば、スクリーニングのような観察視野を大幅に移動させる操作を行なう際には、マーカー機能を一旦無効にし、その後、詳細に観察対象を観察する際に、再びマーカー機能を有効化するといった使い方も可能である。

また、顕微鏡システム１００では、図３に示すボタンＢ２によりマーカーＭの表示と非表示とを容易に切り替えることができる。このため、マーカーＭが観察対象と重なることで観察対象が観察しにくい場合には、簡単な操作でマーカーＭを非表示にすることができる。

なお、本実施例に係る顕微鏡システム１００は、種々の変形が可能である。例えば、本実施例に係る顕微鏡システム１００では、操作部３２としてタッチパネルを例示したが、操作部３２はタッチパネルに限られない。操作部３２は、ジョイスティック、ハンドル、キーボード、マウスなどであってもよく、その場合にも、ユーザーの誤操作等による観察対象の見失いを容易に防止することができる。また、本実施例では、マーカーリミットとの関係で移動可能範囲か否かを判定したが、マーカーリミットに加えて、電動ステージ３の構造的な制限を考慮して、移動可能範囲か否かを判定しても良い。また、本実施例では、観察対象を点で指定する例を示したが、観察対象を領域で指定しても良く、その場合、任意の形状の領域が指定されても良い。

さらに、本実施例に係る顕微鏡システム１００は、操作部３２が試料画像表示領域Ａ２に表示された試料Ｓの画像上で試料Ｓの一部分を指定する複数の入力を受け付けてもよく、それによって、図９に示すように、画像上に複数のマーカー（マーカーＭ１、マーカーＭ２、マーカーＭ３）が表示されても良い。また、コントロール表示領域Ａ３内にボタンＢ２及びボタンＢ３がマーカー毎に設けられても良い。

この場合、制御装置２０は、マーカー毎にマーカーリミットを算出し、複数のマーカーリミットから複数のマーカー全体に対するマーカーリミット（以降、総合マーカーリミットと記す。）を決定する。具体的には、総合マーカーリミットのＬＸｍｉｎ、ＬＹｍｉｎは、複数のマーカーリミットのＬＸｍｉｎ、ＬＹｍｉｎのうちの最も大きな値に決定し、総合マーカーリミットのＬＸｍａｘ、ＬＹｍａｘは、複数のマーカーリミットのＬＸｍａｘ、ＬＹｍａｘのうちの最も小さな値に決定する。

このような総合マーカーリミットを用いて電動ステージ３を制御することで、制御装置２０は、図９に示すように、すべてのマーカー（つまり、複数の入力により指定された複数の観察対象）が、試料Ｓの画像に含まれるように電動ステージ３を制御することができる。従って、誤操作により複数の観察対象を一つとして見失うことなく観察を行なうことができる。また、観察対象を取り囲むように複数のマーカーを設定することで、観察対象を領域指定した場合と同様の効果を得ることができる。

対物レンズの切り替えによる対物レンズの倍率の変更やズームレンズ部６の駆動によるズーム倍率の変更により観察倍率が高くなると、実視野ＦＯＶが小さくなるため、視野範囲も小さくなる。このため、図１０に示すように、観察倍率の変更前の視野範囲Ｒ１内にマーカーＭが含まれている場合であっても、観察倍率の変更後の視野範囲Ｒ２内にマーカーＭが含まれないことがある。

本実施例に係る顕微鏡システムは、観察倍率の変更によりマーカーＭが視野範囲外に移動してしまう場合に、制御装置２０が観察倍率の変更に連動してマーカーＭが視野範囲（つまり、試料画像表示領域Ａ２に表示される試料Ｓの画像）に含まれるように電動ステージ３を制御する点が、実施例１に係る顕微鏡システム１００と異なっている。その他の点については、実施例１に係る顕微鏡システム１００と同様であるので、同一の構成要素は同一の符号で参照する。

なお、制御装置２０は、観察倍率の変更に連動して、図１１（ａ）に示すように、電動ステージ３の最小限の移動で倍率変更後の視野範囲Ｒ２１にマーカーＭが含まれるように電動ステージ３を制御しても良い。

このように制御する場合であれば、マーカーＭが倍率変更後の視野範囲Ｒ２１の−Ｙ方向に位置するときには、移動後の電動ステージ３の座標（Ｘｑ’、Ｙｑ’）は、移動前の電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）、マーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）、倍率変更後の視野範囲Ｒ２１のＹ座標の最小値Ｙｍｉｎ２を用いて、以下のように算出される。
Ｘｑ’＝Ｘｑ ・・・（７）
Ｙｑ’＝Ｙｑ＋（Ｙｍｉｎ２−Ｙｐ） ・・・（８）

マーカーＭが倍率変更後の視野範囲Ｒ２１の＋Ｙ方向に位置するときには、移動後の電動ステージ３の座標（Ｘｑ’、Ｙｑ’）は、倍率変更後の視野範囲Ｒ２１のＹ座標の最大値Ｙｍａｘ２を用いて、以下のように算出される。
Ｘｑ’＝Ｘｑ ・・・（７）
Ｙｑ’＝Ｙｑ＋（Ｙｍａｘ２−Ｙｐ） ・・・（９）

マーカーＭが倍率変更後の視野範囲Ｒ２１の＋Ｘ方向または−Ｘ方向に位置する場合にも、同様の考え方を用いて移動後の電動ステージ３の座標（Ｘｑ’、Ｙｑ’）を算出することができる。

また、制御装置２０は、観察倍率の変更に連動して、図１１（ｂ）に示すように、倍率変更後の視野範囲Ｒ２２の中心にマーカーＭが位置するように電動ステージ３を制御してもよい。この場合、移動後の電動ステージ３の座標（Ｘｑ’、Ｙｑ’）は、移動前の電動ステージ３の座標（Ｘｑ、Ｙｑ）、マーカーＭの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）、現在の視野範囲の中心Ｏの座標（Ｘ０、Ｙ０）を用いて、以下のように算出される。
Ｘｑ’＝Ｘｑ＋（Ｘ０−Ｘｐ） ・・・（１０）
Ｙｑ’＝Ｙｑ＋（Ｙ０−Ｙｐ） ・・・（１１）

以上のように動作する本実施例に係る顕微鏡システムでは、実施例１に係る顕微鏡システム１００と同様に、ユーザーが電動ステージ３を操作した場合に、観察対象の位置に設定されたマーカーＭが視野範囲（試料画像表示領域Ａ２）外に移動しない範囲で顕微鏡装置制御部２２が電動ステージ３を制御する。このため、本実施例に係る顕微鏡システムによれば、ユーザーの誤操作等によって観察対象を見失ってしまう事態を容易に防止することができる。

さらに、本実施例に係る顕微鏡システムでは、実施例１に係る顕微鏡システム１００とは異なり、ユーザーが観察倍率を変更した場合であっても、マーカーＭが視野範囲外に移動しないように顕微鏡装置制御部２２が電動ステージ３を制御する。ユーザーは観察倍率の変更によって視野範囲のどの部分がどの程度拡大して表示されるかを把握していないことが多い。従って、本実施例に係る顕微鏡システムによれば、実施例１に係る顕微鏡システム１００に比べてより確実にユーザーの誤操作等によって観察対象を見失ってしまう事態を防止することが可能である。

なお、本実施例に係る顕微鏡システムも、実施例１に係る顕微鏡システム１００と同様に種々の変形が可能であり、操作部３２が試料Ｓの画像上で試料Ｓの一部分を指定する複数の入力を受け付けてもよい点も同様である。

ただし、本実施例に係る顕微鏡システムでは、図１２に示すように、倍率変更前の視野範囲Ｒ１内に複数のマーカー（マーカーＭ１、マーカーＭ２、マーカーＭ３）のすべてが収まる場合であっても、倍率変更後の視野範囲（視野範囲Ｒ３１、視野範囲Ｒ３２、視野範囲Ｒ３３）内には、電動ステージ３をどのように制御してもすべてのマーカーが収まらない場合もある。

このような場合には、マーカー機能の有効化と無効化の切り替えを積極的に利用することが望ましい。例えば、マーカーＭ１のマーカー機能のみ有効化、マーカーＭ２のマーカー機能のみ有効化、マーカーＭ３のマーカー機能のみ有効化、といった順番で切り替え操作を行なうことで、視野範囲Ｒ３１、視野範囲Ｒ３２、視野範囲Ｒ３３の順番で視野範囲を切り替えることができる。これにより、電動ステージ３を操作して視野範囲を切り替える場合に比べて、高速且つ容易に視野範囲を切り替えることが可能となる。

なお上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各実施例に係る顕微鏡システムは、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

例えば、上述した実施例は、いずれも、マーカーＭが画像（視野範囲）に含まれるように制御装置２０が電動ステージ３を制御するものであるが、マーカーＭが画像（視野範囲）に含まれるように制御装置２０が電動ステージ３以外の電動部（電動レボルバ５やズームレンズ部６）を制御しても良い。

１ 顕微鏡本体
２ 光源
２ａ 光ファイバー
３ 電動ステージ
３ａ、３ｂ、５ａ、６ｂ モータ
４ａ、４ｂ 対物レンズ
５ 電動レボルバ
６ ズームレンズ部
６ａ ズームレンズ
７ ハーフミラー
８ 照明レンズ
９ 結像レンズ
１０ 顕微鏡装置
１１ 撮像装置
１１ａ 撮像素子
２０ 制御装置
２１ 撮像装置制御部
２２ 顕微鏡装置制御部
２２ａ 電動ステージ制御部
２２ｂ ホスト制御部
２３ ＣＰＵ
２４ メモリ
２５ 入出力Ｉ／Ｆ
２６ 外部記憶装置
２７ 可搬記録媒体駆動装置
２８ 可搬記録媒体
２９ バス
３０ 操作表示装置
３１ 表示部
３２ 操作部
１００ 顕微鏡システム
Ｓ 試料
Ａ１ 画像表示領域
Ａ２ 試料画像表示領域
Ａ３ コントロール表示領域
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ マーカー
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ ボタン
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３ 視野範囲

Claims (7)

1. 試料を配置する電動ステージを有する顕微鏡装置と、
   前記顕微鏡装置で取得した試料の画像を表示する試料画像表示領域を有する表示部と、
   前記表示された前記画像上で前記試料の一部分を指定する入力を受け付けるとともに、該入力により指定された前記一部分の位置にマークを表示する操作部と、
   前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを移動可能に制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効の切り替えに応じて、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 請求項１に記載の顕微鏡システムにおいて、
   前記操作部は、前記表示部の画像表示領域に重ねて配置されたタッチパネルである
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
3. 請求項１または２に記載の顕微鏡システムにおいて、
   さらに、観察倍率を変更する倍率変更部を有し、
   前記制御装置は、前記倍率変更部による観察倍率の変更に連動して、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域内に含まれるように前記電動ステージを制御する
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の顕微鏡システムにおいて、
   前記操作部は、前記表示部に表示された前記試料の画像上で前記試料の一部分を指定する複数の入力を受け付けるとともに、該複数の入力により指定された複数の前記一部分の位置にそれぞれマークを表示し、
   前記制御装置は、前記複数の入力により指定された複数の前記一部分の位置に表示されたそれぞれのマークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡システムにおいて、
   さらに、前記制御装置における前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効とを切り替える有効無効切替部を有し、
   前記操作部は、前記有効無効切替部が前記制限の有効と無効とを切り替えるための第２の入力を受け付け、
   前記制御装置は、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の顕微鏡システムにおいて、
   前記操作部は、前記マークの表示と非表示とを切り替えるための第３の入力を受け付け、
   前記制御装置は、前記第３の入力の結果に応じて、前記一部分の位置に表示されるマークを表示または非表示とする
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
7. 試料を配置する電動ステージを有する顕微鏡装置と、前記顕微鏡装置で取得した試料の画像を表示する試料画像表示領域を有する表示部と、前記表示された前記画像上で前記試料の一部分を指定する入力を受け付けるとともに、該入力により指定された前記一部分の位置にマークを表示する操作部と、を備える顕微鏡システムのプログラムであって、
   前記操作部が受け付けた前記入力により指定された前記試料の一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを移動可能に制御し、前記マークによる前記電動ステージの移動範囲の制限の有効と無効の切り替えに応じて、前記制限が有効なときに、前記入力により指定された前記一部分の位置に表示された前記マークが前記表示部の前記試料画像表示領域外に移動しない範囲で前記電動ステージを制御する
   処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。