JP2012150142A - 顕微鏡制御装置、顕微鏡システム及び該制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人間の手による操作指示と実際の駆動完了までの時間差によって起こる操作の違和感や、制御完了までの過剰な時間を改善、短縮する顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する顕微鏡制御装置は、指示入力部と、顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる電動部と、指示入力部から指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する制御部と、を備えることにより、上記課題の解決を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動ステージを備えた顕微鏡システムに関する。

顕微鏡装置は工業分野を始め、生物分野における研究や検査等において広く利用されている。さらに、従来から、観察方法や対物レンズの倍率等に応じた調光制御や各種光学素子の切り換え、あるいは標本を載置するステージの平面内の移動や、昇降といった観察に伴う各部の調整を電動で行う電動顕微鏡が知られている。

このような電動顕微鏡は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の入力装置が接続され、その入力装置からの制御内容に基づいて電動顕微鏡の各部が作動制御される。また、その観察像は近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等の撮像手段の採用により、画像データとして記録、モニタなどの表示部への表示等ができるようになった。

しかしながら、電動顕微鏡は手動顕微鏡と比べ、人間の手で操作を行わない分、観察者が行う入力指示に対して得られる表示部への画像表示という結果に、電動駆動部が動くことに起因する誤差や遅延における違和感、操作感の悪さが生じる場合がある。

このような場合の誤差に対しては、操作後に取得画像に対して機械的な調整を行うことで、補正を行う手段が開示されている（例えば、特許文献１。）。

特開２００３−２９１６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、操作する人間の感覚と、駆動部の遅延に対する違和感は解消されない。そのために、操作指示と操作結果の間の遅延時間に余分な操作（例えば、移動が完了していない間に、電動ステージに余分な駆動指示を行ってしまうことで、位置を戻す必要が出るなど）を行ってしまうことがある。

上記課題に鑑み、本発明では、人間の手による操作指示と実際の駆動完了までの時間差によって起こる操作の違和感や、制御完了までの過剰な時間を改善、短縮する顕微鏡装置を提供する。

本発明にかかる、試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する顕微鏡制御装置は、前記顕微鏡システムを操作するための指示情報を入力する指示入力部と、前記顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる電動部と、前記指示入力部から前記指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する制御部と、を備えることを特徴とする。

また、前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであり、前記制御部は、前記指示情報が前記ステージを前記光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像の表示位置を移動させることを特徴とする。

また、前記制御部は、前記指示情報が前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像のサイズを変更することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記指示入力部により前記指示情報が入力された場合、前記電動部の駆動状況に応じて、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示することを特徴とする。

また、前記電動部が、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであって、前記指示入力部により前記指示情報が入力された状況において、単位時間当たりの前記撮像部の撮像速度が所定の閾値以下である場合、または前記電動ステージの移動速度が所定の閾値以下である場合、もしくは電動ステージの移動時間が所定の閾値以上である場合、前記制御部は、前記指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うことを特徴とする。

また、前記制御部は、所定の時間内に、連続して複数回の指示情報が入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像の表示態様を変化させると共に、該指示の対象である前記電動部が最小限の駆動をするように制御することを特徴とする。

また、前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであり、前記制御部は、所定の時間内に、前記電動ステージを光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示が連続して複数回入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像を移動させると共に、前記電動ステージが最短の移動をするように制御することを特徴とする。

また、前記制御部は、所定の時間内で、前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示情報が連続して複数回入力された場合、該各操作指示に追従して前記所定画像のサイズを変化させると共に、前記視野の切り替えが最小限となるように制御することを特徴とする。

前記顕微鏡システムは、さらに、前記所定画像と、前記ステージの座標及び観察視野の倍率のうち少なくともいずれか１とが関係付けられて記憶されている記憶部を備えることを特徴とすることを特徴とする。

また、顕微鏡システムは、前記顕微鏡制御装置を備えていてもよい。
本発明に係る、試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する顕微鏡制御装置の制御方法は、前記顕微鏡システムを操作するための指示情報を入力する指示入力部から前記指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて、前記顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示することを特徴とする。

本発明によれば、人間の手による操作指示と実際の駆動完了までの時間差によって起こる操作の違和感や、制御完了までの過剰な時間を改善、短縮することができる。

第１の実施形態（実施例１）における顕微鏡システムの構成例を示す。 第１の実施形態（実施例１）におけるモニタ１８に表示されるＧＵＩの表示例を示す。 表示部２０１のみが設定されているモニタの設定例を示す。 第１の実施形態（実施例１）における観察視野に対応する電動ステージ９の位置を説明するための図である。 第１の実施形態（実施例１）における、電動ステージを目的位置へ移動させると共に、操作者の操作指示に追従して擬似画像を移動させ、電動ステージ９の移動完了後、その擬似画像をリアルタイムの画像データに置き換える処理を説明するための図である。 第１の実施形態（実施例１）における電動ステージ９の移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第１の実施形態（実施例２）における顕微鏡システムの構成例を示す。 第１の実施形態（実施例２）における電動ステージ９上での視野切り替え（スキャナ振幅の変更）に伴い、切り替えられた観察視野を示す。 第１の実施形態（実施例２）における、観察視野を拡大方向（スキャナ振幅を大→小へ変更）へ切り替えると共に、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を拡大し、観察視野の切り替え完了後、その擬似画像をリアルタイムで取得した画像データに置き換える処理を説明するための図である。 第１の実施形態（実施例２）における、観察視野を縮小方向（スキャナ振幅を小→大へ変更）へ切り替えると共に、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を縮小し、観察視野の切り替え完了後、その擬似画像をリアルタイムで取得した画像データに置き換える処理を説明するための図である。 第１の実施形態（実施例２）における観察視野の切り替えに伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第２の実施形態における電動ステージの移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第３の実施形態（実施例１）における、電動ステージ９を駆動させる場合の（Ａ）指示経路と、（Ｂ）実移動経路を示す。 第３の実施形態（実施例１）における電動ステージ９の駆動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第３の実施形態（実施例２）における、（Ａ）視野切り替えの指示経過と、（Ｂ）視野切り替えの実駆動を示す。 第３の実施形態（実施例２）における２次元走査機構３０の駆動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第４の実施形態における電動ステージ９のＸＹ座標及び対物レンズ８の倍率と関連付けられた擬似画像を管理するための擬似画像管理テーブル４０を示す。 第４の実施形態における電動ステージ９の移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。 第１〜第４の実施形態におけるコンピュータ２１のハードウェア環境の構成ブロック図である。

本実施形態に係る顕微鏡制御装置は、試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する。顕微鏡制御装置は、指示入力部、電動部、制御部を備える。

指示入力部は、前記顕微鏡システムを操作するための指示情報を入力する。指示入力部は、例えば、本実施形態で言えば、操作領域２０３または方向指示部２０５に相当する。
電動部は、前記顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる。電動部は、例えば、本実施形態で言えば、電動ステージ９、２次元走査機構３０に相当する。

制御部は、前記指示入力部から前記指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示することができる。制御部は、例えば、本実施形態で言えば、制御部２１−１に相当する。

このように構成することにより、人間の手による操作指示と実際の駆動完了までの時間差によって起こる操作の違和感や、制御完了までの過剰な時間を改善、短縮することができる。

前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージである。この場合、前記制御部は、前記指示情報が前記ステージを前記光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像の表示位置を移動させることができる。

このように構成することにより、指示したタイミングで電動ステージの駆動完了位置が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができる。
前記制御部は、前記指示情報が前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像のサイズを変更することができる。

このように構成することにより、指示したタイミングで倍率変更後の視野が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができ、目的とする視野へ調整するまでの時間短縮を図ることができる。

前記制御部は、前記指示入力部により前記指示情報が入力された場合、前記電動部の駆動状況に応じて、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する。

このように構成することにより、所定の場合にのみ、擬似画像の表示処理を行うことで、画面の過剰な切り換えを抑制できる。
前記電動部が、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであって、前記指示入力部により前記指示情報が入力された状況において、前記制御部は、次を行う。すなわち、単位時間当たりの前記撮像部の撮像速度が所定の閾値以下である場合、または前記電動ステージの移動速度が所定の閾値以下である場合、もしくは電動ステージの移動時間が所定の閾値以上である場合、前記制御部は、前記指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行う。

このように構成することにより、電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１より遅いか、移動時間が閾値Ｔ２より長いか、またはフレームレートが閾値Ｔ３より遅い場合にのみ、擬似画像の表示処理を行うことで、画面の過剰な切り換えを抑制できる。その結果、コンピュータ２１の制御部２１−１への負荷を減らせることで、処理速度の遅れを防ぐことができる。また、必要のない画面の切り換えの発生を防止することができる。そのため、切り換えによる待ち時間や、擬似画像とリアルタイム画像の短時間での切り換えに起因する混乱等を防ぐことができ、操作感が向上する。

前記制御部は、所定の時間内に、連続して複数回の指示情報が入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像の表示態様を変化させると共に、該指示の対象である前記電動部が最小限の駆動をするように制御する。

このように構成することにより、操作者は過剰な指示による顕微鏡システムの無駄な動きを気にせずに、表示画面を見ながらの目的位置への微調整を操作感よく行うことができる。また、顕微鏡システムの無駄な駆動がなくなり、駆動完了までの時間を短縮することができる。

前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージである。この場合、前記制御部は、所定の時間内に、前記電動ステージを光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示が連続して複数回入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像を移動させると共に、前記電動ステージの移動が最小限となるように制御する。

このように構成することにより、規定時間内に入力された複数回の駆動指示がされた場合、表示系では逐次その指示に追従して擬似画像の表示形態が変化する一方、駆動系では、その駆動指示を１つにまとめ、最小限の駆動で最終的な指示位置に到達することができる。

前記制御部は、所定の時間内で、前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示情報が連続して複数回入力された場合、該各操作指示に追従して前記所定画像のサイズを変化させると共に、前記視野の切り替えの駆動が最小限となるように制御する。

このように構成することにより、規定時間内に入力された複数回の駆動指示がされた場合、表示系では逐次その指示に追従して擬似画像の表示形態が変化する一方、駆動系では、その駆動指示を１つにまとめ、最小限の駆動で最終的な視野に切り替えることができる。

前記顕微鏡システムは、さらに、前記所定画像と、前記ステージの座標及び観察視野の倍率のうち少なくともいずれか１とが関係付けられて記憶されている記憶部を備えてもよい。

このように構成することにより、より最適な擬似画像データを取得、保存しておくことにより、操作指示時にデータ保存を行う必要がないために擬似画像への切り換えをすばやく行え、時間が短縮できる。

なお、顕微鏡システムが顕微鏡制御装置を備えていてもよい。
以下に、本実施形態の詳細について説明する。
＜第１の実施形態＞
（実施例１）
第１の実施形態（実施例１）では、電動ステージ９の移動中は擬似画像を表示させ、操作者の操作指示があった場合にはその操作指示に追従してその擬似画像を移動させると共に、電動ステージ９の移動完了後、その擬似画像をリアルタイムの画像データに置き換える顕微鏡システムについて説明する。

図１は、第１の実施形態（実施例１）における顕微鏡システムの構成例を示す。落射照明用光源１は、例えば、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等からなる。本実施形態における顕微鏡システムの光学系では、落射照明用光源１からの光は、照明系レンズ２、開口絞り３、視野絞り４を介し、観察法切り換えユニット５に構成されているハーフミラー６等の光学部材により反射する。そのハーフミラー６等の光学部材で反射した光は、レボルバ７により選択可能な対物レンズ８を介して、電動ステージ９へ置かれた試料１０へ反射させて落射照明をする。

試料１０からの反射光は、対物レンズ８を介し、観察法切り換えユニット５のハーフミラー６を透過し、結像レンズ１１に入射する。光路切り換えユニット１２が目視側に選択されている場合は、結像レンズ１１に入射した光は、ミラー１３によって反射され、鏡筒双眼部１４へと入射され、アイポイント１５にて結像される。光路切り換えユニット１２がカメラ観察側に選択されている場合は、結像レンズ１１に入射した光は、カメラ１６内部の撮像素子１７にて結像される。

観察法切り換えユニット５はそれぞれ、各種光学素子を有する複数のキューブユニットからなる。この観察法切り換えユニット５は、操作者が複数のキューブユニットの中からいずれか１つを選択的に切換えて観察光軸上に配置させることができる。また、このキューブユニットはセンサ５−１により選択状態を判別できる。

光路切り換えユニット１２は、前述した通り、操作者がミラー１３を挿脱することにより、結像位置を切り換えることができる。結像位置をカメラ１６内部の撮像素子１７にした場合は、撮像素子１７にて検出した画像がモニタ１８に表示される。

レボルバ７は、倍率、観察法等ごとに種類の違う対物レンズ８が複数取り付けられている。図１中の「Ｍ」はモータが存在する電動部を示し、図１中の「Ｓ」は検出用のセンサが存在することを示す。本実施形態では、駆動部２２によりモータ７−１を制御してレボルバ７を回転させ、対物レンズ８を切り換えて、この切り換え位置をセンサ７−２により検出することでどの対物レンズが光路上に配置されているか検出できる。

電動ステージ９は、試料１０を対物レンズ８に対置した状態で、駆動部２２によりモータ９−１を制御することにより、ＸＹ方向に移動できる。電動ステージ９は、例えば、ステッピングモータを使用した構成や、レーザースケールを組み込んだ構成等、現在座標を管理できるような装置が組み込まれている。

制御回路１９は、コンピュータ２１によって構成されてモニタ１８に表示されるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を介して入力された指示や操作部２０からの指示を受信する。そして、制御回路１９は、その受け取った指示に基づいて、各電動部を駆動するための制御信号を駆動部２２に送る。

コンピュータ２１は、内部に画像処理を行う演算機能や、データ保管部２３を有する。データ保管部２３は、カメラ１６にて撮像された画像データや様々な設定情報等を保管するメモリである。データ保管部２３は、コンピュータ２１内部にあっても良いし、顕微鏡本体１００や、カメラ１６等、他の部分に組み込まれていても良いし、別個に構成されていても良い。

操作部２０は、操作ボタンが配置されたハンドスイッチ、ジョイスティック、エンコーダ等にて構成されるが、タッチパネルＰＣのように、コンピュータ２１とモニタ１８のような機能を持つ装置としてもよい。

図２は、第１の実施形態（実施例１）におけるモニタ１８に表示されるＧＵＩの表示例を示す。モニタ１８に表示されるＧＵＩは、画像表示部２０１、操作領域２０２を有する。画像表示部２０１は、カメラ１６にて撮像中の画像データや、後述する擬似画像を表示する。操作領域２０２には、方向指示部２０５、光学部材切り換え操作部２０４等の操作指示部が設けられている。方向指示部２０５を操作することにより、移動方向、切り換え方向を指示することができる。光学部材切り換え操作部２０４には、光学部材を切り換えるためのボタンが配置されている。

さらに、操作領域２０３は、画像表示部２０１上に配置されており、画像上をドラッグやクリックすることで、電動ステージ９の移動を指示できる。なお、操作部２０を用いて制御回路１９への指示を行う場合は、図３で説明するようにしてもよい。

図３は、表示部２０１のみが設定されているモニタの設定例を示す。操作部２０を使用して制御回路１９への指示を行う場合は、図３に示すように、モニタ１８に表示部２０１のみを設定するようにしてもよい。

図４は、第１の実施形態（実施例１）における観察視野に対応する電動ステージ９の位置を説明するための図である。移動指示前の観察視野に対応する電動ステージ９の位置を位置Ａで示す。電動ステージ９の移動完了後の観察視野に対応する電動ステージ９の位置を位置Ｃで示す。位置Ａと位置Ｃの中間位置を位置Ｂで示す。観察視野に対応する位置を、位置Ａから位置Ｃへ移動するように指示した場合、電動ステージ９は、中間位置Ｂを通り、時間をかけて位置Ａから位置Ｃへ移動する。従来の構成ではカメラ１６にて現在撮像されている画像データを画像データ表示部２０１に表示していた。そのため、操作者は電動ステージ９の移動が完了するまで、指示した移動先の位置を把握することは出来ず、操作者が目的とする位置まで動くかどうかを電動ステージ９の駆動完了までは確認できない。

そこで、第１の実施形態（実施例１）では、電動ステージ９の移動中は擬似画像を表示させ、操作者の操作指示に追従してリアルタイムでその擬似画像を移動させるようにする。そして、電動ステージ９の移動完了後、移動完了位置でのリアルタイムの画像データの取得が完了したら、その擬似画像を、そのリアルタイムで取得した画像データに置き換える処理を行う。これについて、図５を用いて説明する。

図５は、第１の実施形態（実施例１）における、電動ステージを目的位置へ移動させると共に、操作者の操作指示に追従して擬似画像を移動させ、電動ステージ９の移動完了後、その擬似画像をリアルタイムの画像データに置き換える処理を説明するための図である。

表示状態６０１は、電動ステージ９の位置Ａ（最初の位置）において、画像表示部２０１に表示された位置Ａ（最初の位置）における画像データである。表示状態６０１において、操作者が矢印６１０で示すように移動指示を行うと、コンピュータ２１の制御部２１−１は、画像表示部２０１に現在表示されている、位置Ａにおける観察視野の画像を擬似画像６２０として保持する。なお、予め所定の画像を保持しておき、その保持している画像を擬似画像６２０としてもよい。

操作者が、例えば操作領域２０３等を操作して電動ステージ９の移動指示を行うとする。すると、表示状態６０２に示すように、その移動指示に合わせ座標に合った位置に瞬時に、画像表示部２０１に表示された画像（擬似画像６２０）が移動する。すなわち、コンピュータ２１に制御により、その擬似画像６２０が移動指示の指示量に併せてリアルタイムで移動する。

移動が完了して、観察視野が電動ステージ９の位置Ｃに到達したら、位置Ｃでの観察視野の画像をリアルタイムで取得する。そして、表示状態６０３に示すように、擬似画像６２０をそのリアルタイムで取得した画像６２１で更新する。

このように、画像表示部２０１に表示した擬似画像６２０を、操作者の指示速度に合わせて動かして表示する。これにより、電動ステージ９の駆動中でも表示状態６０２に示すように、表示状態６０１に示す位置Ａ（移動前）の画像が、電動ステージ９の移動後に視野の（つまり、画像表示部２０１の表示範囲の）どの位置にくるかが解る。よって、操作者は移動指示をしたタイミングで移動後の観察視野の状態を擬似的に把握することができる。

このとき、擬似画像を移動した結果、それまで擬似画像が表示されていた領域については、表示状態６０２のように何も表示されていない状態でもよい。また、表示状態６０４に示すように、解像度は落ちるが擬似画像６２０以外の部分について、視野の広い別の倍率（例えば、低い倍率）の画像６０６を補って擬似的に表示してもよい。また、表示状態６０５に示すように、電動ステージ９のＸＹ座標に関連付けられた他の画像６０７（例えば、貼り合わせ用等のために保存された画像）があれば、その画像６０７を用いて擬似画像を補ってもよい。なお、張り合わせ用のために保存された画像とは、観察対象を複数の区画に分けて高精細な画像を撮像し、相互に隣接する区画の画像の隣接縁側を張り合わせて、１つの観察画像を形成する場合の、これらの各区分に分けた画像をいう。

図６は、第１の実施形態（実施例１）における電動ステージ９の移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。顕微鏡の操作者は、モニタ１８に表示された画像を見ながら、操作領域２０３、または方向指示部２０５の方向指示にて電動ステージ９の移動を指示する。このとき操作領域２０３を使用する場合、操作者は、画像表示部２０１に表示されている画像をクリック、またはドラッグすることにより移動指示を行う。

コンピュータ２１の制御部２１−１は、その移動指示を受けたら（Ｓ１）、現在表示されている観察視野の画像の保存を行うか、または、データ保管部２３に保管された画像データから任意の画像の選択を行う（Ｓ２）。そして、制御部２１−１は、保存したデータ、または選択した画像データを擬似画像６２０として画像表示部２０１に表示する（Ｓ３）。

次に、制御部２１−１は、画像表示部２０１に表示されている擬似画像を、操作領域２０３への指示量に合わせて移動させる（Ｓ４）。制御部２１−１は、現在選択されている視野に対応するステージ座標と操作領域２０３にて示された指示量とに基づいて、電動ステージ９の駆動量を演算し、制御回路１９に電動ステージ９への駆動指示を出力する。

制御回路１９は、駆動部２２へ制御信号を出力し、電動ステージ９の駆動を開始する（Ｓ５）。手順Ｓ４、Ｓ５については、どちらの処理を先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

電動ステージ９の駆動が完了したら（Ｓ６で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、画像表示部２０１に表示されている画像の更新を行う（Ｓ７）。すなわち、表示状態６０３に示すように、画像表示部２０１に表示されている画像は、擬似画像６２０から、カメラ１６によりリアルタイムで撮像された画像データに切り換わる。

なお、上記では、手順Ｓ４、Ｓ５については、どちらの処理を先に行ってもよいし、同時に行ってもよいとしたが、Ｓ４における擬似画像の移動完了の確定後に、Ｓ５の電動ステージ９の駆動を開始するようにしてもよい。

従来の構成では、操作指示に対して駆動系の駆動が遅れると、駆動完了前に過剰な指示量を指定して、それを戻す為の指示を繰り返していた。また、指示量が足りないことが操作指示時に分からないために何度も駆動完了を待ち、足りなかった分の駆動指示を繰り返していた。しかしながら、本実施形態によれば、指示したタイミングで駆動完了位置が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができる。そのため、過剰な指示量の指定をし難く、操作者が目的とする位置へ電動ステージ９を駆動するまでの時間短縮を図ることができる。

また、停止、駆動を繰り返すと、モータなどの駆動系は負荷を軽減するために、全体的な駆動量が変わらない場合でも、駆動速度に対し台形駆動など、移動開始直後や、停止直前は速度が落ちる方式で駆動していることが多い。このような駆動方式の場合、全体の移動量に対して速度が一定でないことから、操作者は駆動直後に遅すぎると感じたり、停止前にどこで止まるかわからないといった、操作上の違和感を覚えやすい。また、少量の移動では最高速度に達しない間に移動が終わるため、開始、停止を少量ずつ繰り返すということが起こると移動に余計な時間がかかる。しかしながら、本実施形態によれば、表示されている画像（擬似画像）について、指示したタイミングでリアルタイムに指示した位置へ移動するので、このような違和感を解消できる。したがって、少量の移動を繰り返す必要がなくなることからも時間短縮を図ることができる。

（実施例２）
本実施形態（実施例２）では、視野の切り替え中は擬似画像を表示させ、操作者の操作指示があった場合にはその操作者の操作指示に追従してその擬似画像の表示サイズを変更し、観察視野の切り替え完了後、その擬似画像をリアルタイムの画像データに置き換える顕微鏡システムについて説明する。

図７は、第１の実施形態（実施例２）における顕微鏡システムの構成例を示す。本実施例ではレーザ走査型顕微鏡と一般的に呼ばれる顕微鏡を用いる。
まず、スポット光としてのレーザ光を発生するレーザ光源２４からのレーザ光は、ミラー２６で反射し、ハーフミラー２７を透過して２次元走査機構３０に入射する。

２次元走査機構３０は、ミラー２６を介して得たレーザ光源２４からのレーザ光を２次元走査するための機構で、Ｘ方向用、Ｙ方向用のガルバノスキャナが組み合わされた２軸のスキャナ等にて構成されている。２次元走査機構３０は、２次元走査駆動制御回路２９の制御に基づいて、ガルバノスキャナをＸ軸方向、Ｙ軸方向に振ることでスポット光の光路を２次元走査する。

２次元走査機構３０で２次元走査されたスポット光は、半透明鏡であるハーフミラー６で反射し、対物レンズ８を介して電動ステージ９に保持した試料１０上に照射する。試料１０からの反射光は、対物レンズ８、２次元走査機構３０を介して半透明鏡であるハーフミラー２７に戻ってくる。このハーフミラー２７を介して得た試料１０表面からの反射光は、レンズ２８で集光され、光検出器２５に入射し、電気信号に変換された後、コンピュータ２１に出力される。

コンピュータ２１は、光検出器２５から入力された電気信号と２次元走査駆動制御回路２９からのタイミング信号とを基に画像化処理を行ない、モニタ１８に試料１０の表面情報を表示する。

実施例２の顕微鏡の視野は、２次元走査機構３０のスキャナの走査幅を変えることで変化させることができる。スキャナの走査幅を小さくし、前述した２次元走査駆動制御回路２９からのタイミング信号による画像化を行うと、取得画像の視野は小さくなる。しかし、１画面内のデータのサンプリング総数は変わらないため、分解能が上がり、画像が拡大された状態で表示される。

また、走査幅を大きくした場合は、視野は大きくなる。しかし、データのサンプリング総数は変わらないため、分解能が下がり、画像が縮小された状態で表示される。実施例２の顕微鏡では、このような制御により、連続的な画像の拡大、縮小を行っている。

図８は、第１の実施形態（実施例２）における電動ステージ９上での視野切り替え（スキャナ振幅の変更）に伴い、切り替えられた観察視野を示す。観察視野の拡大前の観察視野をＡで示す。観察視野の拡大後の観察視野をＢで示す。

図９Ａは、第１の実施形態（実施例２）における、観察視野を拡大方向（スキャナ振幅を大→小へ変更）へ切り替えると共に、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を拡大し、観察視野の切り替え完了後、その擬似画像をリアルタイムで取得した画像データに置き換える処理を説明するための図である。

表示状態９０１は、画像表示部２０１に表示された視野領域Ａに相当する画像データである。表示状態９０１において、操作者は、画像表示部２０１に表示されている画像の一部を拡大して表示させる指示をする。この拡大指示は、ユーザが視野を指定した領域を拡大させてもよいし、ドラッグ動作でも、対物レンズ切り替えでも、ＺＯＯＭでも何でも良い。すると、その指定された領域の画像が擬似画像９２０として保持される。

すると、表示状態９０２に示すように、画像表示部２０１の表示領域（視野）に合った擬似画像９２０が瞬時に表示される。この場合、擬似画像９２０は、画像表示部２０１の表示領域サイズまで引き伸ばされている。

なお、擬似画像９２０は、予め保持している画像を用いてもよい。例えば、表示状態９０４に示すように、前回擬似画像として用いた画像や、保存された該当倍率の画像を擬似画像９２０ａとして用いてもよい。

観察視野の切り替えが完了したら、その切り替え後の観察視野における現在の画像を取得する。そして、表示状態９０３に示すように、擬似画像９２０（または９２０ａ）をその取得したリアルタイムの画像９２１で更新する。

このように、スキャナ振幅の変更中でも表示状態９０２のように、拡大前の画像を引き伸ばして擬似的に拡大後の画像として、操作指示と同時のタイミングで表示させる。これにより、操作者は拡大後の状態を擬似的に把握できる。

図９Ｂは、第１の実施形態（実施例２）における、観察視野を縮小方向（スキャナ振幅を小→大へ変更）へ切り替えると共に、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を縮小し、観察視野の切り替え完了後、その擬似画像をリアルタイムで取得した画像データに置き換える処理を説明するための図である。

表示状態９１０に示すように、画像表示部２０１に表示されている視野領域の画像を擬似画像９２０として取得及び保存する。そして、表示状態９１１に示すように、操作者の操作指示に追従して擬似画像９２０を縮小する。

観察視野の切り替えが完了したら、その切り替え後の観察視野の画像をリアルタイムで取得する。そして、擬似画像９２０をその取得したリアルタイムの画像で更新する。
図１０は、第１の実施形態（実施例２）における観察視野の切り替えに伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。実施例２では、２次元走査駆動制御回路２９により２次元走査機構３０が制御されることにより、スキャナの振幅幅が変化（分解能を変化）させて、画像の拡大、縮小を行っている。

まず、顕微鏡操作者は、操作部２０や、モニタ１８に表示されたＧＵＩ表示の操作領域２０２、操作領域２０３等から、視野切り替え（画像の拡大、縮小）を指示する。この指示は、例えば、操作領域２０３において、中心部から外側に向けてドラッグすることで拡大、外側から中心部に向けてドラッグすることで縮小などとしてもよい。また、操作領域２０２に拡大、縮小を表す指示部を表示し、その指示部を用いて指示を行ってもよい。

コンピュータ２１の制御部２１−１は、視野切り替えの操作指示を受けると（Ｓ１１）、擬似画像の保存または選択（Ｓ１２）、擬似画像の表示（Ｓ１３）を行う。Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の処理はそれぞれ、図６のＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同様の処理である。

次に、制御部２１−１は、画像表示部２０１に表示されている擬似画像９２０を、操作領域２０３から入力された指示量及び指示のタイミングに合わせて拡大または縮小する（Ｓ１４）。このとき、制御部２１−１は、現在選択されている視野と操作領域２０３にて指示された指示量とに基づいて、スキャナの走査幅を演算し、２次元走査駆動制御回路２９に２次元走査機構３０への駆動指示を出力する。

２次元走査駆動制御回路２９が２次元走査機構３０へ制御信号を出力すると、２次元走査機構３０は駆動を開始する（Ｓ１５）。拡大画像への切り替えの場合には、スキャナの走査幅を小さくして、分解能を上げた状態で画像を取得する。縮小画像への切り替えの場合には、スキャナの走査幅を大きくして、分解能を下げた状態で画像を取得する。なお、手順Ｓ１４、Ｓ１５については、どちらの処理を先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

拡大画像または縮小画像への切り替えが完了したら（Ｓ１６で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、表示画像の更新を行う（Ｓ１７）。すなわち、表示状態９０３に示すように、画像表示部２０１の画像は、擬似画像９２０から、カメラ１６によりリアルタイムで撮像された画像データに切り換わる。

スキャナ振幅の変更時間だけでなく、このような画素毎をタイミング信号にてサンプリングしていく構成では、画面上側と下側の拡大率が違う、歪んだ正しくない画像が表示される場合もある。すなわち、スキャナ変更時間に、画面が追従しなくなる場合と、追従するが画面に異常を来たすおそれがある場合がある。スキャナ振幅を電気的に変更しているときにそのまま撮像していると、スキャナ振幅が変更していく過程が映り込む。このとき、画面上側は変更前の振幅、画面下側は指示後の振幅といった、ゆがんだ画像が映ってしまうおそれがある。しかしながら、実施例２を適用すれば、このようなことも回避できる。すなわち、そのような正常でないスケールの画像を、擬似画像で隠すことができるので、ユーザの混乱を招くことがない。

実施例２では、スキャナを用いて説明を行ったが、もちろんズームレンズを駆動させて視野の拡大縮小を行うような構成としてもよいし、対物レンズを切り換えて視野を切り換えるような構成でもよく、これらを組み合わせたものでもよい。対物レンズを切り換えた場合は、変化が連続でないことを示す為に、表示の切り換え時に何も表示しない画面などを明示的に挿入してもよい。このようにすると、操作領域２０３からの指示中に、この拡大まではズームレンズによるもの、ここから先は対物レンズの切り換えによるもの、ということが操作者にも分かりやすい。

実施例１と同様、指示したタイミングで変更後の視野が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができ、目的とする視野へ調整するまでの時間短縮を図ることができる。

なお、実施例２では、手順Ｓ１４、Ｓ１５については、どちらの処理を先に行ってもよいし、同時に行ってもよいとしたが、Ｓ１４における擬似画像のサイズ変更完了の確定後に、Ｓ１５の２次元走査機構３０の駆動を開始するようにしてもよい。

また、第1の実施形態において、擬似画像は、前回擬似画像として用いた画像や、保存された該当倍率の画像を用いてもよい。
本実施形態（実施例１）によれば、指示したタイミングで電動ステージの駆動完了位置が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができる。そのため、過剰な指示量の指定をし難く、操作者が目的とする位置へ電動ステージ９を駆動するまでの時間短縮を図ることができる。また、少量の移動を繰り返す必要がなくなることからも時間短縮を図ることができる。

また、本実施形態（実施例２）によれば、指示したタイミングで倍率変更後の視野が分かるために、駆動系の遅れによる操作の違和感を解消することができ、目的とする視野へ調整するまでの時間短縮を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、電動ステージ９の移動速度が所定速度より遅いもしくはその移動時間が所定時間より長い、または撮像素子１７のフレームレートが所定速度より遅い場合に、第１の実施形態（実施例１）で説明した擬似表示を行う顕微鏡システムについて説明する。

本実施形態における顕微鏡システムの構成は、第１の実施形態（実施例１）と同様のため省略する。本実施形態では、顕微鏡１００の状態によって、擬似表示を行うか、行わないかの判別を行う。

図１１は、第２の実施形態における電動ステージの移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。例えば、本実施形態では、操作部２０より操作指示を受ける（Ｓ２１）と、コンピュータ２１の制御部２１−１は、電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１以上か否かまたは移動時間が閾値Ｔ２以下か否かの判別を行う（Ｓ２２）。

電動ステージ９の移動速度が指示された移動速度に対して十分速ければ、操作者は違和感なく操作指示を行うことができるため、擬似画像を使用する必要がない。よって、電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１以上と判定された場合（Ｓ２２で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２３の処理へ進む。

また、電動ステージ９の移動量が微小であれば、移動時間は早いので、擬似画像の表示切換えをするほうが時間的な遅れとなる場合もある。この場合も擬似画像を使用する必要はない。よって、電動ステージ９の移動時間が閾値Ｔ２以下と判定された場合（Ｓ２２で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２３の処理へ進む。

次に、電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１以上または移動時間が閾値Ｔ２以下と判定された場合、制御部２１−１は、露光時間や表示画素数などにより決まる単位時間当たりに撮像素子１７より取得される画像枚数を示すフレームレートが閾値Ｔ３以下か否かの判別を行う（Ｓ２３）。フレームレートが遅いと、駆動系が追従していても画面の切り換わりが遅いため、画像更新の間隔が時間的に空いてしまう。すると、移動量の確認が難しかったり、画面の上と下で撮像位置が違うといった正しくない画面が出てしまうおそれがある。この為、例えば、フレームレートが遅い場合（Ｓ２３で「Ｎｏ」）は、擬似表示を行うという設定に切り換えて使用する。このような視野の切り換えにおける閾値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、任意に設定することができる。例えば、閾値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、データ保管部２３などに保存されている。

電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１より遅い、または移動時間が閾値Ｔ２より長いと判定された場合（Ｓ２２で「Ｎｏ」）、または、フレームレートが閾値Ｔ３より遅いと判定された場合（Ｓ２３で「Ｎｏ」）、すなわち、擬似表示が必要であると判断された場合、制御部２１−１は、Ｓ２４〜Ｓ２９の処理を行う。Ｓ２４からＳ２９の処理はそれぞれ、図６のＳ２〜Ｓ７と同様の処理である。

一方、擬似表示の必要がないと判断されれば（Ｓ２３で「Ｙｅｓ」）、通常通り、表示データをリアルタイムに更新する（Ｓ２９）。
本実施形態のように、電動ステージ９の移動速度が閾値Ｔ１より遅いか、移動時間が閾値Ｔ２より長いか、またはフレームレートが閾値Ｔ３より遅い場合にのみ、擬似画像の表示処理を行うことで、画面の過剰な切り換えを抑制できる。その結果、コンピュータ２１の制御部２１−１への負荷を減らせることで、処理速度の遅れを防ぐことができる。また、必要のない画面の切り換えの発生を防止することができる。そのため、切り換えによる待ち時間や、擬似画像とリアルタイム画像の短時間での切り換えに起因する混乱等を防ぐことができ、操作感が向上する。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、所定の電動ユニット（例えば、電動ステージ９、２次元走査機構３０等）の駆動中は擬似画像を表示させ、所定時間内に、連続して複数回の操作指示がなされた場合、表示画面上で、操作者の各操作指示に追従してその擬似画像の表示形態を変化させると共に、電動ユニットの実駆動については、それらの操作指示を１つに統合して、最小限の駆動をさせる顕微鏡システムについて説明する。

（実施例１）
たとえば、第３の実施形態を第１の実施形態（実施例１）に適用した場合には、次のようになる。すなわち、電動ステージ９の移動中は擬似画像を表示させ、所定時間内に、連続して移動指示がなされた場合、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を移動させると共に、ステージ移動の実駆動については、最小限の駆動で目的位置へ到達させるように駆動をさせる。

なお、本実施形態における顕微鏡システムの構成は第１の実施形態（実施例１）と同様のため省略する。
図１２は、第３の実施形態（実施例１）における、電動ステージ９を駆動させる場合の（Ａ）指示経路と、（Ｂ）実移動経路を示す。例えば、観察視野の位置が位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に移動するように、操作者は規定時間内に移動指示をする。この場合、画像表示部２０１に表示された擬似画像は、図１２（Ａ）に示すように、その指示に追従して位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと順に移動する。しかし、電動ステージ９の実移動については、それらの命令を１つにまとめて、図１２（Ｂ）に示すように、位置Ａから目的位置Ｄへと直接移動するように制御される。

また、電動ステージ９が位置Ａから位置Ｂへ移動中に、位置Ｃ，Ｄへの移動指示がされた場合に、目的位置を変更し、電動ステージ９が位置Ｄへと移動するといった動作を行うこともできる。

図１３は、第３の実施形態（実施例１）における電動ステージ９の駆動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。第１の実施形態（実施例１）と同様に、操作者より操作指示を受ける（Ｓ３１）。すると、コンピュータ２１の制御部２１−１は、擬似画像データの保存または選択を行い（Ｓ３２）、擬似画像を画像表示部２０１に表示する（Ｓ３３）。そして、制御部２１−１は、表示させた擬似画像を操作者の指示に追従させて移動させる（Ｓ３４）。このとき、規定時間内に指示が追加して入力された場合（Ｓ３５で「Ｙｅｓ」，Ｓ３６で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、手順Ｓ３４に戻り、再度擬似画像を移動させる。移動量により、擬似画像データの再選択が必要となった場合は、手順Ｓ３２まで戻すようにしてもよい。

規定時間後、制御部２１−１は、これまでに入力された指示情報から電動ステージ９の実駆動が最小となるように、それらの指示情報を１つに統合し、その統合した指示を駆動部２２へ通知する（Ｓ３７）。すなわち、電動ステージ９の移動の実駆動については最短のルートで目的位置へ到達させるように、制御部２１−１は、駆動部２２へその駆動情報を通知する。ここで、指示情報を１つに統合する方法として、例えば、以下の方法が挙げられる。

例えば、規定時間内に移動指示がされた場合であって、移動に関して絶対座標で座標が管理されている場合には、制御部２１−１は、規定時間内の最後に指示された絶対座標に電動ステージ９を移動させるように指示してもよい。

また、例えば、目的地としてメモリに設定された座標を、最後に指示された座標にすぐ上書きして、電動ステージ９を移動させるように制御するようにしてもよい。これにより、電動ステージ９が駆動を完了する前に、目的地を示す座標を上書きして電動ステージ９を駆動させることができる。

また、例えば、タッチパネル等、ユーザが操作部から手を離した時の座標に、電動ステージ９を移動させるようにしてもよい。また、例えば、ダブルクリックしたら電動ステージ９を移動させる等、何らかのタイミングで電動ステージ９を移動させるようにしてもよい。

また、例えば、ポーリングして、ある時間毎に最終到達座標を更新して電動ステージ９を移動させるようにしてもよい。
また、例えば、１回目の指示時は駆動完了まで電動ステージ９が駆動し、駆動完了に至るまでに入力された最後の座標に電動ステージ９を移動させるようにしてもよい。

制御部２１−１により通知された指示情報に基づいて、駆動部２２は電動ステージ９の駆動を開始させる。電動ステージ９の駆動が完了する前に、操作者から操作指示があれば（Ｓ３８で「Ｎｏ」、Ｓ３９で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、手順Ｓ３４に戻り、再度擬似画像を移動させる。

電動ステージ９の駆動が完了したら（Ｓ３８で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、表示画像の更新を行う（Ｓ４０）。すなわち、画像表示部２０１に表示されている画像は、擬似画像から、カメラ１６からのリアルタイム画像データに切り換わる。

このように、規定時間内に入力された複数回の駆動指示がされた場合、表示系では逐次その指示に追従して擬似画像の表示形態が変化する一方、駆動系では、その駆動指示を１つにまとめ、最小限の駆動で最終的な指示位置に到達することができる。

なお、駆動部２２の駆動中に操作を受付け、擬似画像の移動、駆動座標の再設定を行ってもよい。この操作の受付けは、操作される毎でもよいが、規定時間内に受け付けた駆動を１回として駆動指示を行ってもよい。

（実施例２）
また、たとえば、第３の実施形態を第１の実施形態（実施例２）に適用した場合には、次のようになる。すなわち、視野の切り替え中は擬似画像を表示させ、所定時間内に連続して複数の視野切り替え指示がなされた場合、操作者の操作指示に追従してその擬似画像を拡大または縮小させると共に、視野切り替えの実駆動については、指示された操作に基づいて最小限の駆動で視野切り替えを行うように駆動させる。

なお。本実施形態における顕微鏡システムの構成は第１の実施形態（実施例１）と同様のため省略する。
図１４は、第３の実施形態（実施例２）における、（Ａ）視野切り替えの指示経過と、（Ｂ）視野切り替えの実駆動を示す。例えば、観察視野がＡ，Ｂ、Ｃの順で切り替わるように、操作者が規定時間内に視野切り換え指示をする。画像表示部２０１に表示された擬似画像は、図１４（Ａ）に示すように、操作者の視野切り換え指示に追従して、視野Ａ，Ｂ，Ｃと順に切り替えて表示される。しかし、視野切り替えユニット（例えば、第１の実施形態の実施例２の場合には、２次元走査機構３０）の実駆動については、それらの命令を１つにまとめて、視野Ａから視野Ｃへ直接切り替えるようにする。これにより、視野Ｂに切り替えることがないので、視野切り替えユニットの駆動が途中で減速することもない。また、視野Ａ，Ｃ，Ｂと順に切り替え指示がなされた場合には、視野切り替えユニットの実駆動については、それらの命令を１つにまとめて、視野Ａから視野Ｂへ直接切り替えるようにする。また、視野Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｂのように、行き過ぎて視野を戻すような操作指示の場合は、視野Ａから視野Ｂへ直接視野を切り替えるようにする。

図１５は、第３の実施形態（実施例２）における２次元走査機構３０の駆動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。
第１（実施例２）の実施形態と同様に、操作者より操作指示を受ける（Ｓ４１）。すると、第１の実施形態（実施例２）と同様に、コンピュータ２１の制御部２１−１は、擬似画像データの保存または選択を行い（Ｓ４２）、擬似画像を画像表示部２０１に表示する（Ｓ４３）。そして、制御部２１−１は、操作者の指示に追従して、表示させた擬似画像を拡大・縮小する（Ｓ４４）。このとき、規定時間内に指示が追加して入力された場合（Ｓ４５で「Ｙｅｓ」，Ｓ４６で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、手順Ｓ４４に戻り、再度擬似画像を拡大・縮小する。擬似画像の拡大・縮小の変更量により、擬似画像データの再選択が必要となった場合は、手順Ｓ４２まで戻してもよい。

規定時間後、制御部２１−１は、これまでに入力された指示情報から２次元走査機構３０の実駆動が最小となるように、それらの指示情報を１つに統合し、その統合した指示を２次元走査駆動制御回路２９へ通知する（Ｓ４７）。すなわち、制御部２１−１は、複数回の操作を１回の操作にまとめて、不必要な切り替えを行わず、２次元走査機構３０の駆動が最小の切り替え動作で済むように、最終的に決定した擬似画像のサイズに基づいて、２次元走査機構３０の走査幅を算出する。それから、制御部２１−１は、２次元走査駆動制御回路２９へその算出した操作幅に基づく駆動情報を通知する。ここで、指示情報を１つに統合する方法として、例えば、以下の方法が挙げられる。

たとえば、視野Ａ，Ｂ，Ｃと順に切り替え指示がなされた場合には、制御部２１−１は、最終的に決定した視野Ｃの擬似画像のサイズに対応する走査幅を算出し、２次元走査駆動制御回路２９へその算出した操作幅に基づく駆動情報を通知するようにしてもよい。

制御部２１−１により通知された指示情報に基づいて、２次元走査駆動制御回路２９は２次元走査機構３０の駆動を開始する。２次元走査機構３０の駆動が完了する前に、操作者から操作指示があれば（Ｓ４８で「Ｎｏ」、Ｓ４９で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、手順Ｓ４４に戻り、再度擬似画像を拡大・縮小させる。

視野切り替え処理が完了したら（Ｓ４８で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、表示画像の更新を行う（Ｓ５０）。すなわち、画像表示部２０１の画像は、擬似画像から、カメラ１６からのリアルタイム画像データに切り換わる。

このように、規定時間内に入力された複数回の駆動指示を１つにまとめることができる。なお、駆動中に操作を受付け、擬似データの移動、駆動座標の再設定を行ってもよい。この操作の受付けは、操作される毎でもよいが、規定時間内に受け付けた駆動を１回として駆動指示を行ってもよい。

本実施形態によれば、操作者は過剰な指示による顕微鏡システムの無駄な動きを気にせずに、表示画面を見ながらの目的位置への微調整を操作感よく行うことができる。また、顕微鏡システムの無駄な駆動がなくなり、駆動完了までの時間を短縮することができる。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、対物レンズの倍率及び電動ステージのＸＹ座標に関連付けされた擬似画像を用いて、第１〜第３の実施形態の処理を行う顕微鏡システムについて説明する。なお、本実施形態における顕微鏡システムの構成は第１の実施形態と同様のため省略する。

図１６は、第４の実施形態における電動ステージ９のＸＹ座標及び対物レンズ８の倍率と関連付けられた擬似画像を管理するための擬似画像管理テーブル４０を示す。擬似画像管理テーブル４０は、データ保管部２３に格納されている。

擬似画像管理テーブル４０は、座標（Ｘ座標、Ｙ座標）、倍率（５倍、１０倍、２０倍、５０倍、１００倍、・・・）の組み合わせに関係付けられた擬似画像を識別する擬似画像識別情報が格納されている。例えば、電動ステージ９のＸＹ座標が（１０２４，０）で、対物レンズの倍率が２０倍の組み合わせの場合、擬似画像識別情報は「データ２０２」となる。なお、擬似画像識別情報に対応する擬似画像は、データ保管部２３に格納されている。

図１７は、第４の実施形態における電動ステージ９の移動に伴う表示画像の表示制御処理フローを示す。図１７のフローは、図６におけるＳ２の処理をＳ５１，Ｓ５２の処理に置き換え、Ｓ７の処理後にＳ５３，Ｓ５４を追加したものである。

実施例１（図６）と同様に、コンピュータ２１の制御部２１−１は、操作指示を受けると（Ｓ１）、電動ステージ９から現在のＸＹ座標を取得する。さらに、制御部２１−１は、センサ７−２から現在選択されている対物レンズ８を識別する対物レンズ識別情報を取得する。ここで、データ保管部２３には、各対物レンズ識別情報に対応する倍率情報が格納されている。制御部２１−１は、データ保管部２３から、取得した対物レンズ識別情報に対応する倍率情報を取得する（Ｓ５１）。

制御部２１−１は、その取得したＸＹ座標及び倍率情報の組み合わせに対応する擬似画像識別情報を、擬似画像管理テーブル４０から取得する。制御部２１−１は、その取得した擬似画像識別情報に対応する擬似画像データをデータ保管部２３から取得する（Ｓ５２）。これ以降の処理は、図６のフローと同様に、Ｓ３〜Ｓ７の処理を行う。

電動ステージ９の駆動が完了したら（Ｓ６で「Ｙｅｓ」）、制御部２１−１は、画像表示部２０１に表示されている画像の更新を行う（Ｓ７）。すなわち、表示状態６０３に示すように、画像表示部２０１に表示されている画像は、擬似画像６２０から、カメラ１６からのリアルタイムの画像データに切り換わる。

それから、その更新に用いた画像をデータ保管部２３へ擬似画像として格納すると共に、その更新に用いた画像の画像識別情報を、その更新に用いた画像を取得したときのＸＹ座標及び倍率情報と関連づけて、擬似画像管理テーブル４０へ格納する（Ｓ５３）。

操作終了となるまで、当該フローを繰り返す（Ｓ５４で「Ｎｏ」）。当該フローを繰り返すことにより、擬似画像管理テーブル４０の情報量も増加していく。
本実施形態は、第１の実施形態（実施例２）、第２の実施形態、及び第３の実施形態についても適用することができる。本実施形態を第１の実施形態（実施例２）に適用する場合には、図１０のＳ１２の処理をＳ５１，Ｓ５２の処理に置き換え、Ｓ１７の処理の後にＳ５３，Ｓ５４の処理を追加する。本実施形態を第２の実施形態に適用する場合には、図１１のＳ２４の処理をＳ５１，Ｓ５２の処理に置き換え、Ｓ２９の処理の後にＳ５３，Ｓ５４の処理を追加する。本実施形態を第３の実施形態に適用する場合には、図１４のＳ３２の処理または図１５のＳ４２をＳ５１，Ｓ５２の処理に置き換え、Ｓ４０またはＳ５０の処理の後にＳ５３，Ｓ５４の処理を追加する。

図１６では、擬似画像管理テーブル４０は、座標、倍率に関連したテーブルであるか、この関連付けの条件はこの限りではなく、また、直前の操作完了時のデータを１枚だけ常に保存してもよい。

データを保存するタイミングは、第１〜第３の実施形態のように、操作指示時でもよいが、第４の実施形態のように操作完了時としておけば、擬似データ保存時間が操作開始時にかかることなく、擬似画像データの表示までの時間が短縮できる。

第４の実施形態によれば、擬似画像データを取得、保存しておくことにより、操作指示時にデータ保存を行う必要がないために擬似画像への切り換えをすばやく行え、時間が短縮できる。かつ、擬似画像データを専用として保存することで、観察用の画像よりも画像を軽くでき、コンピュータ２１の負荷を軽減し、画像データの移動がスムーズになることで、操作感がより向上する。また、前記ステージの座標及び観察視野の倍率に応じた最適な擬似画像を用いることができる。

また、第４の実施形態において、図１６の擬似画像管理テーブル４０で管理される擬似画像データは、保存するタイミングの条件を設定できてもよい。例えばオートフォーカス機能など、焦点が合った状態を検出できる場合は、オートフォーカスがかかった状態から、焦準部を動かしていない状態の駆動指示後の最新状態を、擬似画像管理テーブル４０を更新して保存する等してもよい。

第１〜４の実施形態において、擬似画像データは、擬似画像表示専用とする為、リアルタイムに表示する画像などよりも解像度を落とし、データ量を軽くしたものを保存してもよい。これにより保存時間を短縮でき、表示させた擬似画像を移動させる際もデータ量が軽い為に、コンピュータ２１の制御部２１−１の負荷を軽減することができ、操作指示に合わせてより早い擬似画像の移動を行うことができる。

また、第１〜４の実施形態において、擬似画像データの表示については、ある一定以上の範囲は擬似画像データを移動できない、つまり、操作領域２０２、２０３からの指示を受け付けないという制限をつけてもよい。例えば、移動制限の範囲は、電動ステージ９の駆動範囲外とならない位置や、対物レンズ８を保持したレボルバ７が一回転して元の視野に戻る位置、電動ステージ９の移動前の視野が画像表示部２０１の範囲外とならない位置まで等としてもよい。これにより実際の動作と擬似画像への操作がかけ離れすぎることを防ぐことができる。

また、第１〜４の実施形態において、擬似画像データから、リアルタイムで撮像した画像データに更新されるタイミングについては、駆動完了だけではなく、例えば移動完了位置の視野に入ったら更新、規定時間操作指示がなければ更新、規定時間毎に更新など設定できてもよい。

以上述べたように、本実施例の発明によれば、操作者からの指示と実際の駆動系に時間的な差がある場合でも、操作時に駆動完了の目的地を把握できることで、操作感が改善すると共に、目的位置への微調整等のための追加操作指示にかかる時間を短縮できる。

図１８は、第１〜第４の実施形態におけるコンピュータ２１のハードウェア環境の構成ブロック図である。コンピュータ２１は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５６、通信Ｉ／Ｆ５４、記憶装置５７、出力Ｉ／Ｆ５１、入力Ｉ／Ｆ５５、読み取り装置５８、バス５９、出力機器６１、入力機器６２によって構成されている。

ここで、ＣＰＵは、中央演算装置を示す。ＣＰＵは、上記の実施形態の制御部２１−１に相当する。ＲＯＭは、リードオンリメモリを示す。ＲＡＭは、ランダムアクセスメモリを示す。Ｉ／Ｆは、通信インターフェースを示す。

バス５９には、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５６、通信Ｉ／Ｆ５４、記憶装置５７、出力Ｉ／Ｆ５１、入力Ｉ／Ｆ５５、及び読み取り装置５８が接続されている。読み取り装置５８は、可搬型記録媒体を読み出す装置である。出力機器６１は、出力Ｉ／Ｆ５１に接続されている。入力機器６２は、入力Ｉ／Ｆ５５に接続にされている。

記憶装置５７としてはハードディスク、フラッシュメモリ、磁気ディスクなど様々な形式の記憶装置を使用することができる。このような記憶装置５７、またはＲＯＭ５３には、上記で説明した用いたフローのプログラム、擬似画像、及び擬似画像管理テーブル４０が格納されている。

上記で説明したフローのプログラムは、プログラム提供者側から通信ネットワーク６０、および通信Ｉ／Ｆ５４を介して、例えば記憶装置５７に格納してもよい。また、このプログラムは、市販され、流通している可搬型記憶媒体に格納されていてもよい。この場合、この可搬型記憶媒体は読み取り装置５８にセットされて、ＣＰＵ５２によってそのプログラムが読み出されて、実行されてもよい。可搬型記憶媒体としてはＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＵＳＢメモリ装置など様々な形式の記憶媒体を使用することができ、このような記憶媒体に格納されたプログラムが読み取り装置５８によって読み取られる。

また、入力機器６２には、キーボード、マウス、電子カメラ、ウェブカメラ、マイク、スキャナ、センサ、タブレットなどを用いることが可能である。また、出力機器６１には、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなどを用いることが可能である。また、ネットワーク６０は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、専用線、有線、無線等の通信網であってよい。

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。また、上記の実施形態を２以上組み合わせてもよい。

１ 落射照明用光
２ 照明系レンズ
３ 開口絞り
４ 視野絞り
５ 観察法切り換えユニット
６ ハーフミラー
７ レボルバ
７−１ モータ
７−２ センサ
８ 対物レンズ
９ 電動ステージ
９−１ モータ
１０ 試料
１１ 結像レンズ
１２ 光路切り換えユニット
１３ ミラー
１４ 鏡筒双眼部
１５ アイポイント
１６ カメラ
１７ 撮像素子
１８ モニタ
１９ 制御回路
２０ 操作部
２１ コンピュータ
２１−１ 制御部
２２ 駆動部
２３ データ保管部
２４ レーザ光源
２５ 光検出器
２６ ミラー
２７ ハーフミラー
２８ レンズ
２９ ２次元走査駆動制御回路
３０ ２次元走査機構

Claims (11)

1. 試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する顕微鏡制御装置であって、
   前記顕微鏡システムを操作するための指示情報を入力する指示入力部と、
   前記顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる電動部と、
   前記指示入力部から前記指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する制御部と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡制御装置。
2. 前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであり、
   前記制御部は、前記指示情報が前記ステージを前記光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像の表示位置を移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡制御装置。
3. 前記制御部は、前記指示情報が前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示である場合、該指示に追従して前記所定画像のサイズを変更する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡制御装置。
4. 前記制御部は、前記指示入力部により前記指示情報が入力された場合、前記電動部の駆動状況に応じて、該指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の顕微鏡制御装置。
5. 前記電動部が、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであって、前記指示入力部により前記指示情報が入力された状況において、
   単位時間当たりの前記撮像部の撮像速度が所定の閾値以下である場合、または前記電動ステージの移動速度が所定の閾値以下である場合、もしくは電動ステージの移動時間が所定の閾値以上である場合、前記制御部は、前記指示情報に応じて前記電動部を駆動させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡制御装置。
6. 前記制御部は、所定の時間内に、連続して複数回の指示情報が入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像の表示態様を変化させると共に、該指示の対象である前記電動部が最小限の駆動をするように制御する
   ことを特徴とする請求項１〜５に記載の顕微鏡制御装置。
7. 前記電動部は、前記試料が載置され、少なくとも、光軸方向に対して垂直方向へ、前記顕微鏡に対して相対的に移動する電動ステージであり、
   前記制御部は、所定の時間内に、前記電動ステージを光軸方向に対して垂直方向へ移動させる旨の指示が連続して複数回入力された場合、該各指示に追従して前記所定画像を移動させると共に、前記電動ステージの移動が最小限となるように制御する
   ことを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡制御装置。
8. 前記制御部は、所定の時間内で、前記表示部に表示された顕微鏡画像の観察視野を変更する旨の指示情報が連続して複数回入力された場合、該各操作指示に追従して前記所定画像のサイズを変化させると共に、前記視野の切り替えの駆動が最小限となるように制御する
   ことを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡制御装置。
9. 前記顕微鏡システムは、さらに、
   前記所定画像と、前記ステージの座標及び観察視野の倍率のうち少なくともいずれか１とが関係付けられて記憶されている記憶部
   を備えることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の顕微鏡制御装置。
10. 請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の顕微鏡制御装置を備える顕微鏡システム。
11. 試料を観察する顕微鏡を介して撮像部により撮像された顕微鏡画像を表示部へ表示する顕微鏡システムを制御する顕微鏡制御装置の制御方法であって、
    前記顕微鏡システムを操作するための指示情報を入力する指示入力部から前記指示情報が入力された場合、該指示情報に応じて、前記顕微鏡システムの構成要素であって該顕微鏡システムを駆動させる電動部を駆動させる制御を行うと共に、該電動部の駆動が完了するまでの間、所定画像を前記表示部に表示させ、該指示情報の示す指示に追従して該所定画像の表示態様を変更し、該電動部の駆動完了後、前記撮像部によりリアルタイムで撮像された顕微鏡画像を前記表示部に表示する
    ことを特徴とする顕微鏡制御装置の制御方法。