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JP7780256B2 - Magnification observation device, magnified image observation method, magnified image observation program, computer-readable recording medium, and storage device - Google Patents
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JP7780256B2 - Magnification observation device, magnified image observation method, magnified image observation program, computer-readable recording medium, and storage device - Google Patents

Magnification observation device, magnified image observation method, magnified image observation program, computer-readable recording medium, and storage device

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JP7780256B2 JP2021025736A JP2021025736A JP7780256B2 JP 7780256 B2 JP7780256 B2 JP 7780256B2 JP 2021025736 A JP2021025736 A JP 2021025736A JP 2021025736 A JP2021025736 A JP 2021025736A JP 7780256 B2 JP7780256 B2 JP 7780256B2
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Description

本発明は、拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器に関する。 The present invention relates to a magnification observation device, a magnified image observation method, a magnified image observation program, a computer-readable recording medium, and a device storing the program.

微小物体等の試料やワーク等の被写体を拡大して表示する拡大観察装置として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープ等が利用されている。デジタルマイクロスコープは、光学系を介して入射され、ステージ部上に載置された観察対象物からの反射光又は透過光を、二次元状に配置された画素毎に電気的に読み取るCCDやCMOS等の撮像素子で受光し、電気的に読み取られた画像をディスプレイ部に表示する(例えば特許文献1)。ディスプレイ部に表示される観察視野を移動させるため、ステージ部にはX方向、Y方向に移動可能とするXYステージ等のステージ移動機構が設けられているものがある。 Optical microscopes using optical lenses and digital microscopes are used as magnification observation devices for enlarging and displaying subjects such as microscopic specimens and workpieces. Digital microscopes receive light that passes through an optical system and is reflected or transmitted from an object to be observed placed on a stage using an image sensor such as a CCD or CMOS that electrically reads each pixel arranged two-dimensionally, and displays the electrically read image on a display (see, for example, Patent Document 1). To move the observation field displayed on the display, some digital microscopes are equipped with a stage movement mechanism, such as an XY stage that can move in the X and Y directions, on the stage.

このようなステージ移動機構は、手動でステージ部を移動させるものの他、電動式に移動させるようにした電動ステージを備えるものも開発されている。このような電動ステージの操作に関しては、ユーザがマウスやジョイスティックなどの入力コンソールを通じてステージ部の移動先を指定するよう構成されている。例えばXYステージの移動に際しては、図7に示すように、ユーザがジョイスティックを所望の方向に傾けることで、ステージ部の移動方向を指定する。このような電動ステージを用いることにより、手動によるステージ部の操作よりも高速かつ高精度に、ステージ部の位置決めを行うことができる。またこのようなデジタルマイクロスコープにおいては、複数の観察箇所が離れている場合でも、複数の観察箇所間を高速で移動させて、精度高く位置決めすることが可能である。 In addition to those that manually move the stage, such stage movement mechanisms have also been developed that include motorized stages for electrically moving the stage. To operate such motorized stages, the user specifies the destination of the stage using an input console such as a mouse or joystick. For example, when moving an XY stage, the user specifies the direction of movement of the stage by tilting the joystick in the desired direction, as shown in Figure 7. By using such motorized stages, the stage can be positioned faster and more accurately than when the stage is operated manually. Furthermore, with such digital microscopes, even when multiple observation locations are far apart, it is possible to move between them at high speed and position them with high precision.

一方で、観察対象物として例えば刃物や工具の端縁などの、特定の形状に沿って傷や欠けが無いかを観察したい場合がある。このような場合には、複数の観察箇所間を指定して移動するのではなく、特定の形状、例えば線に沿って視野を移動させて観察を行うことになる。例えば図6に示すような円筒状のワークWK2の端縁を、円弧に沿って視野を移動させて観察する場合などが考えられる。ところで、顕微鏡で観察を行う場合、倍率が高くなるほど電動ステージの移動量に対する観察視野の相対的な移動量が大きくなる。このため、高倍率で観察する場合にステージを動かした際、ユーザが意図していたよりも大きく移動してしまうことがあり、所望の観察位置に観察視野を合わせる作業が必要であった。ジョイスティックを用いて図6のような円筒状のワークWK2の端縁を、円弧に沿って観察する場合を考える。この場合、ユーザは円弧が観察視野から外れないように、XY方向に微調整しながら観察を行うこととなる。このように、従来の操作方法で特定の形状に沿って観察視野を移動させる場合、ユーザは観察と同時に煩雑な作業を強いられていた。 On the other hand, there are cases where users want to observe the presence of scratches or chips along a specific shape, such as the edge of a blade or tool. In such cases, rather than specifying and moving between multiple observation locations, the field of view is moved along a specific shape, such as a line, for observation. For example, as shown in Figure 6, the edge of a cylindrical workpiece WK2 may be observed by moving the field of view along an arc. However, when observing with a microscope, the higher the magnification, the greater the relative movement of the observation field compared to the movement of the motorized stage. For this reason, when observing at high magnification, moving the stage may move more than intended, requiring the user to adjust the observation field to the desired observation position. Consider the case where a user uses a joystick to observe the edge of a cylindrical workpiece WK2 along an arc, as shown in Figure 6. In this case, the user must make fine adjustments in the X and Y directions to ensure that the arc does not deviate from the observation field. As such, when moving the observation field along a specific shape using conventional operating methods, the user is forced to perform tedious tasks while observing.

特開2015-127770号公報JP 2015-127770 A

本発明の目的の一は、ユーザに細かな操作を強いることなく、所望の軌道に視野を移動可能とした拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を提供することにある。 One object of the present invention is to provide a magnification observation device, a magnified image observation method, a magnified image observation program, a computer-readable recording medium, and a device storing the same, which allow the user to move the field of view along a desired trajectory without requiring detailed operations.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for solving the problem and effects of the invention

本発明の一の態様に係る拡大観察装置は、観察対象物を載置するためのステージ部と、前記ステージ部上の観察対象物に向けて配置される対物レンズ部と、前記対物レンズ部を介して結像された観察対象物の像を撮像して、当該像を示す画像データを生成するカメラ部と、前記カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像をディスプレイ部に表示させる表示制御部と、前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて、前記表示制御部によりディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させる視野移動機構と、前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部と、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報を指示するための軌跡指示部と、前記軌跡指示部で指示された軌跡情報に基づいて、観察視野を移動させる視野移動軌跡を演算する軌跡演算部と、前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って、前記移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記視野移動機構の移動を制御する移動制御部とを備える。上記構成により、ユーザは移動方向指示部で詳細な観察視野の移動を指示しなくとも、軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を容易に移動させることが可能となり、操作の簡素化が図られる。 A magnification observation device according to one aspect of the present invention comprises a stage unit for placing an observation object thereon; an objective lens unit arranged to face the observation object on the stage unit; a camera unit that captures an image of the observation object formed through the objective lens unit and generates image data representing the image; a display control unit that causes a display unit to display an image of an observation field including the observation object based on the image data generated by the camera unit; and a display control unit that controls the objective lens unit to change the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit so that the observation field output to the display unit by the display control unit moves. The system includes a field of view movement mechanism that moves the optical axis of the lens unit and the stage unit relative to one another, a movement direction instruction unit that instructs the movement direction of the field of view movement mechanism in accordance with user input indicating the movement direction of the observation field on the display unit, a trajectory instruction unit that instructs trajectory information related to the definition of the movement direction of the observation field, a trajectory calculation unit that calculates a field of view movement trajectory for moving the observation field based on the trajectory information instructed by the trajectory instruction unit, and a movement control unit that controls movement of the field of view movement mechanism along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit in accordance with the movement direction instruction by the movement direction instruction unit. This configuration allows the user to easily move the observation field of view along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit without having to instruct detailed movement of the observation field using the movement direction instruction unit, thereby simplifying operation.

また本発明の他の態様に係る拡大画像観察方法は、ステージ部に載置された観察対象物を、対物レンズ部を介してカメラ部で撮像してディスプレイ部に表示させ、前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて前記ディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを視野移動機構で相対移動させて観察する拡大画像観察方法であって、前記観察視野を移動させたい移動方向の規定に関する軌跡情報の指示を、軌跡指示部が促す工程と、前記軌跡指示部で指示された軌跡情報に基づいて、前記観察視野を移動させる視野移動軌跡を軌跡演算部が演算する工程と、前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って、前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記視野移動機構の移動を移動制御部で制御する工程とを含む。これにより、ユーザは移動方向指示部で詳細な観察視野の移動を指示しなくとも、軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を容易に移動させることが可能となり、操作の簡素化が図られる。 Another aspect of the present invention is a magnified image observation method in which an object to be observed placed on a stage unit is imaged by a camera unit via an objective lens unit and displayed on a display unit, and the optical axis of the objective lens unit and the stage unit are moved relatively by a field of view movement mechanism so that the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit changes and the observation field of view output to the display unit moves. The method includes the steps of: a step in which a trajectory instruction unit prompts the user to specify trajectory information relating to the direction of movement in which the user wants to move the observation field; a step in which a trajectory calculation unit calculates a field of view movement trajectory for moving the observation field of view based on the trajectory information specified by the trajectory instruction unit; and a step in which a movement control unit controls the movement of the field of view movement mechanism along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit in accordance with a user input indicating the direction of movement of the observation field of view on the display unit and in accordance with a movement direction instruction by a movement direction instruction unit that specifies the movement direction of the field of view movement mechanism. This allows the user to easily move the observation field of view along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit, without having to give detailed instructions for moving the observation field of view using the movement direction instruction unit, simplifying operation.

さらに本発明の他の態様に係る拡大画像観察プログラムは、観察対象物を載置するためのステージ部と、前記ステージ部上の観察対象物に向けて配置される対物レンズ部と、前記対物レンズ部を介して結像された観察対象物の像を撮像して、当該像を示す画像データを生成するカメラ部と、前記カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像を表示させるディスプレイ部と、前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて、前記ディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させる視野移動機構と、前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部とを備える拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムであって、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報を指示する軌跡指示機能と、前記軌跡指示機能で指示された軌跡情報に基づいて、観察視野を移動させる視野移動軌跡を演算する軌跡演算機能と、前記軌跡演算機能で演算された視野移動軌跡に沿って、前記移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記視野移動機構の移動を制御する移動制御機能とをコンピュータに実現させるための拡大画像観察プログラムである。上記構成により、ユーザは移動方向指示部で詳細な観察視野の移動を指示しなくとも、軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を容易に移動させることが可能となり、操作の簡素化が図られる。 Furthermore, a magnified image observation program according to another aspect of the present invention includes a stage unit for placing an object to be observed, an objective lens unit arranged to face the object to be observed on the stage unit, a camera unit that captures an image of the object to be observed formed through the objective lens unit and generates image data representing the image, a display unit that displays an image of an observation field including the object to be observed based on the image data generated by the camera unit, a field of view movement mechanism that moves the optical axis of the objective lens unit relative to the stage unit so that the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit changes and the observation field output to the display unit moves, and a front This magnified image observation program operates a magnified observation device equipped with a movement direction indicator that indicates the movement direction of the field of view movement mechanism in accordance with user input on the display unit indicating the movement direction of the observation field. The magnified image observation program causes a computer to implement a trajectory indicator function that indicates trajectory information related to the specification of the movement direction of the observation field, a trajectory calculation function that calculates a field of view movement trajectory for moving the observation field based on the trajectory information indicated by the trajectory indicator function, and a movement control function that controls movement of the field of view movement mechanism along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation function in accordance with the movement direction indicated by the movement direction indicator. With the above configuration, the user can easily move the observation field of view along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit without having to specify detailed movement instructions for the observation field of view using the movement direction indicator, thereby simplifying operation.

さらにまた、本発明の他の態様に係るコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納したものである。記録媒体には、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、磁気テープ、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD±R、DVD±RW、HD DVD(AOD)、Blu-ray(商品名)、UHD BD(商品名)、USBメモリ、SSDメモリ等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。また本明細書においてコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、非一過性で有形の媒体、又は一過性の伝搬信号を含む。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, a computer-readable recording medium or recorded device stores the above-mentioned program. Recording media include magnetic disks such as CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disks, magnetic tape, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD±R, DVD±RW, HD DVD (AOD), Blu-ray (product name), UHD BD (product name), USB memory, SSD memory, optical disks, magneto-optical disks, semiconductor memory, and other media capable of storing programs. Programs distributed by downloading over a network such as the Internet, as well as those stored on the above-mentioned recording media, are also included. Recording media also include devices capable of recording programs, such as general-purpose or dedicated devices on which the above-mentioned program is implemented in an executable form, such as software or firmware. Furthermore, each process and function included in the program may be performed by computer-executable program software, or the processing of each part may be realized by hardware such as a specified gate array (FPGA, ASIC), or by a combination of program software and partial hardware modules that realize some of the hardware elements. In this specification, computer-readable recording media also includes non-transitory tangible media and transient propagated signals.

実施形態1に係る拡大観察装置の外観斜視図である。1 is a perspective view of the appearance of a magnification observation device according to a first embodiment. 図1の拡大観察装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the magnification observation device of FIG. 1. 照明部の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an illumination unit. リング照明の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a ring illumination. ジョイスティックの側面視における傾斜方向を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the tilt direction of the joystick in a side view. ジョイスティックの平面視における傾斜角度を示す模式側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing the tilt angle of the joystick in a plan view. 円筒状のワークの端縁に沿って観察視野を移動させる場合の、ジョイスティックの移動方向を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing the direction of movement of a joystick when moving the observation field along the edge of a cylindrical workpiece. FIG. ジョイスティックでステージの移動方向を指示する様子を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing how the direction of movement of the stage is instructed with a joystick. ルートトレースモードにおけるジョイスティックの傾斜方向と観察視野の移動方向を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing the tilt direction of the joystick and the movement direction of the observation field in the route tracing mode. 移動方向指示部をボタン操作で実現する例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example in which a movement direction indicator is realized by button operation. 移動方向指示部をマウス操作で実現する例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example in which a movement direction indicator is implemented by mouse operation. 図11A及び図11Bは視野移動軌跡と移動方向指示との関係を示す模式図である。11A and 11B are schematic diagrams showing the relationship between a visual field movement trajectory and a movement direction instruction. ルートガイド機能を実現する拡大画像観察方法を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a method for observing an enlarged image that realizes a route guide function. 図13A~図13Fは、ルートを規定する幾何形状の例を示す斜視図である。13A-13F are perspective views illustrating example route-defining geometries. 基板上に離間して実装されたチップに対して視野移動軌跡を設定する様子を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing how a field of view movement locus is set for chips mounted at a distance from each other on a substrate. 図14の観察対象物に設定された視野移動軌跡に沿って移動させる様子を示す模式図である。15 is a schematic diagram showing a state in which the observation object in FIG. 14 is moved along a field of view movement locus set thereon. FIG. 拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面である。10 is a user interface screen of a magnified image observation program for operating the magnification observation device. 拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面である。10 is a user interface screen of a magnified image observation program for operating the magnification observation device. 拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面である。10 is a user interface screen of a magnified image observation program for operating the magnification observation device. 図19Aのような観察対象物の広域画像、図19Bは図19Aに対して輪郭を抽出した状態を示す模式図である。FIG. 19A shows a wide-area image of an object to be observed, and FIG. 19B is a schematic diagram showing a state in which the contours of FIG. 19A are extracted. 図20AはXYステージを移動中の観察視野、図20BはさらにXYステージを移動させた最中の観察視野を示す模式図である。FIG. 20A is a schematic diagram showing the observation field while the XY stage is being moved, and FIG. 20B is a schematic diagram showing the observation field while the XY stage is being further moved. 図21Aは対物レンズ部切替前の観察視野、図21Bは対物レンズ部切り替え後の観察視野、図21Cは図21Bの状態から視野中心のずれを補正した観察視野を、それぞれ示すイメージ図である。21A is an image showing the observation field before switching the objective lens unit, FIG. 21B is the observation field after switching the objective lens unit, and FIG. 21C is an image showing the observation field after correcting the deviation of the field center from the state of FIG. 21B. 視野ずれ補正オフセット機能により視野移動軌跡をオフセットさせる様子を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing how a field of view movement trajectory is offset by a field of view deviation correction offset function. 図23は観察視野に該当する位置に応じて視野移動軌跡をオフセットさせる様子を示す模式図である。FIG. 23 is a schematic diagram showing how the field of view movement locus is offset in accordance with the position corresponding to the observation field of view. 視野移動軌跡から離れた位置を指定してルートトレースモードを解除する様子を示す模式図であるFIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a position away from the visual field movement trajectory is specified and the route tracing mode is cancelled; 図24のルートトレースモードが解除されてフリーモードになった状態を示す模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram showing a state in which the route trace mode in FIG. 24 is cancelled and a free mode is entered. 視野移動軌跡に近付けた位置を指定してルートトレースモードに復帰する様子様子を示す模式図であるFIG. 10 is a schematic diagram showing how the system returns to the route tracing mode after specifying a position close to the visual field movement trajectory. 解除条件設定部の例を示すユーザインターフェース画面の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a user interface screen showing an example of a release condition setting section. 図28Aはナビゲーション表示欄の全体に表示させた低倍率画像に重ねて視野移動軌跡を表示させた状態を、図28Bはナビゲーション表示欄の一部に低倍率画像を表示させた状態で視野移動軌跡を重ねて表示させた状態を、それぞれ示すイメージ図である。Figure 28A is an image showing a state in which a field of view movement trajectory is displayed superimposed on a low-magnification image displayed in the entire navigation display area, and Figure 28B is an image showing a state in which a low-magnification image is displayed in part of the navigation display area and a field of view movement trajectory is displayed superimposed on it. 図29Aは、ルートガイド機能実行中、図29Bはルートガイド機能停止中のルート表示領域をそれぞれ示す模式図である。FIG. 29A is a schematic diagram showing the route display area when the route guide function is being executed, and FIG. 29B is a schematic diagram showing the route display area when the route guide function is stopped. 実施形態2に係る拡大観察装置を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a magnification observation device according to a second embodiment. 図31A~図31Dはサーチライティング機能で照明方向が変化する様子を示す模式図である。31A to 31D are schematic diagrams showing how the lighting direction changes with the search lighting function. 図32Aは低倍率画像から観察対象物の三次元を取得する例、図32Bは観察対象物の平面の傾きを推定する例を、それぞれ示す模式図である。FIG. 32A is a schematic diagram showing an example of acquiring three-dimensional information of an observation object from a low-magnification image, and FIG. 32B is a schematic diagram showing an example of estimating the inclination of a plane of an observation object. 低倍率の画像から3D形状を取得したプロファイルの一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a profile obtained by acquiring a 3D shape from a low-magnification image. XY移動を停止させた場合のルートガイド機能を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the route guide function when XY movement is stopped. 図35Aは三次元空間で指定された視野移動軌跡及び基準点、図35Bは基準点をXY平面に投影した状態、図35Cは投影された基準点で規定された視野移動軌跡を、それぞれ示す模式図である。Figure 35A is a schematic diagram showing a field of view movement trajectory and reference point specified in three-dimensional space, Figure 35B is a schematic diagram showing the reference point projected onto the XY plane, and Figure 35C is a schematic diagram showing a field of view movement trajectory defined by the projected reference point. 図36Aは三次元空間で規定された平面、図36Bはこの平面内の視野移動軌跡をXY平面に投影した状態を示す模式図である。FIG. 36A is a plane defined in three-dimensional space, and FIG. 36B is a schematic diagram showing the state in which the visual field movement trajectory within this plane is projected onto the XY plane. 図37Aは三次元空間で規定された多角形状の視野移動軌跡、図37Bはこの多角形状視野移動軌跡をXY平面に投影した状態を示す模式図である。FIG. 37A is a schematic diagram showing a polygonal view movement trajectory defined in three-dimensional space, and FIG. 37B is a schematic diagram showing the state in which this polygonal view movement trajectory is projected onto the XY plane. 視野移動軌跡が交差する場合に視野移動方向を決定する様子を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing how the visual field movement direction is determined when visual field movement trajectories intersect. 捻れの位置で交差する視野移動軌跡に対してルートガイド機能を実行する様子を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing how a route guide function is executed on visual field movement trajectories that intersect at a twist position. 近接する登録点が設定された視野移動軌跡に対してルートガイド機能を実行する様子を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing how a route guide function is executed for a visual field movement trajectory on which adjacent registration points are set. FIG. ルートガイド機能実行中にZ方向に移動させた場合の動作の一例を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing an example of an operation when moving in the Z direction while a route guide function is being executed. ルートガイド機能実行中にZ方向に移動させた場合の動作の他の例を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing another example of the operation when moving in the Z direction while the route guide function is being executed. 図43Aは円形の観察対象物、図43Bは図43Aの全景を取得した状態、図43Cは図43Bに対して視野移動軌跡を設定した状態を、それぞれ示す模式図である。43A is a schematic diagram showing a circular object to be observed, FIG. 43B is a schematic diagram showing a state in which the entire view of FIG. 43A has been acquired, and FIG. 43C is a schematic diagram showing a state in which a field of view movement trajectory has been set for FIG. 43B.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を例示するものであって、本発明は拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものではない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a magnification observation device, a magnification image observation method, a magnification image observation program, a computer-readable recording medium, and a device storing the same, which embody the technical concepts of the present invention. The present invention does not limit the magnification observation device, the magnification image observation method, the magnification image observation program, the computer-readable recording medium, or the device storing the same to those described below. Furthermore, this specification does not limit the components set forth in the claims to those described in the embodiments. The dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the embodiments, unless otherwise specified, are not intended to limit the scope of the present invention and are merely illustrative examples. Note that the size and relative positions of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity. Furthermore, in the following description, the same names and symbols indicate components that are identical or of similar quality, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, the elements constituting the present invention may be configured with the same component, with a single component fulfilling multiple functions, or conversely, the function of a single component may be shared by multiple components.

本発明の実施例において使用される拡大観察装置とこれに接続される操作、制御、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばIEEE1394、RS-232xやRS-422、USB等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、IEEE802.x等の無線LANやBluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。なお本明細書において拡大観察装置及び拡大画像観察方法とは、拡大観察装置本体のみならず、これにコンピュータ、外部記憶装置等の周辺機器を組み合わせた拡大観察システムも含む意味で使用する。 The magnification observation device used in the embodiments of the present invention is connected to computers, printers, external storage devices, and other peripheral devices connected thereto for operation, control, display, and other processing, via serial or parallel connections such as IEEE 1394, RS-232x, RS-422, or USB, or via networks such as 10BASE-T, 100BASE-TX, or 1000BASE-T, and is electrically, magnetically, or optically connected for communication. The connection is not limited to a physical connection using a wire; it can also be a wireless connection using radio waves, infrared light, or optical communication such as a wireless LAN such as IEEE 802.x or Bluetooth (registered trademark). Furthermore, storage media for data exchange and setting storage can include memory cards, magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, and semiconductor memory. Note that in this specification, the terms "magnification observation device" and "magnified image observation method" refer not only to the magnification observation device itself, but also to a magnification observation system that combines it with peripheral devices such as a computer and external storage device.

また、本明細書において拡大観察装置は、拡大観察を行うシステムそのもの、ならびに撮像に関連する入出力、表示、演算、通信その他の処理をハードウェア的に行う装置や方法に限定するものではない。ソフトウェア的に処理を実現する装置や方法も本発明の範囲内に包含する。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラ、モジュール、特定のプログラム上で動作するマクロ等を組み込んで撮像そのものあるいはこれに関連する処理を可能とした装置やシステムも、本発明の拡大観察装置に該当する。また本明細書においてコンピュータには、汎用あるいは専用の電子計算機の他、ワークステーション、端末その他の電子デバイスも包含する。さらに本明細書においてプログラムとは、単体で使用されるものに限られず、特定のコンピュータプログラムやソフトウェア、サービス等の一部として機能する態様や、必要時に呼び出されて機能する態様、OS等の環境においてサービスとして提供される態様、環境に常駐して動作する態様、バックグラウンドで動作する態様やその他の支援プログラムという位置付けで使用することもできる。
[実施形態1]
Furthermore, in this specification, the term "magnification observation device" is not limited to the system itself that performs magnification observation, nor to devices or methods that perform input/output, display, calculation, communication, and other processing related to imaging using hardware. Devices and methods that implement processing using software are also within the scope of the present invention. For example, devices and systems that incorporate software, programs, plug-ins, objects, libraries, applets, compilers, modules, macros that run on specific programs, etc. into general-purpose circuits or computers to enable imaging itself or related processing also fall under the category of the magnification observation device of the present invention. Furthermore, in this specification, the term "computer" includes not only general-purpose and dedicated electronic computers, but also workstations, terminals, and other electronic devices. Furthermore, in this specification, the term "program" is not limited to a standalone program, but can also be used in the following ways: as part of a specific computer program, software, service, etc.; ...
[Embodiment 1]

以下、図1~図2を用いて、本発明の実施形態1に係る拡大観察装置100を説明する。拡大観察装置100は、図1に示すように撮像系1と制御系2に大別される。撮像系1は、観察対象物WKである試料又はワークその他の被写体を照明するための照明部60と、照明部60により照明された観察対象物WKを撮像するヘッド部4を備える。ヘッド部4は、図2に示すように撮像素子12を含むカメラ部10と、カメラ部10の先端に着脱自在に装着される顕微鏡レンズ部20とを備える。顕微鏡レンズ部20は複数枚の光学レンズで構成された撮像光学系(レンズ光学系)を構成する。ここでは、顕微鏡レンズ部20は対物レンズ部25を含んでいる。またヘッド部4は、照明光の反射光又は透過光を受光する撮像手段として機能する。
(カメラ部10)
A magnification observation device 100 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the magnification observation device 100 is broadly divided into an imaging system 1 and a control system 2. The imaging system 1 includes an illumination unit 60 for illuminating an observation object WK, such as a sample, workpiece, or other subject, and a head unit 4 for capturing an image of the observation object WK illuminated by the illumination unit 60. As shown in FIG. 2, the head unit 4 includes a camera unit 10 including an image sensor 12 and a microscope lens unit 20 detachably attached to the tip of the camera unit 10. The microscope lens unit 20 constitutes an imaging optical system (lens optical system) composed of multiple optical lenses. Here, the microscope lens unit 20 includes an objective lens unit 25. The head unit 4 also functions as an imaging means for receiving reflected or transmitted light of the illumination light.
(Camera unit 10)

カメラ部10は、図2に示すように、照明部60により照明された観察対象物WKから、撮像光学系11を介して入射する反射光を電気的に読み取る撮像素子12を備える。撮像素子12は、この例ではCMOSを利用しているが、CCD等、他の受光素子も利用できる。対物レンズ部25は、ステージ部30上の観察対象物に向けて配置されている。またカメラ部10は、対物レンズ部25を介して結像された観察対象物の像を撮像して、この像を示す画像データを生成する。 As shown in FIG. 2, the camera unit 10 includes an image sensor 12 that electrically reads reflected light incident via the imaging optical system 11 from the observation object WK illuminated by the illumination unit 60. In this example, the image sensor 12 uses a CMOS, but other light-receiving elements such as a CCD can also be used. The objective lens unit 25 is positioned facing the observation object on the stage unit 30. The camera unit 10 also captures an image of the observation object formed via the objective lens unit 25 and generates image data representing this image.

また撮像系1は、観察対象物WKを載置するステージ部30と、このステージ部30とヘッド部4との光軸方向における相対距離を変化させ焦点を調整する第一焦点調整部としてZ上ステージ及びこのZ上ステージを駆動するための上Z昇降器16とを備える。このステージ部30上に載置された観察対象物WKに対して、撮像光学系11を介して入射され、観察対象物WKで反射された反射光又は観察対象物WKの底面側から照射された透過光を、カメラ部10の撮像素子12で電気的に読み取る。 The imaging system 1 also includes a stage unit 30 on which the observation object WK is placed, an upper Z stage as a first focus adjustment unit that adjusts the focus by changing the relative distance in the optical axis direction between this stage unit 30 and the head unit 4, and an upper Z elevator 16 for driving this upper Z stage. Light is incident on the observation object WK placed on this stage unit 30 via the imaging optical system 11, and reflected light reflected by the observation object WK or transmitted light irradiated from the bottom side of the observation object WK is electrically read by the image sensor 12 of the camera unit 10.

さらに制御系2は、カメラ部10で撮像された拡大画像を表示するディスプレイ部70を有する本体部50を備える。カメラ部10は、ケーブル部3を介して本体部50と接続される。ディスプレイ部70は、カメラ部10が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像を表示させる。なお図1の例では、ディスプレイ部70を本体部50と一体に設けているが、ディスプレイ部を本体部と別部材とすることもできる。例えば本体部50は、ディスプレイ部70に表示させる表示内容を生成する表示制御部52に加えて、本体部50にディスプレイ部70を接続するディスプレイ接続インターフェースを備えることができる。 The control system 2 further includes a main body 50 having a display 70 that displays an enlarged image captured by the camera 10. The camera 10 is connected to the main body 50 via the cable 3. The display 70 displays an image of the observation field including the object to be observed based on image data generated by the camera 10. In the example of Figure 1, the display 70 is provided integrally with the main body 50, but the display can also be a separate component from the main body. For example, the main body 50 can include a display connection interface that connects the display 70 to the main body 50, in addition to a display control unit 52 that generates the content to be displayed on the display 70.

また本体部50は、プロセッサ部51を備えている。プロセッサ部51は、図2のブロック図に示すように、複数の機能を実現する(詳細は後述)。本体部50は、汎用のコンピュータに専用のプログラムをインストールしたものや、専用に設計された機器が利用できる。この例では、汎用のコンピュータに拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムをインストールしたものを本体部として利用している。この本体部50は、プロセッサ部51と、表示制御部52と、ストレージ部53と、インターフェース54と、操作部55と、メモリ部56を備える。 The main body 50 also includes a processor 51. As shown in the block diagram of Figure 2, the processor 51 performs multiple functions (details will be described later). The main body 50 can be a general-purpose computer with a dedicated program installed, or a specially designed device. In this example, a general-purpose computer with a magnified image observation program for operating the magnification observation device installed is used as the main body. The main body 50 includes a processor 51, a display control unit 52, a storage unit 53, an interface 54, an operation unit 55, and a memory unit 56.

またケーブル部3は、カメラ部10の撮像素子12で得られた画像情報を保体部50側に伝達するための電気的ケーブルに加えて、照明光を本体部50からヘッド部4側に伝達するための光学的ケーブル3bを備えている。ケーブル部3は、電気的ケーブルと光学的ケーブル3bと統合することもできるし、これらを個別に設けることもできる。
(ディスプレイ部70)
The cable unit 3 includes an electrical cable for transmitting image information obtained by the image sensor 12 of the camera unit 10 to the body unit 50, as well as an optical cable 3b for transmitting illumination light from the body unit 50 to the head unit 4. The cable unit 3 can be integrated with the electrical cable and the optical cable 3b, or these can be provided separately.
(Display unit 70)

ディスプレイ部70は液晶ディスプレイや有機EL、CRT等のモニタが利用できる。また本体部50は、ユーザが各種操作を行うための操作部55を接続している。操作部55はコンソールやマウス等の入力デバイスである。なおこの例においてもディスプレイ部70や操作部55は、本体部50と一体的に組み込むことも、外付けの部材とすることもできる。さらにディスプレイ部70をタッチパネルで構成すれば、ディスプレイ部70と操作部55を一体に構成することもできる。 The display unit 70 can be a monitor such as an LCD display, organic EL display, or CRT. The main body unit 50 is also connected to an operation unit 55 that enables the user to perform various operations. The operation unit 55 is an input device such as a console or mouse. In this example, the display unit 70 and operation unit 55 can be integrated into the main body unit 50 or can be external components. Furthermore, if the display unit 70 is configured as a touch panel, the display unit 70 and operation unit 55 can be configured as a single unit.

操作部55は本体部50又はコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータに固定されている。一般的な操作部55としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの操作部55は、拡大観察用操作プログラムの操作の他、拡大観察装置自体やその周辺機器の操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。図1の例では、操作部55はマウスとキーボード、ジョイスティック55bで構成される。
(照明部60)
The operation unit 55 is connected to the main body 50 or a computer via a wired or wireless connection, or is fixed to the computer. Typical operation units 55 include various pointing devices, such as a mouse, keyboard, slide pad, TrackPoint, tablet, joystick, console, jog dial, digitizer, light pen, numeric keypad, touchpad, and AccuPoint. These operation units 55 can be used not only to operate the magnification observation operation program, but also to operate the magnification observation device itself and its peripheral devices. Furthermore, a touch screen or touch panel can be used for the display itself that displays the interface screen, allowing the user to input and operate the screen by directly touching it with their hands, or voice input or other existing input means can be used, or both. In the example of FIG. 1 , the operation unit 55 is composed of a mouse, keyboard, and joystick 55b.
(Illumination unit 60)

照明部60は、撮像素子12に結像される観察対象物WKを照明する照明光を生成する。照明部60の概略構成を図3Aに示す。照明部60は、照明制御部66を備えている。照明制御部66は、設定された照明条件に従って照明光を制御する。照明条件は、照明部60から照射される照明光の明るさを調整する。例えば、照明部60の照射時間や照射強度を調整することで、照明光の明るさを調整できる。照明部60は光源としてLEDを含んでもよい。照明制御部66により光源の発光を制御してもよく、シャッターのような遮光部材により照射光の明るさを制御してもよい。 The illumination unit 60 generates illumination light that illuminates the observation object WK that is imaged on the image sensor 12. A schematic configuration of the illumination unit 60 is shown in Figure 3A. The illumination unit 60 is equipped with an illumination control unit 66. The illumination control unit 66 controls the illumination light according to set illumination conditions. The illumination conditions adjust the brightness of the illumination light emitted from the illumination unit 60. For example, the brightness of the illumination light can be adjusted by adjusting the irradiation time or irradiation intensity of the illumination unit 60. The illumination unit 60 may include an LED as a light source. The light emission of the light source may be controlled by the illumination control unit 66, or the brightness of the irradiated light may be controlled by a light-blocking member such as a shutter.

照明光源65は、本体部50に内蔵され、光学的ケーブル3bを介して照明光がヘッド部4の照明部60に伝達される。なお照明部60は、ヘッド部4に組み込み式としたり、ヘッド部4と脱着可能な別体とする構成のいずれも採用できる。また照明光の照明方式としては、落射照明や透過照明等が適宜利用できる。落射照明とは、観察対象物の上方から照明光を落とす照明方法であり、リング照明や同軸照明等が含まれる。 The illumination light source 65 is built into the main body 50, and illumination light is transmitted to the illumination unit 60 in the head 4 via the optical cable 3b. The illumination unit 60 can either be built into the head 4 or be a separate unit that can be detached from the head 4. Furthermore, illumination methods such as epi-illumination and transmitted illumination can be used as appropriate. Epi-illumination is an illumination method in which illumination light falls from above the object being observed, and includes ring illumination and coaxial illumination.

同軸照明は、偏射照明を備えることもできる。このような偏射照明機能を備えた同軸照明とリング照明の一例を、図3Bの模式図に示す。この図に示す照明部60は、内輪側に配置された円環状の同軸落射照明部62と、外輪側に配置された同じく円環状のリング照明部63を備える。同軸落射照明部62、リング照明部63とも、円周上に沿って部分的に分割されており、分割されたブロック毎に点灯を切り替えることで、照明方向を変えた偏射照明が可能となる。 Coaxial lighting can also be equipped with oblique lighting. An example of a coaxial lighting and ring lighting with such oblique lighting functionality is shown in the schematic diagram of Figure 3B. The lighting unit 60 shown in this figure comprises a circular coaxial epi-illumination unit 62 located on the inner ring side and a similarly circular ring lighting unit 63 located on the outer ring side. Both the coaxial epi-illumination unit 62 and the ring lighting unit 63 are divided into sections along the circumference, and by switching the lighting of each divided block, it is possible to provide oblique lighting with different lighting directions.

このように照明部60は、観察対象物に向けて照射方向を切り替え可能としている。また照明部60は、照明方向を順次切り替えて照射する第一照明パターンと、選択された照射方向に照射する第二照明パターンとに照射可能としている。このような照明パターンの切り替えは、照明制御部66で行われる。
(照明制御部66)
In this way, the illumination unit 60 can switch the illumination direction toward the observation object. The illumination unit 60 can also irradiate with a first illumination pattern that sequentially switches the illumination direction and irradiates with light, and a second illumination pattern that irradiates with light in a selected illumination direction. Such switching of illumination patterns is performed by the illumination control unit 66.
(Lighting control unit 66)

照明制御部66は、視野移動軌跡に沿って観察視野を移動させる際には、照明部60を第一照明パターンで照射させる。これにより、観察視野の移動中に照明方向を自動で変化させることができ、観察対象物の表面状態を異なる照明で観察することが可能となり、傷や欠け等を見つけ易くできる。また照明制御部66は、視野移動機構5による観察視野の移動を停止させた際には、バッファメモリ57に保持された照明方向の異なる複数の画像データを解析して、傷が最も鮮明となる照明方向の画像を選択し、照明部60を当該照明方向に固定した第二照明パターンで照射させる。これにより、観察視野の移動を停止させると、最も傷の見やすい照明方向の画像データが表示されるようになり、傷の探索に好適な観察が実現される。 When the observation field of view is moved along the field of view movement trajectory, the lighting control unit 66 causes the lighting unit 60 to illuminate with a first lighting pattern. This allows the lighting direction to be automatically changed while the observation field of view is moving, making it possible to observe the surface condition of the object under observation with different lighting, making it easier to find scratches, chips, etc. Furthermore, when the lighting control unit 66 stops the movement of the observation field of view by the field of view movement mechanism 5, it analyzes multiple image data with different lighting directions stored in the buffer memory 57, selects the image with the lighting direction that makes the flaw most clear, and causes the lighting unit 60 to illuminate with a second lighting pattern fixed to that lighting direction. As a result, when the movement of the observation field of view is stopped, image data with the lighting direction that makes the flaw most visible is displayed, enabling observation that is ideal for flaw detection.

図1に示す照明部60は、観察対象物WKに同軸落射光を照射するための同軸落射照明部62(図3A参照)と、リング状の光源からリング状照明光を照射するためのリング照明部63を備えている。これらの照明は、光学的ケーブル3bを介して本体部50と接続される。本体部50は光学的ケーブル3bを接続するコネクタを備えると共に、コネクタを介して光学的ケーブル3bに光を送出するための照明光源65を内蔵する(図3A参照)。またリング照明部63は、全周照明と偏射照明を切り替えることができる。これを実現するため、リング照明部63として複数のLEDを環状に配置し、一部のLEDをON/OFFする構成や、照明光の一部をカットするターレット式のマスクを配置する構成等が利用できる。これら照明光の点灯制御や切り替えは、照明制御部66で行われる。 The illumination unit 60 shown in FIG. 1 includes a coaxial incident illumination unit 62 (see FIG. 3A) for illuminating the observation object WK with coaxial incident light, and a ring illumination unit 63 for illuminating ring-shaped illumination light from a ring-shaped light source. These illumination units are connected to the main body 50 via the optical cable 3b. The main body 50 has a connector for connecting the optical cable 3b and a built-in illumination light source 65 for transmitting light to the optical cable 3b via the connector (see FIG. 3A). The ring illumination unit 63 can switch between full-circle illumination and oblique illumination. To achieve this, the ring illumination unit 63 can be configured with multiple LEDs arranged in a ring shape and some of the LEDs can be turned on and off, or with a turret-type mask that blocks part of the illumination light. The illumination control unit 66 controls the illumination and switching of these illumination units.

また照明部60は、図3Aの模式断面図に示すように、制御系2(例えば本体部50)側に光源を内蔵し、撮像系1側のヘッド部4に照明光を光ファイバ等で送出する構成を採用している。照明部60は、同軸落射照明部62とリング照明部63を含んでおり、同軸落射照明は、例えばシリコンウェハやLCDパネル等特に鏡面ワークの凸凹を見る場合に効果的となる。照明部60の点灯制御は、照明制御部66で行われる。
(照明光源65)
As shown in the schematic cross-sectional view of Figure 3A, the illumination unit 60 has a built-in light source on the control system 2 (e.g., main body 50) side, and employs a configuration in which illumination light is transmitted to the head unit 4 on the imaging system 1 side via an optical fiber or the like. The illumination unit 60 includes a coaxial epi-illumination unit 62 and a ring illumination unit 63, and the coaxial epi-illumination is effective for viewing unevenness in mirror-finished workpieces such as silicon wafers and LCD panels. The lighting of the illumination unit 60 is controlled by an illumination control unit 66.
(Illumination light source 65)

照明光源65としては、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)や半導体レーザ(Laser Diode:LD)といった半導体発光素子が利用できる。特にLEDはON/OFF応答性に優れるため、測定のスループットを向上できる利点も得られる。また長寿命で低消費電力であり、発熱量も少なく、機械的衝撃に強いといった特長も備える。あるいは、光源光の紫外線や可視光線で励起される蛍光体等の波長変換部材を利用した光源とすることもできる。さらに、可視光以外に紫外光や赤外光を照射可能なLEDを光源として用いることもできる。例えば赤外光による観察は、不良品の解析や生体組織の組織分布等において有用である。なお照明光源には半導体発光素子に限らず、幅広い波長域の白色光を発する白色光源として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、HIDランプ等を利用してもよい。また可視光のみならず赤外光を照射可能な光源としてもよい。特にハロゲンランプは、発光波長の波長域が広いため好ましい。また、単一の光源を利用するのみならず、複数の光源を備え、これらを同時に点灯して混色光を照明光としたり、あるいは切り替えて照明することもできる。 The illumination light source 65 can be a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD). LEDs, in particular, have excellent ON/OFF response, which improves measurement throughput. They also have long life, low power consumption, low heat generation, and resistance to mechanical shock. Alternatively, a light source can be used that utilizes wavelength conversion materials, such as phosphors, that are excited by the ultraviolet or visible light of the source light. Furthermore, LEDs that can emit ultraviolet or infrared light in addition to visible light can also be used as the light source. For example, infrared observation is useful for analyzing defective products and tissue distribution in biological tissue. The illumination light source is not limited to semiconductor light-emitting elements. White light sources that emit white light over a wide wavelength range, such as halogen lamps, xenon lamps, and HID lamps, can also be used. Light sources that can emit both visible and infrared light are also acceptable. Halogen lamps are particularly preferable due to their wide emission wavelength range. In addition to using a single light source, multiple light sources can be used, and they can be lit simultaneously to produce a mixed color illumination, or they can be switched between different colors.

なお、照明光源は本体部に内蔵する構成に限られない。例えば、ステージ部や顕微鏡レンズ部に設けることもできる。すなわちステージ部側に照明光源として、透過照明光源を設けたり、顕微鏡レンズ部側に同軸落射照明やリング照明用の照明光源を備えてもよい。このような構成により、光ファイバ等で照明光を本体部側からヘッド部側に伝達する必要をなくし、外部に引き出すケーブルを少なくして構成を簡素化できる利点が得られる。また、ヘッド部側の内部においても、照明光源からの光を光ファイバで分岐する他、直接照明に高輝度のLED等の半導体発光素子を設けてもよい。特にLEDは、従来のハロゲンランプ等と比べて小型で発熱量も少なく、長寿命でメンテナンスフリー化も図ることができる。
(視野移動機構5)
The illumination light source is not limited to being built into the main body. For example, it can be provided in the stage or microscope lens. That is, a transmitted illumination light source may be provided on the stage side as an illumination light source, and an illumination light source for coaxial epi-illumination or ring illumination may be provided on the microscope lens side. This configuration eliminates the need to transmit illumination light from the main body side to the head side using optical fibers or the like, thereby offering the advantage of simplifying the configuration by reducing the number of cables drawn to the outside. Furthermore, inside the head side, light from the illumination light source may be branched using optical fibers, or a semiconductor light-emitting element such as a high-intensity LED may be provided for direct illumination. In particular, LEDs are smaller, generate less heat, have a longer life, and are maintenance-free compared to conventional halogen lamps and the like.
(Field of view movement mechanism 5)

また拡大観察装置100は、ディスプレイ部70に表示される観察視野を移動させる視野移動機構5を備えている。視野移動機構5は、ステージ部30の載置面上における対物レンズ部25の光軸AXの位置を異ならせるため、対物レンズ部25とステージ部30の相対位置を変化させる。視野移動機構5で対物レンズ部25とステージ部30の相対位置を移動させると、ディスプレイ部70には、移動後の観察視野に更新された像を表示させることができる。図1の例では視野移動機構5として、ステージ部30を移動させるXYステージを採用している。ただ、本発明はこれに代えて、あるいはこれに加えて、対物レンズ部側を移動させる視野移動機構を採用してもよい。視野移動機構は、光軸側から見た対物レンズ部とステージ部の相対位置、すなわちXY平面内の観察視野を移動させることができれば足りる。 The magnification observation device 100 also includes a field-of-view movement mechanism 5 that moves the observation field displayed on the display unit 70. The field-of-view movement mechanism 5 changes the relative position of the objective lens unit 25 and the stage unit 30 to change the position of the optical axis AX of the objective lens unit 25 on the mounting surface of the stage unit 30. When the field-of-view movement mechanism 5 moves the relative position of the objective lens unit 25 and the stage unit 30, an updated image can be displayed on the display unit 70 in the observation field after the movement. In the example of Figure 1, an XY stage that moves the stage unit 30 is used as the field-of-view movement mechanism 5. However, the present invention may also use a field-of-view movement mechanism that moves the objective lens unit instead of, or in addition to, this. It is sufficient for the field-of-view movement mechanism to be able to move the relative position of the objective lens unit and the stage unit as viewed from the optical axis side, i.e., the observation field within the XY plane.

XYステージは、ステージ部30の載置面をX軸方向およびY軸方向に移動可能な電動ステージである。また視野移動機構5は、ステージ部30を回転可能なθステージを備えることもできる。 The XY stage is an electrically powered stage that can move the mounting surface of the stage unit 30 in the X-axis and Y-axis directions. The field of view movement mechanism 5 can also be equipped with a θ stage that can rotate the stage unit 30.

さらにステージ部30は、視野移動機構5によるXY平面内でのステージ部30の移動に加えて、下ステージ昇降器35による高さ方向、すなわちZ方向への移動も可能としている。 Furthermore, in addition to being able to move the stage unit 30 within the XY plane using the field of view movement mechanism 5, the stage unit 30 can also be moved in the height direction, i.e., in the Z direction, using the lower stage elevator 35.

ここで下ステージ昇降器35の動作について説明する。本体部50は、モータ制御回路36に対してステッピングモータ37の制御に関する制御データを入力することによって、ステージ部30と、撮像光学系11および撮像素子12を有するヘッド部4との光軸方向における相対距離、ここではz方向における高さを変化させる。具体的には、本体部50は、下ステージ昇降器35の制御に必要な制御データをモータ制御回路36に入力することによってステッピングモータ37の回転を制御し、ステージ部30の高さz(z方向の位置)を昇降させる。ステッピングモータ37は、回転に応じた回転信号を生成する。本体部50は、モータ制御回路36を介して入力される回転信号に基づいて、ステージ部30と撮像光学系11の光軸方向における相対距離に関する情報としてのステージ部30の高さzを記憶する。このステージ部30は、観察対象物WKに対して観察位置の位置決めを行う観察位置決め手段として機能する。 The operation of the lower stage elevator 35 will now be described. The main body 50 changes the relative distance in the optical axis direction between the stage 30 and the head 4, which has the imaging optical system 11 and imaging element 12, in this case the height in the z direction, by inputting control data related to the control of the stepping motor 37 to the motor control circuit 36. Specifically, the main body 50 controls the rotation of the stepping motor 37 by inputting control data necessary for control of the lower stage elevator 35 to the motor control circuit 36, thereby raising and lowering the height z (position in the z direction) of the stage 30. The stepping motor 37 generates a rotation signal corresponding to the rotation. Based on the rotation signal input via the motor control circuit 36, the main body 50 stores the height z of the stage 30 as information related to the relative distance in the optical axis direction between the stage 30 and the imaging optical system 11. The stage 30 functions as an observation positioning device that positions the observation position relative to the observation object WK.

さらに本実施形態においては、ステージ部30の高さを変化させることによってステージ部30と撮像光学系11の光軸方向における相対距離を変化させるのみならず、撮像光学系の高さ、すなわちヘッド部4の高さも変化可能としている。ヘッド部4は本体部50とケーブル部3により接続される。これにより、ヘッド部4で取得したデータはケーブル部3を介して本体部50に送出され、本体部50側で必要な処理を行うことができる。なおステージ部は顕微鏡本体に設ける他、本体と別部材としたヘッド部に設けたり、あるいはステージを省略した撮像部をヘッド部に設けることもできる。ステージを省略した撮像部は、取り付けスタンドに装着したり、ユーザが手持ち可能とすることもできる。 Furthermore, in this embodiment, changing the height of the stage unit 30 not only changes the relative distance between the stage unit 30 and the imaging optical system 11 in the optical axis direction, but also changes the height of the imaging optical system, i.e., the height of the head unit 4. The head unit 4 is connected to the main body unit 50 by the cable unit 3. As a result, data acquired by the head unit 4 is sent to the main body unit 50 via the cable unit 3, and the necessary processing can be performed on the main body unit 50 side. Note that the stage unit may be provided on the microscope main body, or on the head unit as a separate component from the main body, or an imaging unit without a stage may be provided on the head unit. An imaging unit without a stage can be attached to a mounting stand or handheld by the user.

撮像素子12は、x方向およびy方向に2次元状に配置された画素毎に受光量を電気的に読み取ることができる。撮像素子12上に結像された観察対象物WKの像は、撮像素子12の各画素において受光量に応じて電気信号に変換され、撮像素子制御回路13においてさらにデジタルデータに変換される。本体部50は、撮像素子制御回路13において変換されたデジタルデータを受光データDとして、光軸方向(図2中のz方向)とほぼ垂直な面内(図2中のx、y方向)における観察対象物WKの2次元位置情報としての画素の配置情報(x、y)と共にストレージ部53に記憶する。ここで、光軸方向とほぼ垂直な面内とは、厳密に光軸に対して90°をなす面である必要はなく、その撮像光学系および撮像素子12における解像度において観察対象物WKの形状を認識できる程度の傾きの範囲内にある観察面であればよい。 The image sensor 12 can electrically read the amount of received light for each pixel arranged two-dimensionally in the x and y directions. The image of the object of observation WK formed on the image sensor 12 is converted into an electrical signal according to the amount of received light at each pixel of the image sensor 12, and then further converted into digital data by the image sensor control circuit 13. The main body 50 stores the digital data converted by the image sensor control circuit 13 as received light data D in the storage unit 53 along with pixel arrangement information (x, y) as two-dimensional position information of the object of observation WK in a plane (x, y directions in Figure 2) approximately perpendicular to the optical axis direction (z direction in Figure 2). Here, the plane approximately perpendicular to the optical axis direction does not necessarily have to be a plane strictly at a 90° angle with the optical axis; it can be any observation plane within a range of inclination that allows the shape of the object of observation WK to be recognized with the imaging optical system and the resolution of the image sensor 12.

また、以上の説明ではステージ部30の一例として、観察対象物WKがステージ部30に載置される例を示したが、例えばステージ部の代わりにアームを取り付け、その先端に観察対象物WKを固定する構成とすることもできる。さらにヘッド部4は、カメラ取り付け部43に装着して使用する他、脱着可能として手持ち等の方法により所望の位置、角度に配置することもできる。
(移動方向指示部55a)
In the above explanation, an example of the stage unit 30 has been given in which the observation object WK is placed on the stage unit 30, but it is also possible to use a configuration in which, for example, an arm is attached instead of the stage unit and the observation object WK is fixed to the tip of the arm. Furthermore, the head unit 4 is not only used by being attached to the camera attachment unit 43, but can also be detachable and placed at a desired position and angle by being held by hand, etc.
(Moving direction instruction section 55a)

制御系2は、操作部55を設けている。操作部55は、本体部50に接続された入力デバイスである。操作部55は、ディスプレイ部70における観察視野の移動方向を示すユーザ入力を受け付ける移動方向指示部55aとして機能する。この操作部55から入力された方向に従い、視野移動機構5の移動方向が指示される。この操作部55には、ジョイスティックやタッチパッド、マウス、キーボード(矢印キーあるいは特定のキー)などが利用できる。特に操作部55としてジョイスティック55bを利用することで、ユーザは、ジョイスティック55bを倒す方向によって観察視野の移動方向を感覚的に指示し易くなる。例えば順方向、逆方向、右回り、左回り、上下左右等を指示し易くなる。またジョイスティック55bを垂直姿勢から傾斜させる角度によって移動速度を指定することもできる。具体的には、図4に示すように、側面視における傾斜角度αを大きくするほど移動速度が速くなり、傾斜角度αが小さくなるほど移動速度が遅くなる。なお図5に示すように、ジョイスティック55bの平面視における傾斜角度βは、観察視野の移動方向を支持するものであるが、後述するルートガイド機能の実行中には、この平面視における傾斜角度βも、移動速度の指示に利用することも可能となる。 The control system 2 includes an operation unit 55. The operation unit 55 is an input device connected to the main body 50. The operation unit 55 functions as a movement direction indicator 55a that accepts user input indicating the movement direction of the observation field on the display unit 70. The movement direction of the field of view movement mechanism 5 is indicated according to the direction input from the operation unit 55. The operation unit 55 can be configured with a joystick, touchpad, mouse, keyboard (arrow keys or specific keys), etc. In particular, by using a joystick 55b as the operation unit 55, the user can intuitively indicate the movement direction of the observation field by tilting the joystick 55b. For example, this makes it easy to indicate forward, reverse, clockwise, counterclockwise, up, down, left, right, etc. The movement speed can also be specified by the angle at which the joystick 55b is tilted from a vertical position. Specifically, as shown in Figure 4, the movement speed increases as the tilt angle α in a side view increases, and decreases as the tilt angle α decreases. As shown in Figure 5, the tilt angle β of the joystick 55b in a planar view indicates the direction of movement of the observation field, but when the route guide function described below is in operation, this tilt angle β in a planar view can also be used to indicate the movement speed.

なお、操作部55が受け付けるユーザ入力の方向と、視野移動機構5によるステージ部30や対物レンズ部25の移動方向は、操作部55がユーザ入力を受け付ける態様や、視野移動機構5が移動させる対象によって異なる。例えば、操作部55がジョイスティック55bであり、視野移動機構5がステージ部30側を移動させるXYステージの場合は、操作部55で入力された方向と逆の方向にXYステージでステージ部30を移動させることで、ユーザが入力した方向に観察視野が移動される。また視野移動機構5が対物レンズ部25側を移動させる場合は、ユーザ入力の方向とXYステージに移動方向が一致する。
この例では、視野移動機構5としてステージ部30を移動させるXYステージを、また移動方向指示部55aとしてジョイスティック55bを採用している。
The direction of the user input received by the operation unit 55 and the direction of movement of the stage unit 30 or the objective lens unit 25 by the field of view movement mechanism 5 differ depending on the manner in which the operation unit 55 receives the user input and the object to be moved by the field of view movement mechanism 5. For example, if the operation unit 55 is a joystick 55b and the field of view movement mechanism 5 is an XY stage that moves the stage unit 30, the observation field of view is moved in the direction input by the user by moving the stage unit 30 on the XY stage in the direction opposite to the direction input by the operation unit 55. Furthermore, if the field of view movement mechanism 5 moves the objective lens unit 25, the direction of the user input and the direction of movement of the XY stage coincide.
In this example, an XY stage for moving the stage unit 30 is used as the visual field moving mechanism 5, and a joystick 55b is used as the movement direction instruction unit 55a.

またジョイスティック55bのレバーを押し込むと、ステージ部30は原点又は初期位置に移動する。またステージ部30の移動先の座標を指定されたときは、ルートトレースモードを解除してそれに従う。 Furthermore, when the lever of the joystick 55b is pressed, the stage unit 30 moves to the origin or initial position. Furthermore, when the coordinates of the destination of the stage unit 30 are specified, the route tracing mode is canceled and the stage unit 30 follows those coordinates.

さらにまたステージ部30は、下ステージ昇降器35による高さ方向、すなわちZ方向への移動に加えて、平面内での移動も可能としている。具体的には、X軸方向およびY軸方向に移動可能なXYステージを備える。また、ステージ部30を回転させる回転可能なステージ(θステージ)を備えることもできる。 Furthermore, in addition to being able to move in the height direction, i.e., the Z direction, using the lower stage elevator 35, the stage unit 30 can also be moved within a plane. Specifically, it is equipped with an XY stage that can move in the X-axis and Y-axis directions. It can also be equipped with a rotatable stage (θ stage) that rotates the stage unit 30.

なお、この例では上Z昇降器16、及び下ステージ昇降器35を共に電動駆動とした例を説明した。ただ本発明では、対物レンズ部25とステージ部30のそれぞれの高さ情報が取得できておれば足り、上Z昇降器及び下ステージ昇降器が共に電動駆動であることは必須でない。例えば上Z昇降器と下ステージ昇降器のいずれか一方を手動で駆動させるように構成してもよい。 In this example, both the upper Z elevator 16 and the lower stage elevator 35 are electrically driven. However, in the present invention, it is sufficient to obtain height information for the objective lens unit 25 and the stage unit 30, and it is not necessary for both the upper Z elevator and the lower stage elevator to be electrically driven. For example, either the upper Z elevator or the lower stage elevator may be configured to be driven manually.

本体部50は、図2のブロック図に示すように、プロセッサ部51と、表示制御部52と、ストレージ部53と、インターフェース54と、操作部55と、メモリ部56を備える。この拡大観察装置100は、撮像光学系11を介して入射するステージ部30に固定された観察対象物WKからの反射光又は透過光を電気的に読み取る撮像素子12を用いて観察像を撮像し、ディスプレイ部70に表示させる。 As shown in the block diagram of Figure 2, the main body 50 includes a processor 51, a display control unit 52, a storage unit 53, an interface 54, an operation unit 55, and a memory unit 56. This magnification observation device 100 captures an observation image using an image sensor 12 that electrically reads reflected or transmitted light from an observation object WK fixed to a stage unit 30 that enters via an imaging optical system 11, and displays the image on a display unit 70.

ストレージ部53は、表示制御部52によりディスプレイ部70に表示される画像データを動画像として保存する等、記憶部として機能する。インターフェース54は、本体部50がヘッド部4や下ステージ昇降器35等とデータを通信するため接続部である。メモリ部56は、RAMやROMなどで構成される。このメモリ部56は、視野移動機構5の移動中にカメラ部10で撮像された、照明方向の異なる画像データを逐次保持するバッファメモリ57を含んでいる。操作部55は、カメラ部10で画像を撮像する際の条件を設定するための撮像条件や、その他の必要な各種の設定や操作を行うための部材でもある。
(表示制御部52)
The storage unit 53 functions as a memory unit, for example, by saving image data displayed on the display unit 70 by the display control unit 52 as a moving image. The interface 54 is a connection unit that allows the main body unit 50 to communicate data with the head unit 4, the lower stage elevator 35, etc. The memory unit 56 is composed of RAM, ROM, etc. This memory unit 56 includes a buffer memory 57 that sequentially stores image data captured by the camera unit 10 in different illumination directions while the field of view movement mechanism 5 is moving. The operation unit 55 is also a component for setting imaging conditions for setting conditions for capturing images with the camera unit 10, as well as for performing various other necessary settings and operations.
(Display control unit 52)

表示制御部52は、カメラ部10が生成する画像データをディスプレイ部70に出力する。ディスプレイ部70は、表示制御部52から出力される観察視野の画像データを表示させる。この表示制御部52は、GPUなどで構成できる。図2の例では、表示制御部52をプロセッサ部と別部材で構成した例を説明している。このような表示制御部52は、例えばGPUで構成される。ただ本発明はこの構成に限られず、表示制御部52をプロセッサ部に組み込んでもよい。例えばプロセッサを構成するCPUやMPUに、表示制御部52を統合してもよい。
(プロセッサ部51)
The display control unit 52 outputs image data generated by the camera unit 10 to the display unit 70. The display unit 70 displays image data of the observation field output from the display control unit 52. This display control unit 52 can be configured with a GPU or the like. The example in FIG. 2 illustrates an example in which the display control unit 52 is configured as a separate member from the processor unit. Such a display control unit 52 is configured with, for example, a GPU. However, the present invention is not limited to this configuration, and the display control unit 52 may be incorporated into the processor unit. For example, the display control unit 52 may be integrated into a CPU or MPU that constitutes a processor.
(Processor unit 51)

このプロセッサ部51は、ディスプレイ部70に表示された画像データに対して、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報を指示するための軌跡指示部81と、軌跡指示部81で指示された軌跡情報に基づいて、観察視野を移動させる視野移動軌跡を演算する軌跡演算部82と、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡に沿って、移動方向指示部55aによる移動方向の指示に従い、視野移動機構5の移動を制御する移動制御部83と、設定された領域に対応する観察対象物WKの一部又は全部に関するストレージ部53に記憶された焦点距離情報に基づいて、設定された領域に対応する観察対象物WKの光軸方向における高さを演算する画像処理部84と、基準座標取得部85を備える。基準座標取得部85は、画像表示領域111に表示された観察画像の中心の座標位置を基準位置として取得し、基準点の座標として登録する。また、後述するように、視野移動軌跡がz座標の情報も含む場合には、基準点の登録時に基準座標取得部85がxy座標だけではなくz座標も取得するようにしても良い。この拡大観察装置100は、撮像素子12を用いて指定された領域に対応する観察対象物WKの光軸方向における平均高さ(深さ)を演算できる。 The processor unit 51 includes a trajectory instruction unit 81 for instructing trajectory information regarding the direction of movement of the observation field for image data displayed on the display unit 70; a trajectory calculation unit 82 for calculating a field of view movement trajectory for moving the observation field based on the trajectory information instructed by the trajectory instruction unit 81; a movement control unit 83 for controlling movement of the field of view movement mechanism 5 along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82 in accordance with the movement direction instruction from the movement direction instruction unit 55a; an image processing unit 84 for calculating the height in the optical axis direction of the observation object WK corresponding to the set region based on focal length information stored in the storage unit 53 for part or all of the observation object WK corresponding to the set region; and a reference coordinate acquisition unit 85. The reference coordinate acquisition unit 85 acquires the coordinate position of the center of the observation image displayed in the image display area 111 as a reference position and registers it as the coordinate of the reference point. Furthermore, as will be described later, if the field of view movement trajectory also includes z-coordinate information, the reference coordinate acquisition unit 85 may acquire not only x-y coordinates but also z-coordinates when registering the reference point. This magnification observation device 100 can calculate the average height (depth) in the optical axis direction of the observation object WK corresponding to the specified area using the image sensor 12.

このプロセッサ部51は汎用のCPUやMPU、SoC、あるいは特定用途向けにカスタマイズされたASICやFPGA等のゲートアレイ等で構成できる。なおこの例では、一のCPUをプロセッサ部として、後述する複数の機能を実現する構成を示しているが、本発明はこの構成に限られず、複数のCPU等でプロセッサ部を構成してもよい。例えばいわゆるマルチコアのMPUでプロセッサ部を構成してもよい。この場合において、複数のコアで各機能を実現する他、コア毎に異なる機能を割り当てて実行してもよい。さらに、CPUとGPUの組み合わせでプロセッサ部を構成してもよい。この場合において、GPUは上述した表示制御部52の機能を果たす他、プロセッサ部に割り当てられた機能の一部又は全部を実行させるように構成してもよい。
(ルートガイド機能)
The processor unit 51 can be configured with a general-purpose CPU, MPU, SoC, or a gate array such as an ASIC or FPGA customized for a specific application. While this example shows a configuration in which a single CPU serves as the processor unit and realizes multiple functions described below, the present invention is not limited to this configuration, and the processor unit may be configured with multiple CPUs. For example, the processor unit may be configured with a so-called multi-core MPU. In this case, each function may be realized by multiple cores, or different functions may be assigned to each core for execution. Furthermore, the processor unit may be configured with a combination of a CPU and a GPU. In this case, the GPU not only performs the functions of the display control unit 52 described above, but may also be configured to execute some or all of the functions assigned to the processor unit.
(Route guide function)

この拡大観察装置100は、観察視野を予め設定したルートに沿って移動させ易くしたルートガイド機能を備えている。例えば観察対象物が図6に示すような円筒状のワークWK2であり、その端面の円周上のバリや傷などを拡大観察装置で観察する用途を考える。この場合、ディスプレイ部70に表示させる観察視野が観察対象物の端縁の円弧状に沿って移動するように、ステージ部30を移動させる必要がある。 This magnification observation device 100 is equipped with a route guide function that makes it easy to move the observation field along a pre-set route. For example, consider an application in which the observation object is a cylindrical workpiece WK2 as shown in Figure 6, and the magnification observation device is used to observe burrs and scratches on the circumference of its end face. In this case, it is necessary to move the stage unit 30 so that the observation field displayed on the display unit 70 moves along the arc of the edge of the observation object.

デジタルマイクロスコープにおける観察時には倍率が高くなるため、意図した位置に観察視野を移動させるのに一定の難易度がある。手動でステージ部を動かす際には、XY軸を個別に移動させることが一般的である。例えばステージ移動用のつまみをX方向移動用、Y方向移動用にそれぞれ準備し、ユーザが各つまみを操作することで所望の方向へ移動させる。この方法では、X方向への移動、Y方向への移動のそれぞれについて、個別に操作する必要があり、目的の位置へ移動させるのに苦労を要する。例えば、図6に示す円筒状のワークWK2の円弧に沿うように、X軸、Y軸の2軸を交互に動かしながら観察する必要があった。 When observing with a digital microscope, the magnification is high, making it somewhat difficult to move the observation field to the intended position. When manually moving the stage, it is common to move the X and Y axes separately. For example, separate knobs are provided for moving the stage in the X and Y directions, and the user operates each knob to move in the desired direction. This method requires separate operation for movement in the X and Y directions, making it difficult to move to the desired position. For example, it was necessary to observe by alternately moving the X and Y axes along the arc of the cylindrical workpiece WK2 shown in Figure 6.

これに対し、デジタルマイクロスコープが進化したことで、近年では電動XYステージを利用するケースも増えてきている。これにより画面上のマウス操作や、図7に示すようなジョイスティックを操作するなどしてXY平面の自由な移動が可能になった。 However, with the evolution of digital microscopes, the use of motorized XY stages has been increasing in recent years. This makes it possible to move freely on the XY plane by operating the on-screen mouse or a joystick as shown in Figure 7.

しかしながら、ドラッグやダブルクリックといったマウス操作の場合は、長い距離を移動させる場合に操作を連続させる必要がある。 However, when using mouse operations such as dragging or double-clicking, you need to perform the operation continuously to move long distances.

またジョイスティック等で指定の方向に連続移動させる場合も、厳密にサンプルに沿って移動できるわけではなく、図6に示すように、希望のルートに対して蛇行しながら進むことになる。観察視野が蛇行して移動している間、ユーザは希望のルートから外れないよう集中して操作し続ける必要があり、大きなストレスを感じることになる。 Furthermore, even when moving continuously in a specified direction using a joystick or similar, the field of view does not move strictly along the sample, but rather moves in a zigzag pattern along the desired route, as shown in Figure 6. While the observation field of view moves in a zigzag pattern, the user must continue to concentrate on the operation to ensure that it does not stray from the desired route, which can be very stressful.

一方で、画像連結機能を利用して事前に撮影しておき、あとから確認するという方法を採ることもできる。ただしこの場合は、撮影範囲を設定して撮影が完了するまでの間に多大な時間がかかることになり、バリの有無だけを確認したいようなユーザにとって毎回撮影から保存までの手間をかけることは大きな負担になってしまう。 On the other hand, you can also use the image stitching function to take photos in advance and check them later. However, in this case, it takes a lot of time from setting the shooting range to completing the shoot, and for users who just want to check for the presence or absence of burrs, the effort of taking photos and saving them each time can be a significant burden.

そこで本実施形態に係る拡大観察装置100では、予め観察視野を移動させるルートを設定しておき、移動方向指示部55aで観察視野を実際に指示する際には、設定されたルートに沿って観察視野が変化するように視野移動機構5を制御するルートトレースモードを備えている。ルートトレースモードを実行することで、ユーザはおおよその方向を移動方向指示部55aで指示するだけで、観察視野を複雑な経路であっても所望のルートで移動させることが可能となり、ステージ部30の移動などに煩わされることなく観察に集中できる。上述した図7の例では、予め円筒状の端面に沿うように円弧状のルートRTを図8に示すように設定しておく。そして移動方向指示部55aであるジョイスティック55bを概ね右方向に倒すだけで、観察視野を円弧に沿って移動させることができる。図8において、矢印DJ1はジョイスティック55bを倒した方向を示している。本来であれば円弧状のルートの接線方向DS1に沿うようにジョイスティック55bの傾斜方向を右方向から上方向に徐々に変更しなければ、観察視野を円弧状に移動させることはできないところ、ルートトレースモードを実行することで、図8に示すように一定方向DJ1にジョイスティック55bを倒したままでも、ステージ部30をルートRTに沿って円弧状、すなわちDS1の方向に移動させることが可能となる。すなわち、ジョイスティック55bの傾斜方向DJ1を円弧の位置に応じて徐々に変化させずとも、対物レンズ部25の光軸AXをステージ部30の載置面上で、図8に示すように円周に沿って、DS1のように曲がって移動させることが可能となる。このように、ルートトレースモードにおいてはジョイスティック55bの傾斜方向DJ1と、ステージ部30の実際の移動方向DS1を乖離させた移動制御を許容している。 Therefore, the magnification observation device 100 according to this embodiment is equipped with a route tracing mode in which a route for moving the observation field is set in advance, and when the observation field is actually specified using the movement direction indicator 55a, the field of view movement mechanism 5 is controlled so that the observation field changes along the set route. By executing the route tracing mode, the user can move the observation field along the desired route, even if it is a complex path, simply by specifying a general direction using the movement direction indicator 55a. This allows the user to concentrate on the observation without being distracted by moving the stage unit 30. In the example shown in Figure 7 above, an arc-shaped route RT is set in advance to follow the cylindrical end face, as shown in Figure 8. Then, by simply tilting the joystick 55b, which serves as the movement direction indicator 55a, roughly to the right, the observation field can be moved along the arc. In Figure 8, the arrow DJ1 indicates the direction in which the joystick 55b is tilted. Normally, the observation field of view cannot be moved in an arc unless the tilt direction of the joystick 55b is gradually changed from right to upward along the tangent direction DS1 of the arc-shaped route. However, by executing the route tracing mode, it is possible to move the stage unit 30 in an arc along the route RT, i.e., in the direction of DS1, even while keeping the joystick 55b tilted in a fixed direction DJ1, as shown in FIG. 8. In other words, it is possible to move the optical axis AX of the objective lens unit 25 on the mounting surface of the stage unit 30, bending along the circumference as shown in FIG. 8, as shown in DS1, without gradually changing the tilt direction DJ1 of the joystick 55b according to the position of the arc. In this way, the route tracing mode allows movement control in which the tilt direction DJ1 of the joystick 55b and the actual movement direction DS1 of the stage unit 30 are deviated.

また、視野移動軌跡にあらかじめ順方向と逆方向とが設定されており、視野移動軌跡と共にメモリ部56に記憶されていても良い。この場合、図5のβが1°~179°の角度で倒されている場合には順方向に進み、181°~359°の角度に倒されている場合には逆方向に進むように移動制御される。なお0°と180°の角度に倒された場合にいずれの方向に進むかは適宜設定されればよい。角度βの倒し角と、順方向と逆方向の対応付けについてはこの例に限定されず、適宜設定されても良い。 Furthermore, forward and reverse directions may be set in advance for the field of view movement trajectory and stored in memory unit 56 together with the field of view movement trajectory. In this case, movement is controlled so that when β in Figure 5 is tilted at an angle between 1° and 179°, it moves in the forward direction, and when it is tilted at an angle between 181° and 359°, it moves in the reverse direction. Note that the direction in which it moves when tilted at angles of 0° and 180° can be set as appropriate. The correspondence between the tilt angle of angle β and the forward and reverse directions is not limited to this example and may be set as appropriate.

このような操作はジョイスティック55bに制限されるものでない。例えば図9に示すような移動ボタン55cを仮想的に又は物理的に準備し、順方向や逆方向、あるいは右方向や下方向、上下方向や左右方向といったボタン操作による指示も可能である。また視野移動軌跡にあらかじめ順方向と逆方向とが設定されており、視野移動軌跡と共にメモリ部56に記憶されている場合は、進むボタンと戻るボタンのように二つの移動方向を指定するボタンがあればよい。この場合、進むボタンを押下すると順方向に観察視野が移動するように移動機構が制御され、戻るボタンを押下すると逆方向に観察視野が進むように移動機構が制御される。さらにホイールボタンを備えるマウスを移動方向指示部55aとして用いる場合、図10に示すようにマウスホイールをクリックすることで表示されるアイコンICの周囲に、視野の移動方向を指示するマウスカーソルMCを移動させることで、ジョイスティックのように観察視野の移動方向を指示することもできる。 Such operations are not limited to the joystick 55b. For example, virtual or physical movement buttons 55c, as shown in Figure 9, can be prepared, and instructions can be given by operating the buttons to move forward or backward, or to the right or down, up or down, or left or right. Furthermore, if the forward and reverse directions are preset for the field of view movement trajectory and stored in the memory unit 56 along with the field of view movement trajectory, buttons for specifying two movement directions, such as a forward button and a back button, are sufficient. In this case, pressing the forward button controls the movement mechanism so that the observation field moves forward, and pressing the back button controls the movement mechanism so that the observation field moves in the reverse direction. Furthermore, if a mouse with a wheel button is used as the movement direction instruction unit 55a, the direction of movement of the observation field can be specified, like with a joystick, by moving the mouse cursor MC, which indicates the direction of field movement, around an icon IC, which is displayed by clicking the mouse wheel, as shown in Figure 10.

上述のように軌跡演算部82で演算される視野移動軌跡には、曲線を含むことができる。これにより、従来は面倒であった観察視野の曲線状の移動を簡便に行える利点が得られる。また軌跡演算部82で演算される視野移動軌跡が、折曲部を含むこともできる。これにより、従来は面倒であった観察視野の、直線状でない折曲させた移動を簡便に行える利点が得られる。
(移動制御部83)
As described above, the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82 can include a curve. This has the advantage of allowing curved movement of the observation field, which has been troublesome in the past, to be easily performed. Furthermore, the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82 can also include a bent portion. This has the advantage of allowing non-linear, bent movement of the observation field, which has been troublesome in the past, to be easily performed.
(Movement control unit 83)

移動制御部83は、視野移動機構5の制御方法として、ルートトレースモードと、フリーモードを切替可能としている。ルートトレースモードでは、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡に沿うように、移動方向指示部55aで視野移動機構5を制御する。またフリーモードでは、視野移動軌跡と無関係に、移動方向指示部55aで指示された移動方向又は指定された座標位置に視野移動機構5を制御する。これにより、ルートトレースモードでは視野移動軌跡に沿った観察視野の移動を簡便に実現しつつ、フリーモードにおいてユーザの自由な観察視野の移動にも対応できる。 The movement control unit 83 can switch between route trace mode and free mode as a control method for the field of view movement mechanism 5. In route trace mode, the movement direction indication unit 55a controls the field of view movement mechanism 5 so that it follows the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82. In free mode, the field of view movement mechanism 5 is controlled in the movement direction indicated by the movement direction indication unit 55a or to a specified coordinate position, regardless of the field of view movement trajectory. This makes it possible to easily move the observation field of view along the field of view movement trajectory in route trace mode, while also allowing the user to freely move the observation field of view in free mode.

移動制御部83は、ジョイスティック55bなどの移動方向指示部55aで指示された移動方向に従って、観察視野が視野移動軌跡に沿ってスムーズに移動するように、視野移動軌跡の変化を予め想定しながらステージ部30等の視野移動機能のスムーズな移動を実現している。具体的には、移動制御部83は図11Aに示すように、ステージ部30等の移動方向DS1と移動速度に加えて、ジョイスティック55b等で指示された移動方向DJ1、すなわち移動コマンドを監視するポーリング間隔から、到達する予測地点を算出する。そして図11Bに示すように、算出した予測地点から視野移動軌跡に最も近い点を探索し、最も近い点に向けてステージ部30等の移動方向DS1と移動速度を補正して、移動させる。算出されたDS1を元にステージを移動させ、ポーリング周期が経過したら上記の処理を繰り返す。これによって、視野移動軌跡が曲線上であってもスムーズな移動が実現される。また、視野移動軌跡にあらかじめ順方向と逆方向とが設定されており、ジョイスティックの倒し角βとこれらの方向とが対応付けられている場合、βの角度に応じて移動速度が変化しても良い。この場合、例えばβの角度が90°に近いほど順方向の移動速度が速くなるよう移動機構が制御され、270°に近いほど逆方向への移動速度が速くなるよう移動機構が制御されても良い。 The movement control unit 83 realizes smooth movement of the field of view movement function of the stage unit 30, etc., by anticipating changes in the field of view movement trajectory in advance, so that the observation field of view moves smoothly along the field of view movement trajectory in accordance with the movement direction indicated by the movement direction indication unit 55a, such as the joystick 55b. Specifically, as shown in FIG. 11A, the movement control unit 83 calculates a predicted arrival point from the movement direction DS1 and movement speed of the stage unit 30, etc., as well as the movement direction DJ1 indicated by the joystick 55b, etc., i.e., the polling interval for monitoring movement commands. Then, as shown in FIG. 11B, it searches for the point closest to the calculated predicted point on the field of view movement trajectory, corrects the movement direction DS1 and movement speed of the stage unit 30, etc., and moves it toward the closest point. The stage is moved based on the calculated DS1, and the above process is repeated when the polling period has elapsed. This achieves smooth movement even when the field of view movement trajectory is curved. Additionally, if forward and reverse directions are set in advance for the visual field movement trajectory, and the joystick tilt angle β is associated with these directions, the movement speed may change according to the angle of β. In this case, for example, the movement mechanism may be controlled so that the forward movement speed increases as the angle of β approaches 90°, and the reverse movement speed increases as the angle approaches 270°.

ここで、ルートガイド機能を実現する拡大画像観察方法を、図12のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップS1201において、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報をユーザに指示させる。例えば軌跡指示部81でもって、ユーザによる基準点指定を軌跡情報として受け付ける。 Here, a method for observing an enlarged image that realizes the route guide function will be described based on the flowchart in Figure 12. First, in step S1201, the user is prompted to specify trajectory information related to the direction of movement of the observation field. For example, the trajectory specification unit 81 accepts the user's specification of a reference point as trajectory information.

次にステップS1202において、軌跡情報に従い軌跡演算部82が視野移動軌跡を演算する。例えば軌跡指示部81でユーザにより指定された基準点に基づき、補完したルートを設定する。そしてステップS1203において、ユーザによるステージ部30の移動方向の指示を受け付ける。さらにステップS1204において、指定された移動方向及び補完したルートに基づいて、ステージ部30の移動方向を決定する。最後にステップS1205において、決定した移動方向に基づいてステージ部30を制御する。
(軌跡指示部81、軌跡演算部82)
Next, in step S1202, the trajectory calculation unit 82 calculates a field of view movement trajectory in accordance with the trajectory information. For example, an interpolated route is set based on a reference point specified by the user using the trajectory specification unit 81. Then, in step S1203, a user instruction for the movement direction of the stage unit 30 is accepted. Furthermore, in step S1204, the movement direction of the stage unit 30 is determined based on the specified movement direction and the interpolated route. Finally, in step S1205, the stage unit 30 is controlled based on the determined movement direction.
(Trajectory instruction section 81, trajectory calculation section 82)

軌跡指示部81は、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報を指示する。軌跡指示部81で指定された軌跡情報に基づいて、軌跡演算部82が観察視野を移動させる軌跡、すなわちルートを設定する。ここで軌跡情報としては、例えば複数の基準点が挙げられる。軌跡指示部81で指示された複数の基準点を通るルートを、軌跡演算部82が演算する。例えば、ルートが円形の場合は、基準点として円周上の3点を指定する。またルートが直線状の線分を組み合わせたものである場合は、線分の始点と終点、あるいは折曲点を基準点として指示する。なお軌跡指示部81及び軌跡演算部82は、別部材とする他、これらを統合してもよい。 The trajectory instruction unit 81 specifies trajectory information related to the direction of movement of the observation field. Based on the trajectory information specified by the trajectory instruction unit 81, the trajectory calculation unit 82 sets a trajectory, i.e., a route, along which the observation field will move. Here, trajectory information can include, for example, multiple reference points. The trajectory calculation unit 82 calculates a route that passes through the multiple reference points specified by the trajectory instruction unit 81. For example, if the route is circular, three points on the circumference are specified as reference points. Furthermore, if the route is a combination of straight line segments, the start and end points of the line segments, or bend points, are specified as reference points. Note that the trajectory instruction unit 81 and the trajectory calculation unit 82 may be separate components or may be integrated.

また軌跡指示部81及び軌跡演算部82は、ルートを予め用意された幾何形状で近似することができる。すなわち、軌跡指示部81から予め幾何形状を選択させた上で、この幾何形状を通る点を基準点として指定することにより、軌跡演算部82でもってルートを演算できる。幾何形状は、円形、楕円形、矩形、多角形、星形、直線や線分、円弧などの曲線などが挙げられる。幾何形状は、二次元平面で表現できるものであれば特に制限されない。円形や楕円形、ベジエ曲線などの指定は、3点以上を指定することで可能となる。また矩形などの多角形は、頂点を指定することで可能となる。 The trajectory indication unit 81 and trajectory calculation unit 82 can also approximate a route using a pre-prepared geometric shape. That is, by selecting a geometric shape in advance using the trajectory indication unit 81 and then specifying a point that passes through this geometric shape as a reference point, the trajectory calculation unit 82 can calculate a route. Geometric shapes include circles, ellipses, rectangles, polygons, stars, straight lines, line segments, and curves such as arcs. There are no particular restrictions on geometric shapes as long as they can be expressed on a two-dimensional plane. Circles, ellipses, Bezier curves, etc. can be specified by specifying three or more points. Polygons such as rectangles can be created by specifying vertices.

幾何形状の選択は幾何形状選択部、基準点の指定は基準点指定部から行うことができる。例えば、幾何形状GS1として直線又は線分を選択した場合は、図13Aに示すように、基準点としてディスプレイ部70上で2点を指定することで、この2点を通る直線又は線分をルートとして演算できる。なおこの例では説明の便宜上、ヘッド部4側をステージ部30に対して相対移動させた状態を示している。 The geometric shape can be selected in the geometric shape selection section, and the reference point can be specified in the reference point specification section. For example, if a straight line or line segment is selected as the geometric shape GS1, as shown in Figure 13A, by specifying two points on the display unit 70 as reference points, the straight line or line segment passing through these two points can be calculated as the route. Note that for ease of explanation, this example shows the state in which the head unit 4 has been moved relative to the stage unit 30.

また図13Bに示すように、幾何形状GS2として円形を選択した場合は、基準点として3点を指定することでこれらの点を通る円をルートとして演算できる。同様に図13Cに示すように、幾何形状GS3として矩形を選択した場合は、基準点として3点の頂点又は四隅を指定することでこれらの点を基に規定した矩形をルートとして演算できる。なお四隅が90°である場合は、矩形を3点で規定することもできる。また、幾何形状は円形や矩形といった単純なものに限られず、複雑な形状を指定してもよい。例えば複数の図形の和集合や積集合、折曲部分を含む連続した線分、ポインティングデバイスで指示した軌跡をトレースした図形など、任意の形状が利用できる。例えば図13Dでは、幾何形状GS4として部分的に欠けた円形を、図13Eでは幾何形状GS5として星形を、また図13Fでは幾何形状GS6として連続する複数の線分で構成された図形の例を示している。 As shown in Figure 13B, if a circle is selected as the geometric shape GS2, three reference points can be specified to calculate the circle that passes through these points as the route. Similarly, as shown in Figure 13C, if a rectangle is selected as the geometric shape GS3, three vertices or four corners can be specified as reference points to calculate the route of the rectangle defined based on these points. Note that if the four corners are 90°, the rectangle can also be defined by three points. Furthermore, geometric shapes are not limited to simple ones such as circles or rectangles; complex shapes can also be specified. For example, any shape can be used, such as the union or intersection of multiple shapes, a series of line segments including bent portions, or a shape tracing a path indicated with a pointing device. For example, Figure 13D shows an example of a partially missing circle as the geometric shape GS4, Figure 13E shows a star as the geometric shape GS5, and Figure 13F shows an example of a shape composed of multiple continuous line segments as the geometric shape GS6.

また幾何形状は、円形や矩形のような閉じた図形である必要はなく、直線や曲線等とすることもできる。例えば図14のような、基板CB上に複数のチップCPを離散的に実装した観察対象物の、各チップCPを観察する例を考える。この場合は、チップCPの配置に従い、各チップCPの位置に基準点を設定することで、図15のような折れ線状のルートRTが視野移動軌跡として設定される。
(軌跡指示部81の具体例)
Furthermore, the geometric shape does not need to be a closed figure such as a circle or a rectangle, and can also be a straight line, a curve, etc. For example, consider an example of observing each chip CP of an observation object in which multiple chips CP are discretely mounted on a substrate CB, as shown in Figure 14. In this case, by setting a reference point at the position of each chip CP according to the arrangement of the chips CP, a broken line route RT as shown in Figure 15 is set as the field of view movement trajectory.
(Specific example of the trajectory instruction unit 81)

観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報を指示する具体例を、図16~図18に基づいて説明する。これらの図は、図1の本体部50にインストールされて実行される、拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムのユーザインターフェース画面である軌跡指示画面110で軌跡指示部81を実現する例を示している。このようなユーザインターフェース画面は、拡大観察装置100のディスプレイ部70や外部接続されたコンピュータのモニタ上に表示される。ユーザはディスプレイ部70に表示された画面上から、拡大観察装置100の各種設定や操作を行う。この拡大画像観察プログラムは、本体部50に組み込まれている。なおこれらのプログラムのユーザインターフェース画面の例において、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見易く、評価や判断が容易な表示としたり操作しやすいレイアウトとすることもできる。例えば詳細設定画面を別ウィンドウで表示させる、複数画面を同一表示画面内で表示する等、適宜変更できる。またこれらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するON/OFF操作、数値や命令入力等の指定は、操作部55で行う。ここでは、プログラムを組み込んだコンピュータに接続された入力デバイスでもって、撮像条件等の設定を行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力部によりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。操作部55等を構成する入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、拡大観察装置100等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ部70のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。 Specific examples of specifying trajectory information related to the direction of movement of the observation field are described with reference to Figures 16 to 18. These figures show an example in which the trajectory instruction section 81 is implemented on the trajectory instruction screen 110, which is a user interface screen for a magnified image observation program that operates the magnified observation device and is installed and executed on the main unit 50 of Figure 1. Such a user interface screen is displayed on the display unit 70 of the magnified observation device 100 or on the monitor of an externally connected computer. The user performs various settings and operations for the magnified observation device 100 from the screen displayed on the display unit 70. This magnified image observation program is built into the main unit 50. It goes without saying that the layout, shape, display method, size, color scheme, and pattern of each input field and button in these program user interface screen examples can be modified as needed. Changing the design can also improve visibility, facilitate evaluation and judgment, and create a layout that is easier to operate. For example, modifications can be made as needed, such as displaying a detailed settings screen in a separate window or displaying multiple screens on the same screen. Furthermore, on the user interface screens of these programs, the ON/OFF operation of virtually provided buttons and input fields, the input of numerical values and commands, etc., is performed by the operation unit 55. Here, imaging conditions, etc., are set using an input device connected to a computer in which the programs are installed. In this specification, "press" includes not only physically touching a button to operate it, but also clicking or selecting it using the input unit to virtually press it. The input/output devices constituting the operation unit 55, etc., are connected to the computer via wired or wireless connections, or are fixed to the computer, etc. Typical input units include various pointing devices such as a mouse, keyboard, slide pad, trackpoint, tablet, joystick, console, jog dial, digitizer, light pen, numeric keypad, touchpad, and AccuPoint. Furthermore, these input/output devices are not limited to operating programs but can also be used to operate hardware such as the magnifying observation device 100. Furthermore, the display unit 70 that displays the interface screen may itself use a touch screen or touch panel, allowing the user to input or operate by directly touching the screen with their hand, or voice input or other existing input means may be used, or these may be used in combination.

図16~図18に示す拡大画像観察プログラムの軌跡指示画面110は、左側に画像表示領域111、右側に操作領域112をそれぞれ設けている。画像表示領域111には、観察視野の画像データが表示されている。また操作領域112には、ルートガイド機能を実行するために必要な設定を行うボタン類が表示されている。この例では、操作領域112の上から下に、ユーザが設定すべき項目順に並べられており、ユーザは操作領域112で示された順に設定を行うことでルートガイド機能を利用できるようになる。このように操作領域112は、拡大観察装置の操作に詳しくない者であっても必要な設定を簡単に行えるように誘導するガイダンス機能を果たしている。具体的に操作領域112には、上段にルートガイド設定部113が、中段にルート表示領域120、下段にルートガイド実行表示欄122、ルートガイド開始ボタン124が、それぞれ配置される。 The trajectory instruction screen 110 of the magnified image observation program shown in Figures 16 to 18 has an image display area 111 on the left and an operation area 112 on the right. Image data of the observation field is displayed in the image display area 111. The operation area 112 displays buttons for making settings necessary to execute the route guide function. In this example, the items that the user must set are arranged from top to bottom in the operation area 112, and the user can use the route guide function by making settings in the order shown in the operation area 112. In this way, the operation area 112 serves a guidance function that guides even those who are not familiar with operating a magnified observation device to easily perform the necessary settings. Specifically, the operation area 112 has a route guide setting section 113 on the top row, a route display area 120 on the middle row, and a route guide execution display field 122 and a route guide start button 124 on the bottom row.

ルートガイド設定部113は、ルートの幾何形状を設定するための部材が配置される。具体的には、ルートガイド設定部113には、幾何形状選択ボタン114、「登録」ボタン115、「元に戻す」ボタン116、「リセット」ボタン117等が設けられている。幾何形状選択ボタン114は、ルートの幾何形状を選択するための部材である。この例では、円、楕円、多角形の3つが用意されており、ユーザにいずれかの幾何形状を選択させることができる。幾何形状選択ボタン114で選択された幾何形状に応じて指定しなければならない基準点の数も変化する。例えば、上述の通り幾何形状が円形の場合は、指定された3点の基準点を通る円になる。また多角形の場合は、指定された基準点同士を結ぶ直線となる。 The route guide setting unit 113 has components for setting the geometric shape of the route. Specifically, the route guide setting unit 113 has a geometric shape selection button 114, a "Register" button 115, an "Undo" button 116, a "Reset" button 117, and the like. The geometric shape selection button 114 is a component for selecting the geometric shape of the route. In this example, three geometric shapes are available: circle, ellipse, and polygon, and the user can select one of them. The number of reference points that must be specified varies depending on the geometric shape selected with the geometric shape selection button 114. For example, as mentioned above, if the geometric shape is a circle, the circle will pass through the three specified reference points. If the geometric shape is a polygon, the line will be a straight line connecting the specified reference points.

「登録」ボタン115は、指定した点を基準点として登録するための部材である。「元に戻す」ボタン116は、直前に指定した基準点を1つ削除するための部材である。「リセット」ボタン117は、指定した点をすべて削除するための部材である。 The "Register" button 115 is used to register a specified point as a reference point. The "Undo" button 116 is used to delete the most recently specified reference point. The "Reset" button 117 is used to delete all specified points.

この例では、幾何形状選択ボタン114で円を選択した状態を示している。円を選択すると、円を規定するために3点を指定することがルートガイド設定部113に模式図で示される。ユーザは、画像表示領域111で表示される観察視野を移動させて、3点を順次指定していく。具体的には、視野移動機構5を移動させて、観察対象物の所望の位置が観察視野の中央となるように調整する。位置決めが終わると、「登録」ボタン115を押下することで、図2に示す基準座標取得部85が画像表示領域111に表示された観察画像の中心の座標位置を基準位置として取得し、基準点の座標として登録すると共に、ルート表示領域120に登録された基準位置を含む観察視野が縮小表示される。また後述するように、視野移動軌跡がz座標の情報も含む場合には、基準点の登録時に基準座標取得部85がxy座標だけではなくz座標も取得するようにしても良い。 This example shows the state in which a circle has been selected with the geometric shape selection button 114. When a circle is selected, the route guide setting unit 113 shows a schematic diagram indicating that three points must be specified to define the circle. The user moves the observation field displayed in the image display area 111 to sequentially specify three points. Specifically, the user moves the field of view movement mechanism 5 to adjust the desired position of the observation object to be at the center of the observation field. Once positioning is complete, the user presses the "Register" button 115. The reference coordinate acquisition unit 85 shown in FIG. 2 acquires the coordinate position of the center of the observation image displayed in the image display area 111 as the reference position and registers it as the coordinate of the reference point. At the same time, the observation field including the registered reference position is displayed in the route display area 120 in a reduced size. Furthermore, as will be described later, if the field of view movement trajectory also includes z-coordinate information, the reference coordinate acquisition unit 85 may acquire not only x-y coordinates but also z-coordinates when registering the reference point.

ルート表示領域120は、指定された基準点と設定された視野移動軌跡を表示させるための部材である。このルート表示領域120は、指定された基準点のすべてが画像内に収まるように、基準点が指定されるたびに表示スケールを変化させることができる。 The route display area 120 is a component for displaying the specified reference points and the set visual field movement trajectory. This route display area 120 can change the display scale each time a reference point is specified so that all of the specified reference points fit within the image.

またルート表示領域120には、観察対象物の全体を示す広域画像を表示させることができる。広域画像は、対物レンズ部25の倍率を低くして観察視野を広くした状態で撮像した画像データである。広域画像中で、基準点として登録された観察視野と対応する部位が、矩形状に表示される。ユーザが画像表示領域111で順次、基準位置を指定していくと、これに応じてルート表示領域120で表示された広域画像の該当する部位に、登録済みの基準位置を含む観察視野の画像が矩形状に表示される。図17は、図16に続いて2つ目の基準位置を登録した状態を示している。さらに3つ目の基準位置を登録した状態を、図18に示す。この状態で、3つの基準位置を通る円が確定され、視野移動軌跡が決定される。さらにルート表示領域120では、登録済みの基準位置がすべて表示されるよう、表示倍率が自動で調整される。図18の例では、図17の表示倍率では3つの基準位置をすべて表示できないため、表示倍率を下げることで3つの基準位置をすべて含めた円を表示できるように表示倍率を自動調整した例を示している。このように、一画像で視野移動軌跡の全体と、指定された基準位置を一覧できることで、ユーザは自身で指定した基準位置と視野移動軌跡の対応関係を視覚的に把握し易くできる。 The route display area 120 can also display a wide-area image showing the entire object being observed. The wide-area image is image data captured with the objective lens unit 25 at a low magnification to widen the observation field. In the wide-area image, a rectangular portion of the observation field registered as a reference point is displayed. As the user sequentially specifies reference positions in the image display area 111, a rectangular image of the observation field including the registered reference position is displayed in the corresponding portion of the wide-area image displayed in the route display area 120. Figure 17 shows the state after a second reference position has been registered following Figure 16. Figure 18 shows the state after a third reference position has been registered. In this state, a circle passing through the three reference positions is established, and the field movement trajectory is determined. Furthermore, the display magnification in the route display area 120 is automatically adjusted to display all registered reference positions. In the example of Figure 18, the display magnification of Figure 17 is insufficient to display all three reference positions, so the display magnification is automatically adjusted to display a circle including all three reference positions by lowering the display magnification. In this way, being able to see the entire view movement trajectory and the specified reference position in one image makes it easier for users to visually grasp the correspondence between the reference position they specified and the view movement trajectory.

ルートガイド実行表示欄122には、ルートトレースモードが選択されていることをユーザに告知するための表示が行われる。例えばルートガイドの設定や実行中には「ルートガイド中」等と表示される。またルートトレースモードが解除されると「ルートガイド解除中」や「ルート上に移動するとガイドを開始します」等と表示して、ルートガイド機能に復帰させるための手順をユーザに示すことができる。 The route guide execution display field 122 displays a message to notify the user that route tracing mode has been selected. For example, while route guidance is being set or executed, "Route guidance in progress" is displayed. When route tracing mode is canceled, messages such as "Route guidance canceled" or "Guidance will begin when you move onto the route" are displayed, and the user can be shown the steps to return to the route guidance function.

ルートガイド開始ボタン124は、ルートガイド機能を実行するための部材である。ルートガイド開始ボタン124は、ルートガイド機能の実行に必要な設定が終わるまでは押下できない。具体的には、選択した幾何形状に応じて指定の必要な基準点の数が変化することから、必要な数の基準点を指定するまでは、ルートガイド開始ボタン124はグレーアウトされている。操作欄の上から順にユーザに設定を行わせ、一通りの設定作業を終えると、ルートガイド開始ボタン124が選択可能となる。この状態でルートガイド開始ボタン124を押下するとルートガイドが開始され、ステージ部30の移動が制限される。
(ルートの補完)
The route guide start button 124 is a component for executing the route guide function. The route guide start button 124 cannot be pressed until the settings required to execute the route guide function have been completed. Specifically, since the number of reference points that need to be specified varies depending on the selected geometric shape, the route guide start button 124 is grayed out until the required number of reference points have been specified. The user is prompted to perform settings in order from the top of the operation column, and once all the setting work has been completed, the route guide start button 124 becomes selectable. When the route guide start button 124 is pressed in this state, route guidance begins and the movement of the stage unit 30 is restricted.
(Root completion)

視野移動軌跡の演算は、軌跡指示部81から入力された軌跡情報に基づいて、軌跡演算部82が行う。軌跡演算部82は、複数の基準点から、その間の座標を補完し、補完したルートとして視野移動軌跡を完成させる。また、選択された幾何形状に基づいて、軌跡演算部82は補完のアルゴリズムを変更する。なお軌跡情報は、複数の基準点に限らず、他の指定方法も適宜利用できる。例えば円形の軌跡を指定する軌跡情報として、円形の中心座標と半径で指定することができる。 The trajectory calculation unit 82 calculates the field of view movement trajectory based on the trajectory information input from the trajectory specification unit 81. The trajectory calculation unit 82 interpolates the coordinates between multiple reference points and completes the field of view movement trajectory as an interpolated route. Furthermore, the trajectory calculation unit 82 changes the interpolation algorithm based on the selected geometric shape. Note that trajectory information is not limited to multiple reference points; other specification methods can also be used as appropriate. For example, trajectory information specifying a circular trajectory can be specified by the center coordinates and radius of the circle.

ここまででは、主に円形の軌跡を指定する方法を述べた。次に、折曲部を有する直線の視野移動軌跡を指定する場合について、図14、図15に基づいて説明する。まず図13Bにて幾何形状GS2として直線を選択した場合は、基準点として2点以上を指定することでこれらの点を通る直線を視野移動軌跡として演算できる。図14において、I~IVは観察視野を示しており、基準点として指定される順番を示している。幾何形状GS2として直線を指定した場合には、基準点が指定されると、基準点の座標と共に指定された順番も併せてメモリ部56に記憶されるようにしても良い。この場合基準点の指定された順に、基準点間が補完されるように視野移動軌跡が算出される。すなわち図14において、I~IVの順で基準点を指定したとすると、図15に示す視野移動軌跡が算出される。さらに、視野移動軌跡と共に前述の順方向と逆方向とが対応付けて記憶される場合、基準点の指定された順番が早い方から遅い方向に向かう方向を順方向、逆の方向を逆方向として設定されても良い。すなわち、図15においてIからIVに向かう方向が順方向、IVからIに向かう方向が逆方向として設定される。 Up to this point, we have mainly discussed methods for specifying circular trajectories. Next, we will explain the case of specifying a linear field of view movement trajectory with bends, based on Figures 14 and 15. First, if a straight line is selected as the geometric shape GS2 in Figure 13B, by specifying two or more points as reference points, a straight line passing through these points can be calculated as the field of view movement trajectory. In Figure 14, I to IV indicate the observation field and the order in which they are specified as reference points. If a straight line is specified as the geometric shape GS2, when a reference point is specified, the order in which the reference points are specified may be stored in memory unit 56 along with the coordinates of the reference points. In this case, the field of view movement trajectory is calculated so that the intervals between the reference points are interpolated in the order in which they are specified. That is, if the reference points are specified in the order I to IV in Figure 14, the field of view movement trajectory shown in Figure 15 is calculated. Furthermore, if the forward and reverse directions described above are stored in association with the field of view movement trajectory, the direction from the earliest to the latest reference point may be set as the forward direction, and the reverse direction may be set as the reverse direction. That is, in Figure 15, the direction from I to IV is set as the forward direction, and the direction from IV to I is set as the reverse direction.

さらに、観察視野の移動方向の規定に関する軌跡情報は、上述したディスプレイ部70の画面上で基準点を指定する方法のみに限られず、例えば座標位置を数値で直接入力したり、視野移動軌跡を数式で指定する等の方法も利用できる。 Furthermore, the trajectory information for specifying the direction of movement of the observation field of view is not limited to the method of specifying a reference point on the screen of the display unit 70 as described above; other methods can also be used, such as directly entering numerical coordinate positions or specifying the field of view movement trajectory using a formula.

なお、観察対象物をステージ部30上の定位置に配置する用途、例えば位置決め用の冶具などを使って同じサンプルを毎回ステージ部30の同じ位置に配置する場合は、一度冶具の設計値に合わせて視野移動軌跡を設定すれば、後は同じ条件でルートガイドを実施できる。いいかえると、毎回ステージ部30を移動させて基準位置を登録し視野移動軌跡を設定する必要はない。また、メモリ部56に視野移動軌跡の設定を記憶しておくことで、記憶された設定を呼び出して、ルートを再現することもできる。この場合、視野移動軌跡の設定情報として例えば、基準座標取得部85にて取得された各基準点の座標、軌跡指示部81にて選択を受け付けられた幾何形状が記憶される。記憶された設定を呼び出してルートを再現する場合は、各基準点の座標及び幾何形状に基づいてルートが再現される。さらに基準点が指定された時のレンズや倍率なども併せて記憶されている場合には、これらの情報と現在のレンズや倍率などの情報とに基づいて、後述する視野ずれ補正も行ったうえで視野移動軌跡が再現される。 Note that when placing an object to be observed in a fixed position on the stage unit 30, for example, when using a positioning jig to place the same sample in the same position on the stage unit 30 each time, the field of view movement trajectory can be set once to match the jig's design values, and route guidance can then be performed under the same conditions. In other words, there is no need to move the stage unit 30 each time, register a reference position, and set the field of view movement trajectory. Furthermore, by storing the field of view movement trajectory settings in the memory unit 56, the stored settings can be recalled to reproduce the route. In this case, for example, the coordinates of each reference point acquired by the reference coordinate acquisition unit 85 and the geometric shape selected and accepted by the trajectory designation unit 81 are stored as setting information for the field of view movement trajectory. When recalling the stored settings to reproduce the route, the route is reproduced based on the coordinates and geometric shape of each reference point. Furthermore, if the lens and magnification used when the reference point was specified are also stored, the field of view movement trajectory is reproduced based on this information and information such as the current lens and magnification, and also performs field of view misalignment correction, as described below.

また視野移動軌跡は、幾何形状で指定する以外にも、画像から自動で抽出することもできる。例えば図19Aのような観察対象物WK3の広域画像を撮像し、エッジ抽出により図19Bのように輪郭PLを抽出する。この輪郭PLの全部又は一部に沿って移動するように設定すれば、軌跡指示部81又は軌跡演算部82が自動で軌跡情報を取得して視野移動軌跡を取得することが可能となり、ユーザが一々手動で軌跡情報を指定する作業を省力化できる。エッジ抽出は、例えば抽出点同士を接続して輪郭を取得する他、抽出点をつないだ線を直線や曲線で近似してもよい。 In addition to being specified by a geometric shape, the field of view movement trajectory can also be extracted automatically from an image. For example, a wide-area image of the observation object WK3 as shown in Figure 19A is captured, and a contour PL is extracted by edge extraction as shown in Figure 19B. If it is set to move along all or part of this contour PL, the trajectory instruction unit 81 or trajectory calculation unit 82 can automatically obtain trajectory information and acquire the field of view movement trajectory, saving the user the effort of manually specifying trajectory information each time. Edge extraction can, for example, connect extraction points to obtain a contour, or the line connecting the extraction points can be approximated with a straight line or curve.

また、図19Aのように観察対象物の全体像を一画面に表示させて、観察対象物の形状を抽出して視野移動軌跡を設定する他、観察対象物を部分的に表示させつつ、観察視野を移動させながら輪郭を逐次抽出して視野移動軌跡を設定するよう構成してもよい。例えば図20A~図20Bに示すように、XYステージを移動させながら観察視野を更新し、リアルタイムに観察対象物WK4の画像から輪郭を取得して、自動的に視野移動軌跡を検出することもできる。このような視野移動軌跡の自動取得は、軌跡指示部81又は軌跡演算部82で行わせることができる。 In addition to displaying the entire image of the object being observed on one screen as shown in Figure 19A and extracting the shape of the object being observed to set the field of view movement trajectory, it is also possible to configure the system to display a portion of the object being observed while moving the observation field and sequentially extracting the contours to set the field of view movement trajectory. For example, as shown in Figures 20A and 20B, the observation field of view can be updated while moving the XY stage, and the contour can be obtained in real time from the image of the object being observed WK4, automatically detecting the field of view movement trajectory. Such automatic acquisition of the field of view movement trajectory can be performed by the trajectory instruction unit 81 or the trajectory calculation unit 82.

以上のようにして視野移動軌跡を設定した上で、ルートトレースモードを実行すると、ユーザは視野移動機構5の移動方向をジョイスティック55b等の移動方向指示部55aで詳細に指示することなく、大まかな指示でも視野移動軌跡に沿った観察視野の移動が実現される。すなわちルートトレースモードにおいては、移動方向指示部55aで指示された移動方向を、視野移動軌跡の方向と比較し、視野移動軌跡に対する所定の範囲内にあれば、視野移動方向に沿った移動指示が行われたと判断して、視野移動機構5を移動させる。この結果、観察視野が移動されている間も、観察視野の中心が常に視野移動軌跡上となるように移動させるので、ユーザは観察視野を移動させながらも観察対象物を常時見易い位置で観察することが可能となる。 After setting the field of view movement trajectory as described above, when route trace mode is executed, the user can move the observation field of view along the field of view movement trajectory even with a rough instruction, without having to specify the movement direction of the field of view movement mechanism 5 in detail using the movement direction instruction unit 55a such as the joystick 55b. That is, in route trace mode, the movement direction specified by the movement direction instruction unit 55a is compared with the direction of the field of view movement trajectory, and if it is within a specified range of the field of view movement trajectory, it is determined that an instruction to move along the field of view movement direction has been made, and the field of view movement mechanism 5 is moved. As a result, even while the observation field of view is being moved, the center of the observation field of view is always moved to be on the field of view movement trajectory, allowing the user to always observe the object of observation in a position that is easy to see, even while moving the observation field of view.

このように、ジョイスティック55bを大まかな方向に倒すだけで、規定されたルートに沿った見易い観察視野の移動が実現されることになる。ジョイスティック55bを倒す方向すなわち傾斜角度βは、例えば図5で示す平面図において、0°~360°未満の範囲で規定される。このジョイスティック55bを用いて、上述した図15に示すようなP3~P4の直線区間の視野移動軌跡のルートRTに沿って移動させる場合は、視野移動方向に対して±90°の範囲、すなわち視野移動方向と直交する線で確定された進行方向側の領域にジョイスティック55bが倒されている限りは、視野移動方向への移動を継続する。一方、この範囲内に含まれない場合、すなわちジョイスティック55bが進行方向に対して概ね逆方向に倒された場合、あるいは傾斜されない場合は、観察視野の移動を停止する。また、視野移動軌跡が円弧のような曲線の場合は、視野移動軌跡上の現在の位置における接線と移動方向とが比較され、同様に所定の角度範囲内にある場合はルートガイドが継続される。 In this way, simply tilting the joystick 55b in a general direction allows the observation field of view to move along the specified route for easy viewing. The tilt direction of the joystick 55b, i.e., the tilt angle β, is specified, for example, in the plan view shown in Figure 5, within the range of 0° to less than 360°. When using this joystick 55b to move along the route RT of the field of view movement trajectory in the straight section from P3 to P4 as shown in Figure 15 above, movement in the field of view movement direction continues as long as the joystick 55b is tilted within a range of ±90° relative to the field of view movement direction, i.e., in the area in the direction of travel defined by a line perpendicular to the field of view movement direction. On the other hand, if it is not within this range, i.e., if the joystick 55b is tilted in a direction roughly opposite to the direction of travel or is not tilted, movement of the observation field of view stops. Furthermore, if the field of view movement trajectory is a curve such as a circular arc, the tangent at the current position on the field of view movement trajectory is compared with the movement direction, and if it is within the specified angle range, route guidance continues.

一方で図15のP2の位置におけるような、視野移動軌跡が折曲された位置における移動方向指示部55aの移動方向の指示は、折曲位置がなす視野移動軌跡の角度を二等分する二等分線でもって、観察視野の移動可否を判定する。すなわち図15の例において、破線で示す二等分線よりも上の範囲に属する角度で移動方向が指示された場合は、観察視野を2→3の方向に移動させる。一方、二等分線よりも下の範囲に属する角度で移動方向が指示された場合は、観察視野の移動を停止させる。 On the other hand, when the movement direction instruction by the movement direction instruction unit 55a is made at a position where the field of view movement trajectory is bent, such as position P2 in Figure 15, the bisector that bisects the angle of the field of view movement trajectory formed by the bent position determines whether the observation field of view can be moved. That is, in the example of Figure 15, if a movement direction is instructed at an angle above the bisector indicated by the dashed line, the observation field of view is moved in the direction from 2 to 3. On the other hand, if a movement direction is instructed at an angle below the bisector, the movement of the observation field of view is stopped.

また、ジョイスティック55bの傾斜方向で観察視野の移動速度を変化させるように構成してもよい。例えばジョイスティック55bの傾斜方向が、視野移動軌跡に沿っているほど、すなわち両者の角度差が小さいほど、観察視野の移動速度、例えばステージ部30の移動速度を速くし、角度差が大きいほど、移動速度を遅くするように構成してもよい。また、上述した通りジョイスティック55bの垂直方向の傾斜角度αに応じて観察視野の移動速度、例えばステージ部30の移動速度を変化させる場合は、このようなジョイスティック55bの平面視における傾斜方向(傾斜角度β)と、垂直方向における傾斜角度αとの組み合わせで、ステージの移動速度を変化させるように構成してもよい。 The movement speed of the observation field of view may also be changed by the tilt direction of the joystick 55b. For example, the movement speed of the observation field of view, for example, the movement speed of the stage unit 30, may be increased as the tilt direction of the joystick 55b is closer to the field of view movement trajectory, i.e., the smaller the angular difference between the two, and the slower the movement speed may be, and the movement speed may be increased as the angular difference is greater. Also, as described above, when the movement speed of the observation field of view, for example, the movement speed of the stage unit 30, is changed according to the vertical tilt angle α of the joystick 55b, the movement speed of the stage may be changed by combining the tilt direction of the joystick 55b in a planar view (tilt angle β) and the tilt angle α in the vertical direction.

また、メモリ部56にレンズの種別と倍率、および移動速度の設定とを対応付けて記憶させても良い。この場合、観察時に使用しているレンズの種別および倍率に応じて、観察視野の移動速度を変化させることができる。相対的に高倍率であるほど、視野移動機構5の移動量に対する観察視野の移動量が相対的に大きくなるため、レンズの種別や倍率に応じて移動速度の設定を変化させることが望ましい。この場合、選択したレンズの種別や倍率によらず、一定の操作感を得ることができる。また、観察視野のアスペクト比に応じて、移動速度の設定を変化させても良い。例えば観察視野が縦長の場合、横方向の移動が相対的に速いと感じる。そこで、アスペクト比に応じて縦と横方向の観察視野の移動速度が一定となるように設定することができる。
(視野ずれ補正オフセット機能)
The memory unit 56 may also store the lens type, magnification, and movement speed settings in association with each other. In this case, the movement speed of the observation field of view can be changed depending on the lens type and magnification used during observation. The higher the magnification, the greater the movement amount of the observation field relative to the movement amount of the field of view movement mechanism 5. Therefore, it is desirable to change the movement speed setting depending on the lens type and magnification. In this case, a consistent operational feel can be obtained regardless of the selected lens type and magnification. The movement speed setting may also be changed depending on the aspect ratio of the observation field of view. For example, if the observation field of view is vertically long, horizontal movement will be perceived as relatively fast. Therefore, the vertical and horizontal movement speeds of the observation field of view can be set to be constant depending on the aspect ratio.
(Field of view offset correction function)

また、観察の途中で画像表示領域111における表示倍率を変更することも可能である。倍率を変更した後も、設定されたルート通りに動作させることができるよう、拡大観察装置100は倍率変更時の視野ずれを自動で補正する視野ずれ補正オフセット機能を備えている。以下、詳述する。 It is also possible to change the display magnification in the image display area 111 during observation. To ensure that the device continues to operate according to the set route even after the magnification is changed, the magnification observation device 100 is equipped with a field of view shift correction offset function that automatically corrects field of view shift when the magnification is changed. This is described in detail below.

倍率変更時に対物レンズ部25などを切り換えた際には、観察視野の中心の位置がずれることがある。例えば図21Aに示す観察視野において、回転式のレボルバに複数備えられた対物レンズ部25を、レボルバを回転させることで機械的に切り替えて表示倍率を拡大すると、図21Bに示すように、十字状に交差させたグリッド線の交点で示す視野中心CSがずれて表示される。このため、事前に視野中心CSのずれ量を算出して記憶しておき、倍率切り換え時にはXYZステージをずれ量の分だけ移動させて視野ずれを補正する技術が知られている。例えば図21Bの状態から、従前の図21Aで示していた視野中心CSと対応する位置が視野中心CSとなるよう、図21Cに示すように視野移動機構5を自動で移動させる。 When switching the objective lens unit 25 or other components to change the magnification, the center position of the observation field may shift. For example, in the observation field shown in Figure 21A, if the multiple objective lens units 25 provided on a rotating revolver are mechanically switched by rotating the revolver to increase the display magnification, the field of view center CS, indicated by the intersection of the crisscrossing grid lines, will be displayed shifted, as shown in Figure 21B. For this reason, a known technique is to calculate and store the amount of shift in the field of view center CS in advance, and then move the XYZ stage by the amount of shift when switching magnification to correct the field of view shift. For example, the field of view movement mechanism 5 is automatically moved from the state shown in Figure 21B to the position corresponding to the field of view center CS previously shown in Figure 21A, as shown in Figure 21C.

しかしながら、ルートトレースモードにおいて設定されたルートをステージ座標で管理している場合、このような補正によりXYステージを動かしてしまうと、切り換え後の視野はルート上にいるのに、ステージ座標上ではルートから外れた扱いになってしまう。またルートトレースモードにおいて設定されるルートは、XY平面のみならずZ方向の情報も有しているところ、従来の視野ずれ補正機能ではXY平面での補正しか行われないため、高さ方向のずれを補正できなかった。そこで本実施形態に係る拡大観察装置100では、ずれ補正した場合などに、図22に示すようにルート自体をずれの補正量でオフセットすることで、ずれ補正後のルートを一致させている。この視野ずれ補正オフセット機能は、XY平面のみならず、高さ方向であるZ方向に対しても行うことができる。このような視野ずれ補正オフセット機能は、軌跡演算部82で行うことができる。 However, if the route set in route tracing mode is managed using stage coordinates, moving the XY stage due to such a correction will result in the field of view after switching being on the route, but being treated as being off the route in stage coordinates. Furthermore, the route set in route tracing mode contains information not only on the XY plane but also in the Z direction. Conventional field of view deviation correction functions only perform correction in the XY plane, and therefore cannot correct deviations in the height direction. Therefore, in the magnification observation device 100 according to this embodiment, when deviation correction is performed, the route itself is offset by the deviation correction amount, as shown in Figure 22, to ensure that the route after deviation correction is consistent. This field of view deviation correction offset function can be performed not only on the XY plane, but also in the Z direction, which is the height direction. Such a field of view deviation correction offset function can be performed by the trajectory calculation unit 82.

なお、倍率切り換え時の視野中心ずれは、レボルバ等を用いた対物レンズ部25の切り換えや物理的な対物レンズ部25の交換時に限られず、ズーム光学系を用いた拡大縮小においても発生することがある。本実施形態に係る拡大観察装置100は、視野ずれ補正オフセット機能の使用場面を対物レンズ部25の切り換え時に限定するものではなく、視野ずれの発生する任意の場面で利用できる。 Note that misalignment of the field of view center when switching magnification is not limited to when switching the objective lens unit 25 using a revolver or when physically replacing the objective lens unit 25, but can also occur when zooming in or out using a zoom optical system. The magnification observation device 100 according to this embodiment does not limit the use of the field of view deviation correction offset function to when switching the objective lens unit 25, but can be used in any situation where field of view deviation occurs.

またルートのオフセット機能は他の用途にも利用できる。例えば、過去に設定したルートに対して同じ位置に毎回サンプルを配置することが難しい場合に、ルートの任意の点が現在の視野にあたることを指定することで、ルート全体をオフセットさせることもできる。例えば図23においてRAのような観察視野に該当する視野移動軌跡上の位置を指定することで、RBに示すように視野移動軌跡の全体が当該指定に応じてオフセットされる。 The route offset function can also be used for other purposes. For example, if it is difficult to always place a sample in the same position on a previously set route, the entire route can be offset by specifying that any point on the route corresponds to the current field of view. For example, by specifying a position on the field of view movement trajectory that corresponds to the observation field of view, such as RA in Figure 23, the entire field of view movement trajectory will be offset according to that specification, as shown at RB.

以上のように拡大観察装置100は、ルートガイド機能を実行するルートトレースモードと、ルートトレースモードを解除したフリーモードを備えている。ルートトレースモードにおいては、上述の通り、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡に沿うように、移動方向指示部55aで視野移動機構5を動作させるように移動制御部83が制御する。一方、フリーモードでは、視野移動軌跡と無関係に、移動方向指示部55aで指示された移動方向に視野移動機構5を動作させるよう移動制御部83が制御する。このような構成により、ルートトレースモードでは視野移動軌跡に沿った観察視野の移動を簡便に実現しつつ、ユーザの自由な観察視野の移動にも対応できる。
(ルートガイド解除部55d)
As described above, the magnifying observation device 100 has a route tracing mode in which the route guide function is executed, and a free mode in which the route tracing mode is canceled. In the route tracing mode, as described above, the movement control unit 83 controls the movement direction instructing unit 55a to operate the field of view movement mechanism 5 so as to follow the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculating unit 82. On the other hand, in the free mode, the movement control unit 83 controls the field of view movement mechanism 5 to operate in the movement direction instructed by the movement direction instructing unit 55a, regardless of the field of view movement trajectory. With this configuration, the route tracing mode easily realizes movement of the observation field of view along the field of view movement trajectory, while also accommodating the user's free movement of the observation field of view.
(Route guide release unit 55d)

また拡大観察装置100は、ルートガイド解除部55dを設けてもよい。ルートガイド解除部55dは、ルートトレースモードの実行中に、ルートトレースモードを解除するための部材である。ルートガイド解除部55dは、ルートトレースモードを解除する解除条件を検知して、自動的にルードガイドモードからフリーモードに移行するようにしてもよいし、又はユーザからルートトレースモードを解除する明示の指示を受け付けるように構成してもよい。ルートガイド解除部55dが自動でルートガイドを解除する解除条件としては、例えば視野移動機構5を移動させる移動方向や移動位置と、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡とが、所定値以上異なる場合が挙げられる。移動先が座標で指定された場合には倍率ごとに所定値が異なっていても良い。ここで解除条件を移動位置とする場合を、図24~図26に基づいて説明する。図24の例では、円弧状に設定された視野移動軌跡のルートRTに対して、観察視野を移動させる移動位置として、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイスで○の位置を移動位置PTとして指定した場合を示している。移動位置PTが新たに指定されると、ルートガイド解除部55dが、指定された移動位置と、視野移動軌跡との距離を演算する。そして、この距離が所定値以上の場合は、解除条件を満たすとして図25に示すようにルートトレースモードを解除する。すなわち視野移動機構5は、視野移動軌跡を離れて、指定された移動位置に移動するようにステージ部30を制御する。あるいは、観察視野として表示されているエリア以外が指定された場合に、ルートトレースモードを解除するようにしてもよい。なお図26に示すように、再度視野移動軌跡に近付けた位置を指定することで、ルートトレースモードに復帰させることもできる(詳細は後述)。 The magnification observation device 100 may also be provided with a route guide canceling unit 55d. The route guide canceling unit 55d is a component for canceling the route trace mode while it is running. The route guide canceling unit 55d may detect a condition for canceling the route trace mode and automatically transition from the route guide mode to the free mode, or may be configured to accept an explicit instruction from the user to cancel the route trace mode. The route guide canceling unit 55d may automatically cancel the route guide when, for example, the direction or position of movement of the field of view movement mechanism 5 differs from the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82 by a predetermined value or more. If the destination is specified by coordinates, the predetermined value may differ for each magnification. Here, a case where the movement position is used as the cancellation condition is explained with reference to Figures 24 to 26. The example in Figure 24 illustrates a case where a circle is specified as the movement position PT using a pointing device such as a mouse or touch panel as the movement position to which the observation field of view is moved relative to the route RT of the field of view movement trajectory set in an arc shape. When a new movement position PT is specified, the route guide cancellation unit 55d calculates the distance between the specified movement position and the field of view movement trajectory. If this distance is equal to or greater than a predetermined value, the cancellation condition is met and the route trace mode is canceled, as shown in FIG. 25. That is, the field of view movement mechanism 5 controls the stage unit 30 to move away from the field of view movement trajectory and to the specified movement position. Alternatively, the route trace mode may be canceled when an area other than the area displayed as the observation field of view is specified. Note that, as shown in FIG. 26, it is also possible to return to route trace mode by again specifying a position closer to the field of view movement trajectory (details will be described later).

また別の解除条件として、移動方向を用いてもよい。この場合は、移動方向指示部55aで指示された観察視野の移動方向が、視野移動軌跡に対して、所定の角度の範囲内にあるか否かをルートガイド解除部55dで判定する。角度範囲内の場合は、ルートトレースモードを継続し、角度範囲外の場合はルートトレースモードを解除してフリーモードに移行させる。ここで観察視野の移動方向は、ジョイスティック55bなどの移動方向指示部55aで指示された傾斜角度βである。また観察視野の移動方向と視野移動軌跡との角度は、視野移動軌跡が直線の場合は、この直線と観察視野の移動方向との角度差である。また視野移動軌跡が曲線の場合は、曲線の接線方向と観察視野の移動方向との角度差である。
(解除条件設定部)
The movement direction may also be used as another cancellation condition. In this case, the route guide cancellation unit 55d determines whether the movement direction of the observation field of view indicated by the movement direction indication unit 55a is within a predetermined angle range with respect to the field of view movement trajectory. If it is within the angle range, the route tracing mode continues. If it is outside the angle range, the route tracing mode is canceled and the mode transitions to free mode. Here, the movement direction of the observation field of view is the inclination angle β indicated by the movement direction indication unit 55a, such as the joystick 55b. Furthermore, if the field of view movement trajectory is a straight line, the angle between the movement direction of the observation field of view and the field of view movement trajectory is the angular difference between this straight line and the movement direction of the observation field of view. Furthermore, if the field of view movement trajectory is a curved line, the angle is the angular difference between the tangent direction of the curve and the movement direction of the observation field of view.
(Cancellation condition setting unit)

また、このようなルートトレースモードを解除する解除条件を、ユーザが設定可能としてもよい。例えば解除条件を設定する解除条件設定部として、図27に示すような解除条件設定画面130を設けることができる。この例では、ユーザは解除条件として、移動位置と視野移動軌跡との距離か、移動方向と視野移動軌跡との角度差のいずれかを選択し、また選択された距離や角度の範囲を設定できる。 The user may also be able to set the conditions for canceling this route tracing mode. For example, a cancellation condition setting screen 130 such as that shown in FIG. 27 may be provided as a cancellation condition setting section for setting the conditions. In this example, the user can select either the distance between the movement position and the visual field movement trajectory or the angle difference between the movement direction and the visual field movement trajectory as the cancellation condition, and can also set the range of the selected distance or angle.

また物理的なルートガイド解除部を設けることなく、移動制御部83が自動でルートトレースモードのON/OFFを切り替えるようにしてもよい。例えば画像データの観察視野に対し、移動方向指示部55aで指示された移動方向の指示が、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を移動させるべき方向に対し、所定の角度の範囲内であれば、ルートトレースモードを継続し、所定の角度の範囲外であれば、ルートトレースモードからフリーモードに移行させるよう構成する。 Furthermore, without providing a physical route guide canceller, the movement control unit 83 may automatically switch route tracing mode ON/OFF. For example, if the movement direction instruction given by the movement direction instruction unit 55a for the observation field of view of the image data is within a predetermined angle range with respect to the direction in which the observation field of view should be moved along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82, the route tracing mode will continue, but if it is outside the predetermined angle range, the system will switch from route tracing mode to free mode.

なおルートトレースモード中においては、移動方向を指定されたときはルートから外れないよう制御される。一方、マウスドラッグや座標指定、原点移動などにより移動先を座標で指定された場合は、ルートトレースモードがOFFになるよう制御される。この場合、ルートトレースモードが即座にOFFになるのではなく、ルートから一定距離以上離れたときにOFFになるよう制御される。一定距離は、例えば観察視野に対して30%などと設定できる。また一旦ルートから離れてルートトレースモードがOFFになっても、再度ルートに近づいて移動すれば自動的にONになる。このため、例えばルートに沿って観察視野を移動させている最中に気になるものを発見した場合は、その方向へマウスドラッグで移動し、確認した後に再度ルートの方向へジョイスティックを倒せば、自然とルートに沿った移動を再開することが可能となる。
(ルートガイドON/OFF表示機能)
In route tracing mode, when a direction of movement is specified, the mode is controlled to stay on the route. On the other hand, when a destination is specified by coordinates, such as by dragging the mouse, specifying coordinates, or moving the origin, the mode is controlled to turn off. In this case, the mode does not turn off immediately, but rather when the user moves a certain distance away from the route. This certain distance can be set, for example, to 30% of the observation field of view. Even if the mode is turned off after moving away from the route, it will automatically turn back on if the user approaches the route and moves again. Therefore, for example, if you discover something interesting while moving the observation field of view along a route, you can drag the mouse in that direction, confirm it, and then push the joystick back in the direction of the route to naturally resume movement along the route.
(Route guide ON/OFF display function)

ルートガイド機能実行中においては、観察視野のXY方向への移動が制限されるため、ルートトレースモード中であることをユーザに告知することが好ましい。同様に、ルートトレースモードが解除されたことも告知することが望ましい。そこで本実施形態に係る拡大観察装置100は、ルートガイドのON/OFFを示すルートガイドON/OFF表示機能を備えている。具体的には、ディスプレイ部70における視野移動軌跡の表示態様を、ルートトレースモードのON/OFFに応じて変化させる。例えば画像表示領域111に表示された観察中の画像上に直接、視野移動軌跡をオーバーレイで描画させる。これにより、ユーザは操作をしながら、どちらの方向に進むのかを予想しながら操作をすることができる。また画像表示領域111のみならず、ルート表示領域120においても表示態様を変化させてもよい。さらには、図28A、図28Bに示すように、ディスプレイ部70において低倍率画像を表示させるナビゲーション表示画面140を別途設けて、このナビゲーション表示画面140で視野移動軌跡に対応するルートの表示態様を変更させてもよい。図28Aは、ナビゲーション表示画面140の全体に表示させた低倍率画像に重ねて視野移動軌跡を表示させた状態を、図28Bは得られている画像よりも広い視野をナビゲーション表示画面140に表示させ、画像データのない領域にまで視野移動軌跡を表示させた状態を、それぞれ示している。 Because movement of the observation field of view in the X and Y directions is restricted while the route guide function is active, it is preferable to notify the user that route tracing mode is active. Similarly, it is desirable to notify the user when route tracing mode is canceled. Therefore, the magnification observation device 100 according to this embodiment is equipped with a route guide ON/OFF display function that indicates whether route guidance is ON or OFF. Specifically, the display mode of the field of view movement trajectory on the display unit 70 is changed depending on whether the route tracing mode is ON or OFF. For example, the field of view movement trajectory is overlaid directly on the image being observed, displayed in the image display area 111. This allows the user to predict the direction of travel while operating the device. The display mode may also be changed not only in the image display area 111 but also in the route display area 120. Furthermore, as shown in Figures 28A and 28B, a navigation display screen 140 that displays low-magnification images may be separately provided on the display unit 70, and the display mode of the route corresponding to the field of view movement trajectory may be changed on this navigation display screen 140. Figure 28A shows the state in which the field of view movement trajectory is displayed superimposed on a low-magnification image displayed across the entire navigation display screen 140, while Figure 28B shows the state in which a field of view wider than the image obtained is displayed on the navigation display screen 140, with the field of view movement trajectory displayed even in areas where there is no image data.

このようなルートガイドのON/OFFを示すルートガイドON/OFF表示機能を設けることで、ユーザは、ルートトレースモードが解除されたことを視覚的に認識することが可能となる。例えば図24のルートトレースモードが解除されてフリーモードになると、図25に示すように、画像表示領域111において実線で表示されていた視野移動軌跡のルートRTを、破線表示のルートRT’に変化させる。併せて図29Aに示すように、ルート表示領域120に表示されていた円形の視野移動軌跡も、実線表示のルートRTから図29Bに示すように破線表示のルートRT’に切り替わる。合わせて、「ルート上に移動するとガイドを開始します」等の説明文を表示させてもよい。これにより、ユーザに対し、ルートトレースモードを再開する手順を案内できる。また視野移動軌跡の表示はこの例のような実線と破線の切り替えに限られず、表示色を変化させたり、太線を細線に変化させる、グレーアウトさせる等、任意の態様が利用できる。このような視野移動軌跡の表示態様の変化は、ルートガイド解除部55dで行わせてもよいし、軌跡演算部82で行わせてもよい。 By providing such a route guide ON/OFF display function, which indicates whether the route guide is ON or OFF, the user can visually recognize that the route trace mode has been canceled. For example, when the route trace mode in FIG. 24 is canceled and the free mode is entered, as shown in FIG. 25, the route RT of the visual field movement trajectory, which was displayed as a solid line in the image display area 111, changes to a route RT' displayed as a dashed line. Additionally, as shown in FIG. 29A, the circular visual field movement trajectory displayed in the route display area 120 also changes from a solid line route RT to a dashed line route RT' as shown in FIG. 29B. Additionally, a message such as "Guidance will begin when you move onto the route" may be displayed. This allows the user to be guided through the procedure for resuming the route trace mode. Furthermore, the display of the visual field movement trajectory is not limited to switching between solid and dashed lines as in this example; any other method can be used, such as changing the display color, changing from a thick line to a thin line, or graying out the trajectory. Such changes in the display mode of the visual field movement trajectory may be performed by the route guide cancellation unit 55d or by the trajectory calculation unit 82.

さらにフリーモードの状態において、観察視野が視野移動軌跡に近付くと、再度ルートトレースモードに復帰させることもできる。すなわちフリーモードに移行後もルートガイド解除部55dは解除条件の充足可否を判別し続け、解除条件を充足しない状態となったことを検出すると、ルートトレースモードに復帰させる。例えば図25の状態から、図26に示すように、移動位置が視野移動軌跡に近付いたことを検出すると、再びルートトレースモードを実行させる。またこれに応じて、視野移動軌跡の表示態様も、フリーモードの状態からルートトレースモードの状態、例えば破線から実線に変更される。例えば、ルートトレースモードで観察対象物の対象部位を順次観察している最中に、一時的に気になる部位を発見して観察視野をルート外に移動させた場合であっても、当該一時的な観察を終えて再度、元の観察視野に戻して観察を継続したい場合は、観察視野を視野移動軌跡に近付けることで、ユーザは再び観察視野を視野移動軌跡に沿って移動方向指示部55aで移動させ易くなる。 Furthermore, in free mode, if the observation field of view approaches the field of view movement trajectory, the system can be returned to route tracing mode. That is, even after switching to free mode, the route guide cancellation unit 55d continues to determine whether the cancellation conditions are met, and if it detects that the cancellation conditions are no longer met, it returns to route tracing mode. For example, if it detects that the movement position approaches the field of view movement trajectory from the state shown in FIG. 25, as shown in FIG. 26, the system executes route tracing mode again. In response to this, the display mode of the field of view movement trajectory also changes from free mode to route tracing mode, for example, from a dashed line to a solid line. For example, while sequentially observing target portions of an observation object in route tracing mode, if the user temporarily discovers a site of interest and moves the observation field off the route, even if the user wishes to return to the original observation field after finishing the temporary observation and continue observation, by moving the observation field closer to the field of view movement trajectory, the user can easily move the observation field along the field of view movement trajectory again using the movement direction indicator 55a.

以上の例では、ルートガイド解除部55dでもって自動的にルートトレースモードの解除と復帰を切り替えるように構成した例を説明した。ただ本発明は、この構成に限られず、明示的にルートトレースモードのON/OFFを切り替えるように構成してもよい。例えばルートガイド解除部として、モード切替スイッチのような部材を設けて、ユーザが明示的にルートガイドのON/OFFを切り替えるように構成することもできる。 In the above example, we have described a configuration in which the route guide canceling unit 55d automatically switches between canceling and returning to route tracing mode. However, the present invention is not limited to this configuration, and the route tracing mode may also be explicitly switched on and off. For example, a component such as a mode selector switch could be provided as the route guide canceling unit, allowing the user to explicitly switch route guidance on and off.

なお以上の例において、ルートトレースモードを解除する指示は、観察視野を移動中の場合、又は観察視野を一時停止させている場合のいずれにおいても受付可能とできる。 In the above example, the instruction to cancel route tracing mode can be accepted whether the observation field is moving or is paused.

また以上の例では、ルートガイド解除部55dでもってルードガイドモードを解除する解除条件を満たすか否かを判定するよう構成しているが、別の部材、例えば軌跡演算部82や移動制御部83などで、解除条件を判定するように構成してもよい。また、プロセッサ部でルートガイド解除部55dや軌跡演算部82の機能を実現する場合は、共通の部材で解除条件の判定や視野移動軌跡の演算などを実行させることもできる。
[実施形態2]
In the above example, the route guide canceling unit 55d is configured to determine whether the canceling conditions for canceling the route guide mode are met, but the canceling conditions may be determined by another component, such as the trajectory calculation unit 82 or the movement control unit 83. In addition, when the functions of the route guide canceling unit 55d and the trajectory calculation unit 82 are realized by a processor unit, it is also possible to have a common component execute the determination of the canceling conditions and the calculation of the field of view movement trajectory.
[Embodiment 2]

上述した例では、マウス等のポインティングデバイスをルートガイド解除部55dとして利用している。換言するとジョイスティック55b等の移動方向指示部55aとは別にルートガイド解除部55dを設けている。このように、移動方向指示部55aとルートガイド解除部55dを別部材で構成する他、共通の部材でもって移動方向指示部55aとルートガイド解除部55dの機能を実現してもよい。例えば図30で示す実施形態2に係る拡大観察装置200では、一の操作部55でもって移動方向指示部55aとルートガイド解除部55dを実現している。例えばマウスを操作部55として、マウスのドラッグ操作で移動方向指示部55aの機能を実現し、またマウスの入力でルートガイド解除部55dの機能を実現してもよい。同様にキーボードでもって移動方向指示部55aとルートガイド解除部55dの機能を実現してもよいし、マウスやキーボードなどを組み合わせた入力デバイスでもって、移動方向指示部55aとルートガイド解除部55dの機能を実現してもよい。
(サーチライティング)
In the above example, a pointing device such as a mouse is used as the route guide release unit 55d. In other words, the route guide release unit 55d is provided separately from the movement direction instruction unit 55a such as the joystick 55b. In this way, the movement direction instruction unit 55a and the route guide release unit 55d may be configured as separate components, or the functions of the movement direction instruction unit 55a and the route guide release unit 55d may be realized by a common component. For example, in the magnification observation device 200 according to the second embodiment shown in FIG. 30 , the movement direction instruction unit 55a and the route guide release unit 55d are realized by a single operation unit 55. For example, a mouse may be used as the operation unit 55, and the function of the movement direction instruction unit 55a may be realized by a drag operation of the mouse, and the function of the route guide release unit 55d may be realized by input from the mouse. Similarly, the functions of the movement direction instruction unit 55a and the route guide release unit 55d may be realized by a keyboard, or the functions of the movement direction instruction unit 55a and the route guide release unit 55d may be realized by an input device combining a mouse, a keyboard, or the like.
(search writing)

さらにルートトレースモード中に、設定されたルートに沿って観察視野を移動している間に、照明方向を自動的に変化させるサーチライティング機能を実行すること可能である。例えば図31A~図31Dに示すように、照明部60の片射照明を4方向から順繰りに切り換える。これによりユーザはステージ部30を移動させながら、特定方向の照明でしか分かりづらいような傷などに気付けるようになる。すなわち従来であれば、正確に全周に沿って移動することも困難であった上、さらにすべての方向の照明パターンを試しながら行わねばならず、手間と時間を要するため、倍率を下げて一部のみを確認する等して簡易的に対応せざるを得ず、この結果見落としが発生するリスクがあった。これに対して本実施形態に係る拡大観察装置100によれば、ルートガイド機能にサーチライティング機能を併用することで、ユーザの負担を大幅に軽減した観察が実現される。 Furthermore, during route tracing mode, a searchlighting function can be implemented that automatically changes the lighting direction while the observation field of view is moving along a set route. For example, as shown in Figures 31A to 31D, the one-sided lighting of the illumination unit 60 can be switched between four directions in sequence. This allows the user to notice flaws and other defects that are only visible when illuminated in a specific direction while moving the stage unit 30. In other words, in the past, it was difficult to accurately move along the entire circumference, and the user had to try out lighting patterns in all directions, which required time and effort. This forced users to resort to simple measures such as lowering the magnification and checking only a portion, which resulted in the risk of overlooking something. In contrast, the magnification observation device 100 of this embodiment combines the route guide function with the searchlighting function, thereby achieving observations with significantly reduced user burden.

図31A~図31Dの例では、図3Bで示した照明部60のリング照明部63や同軸照明を上下左右方向に四分割し、分割された各照明ブロックの点灯パターンを時計回りに順次切り替える例を説明している。このように一定方向に照明方向を回転させることで、照明の切り替わりが比較的スムーズになり、傷の見え方も徐々に見え易くなったり徐々に見え難くなるように変化させることが可能となり、ユーザに対して傷等の探索を行い易くできる。もちろん、照明方向は反時計回りなどとしてもよいし、また照明ブロックの切り分け方も4分割に限られず、2~3分割や5分割以上にしてもよい。 The examples in Figures 31A to 31D illustrate an example in which the ring illumination unit 63 or coaxial illumination of the illumination unit 60 shown in Figure 3B is divided into four blocks in the vertical and horizontal directions, and the lighting pattern of each divided illumination block is sequentially switched clockwise. By rotating the illumination direction in a fixed direction in this way, the illumination changes relatively smoothly and the visibility of scratches can be changed so that they gradually become easier to see or gradually become less visible, making it easier for the user to search for scratches, etc. Of course, the illumination direction can also be counterclockwise, and the division of the illumination blocks is not limited to four, but can also be two, three, five or more blocks.

またサーチライティング機能によれば、照明方向の切り換えは連続的に行われている。ユーザが傷らしきものを発見したときは、ディスプレイ部70の画面上で傷のある箇所を指定すると、指定された箇所がもっとも見易い照明方向に自動的に切り替わる。例えば観察視野の移動中でかつ照明方向が回転中に、画像表示領域111上で気になる部位をユーザがマウス等のポインティングデバイスでクリックすると、照明の回転が停止されて、傷が最も見え易い照明方向に自動的に切り替わる。ここで適切な照明方向の選択は、例えば画像処理部で行われる。例えばサーチライティング機能の実行中に、照明方向が切り替わる画像データ、ここでは上下左右の照明方向に対応する4枚の画像データをそれぞれバッファメモリ57に保持しておく。そしてマウスクリックを検出すると、照明方向の切り替えを停止すると共に、バッファメモリ57に保持された直近の各照明方向の画像データを解析する。例えば輝度ヒストグラム等に基づいて、傷が見え易くなる分布の画像データを選択すると共に、当該画像データで用いた照明方向を選択して、ディスプレイ部70の表示を当該照明方向に固定したライブ画像とする。例えば図31A~図31Dの例では、図31Dの画像に対応する照明方向が選択される。これによって、傷の見やすい表示態様が実現される。 The searchlighting function also continuously switches the lighting direction. When a user finds what appears to be a scratch, they can specify the location of the scratch on the display screen of the display unit 70, and the lighting direction automatically switches to the lighting direction that best visualizes the specified location. For example, if the user clicks on a location of interest in the image display area 111 with a pointing device such as a mouse while the observation field is moving and the lighting direction is rotating, the lighting rotation stops and the lighting direction automatically switches to the lighting direction that best visualizes the scratch. The appropriate lighting direction is selected, for example, by the image processing unit. For example, while the searchlighting function is running, image data for which the lighting direction is being switched—in this case, four pieces of image data corresponding to the lighting directions of up, down, left, and right—are stored in the buffer memory 57. When a mouse click is detected, the lighting direction switching stops and the image data for each of the most recent lighting directions stored in the buffer memory 57 is analyzed. For example, image data with a distribution that makes the scratch more visible, based on a brightness histogram or the like, is selected, and the lighting direction used in that image data is selected. The display on the display unit 70 displays a live image fixed in that lighting direction. For example, in the examples of Figures 31A to 31D, the lighting direction corresponding to the image in Figure 31D is selected. This allows for a display mode that makes scratches easier to see.

表示倍率が高くなると、画像の画面全体にピントが合わなくなることがある。そこで、Zステージを動かしながら複数枚の画像を撮影し、ピントの合った画素を合成して全焦点画像を生成することもできる。特に、XYステージが停止したタイミングで、このような合成処理を実行させてもよい。このようにステージ部30の停止時に自動的に全焦点画像を合成することで、ユーザはルートに沿って移動しながら、気になる対象が映ったときにステージ部30を停止させるだけで、その箇所の全焦点画像を生成させて確認することができる。さらに、照明の明るさや露光時間といった撮影条件を切り換えて合成画像を作成することもできる。例えばDifferential Phase Contrastと呼ばれる異なる照明方向の画像を合成して、細かな凹凸をより強調して表示できるようにする。また、照明方向を切り換えてハレーションしていない画素を合成する技術や、HDR等も併用できる。 When the display magnification is high, the entire image screen may not be in focus. Therefore, multiple images can be captured while moving the Z stage, and the in-focus pixels can be combined to generate an all-in-focus image. In particular, this combination process can be performed when the XY stage stops. By automatically combining all-in-focus images when the stage unit 30 stops, the user can move along a route and simply stop the stage unit 30 when an object of interest comes into view, generating an all-in-focus image of that location for review. Furthermore, combined images can be created by switching shooting conditions such as lighting brightness and exposure time. For example, images with different lighting directions, known as Differential Phase Contrast, can be combined to more clearly highlight fine irregularities. Furthermore, technology such as switching lighting directions to combine pixels without halation, or HDR, can also be used in combination.

観察対象物の部品のバリや欠けを検査する場合は、見落としがないかが非常に重要になる。そこで、部品の全周をルートとして観察している間、検査の記録として動画を録画し続けることもできる。 When inspecting parts for burrs or chips, it is extremely important to ensure nothing is overlooked. Therefore, while observing the entire circumference of the part as a route, it is possible to continue recording video as a record of the inspection.

また図32Aに示すように事前に低倍率の画像からサンプルの3D形状を取得したり、あるいは図32Bに示すように観察視野内でサンプル平面の傾きを推定するなどして、XY移動中にもフォーカスを合わせ続けることができる。なお、低倍率の画像から3D形状を取得する場合は、必ずしも精度よくピントが合うわけではない。 Focusing can also be continued during XY movement by obtaining the 3D shape of the sample in advance from a low-magnification image as shown in Figure 32A, or by estimating the tilt of the sample plane within the observation field as shown in Figure 32B. Note that when obtaining the 3D shape from a low-magnification image, the focus may not always be achieved with high precision.

ここで低倍率の画像から3D形状を取得したプロファイルの一例を、図33に示す。この図において、観察対象物の真の形状を破線で、低倍率の画像から取得された3D形状を実線で、それぞれ示している。図の左側に示すように、視野の端部はレンズの鏡面湾曲の影響で持ち上がって検出される。また立ち上がりのような折曲された領域は、3D形状が鈍って検出される。 Figure 33 shows an example of a profile in which a 3D shape is obtained from a low-magnification image. In this figure, the true shape of the object being observed is shown by a dashed line, and the 3D shape obtained from the low-magnification image is shown by a solid line. As shown on the left side of the figure, the edges of the field of view are detected as raised due to the influence of the mirror curvature of the lens. Furthermore, in areas that are bent, such as rising, the 3D shape is detected as dull.

そこで、ステージ部30のXY移動を停止したときにオートフォーカスを併用することもできる。オートフォーカス実行後のZ座標で3D形状全体をオフセットすれば、移動開始した際のピントずれも軽減される。これによりレンズの像面湾曲の影響などで3D形状が歪む場合などにも対応できる。
(オートフォーカス処理)
Therefore, autofocus can also be used when the XY movement of the stage unit 30 is stopped. By offsetting the entire 3D shape using the Z coordinate after autofocus is performed, it is possible to reduce focus shifts when movement starts. This also makes it possible to deal with cases where the 3D shape is distorted due to the effects of lens field curvature, etc.
(Autofocus processing)

画像のオートフォーカス処理では、Z位置を移動しながら焦点のあった位置の静止画を撮影する。この場合は、高さ方向に探索する範囲分の撮影処理が必要となる。通常は均等なピッチで数十枚の画像を撮影して合成する。オートフォーカス処理は、専用の実行ボタンを設けてユーザが手動で実行させる構成の他、自動で実行させてもよい。例えば、観察視野の移動が停止した状態で自動的にオートフォーカスを実行させる。観察視野の移動が停止したかどうかは、視野移動機構5からの操作信号の入力がなくなったとき、あるいは画像の変化を検出して、変化量が所定値以下となったとき等とできる。例えばライブ映像で画像が一定時間(例えば数秒)変化しない場合に、観察視野の移動が停止したと判定して、オートフォーカスを実行し、ピントの合った静止画(オートフォーカス画像)を表示できる。これにより、ユーザが視野移動を停止させた状態では常にピントの合った静止画が表示されるので、詳細を確認し易くなる。 In image autofocus processing, a still image is captured at the in-focus position while moving the Z position. In this case, the image capture process is required for the range searched in the vertical direction. Typically, several dozen images are captured and combined at even intervals. Autofocus processing can be performed manually by the user using a dedicated execution button, or it can be performed automatically. For example, autofocus can be performed automatically when the movement of the observation field of view has stopped. The movement of the observation field of view can be determined to have stopped when the input of an operation signal from the field of view movement mechanism 5 is no longer received, or when a change in the image is detected and the amount of change falls below a predetermined value. For example, if the image does not change for a certain period of time (e.g., a few seconds) in live video, it can be determined that the movement of the observation field of view has stopped, autofocus can be performed, and a focused still image (autofocus image) can be displayed. This ensures that a focused still image is always displayed even when the user has stopped moving the field of view, making it easier to check details.

また観察視野内でサンプル平面の傾きを推定する方法では、XY移動が停止する度にZステージを動作させ、停止した視野における傾きを求め続ける。この様子を図34に示す。図の左側に示すように、開始位置ではZ方向にステージ部30を移動させて平面を推定する。また図の中央に示すようにXY移動を停止したら、平面を推定する。先に測定した高さ情報と合わせて2点を用いることで精度が向上される。さらに図の右側に示すように、再度ステージ部30を停止した際には平面を推定する作業を繰り返し、さらに精度を向上させる。 In addition, in a method for estimating the tilt of the sample plane within the observation field, the Z stage is operated each time the XY movement stops, and the tilt in the field of view where it has stopped is continuously determined. This is shown in Figure 34. As shown on the left side of the figure, the stage unit 30 is moved in the Z direction at the starting position to estimate the plane. Then, as shown in the center of the figure, the plane is estimated when the XY movement stops. Accuracy is improved by using these two points in conjunction with the height information measured earlier. Furthermore, as shown on the right side of the figure, the process of estimating the plane is repeated when the stage unit 30 is stopped again, further improving accuracy.

このようにして、平らだが傾きのある観察対象物のサンプルについては、移動/停止を繰り返すほど、推定する平面の精度は向上していく。また、ルートに沿ったXY移動中に照明を順次切り換えて、その様子を録画しておくなど、上述した各機能をそれぞれを組み合わせて利用可能であることはいうまでもない。 In this way, for samples of flat but tilted objects, the accuracy of the estimated plane improves with repeated movement and stopping. It goes without saying that the above functions can also be used in combination, such as by sequentially switching the lighting during XY movement along a route and recording the process.

次に、視野移動軌跡のルートの設定について詳述する。視野移動軌跡は、ステージ部30上に複数設定することも可能である。この場合において、複数のルート間を移動するときは、一時的にルートトレースモードをOFFにする。 Next, we will explain in detail how to set the route of the visual field movement trajectory. It is possible to set multiple visual field movement trajectories on the stage unit 30. In this case, when moving between multiple routes, the route trace mode is temporarily turned OFF.

またルートを設定する際は、基準座標取得部85により、XY座標だけでなくZ座標、すなわち対物レンズ部25の焦点位置と観察対象物との相対距離に関する情報も登録できるように構成してもよい。これにより、傾斜面を有する観察対象物のような場合でも、観察したい位置に沿って移動が可能となる。例えば上述した円形の視野移動軌跡を設定する場合、基準点として3点を指定する際に、基準座標取得部85がZ方向の情報も取得することで、3点の基準点の情報から平面の傾きを演算できる。すなわち、3Dの視野移動軌跡を演算できる。したがって、演算された平面内に視野移動軌跡を設定することで、傾斜した平面に沿ってルートガイド機能をピントの合った状態で実現することが可能となる。すなわち、視野移動軌跡が対物レンズ部25の焦点位置と観察対象物表面の相対距離に関する情報を保持していることにより、3Dの視野移動軌跡に沿って観察視野が移動するように移動機構を制御することができる。 When setting a route, the reference coordinate acquisition unit 85 may be configured to register not only XY coordinates but also Z coordinates, i.e., information regarding the relative distance between the focal position of the objective lens unit 25 and the object being observed. This makes it possible to move along the desired observation position even in cases where the object being observed has an inclined surface. For example, when setting the circular field of view movement trajectory described above, the reference coordinate acquisition unit 85 can also acquire Z-direction information when specifying three reference points, thereby calculating the tilt of the plane from the information on the three reference points. In other words, a 3D field of view movement trajectory can be calculated. Therefore, by setting the field of view movement trajectory within the calculated plane, it is possible to realize the route guide function along the inclined plane in a focused state. In other words, because the field of view movement trajectory retains information regarding the relative distance between the focal position of the objective lens unit 25 and the surface of the object being observed, the movement mechanism can be controlled so that the observation field of view moves along the 3D field of view movement trajectory.

また三次元空間上のルートを点群として管理することもできる。さらにXY平面上に投影した図形として管理することもできる。例えば真上から見た場合に円形の視野移動軌跡を設定する場合、図35Aに示すように三次元空間で指定された3点を、図35Bに示すようにXY平面に投影し、投影された3点を元に図35Cに示すようにXY平面に円を定義する。これにより、三次元データをXY平面に写像したデータとして視野移動軌跡を扱うことが可能となり、演算処理を簡素化できる。 Routes in three-dimensional space can also be managed as a point cloud. They can also be managed as a figure projected onto the XY plane. For example, to set a circular view movement trajectory when viewed from directly above, three points specified in three-dimensional space as shown in Figure 35A are projected onto the XY plane as shown in Figure 35B, and a circle is defined on the XY plane based on the three projected points as shown in Figure 35C. This makes it possible to handle the view movement trajectory as three-dimensional data mapped onto the XY plane, simplifying calculation processing.

またXYステージは、上述のようにして算出されたXY平面上の円の沿ってステージ部30を移動させれば良い。Zステージは図36Aに示すように三次元空間で算出された平面を元に、移動するXY座標に相当するZ座標を随時算出することで、図36Bに示すように三次元空間上で指定されたルートに沿った移動が可能となる。図36A、図36Bに示すような三次元空間で算出された傾斜平面を規定する式を把握しておくことで、XY平面からこの傾斜平面に射影すればZ座標が決定できる。 The XY stage simply moves the stage unit 30 along the circle on the XY plane calculated as described above. The Z stage can move along a specified route in three-dimensional space as shown in Figure 36B by constantly calculating the Z coordinate corresponding to the XY coordinate of movement based on the plane calculated in three-dimensional space as shown in Figure 36A. By knowing the equation that defines the inclined plane calculated in three-dimensional space as shown in Figures 36A and 36B, the Z coordinate can be determined by projecting the XY plane onto this inclined plane.

多角形の場合も同様にしてXY平面に投影してXYステージを動作させることができる。この場合は、図37A及び図37Bに示すように点間の傾きを元にZ座標を算出することで、点と点の間を移動してる間もユーザが意図したルートに沿って移動することができるようになる。 In the case of polygons, the XY stage can be operated by projecting them onto the XY plane in a similar manner. In this case, by calculating the Z coordinate based on the slope between points as shown in Figures 37A and 37B, the user can move along the intended route even while moving between points.

さらにXY平面上でルートが交差する場合も、どちらの方向に進むかはジョイスティック55bなどの方向を元に決定できる。例えば図38に示すような例では、進行方向に対して±90°の範囲内にジョイスティック55bが傾斜されている場合は直進させ、+90°~+180°の範囲であれば左(図において上方)に折曲させ、-90°~-180°の範囲であれば右(図において下方)に折曲させる。 Furthermore, even when routes intersect on the XY plane, the direction to proceed can be determined based on the direction of the joystick 55b, etc. For example, in the example shown in Figure 38, if the joystick 55b is tilted within a range of ±90° relative to the direction of travel, the robot will proceed straight; if it is tilted between +90° and +180°, the robot will turn left (upward in the figure); and if it is tilted between -90° and -180°, the robot will turn right (downward in the figure).

また、線分や円といった登録されたときの形状単位で、どちらに進むかを自動的に判定しても良い。特にZ座標も追従している場合には、形状単位で移動方向を決めることが好ましい。例えば図39のような捻れの位置で交差している場合等には意図せぬZ上昇などが発生してユーザにストレスになることが考えられるからである。Z座標が追従しているときにユーザがZステージを操作した場合は、操作が完了した位置にルートをオフセットする。ユーザがステージ部30を移動させるということは、観察対象物にピントが合っていない可能性が高く、例えば図40に示すように登録点が近すぎる場合などは、移動したことでピントがボケることが起こりうる。ユーザの操作したZ座標にルートをオフセットする処理は、XYステージ停止中にZステージを移動されたときも同様とすることが好ましい。例えば図41において左下に示すように、ルートに沿って自動でXYZ方向に追従させている状態から、XY移動を一時的に停止させ、手動でZ方向に移動させた場合は、再度XYX方向への移動を再開する際は、オフセット後のルートに沿って移動させるようにする。 It is also possible to automatically determine which direction to move based on the shape unit used when the coordinate was registered, such as a line segment or circle. When the Z coordinate is also being tracked, it is preferable to determine the movement direction based on the shape unit. For example, if the coordinates intersect at a twisted position, as shown in Figure 39, an unintended Z-axis rise may occur, causing stress for the user. If the user operates the Z stage while the Z coordinate is being tracked, the route is offset to the position where the operation is completed. When the user moves the stage unit 30, it is highly likely that the object being observed is not in focus. For example, if the registration point is too close, as shown in Figure 40, the movement may cause the object to become out of focus. It is preferable that the process of offsetting the route to the Z coordinate operated by the user also be performed when the Z stage is moved while the XY stage is stopped. For example, as shown in the lower left of Figure 41, if the XY movement is temporarily stopped and manual movement is performed in the Z direction while the stage is automatically tracking along the route, when movement in the XYX directions is resumed, the stage will move along the offset route.

またXYステージ移動中のZステージ操作を管理すると煩雑になる場合は、Zステージ操作を排他するか、もしくは操作されたタイミングでZ追従を停止することもできる。例えば図42において左下に示すように、ルートに沿って自動でXYZ方向に追従させている状態から、XY移動中に手動でZ方向に移動させた場合は、Z追従を停止させて、XY方向への移動に関してのみルートガイド機能を働かせる。 Furthermore, if managing Z stage operation while the XY stage is moving becomes cumbersome, you can exclude Z stage operation or stop Z tracking when the stage is operated. For example, as shown in the bottom left of Figure 42, if the stage is automatically tracking along the route in the X, Y, and Z directions, and then you manually move in the Z direction during XY movement, Z tracking will be stopped and the route guide function will only work for movement in the X and Y directions.

なお、XY方向への移動中にはZ方向に移動させてもオフセットは行わず、XY方向への移動を停止している際にだけオフセットを実行するようにしてもよい。 In addition, offsetting may be performed only when movement in the XY direction is stopped, without offsetting even if movement in the Z direction is performed while movement in the XY direction is in progress.

XYステージ移動を開始されたタイミングのZ座標でオフセットするようにしておけば、Z追従が動作しなくなりボケが目立つようになっても、ユーザはXYステージを停止させ、一度ピントを合わせてからXYステージ移動を再開すれば良い。 By offsetting the Z coordinate at the time the XY stage movement begins, even if Z tracking stops working and blur becomes noticeable, the user can simply stop the XY stage, adjust the focus, and then resume XY stage movement.

マウスを画面上でクリックしてXYステージを移動する操作など、ユーザが明示的に特定の位置に移動しようとする場合は、一時的にルート外への移動を認めることもできる。こういった際に移動モードをOFFにしてから先端に移動し、再度モードONにしてルートに戻るといった手順は手間がかかる。そのため画面ドラッグではルート外への移動を認め、一時的にモードをOFFにする。そこからジョイスティック55bなどでルート上に戻れば、モードは自動的にONに戻る。一時的にモードがOFFになる際はプレビューなどの表示でユーザに伝わるようにする。ルートから外れる操作はドラッグ以外にもXYステージ原点への移動コマンドや、指定座標への移動なども可能である。ルート上にいるかどうかの判定は幅をもたせて管理することもできる。これによりルート上に戻った際に多少オーバーランが発生したとしても、モードのON・OFFがチャタリングすることがない。
(面状観察)
When the user explicitly attempts to move to a specific location, such as by clicking the mouse on the screen to move the XY stage, it is possible to temporarily allow movement off the route. In such cases, the process of turning off the movement mode, moving to the tip, turning the mode back on, and returning to the route is time-consuming. Therefore, dragging the screen allows movement off the route and temporarily turns the mode off. If the user then returns to the route using the joystick 55b or other devices, the mode automatically turns back on. When the mode is temporarily turned off, the user is notified by a preview or other display. In addition to dragging, other operations that can cause movement off the route include commands to move to the XY stage origin and move to specified coordinates. The determination of whether or not the user is on the route can also be managed with a certain degree of leeway. This prevents chattering between the mode on and off, even if a slight overrun occurs when returning to the route.
(Surface observation)

以上の例では、観察対象物の輪郭に沿って観察を行う例を説明したが、本発明はこのような線状の観察のみならず、面状の観察にも適用できる。すなわち、予め設定された領域内部を自動的にルートとして設定することも可能である。例えば図43Aに示すような円形の観察対象物の全域を、目視で全面スキャンするといった用途で有効となる。まず図43Aの観察視野に対して、全体像を取得する。例えば図43Bに示すように観察視野を移動させながら全景の画像を合成する。または観察視野を輪郭に沿って移動させたり、観察視野内に全景が収まるように低倍率に調整してもよい。このようにして観察対象物の輪郭が得られた状態で、この輪郭の内面の全体を観察できるように視野移動軌跡を設定する。例えば図43Cに示すように、外周となる領域に対して、現在の観察視野のサイズを元に、軌跡演算部82がルートを自動的に演算する。 In the above example, we have described an example in which observation is performed along the contour of the object being observed. However, the present invention is applicable not only to linear observations like this, but also to planar observations. That is, it is possible to automatically set the interior of a predetermined area as a route. For example, this is effective in applications such as visually scanning the entire area of a circular object being observed, as shown in Figure 43A. First, an overall image is obtained for the observation field of view in Figure 43A. For example, as shown in Figure 43B, an image of the entire view is synthesized while moving the observation field of view. Alternatively, the observation field of view can be moved along the contour, or the magnification can be adjusted to a low level so that the entire view fits within the observation field of view. Once the contour of the object being observed has been obtained in this way, a field of view movement trajectory is set so that the entire inner surface of this contour can be observed. For example, as shown in Figure 43C, the trajectory calculation unit 82 automatically calculates a route for the outer periphery area based on the size of the current observation field of view.

以上のように、ユーザは移動方向指示部55aで詳細な観察視野の移動を指示しなくとも、軌跡演算部82で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を容易に移動させることが可能となり、操作の簡素化が図られる。すなわち拡大観察装置100は、軌跡指示部81により複数の基準点を元に補完したルートを軌跡演算部82で設定しておくことで、移動方向指示部55aにより移動方向の指示を受けた際に、設定されたルートに沿ってステージ部30を制御することができる。また基準点からルートを設定する際には、XY平面だけでなくZ座標も元にすることで、ルートに沿った観察視野の移動中は常にピントの合った観察が可能になる。設定されるルートは円、楕円、矩形、多角形といった二次元形状を元にしており、それらの外周に沿った移動や、形状内部を順繰りに移動するなどが可能である。 As described above, the user can easily move the observation field along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 82 without having to give detailed instructions for moving the observation field using the movement direction instruction unit 55a, thereby simplifying operation. In other words, the magnification observation device 100 sets a route in the trajectory calculation unit 82, interpolated based on multiple reference points using the trajectory instruction unit 81, so that when a movement direction instruction is received from the movement direction instruction unit 55a, the stage unit 30 can be controlled along the set route. Furthermore, when setting a route from a reference point, not only the XY plane but also the Z coordinate is used as the basis, ensuring consistently focused observation while the observation field is moving along the route. The set route is based on two-dimensional shapes such as circles, ellipses, rectangles, and polygons, and movement along the periphery of these shapes or moving sequentially within the shape is possible.

カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像をディスプレイ部に表示させる際には、画像合成処理された合成画像を表示させることができる。画像合成処理された合成画像には深度合成画像、HDR画像、凹凸強調画像、ハレーション除去画像などが挙げられる。ここで合成画像について説明する。画像処理部84は、複数枚の画像から画像を合成する機能(合成画像モード)を実現する。例えば焦点深度の浅い画像に対して、焦点位置を変えながら撮影した複数枚の画像のうち、焦点情報から合焦部位のみを合成して焦点深度の深い画像(深度合成画像)を得ることができる。また、いわゆる超解像技術により解像を高めた画像やダイナミックレンジを広げた画像を取得することもできる。このように画像処理部84で生成される合成画像には、深度合成画像、3D合成画像、画素ずらし画像、超解像画像、HDR画像等が挙げられる。HDR画像は、従来の画像よりダイナミックレンジ、すなわち最小光量と最大光量の比が格段に高い画像である。例えば標準的なコンピュータのモニタでは、標準色表現として8ビット~24ビットのカラーが採用されており、256~1677万階調で表現できるが、現実にはより多くの色が存在しており、人の目は瞳孔の大きさを変えることで適正と思われる基準の明るさに調整して見ている。そこで、モニタの表現能力等を超えた、より多くの色情報を持たせたHDR画像が利用される。このようなHDR画像の取得には、同一の観察対象を同一位置で、異なる撮像条件(典型的には、撮像素子の露光時間)で撮像した複数の画像を合成する等、既知の手法が利用できる。例えば輝度領域のダイナミックレンジを変更して撮像した複数枚の低階調の画像を合成することで高階調のHDR画像とできる。 When an image of the observation field including the object of observation based on image data generated by the camera unit is displayed on the display unit, a composite image that has undergone image synthesis processing can be displayed. Examples of composite images that have undergone image synthesis processing include depth synthesis images, HDR images, unevenness-enhanced images, and halation-removed images. Here, we will explain composite images. The image processing unit 84 realizes a function for synthesizing multiple images (synthetic image mode). For example, for an image with a shallow depth of focus, it is possible to synthesize only the in-focus areas of multiple images taken while changing the focus position based on the focus information to obtain an image with a deep depth of focus (depth synthesis image). It is also possible to obtain images with enhanced resolution or an expanded dynamic range using so-called super-resolution technology. Examples of composite images generated by the image processing unit 84 in this way include depth synthesis images, 3D composite images, pixel-shifted images, super-resolution images, and HDR images. HDR images have a significantly higher dynamic range, i.e., a ratio between minimum and maximum light intensity, than conventional images. For example, standard computer monitors use 8-bit to 24-bit color as their standard color representation, allowing for 2.56 million to 16.77 million shades of gray. However, in reality, many more colors exist, and the human eye adjusts its pupil size to a standard brightness that it considers appropriate. Therefore, HDR images that contain more color information than the monitor's representation capabilities are used. Such HDR images can be obtained using known techniques, such as combining multiple images of the same object captured at the same position under different imaging conditions (typically, the exposure time of the image sensor). For example, a high-gradation HDR image can be created by combining multiple low-gradation images captured with different dynamic ranges in the luminance domain.

また合成画像をディスプレイ部に表示させる際、視野移動機構による観察視野の移動を停止させた際には、合成画像を静止画で表示させつつ、観察視野を移動させた際には、ライブ画像を表示させるように構成してもよい。 Furthermore, when the composite image is displayed on the display unit, the composite image may be displayed as a still image when the movement of the observation field by the field of view movement mechanism is stopped, and a live image may be displayed when the observation field of view is moved.

本発明の拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器は、顕微鏡や反射、透過型等のデジタルマイクロスコープ等に好適に利用できる。 The magnification observation device, magnified image observation method, magnified image observation program, computer-readable recording medium, and device storing the program of the present invention can be suitably used in microscopes, reflective and transmissive digital microscopes, and other devices.

100、200…拡大観察装置
1…撮像系
2…制御系
3…ケーブル部;3b…光学的ケーブル
4…ヘッド部
5…視野移動機構
10…カメラ部
11…撮像光学系
12…撮像素子;13…撮像素子制御回路
16…上Z昇降器
20…顕微鏡レンズ部
25…対物レンズ部
30…ステージ部
35…下ステージ昇降器
36…モータ制御回路
37…ステッピングモータ
43…カメラ取り付け部
50…本体部;51…プロセッサ部;52…表示制御部
53…ストレージ部;54…インターフェース;
55…操作部;55a…移動方向指示部;55b…ジョイスティック
55c…移動ボタン;55d…ルートガイド解除部
56…メモリ部;
57…バッファメモリ
60…照明部
62…同軸落射照明部
63…リング照明部
65…照明光源
66…照明制御部
70…ディスプレイ部
81…軌跡指示部;82…軌跡演算部;83…移動制御部
84…画像処理部
85…基準座標取得部
110…軌跡指示画面
111…画像表示領域
112…操作領域
113…ルートガイド設定部
114…幾何形状選択ボタン
115…「登録」ボタン
116…「元に戻す」ボタン
117…「リセット」ボタン
120…ルート表示領域
122…ルートガイド実行表示欄
124…ルートガイド開始ボタン
130…解除条件設定画面
140…ナビゲーション表示画面
WK、WK4…観察対象物
WK2…円筒状のワーク
WK3…観察対象物
AX…光軸
α…側面視における傾斜角度
β…平面視における傾斜角度
DJ1…ジョイスティックの傾斜方向
DS1…ステージ部の移動方向
IC…アイコン
MC…マウスカーソル
GS1~GS6…幾何形状
CB…基板
CP…チップ
RT…ルート
PL…輪郭
CS…視野中心
PT…移動位置
RT’…破線表示のルート
100, 200... Magnification observation device 1... Imaging system 2... Control system 3... Cable section; 3b... Optical cable 4... Head section 5... Field of view movement mechanism 10... Camera section 11... Imaging optical system 12... Imaging element; 13... Imaging element control circuit 16... Upper Z elevator 20... Microscope lens section 25... Objective lens section 30... Stage section 35... Lower stage elevator 36... Motor control circuit 37... Stepping motor 43... Camera mounting section 50... Main body section; 51... Processor section; 52... Display control section 53... Storage section; 54... Interface;
55... operation unit; 55a... movement direction instruction unit; 55b... joystick; 55c... movement button; 55d... route guide cancellation unit; 56... memory unit;
57...Buffer memory 60...Illumination unit 62...Coaxial incident illumination unit 63...Ring illumination unit 65...Illumination light source 66...Illumination control unit 70...Display unit 81...Trajectory instruction unit; 82...Trajectory calculation unit; 83...Movement control unit 84...Image processing unit 85...Reference coordinate acquisition unit 110...Trajectory instruction screen 111...Image display area 112...Operation area 113...Route guide setting unit 114...Geometric shape selection button 115..."Register" button 116..."Restore" button 117..."Reset" button 120...Route display area 122...Route guide execution Line display field 124... route guide start button 130... release condition setting screen 140... navigation display screen WK, WK4... observation object WK2... cylindrical workpiece WK3... observation object AX... optical axis α... tilt angle in side view β... tilt angle in plan view DJ1... tilt direction of joystick DS1... movement direction of stage part IC... icon MC... mouse cursors GS1 to GS6... geometric shape CB... substrate CP... chip RT... route PL... contour CS... field of view center PT... movement position RT'... route displayed by dashed line

Claims (23)

観察対象物を載置するためのステージ部と、
前記ステージ部上の観察対象物に向けて配置される対物レンズ部と、
前記対物レンズ部を介して結像された観察対象物の像を撮像して、当該像を示す画像データを生成するカメラ部と、
前記カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像をディスプレイ部に表示させる表示制御部と、
前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて、前記表示制御部により前記ディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させる視野移動機構と、
前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部と、
軌跡情報として幾何形状と、複数の基準点と、を指示するための軌跡指示部と、
前記軌跡指示部で指示された幾何形状と、複数の基準点とに基づいて、当該複数の基準点を通って観察視野を移動させる視野移動軌跡を前記幾何形状で近似して演算する軌跡演算部と、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って、前記移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記視野移動機構により前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させて前記表示制御部により前記ディスプレイ部に出力される観察視野を移動させる移動制御部と、
を備える拡大観察装置。
a stage portion for placing an object to be observed;
an objective lens unit arranged to face an observation object on the stage unit;
a camera unit that captures an image of an observation object formed through the objective lens unit and generates image data representing the image;
a display control unit that causes an image of an observation field including an observation object to be displayed on a display unit based on image data generated by the camera unit;
a field of view moving mechanism that moves the optical axis of the objective lens unit and the stage unit relatively to each other so that the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit changes and the observation field of view output to the display unit by the display control unit moves;
a movement direction instructing unit that instructs a movement direction of the field of view moving mechanism in accordance with a user input indicating a movement direction of the observation field of view on the display unit;
a trajectory designation unit for designating a geometric shape and a plurality of reference points as trajectory information ;
a trajectory calculation unit that calculates a field of view movement trajectory that moves an observation field of view through a plurality of reference points by approximating the geometric shape based on the geometric shape specified by the trajectory specification unit and the plurality of reference points;
a movement control unit that moves the optical axis of the objective lens unit and the stage unit relative to each other using the field of view movement mechanism in accordance with a movement direction instruction from the movement direction instruction unit along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit, thereby moving the observation field of view output to the display unit by the display control unit ;
A magnification observation device comprising:
請求項1に記載の拡大観察装置であって、
前記軌跡指示部は、前記視野移動機構により移動される1又は複数の観察視野の画像を用いて、前記軌跡情報として複数の軌跡基準点の指示を受け付け、
前記軌跡演算部が、前記軌跡指示部で指示された複数の軌跡基準点に基づいて視野移動軌跡を演算するよう構成されてなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 1,
the trajectory instruction unit receives instructions of a plurality of trajectory reference points as the trajectory information using images of one or a plurality of observation fields moved by the field of view movement mechanism;
A magnification observation device, wherein the trajectory calculation unit is configured to calculate a field of view movement trajectory based on a plurality of trajectory reference points designated by the trajectory designation unit.
請求項1に記載の拡大観察装置であって、
前記軌跡指示部は、前記視野移動機構により移動させて複数の観察視野の画像を前記表示制御部により前記ディスプレイ部に表示させ、前記軌跡情報として各観察視野に対応した複数の軌跡基準点の指示を受け付け、
前記軌跡演算部が、前記軌跡指示部で指示された複数の軌跡基準点に基づいて視野移動軌跡を演算するよう構成されてなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 1,
the trajectory instruction unit causes the display control unit to display images of a plurality of observation fields of view on the display unit by moving the field of view moving mechanism, and receives instructions of a plurality of trajectory reference points corresponding to each observation field of view as the trajectory information;
A magnification observation device, wherein the trajectory calculation unit is configured to calculate a field of view movement trajectory based on a plurality of trajectory reference points designated by the trajectory designation unit.
請求項1~3のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記移動制御部は、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿うように、前記移動方向指示部で前記視野移動機構を制御するルートトレースモードと、
前記視野移動軌跡と無関係に、前記移動方向指示部で指示された移動方向に前記視野移動機構を制御するフリーモードと
を切替可能としてなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 3,
The movement control unit
a route trace mode in which the movement direction instruction unit controls the visual field movement mechanism so as to follow the visual field movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit;
a free mode in which the visual field movement mechanism is controlled in a movement direction instructed by the movement direction instructing unit, regardless of the visual field movement locus.
請求項1~4のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、さらに、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿うように、前記移動方向指示部で前記視野移動機構を制御するルートトレースモードの実行中に、当該ルートトレースモードを解除して前記視野移動軌跡と無関係に、前記移動方向指示部で指示された移動方向に前記視野移動機構を制御可能なフリーモードとするルートガイド解除部を設けてなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
A magnification observation device comprising a route guide canceling unit that, during execution of a route trace mode in which the movement direction indicating unit controls the field of view movement mechanism to follow the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculating unit, cancels the route trace mode and sets the device to a free mode in which the field of view movement mechanism can be controlled in the movement direction indicated by the movement direction indicating unit, regardless of the field of view movement trajectory.
請求項4又は5に記載の拡大観察装置であって、
前記移動制御部は、
前記視野移動機構を移動させる移動位置と、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡とが、
所定値以上異なる場合に、前記ルートトレースモードからフリーモードに切り替えるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 4 or 5,
The movement control unit
a movement position to which the field of view movement mechanism is moved;
The visual field movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit,
The magnification observation device is configured to switch from the route tracing mode to a free mode when the difference is equal to or greater than a predetermined value.
請求項4~6のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記移動制御部は、前記表示制御部により前記ディスプレイ部で表示されている画像データの観察視野に対し、
前記移動方向指示部で指示された移動方向の指示が、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って観察視野を移動させるべき方向に対し、
所定の第一角度の範囲内であれば、第一方向に沿った前記ルートトレースモードを継続し、
所定の第一角度の範囲外であれば、前記第一方向とは逆向きの第二方向に沿った前記ルートトレースモードを継続するよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 4 to 6,
The movement control unit is configured to:
The movement direction indicated by the movement direction indication unit is
In the direction in which the observation field of view should be moved along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit,
If the route is within a predetermined first angle, continue the route tracing mode along the first direction;
A magnification observation device configured to continue the route tracing mode along a second direction opposite to the first direction if the angle is outside a predetermined first angle range.
請求項4~6のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記移動方向指示部は、前記視野移動軌跡に沿った第一方向と、前記視野移動軌跡に沿った方向のうち当該第一方向とは異なる第二方向を指示するよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 4 to 6,
The movement direction indicating unit is configured to indicate a first direction along the field of view movement trajectory and a second direction along the field of view movement trajectory that is different from the first direction.
請求項2又は3に記載の拡大観察装置であって、
前記軌跡演算部が、前記軌跡指示部で指示された複数の軌跡基準点を通る視野移動軌跡を演算し、
前記軌跡演算部で演算される視野移動軌跡が、折曲部を含んでなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 2 or 3,
the trajectory calculation unit calculates a visual field movement trajectory that passes through the plurality of trajectory reference points designated by the trajectory designation unit;
A magnification observation device, wherein the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit includes a bent portion.
請求項2又は3に記載の拡大観察装置であって、
前記軌跡演算部が、前記軌跡指示部で指示された複数の軌跡基準点を、曲線を含む幾何形状で補間するように、前記視野移動軌跡を演算するよう構成されてなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 2 or 3,
A magnification observation device, wherein the trajectory calculation unit is configured to calculate the field of view movement trajectory so as to interpolate a plurality of trajectory reference points designated by the trajectory designation unit with a geometric shape including a curve.
請求項9又は10に記載の拡大観察装置であって、
前記軌跡演算部が、観察視野の中心の座標位置を軌跡基準点として、視野移動軌跡を演算するよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 9 or 10,
A magnification observation device in which the trajectory calculation unit is configured to calculate the trajectory of movement of the field of view using the coordinate position of the center of the observation field of view as a trajectory reference point.
請求項1~11のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記視野移動機構が、前記ステージ部をX方向及びY方向に電動式に移動させる電動XYステージを含む拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 11,
The field of view moving mechanism includes an electric XY stage that electrically moves the stage unit in the X and Y directions.
請求項1~12のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記視野移動機構は、前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部の相対位置を変化させるとともに、前記対物レンズ部の焦点位置と前記ステージ部との間の相対距離を変化させ、
前記軌跡指示部により指示される軌跡情報は、前記相対距離の異なる複数の基準点に関する情報を含み、
前記軌跡演算部は、前記軌跡指示部で指示された幾何形状と、複数の基準点とに基づいて、当該複数の基準点を通る平面上で視野移動軌跡を前記幾何形状に近似して演算し、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って、前記移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記視野移動機構により前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部の相対位置を変化させて観察視野を移動させるとともに、前記視野移動機構により前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部の相対距離を変化させるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 12,
the field of view moving mechanism changes the relative position between the optical axis of the objective lens unit and the stage unit, and changes the relative distance between the focal position of the objective lens unit and the stage unit;
the trajectory information indicated by the trajectory indication unit includes information regarding a plurality of reference points with different relative distances;
the trajectory calculation unit calculates a visual field movement trajectory on a plane passing through a plurality of reference points by approximating the geometric shape specified by the trajectory specification unit to the geometric shape;
A magnification observation device configured to move the observation field by changing the relative position of the optical axis of the objective lens unit and the stage unit using the field of view movement mechanism in accordance with the movement direction instruction from the movement direction instruction unit along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit, and to change the relative distance between the optical axis of the objective lens unit and the stage unit using the field of view movement mechanism .
請求項13に記載の拡大観察装置であって、
前記視野移動機構は、前記ステージ部をZ方向に電動式に移動させる電動Zステージを含み、
前記電動Zステージが、前記表示制御部により前記ディスプレイ部に表示される画像データの焦点を、前記対物レンズ部から観察対象物までの距離に応じて合焦させるよう自動で焦点距離を調整するよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 13,
the field-of-view movement mechanism includes an electric Z stage that electrically moves the stage unit in a Z direction,
A magnification observation device configured such that the electric Z stage automatically adjusts the focal length so that the focus of the image data displayed on the display unit by the display control unit is in focus according to the distance from the objective lens unit to the object to be observed.
請求項1~14のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向及び移動速度を指定するためのジョイスティックを有し、
前記移動方向指示部は、前記ジョイスティックによる前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向及び移動速度の指定を受け付け、
前記移動制御部は、前記ジョイスティックを傾斜させる角度が大きいほど前記視野移動機構による観察視野の移動速度を速くするように制御する拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 14,
a joystick for specifying a direction and speed of movement of the observation field on the display unit;
the movement direction instruction unit receives a designation of a movement direction and a movement speed of the observation field of view on the display unit by the joystick,
The movement control unit controls the movement speed of the observation field by the field movement mechanism so that the greater the angle at which the joystick is tilted , the faster the movement speed of the observation field.
請求項1~15のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、さらに、
前記観察視野の中心の位置がずれたことを検出して、当該視野ずれを自動で補正する視野ずれ補正部を備えており、
前記軌跡演算部は、前記視野ずれ補正部により視野ずれ補正が行われると、当該視野ずれ補正に応じて前記視野移動軌跡を自動でオフセットさせるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 15, further comprising:
a field of view deviation correction unit that detects deviation of the center position of the observation field of view and automatically corrects the field of view deviation,
The magnification observation device is configured such that, when the field of view shift correction unit performs field of view shift correction, the trajectory calculation unit automatically offsets the field of view movement trajectory in accordance with the field of view shift correction.
請求項13に記載の拡大観察装置であって、さらに、
前記観察視野の中心の位置又は前記相対距離がずれたことを検出して、当該視野ずれを自動で補正する視野ずれ補正部を備えており、
前記軌跡演算部は、前記視野ずれ補正部により視野ずれ補正が行われると、当該視野ずれ補正に応じて前記視野移動軌跡を自動でオフセットさせるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to claim 13, further comprising:
a field of view deviation correction unit that detects deviation of the center position of the observation field of view or the relative distance and automatically corrects the field of view deviation,
The magnification observation device is configured such that, when the field of view shift correction unit performs field of view shift correction, the trajectory calculation unit automatically offsets the field of view movement trajectory in accordance with the field of view shift correction.
請求項1~17のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、さらに、
観察対象物に向けて照明方向を切り替え可能で、かつ
照明方向を順次切り替えて照射する第一照明パターンと、
選択された照射方向に照射する第二照明パターンと
に照射可能な照明部
を備えており、
前記視野移動軌跡に沿って観察視野を移動させる際には、前記照明部を前記第一照明パターンで照射させるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 17, further comprising:
a first illumination pattern that is capable of switching an illumination direction toward an observation object and that sequentially switches the illumination direction to irradiate the object;
a first illumination pattern that illuminates in a selected illumination direction; and a second illumination pattern that illuminates in a selected illumination direction.
A magnification observation device configured such that, when the observation field of view is moved along the field of view movement locus, the illumination unit irradiates with the first illumination pattern.
請求項1~18のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記表示制御部は、前記カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像を前記ディスプレイ部に表示させ、
前記視野移動機構による観察視野の移動を停止させた際には、前記カメラ部が生成する複数の画像データに基づいて画像合成処理された合成画像を前記ディスプレイ部に表示させ、
前記視野移動機構による観察視野を移動させた際には、前記カメラ部が生成する画像データに基づいてライブ画像を表示させるよう構成してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 18,
the display control unit causes the display unit to display an image of the observation field including the observation object based on the image data generated by the camera unit;
When the movement of the observation field by the field movement mechanism is stopped, a composite image that has been image-combined based on the plurality of image data generated by the camera unit is displayed on the display unit;
A magnification observation device configured to display a live image based on image data generated by the camera unit when the observation field of view is moved by the field of view moving mechanism.
請求項1~14のいずれか一項に記載の拡大観察装置であって、
前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向及び移動速度を指定するためのジョイスティックを有し、
前記軌跡演算部が、視野移動機構の移動方向と速度に加えて、前記ジョイスティックで指示された移動方向を監視する時間間隔から、到達する予測地点を算出し、
該算出した予測地点から軌跡に最も近い点を探索し、該探索された最も近い点に向けて方向と速度を補正して、前記視野移動機構を移動させるよう制御してなる拡大観察装置。
The magnification observation device according to any one of claims 1 to 14 ,
a joystick for specifying a direction and speed of movement of the observation field on the display unit;
the trajectory calculation unit calculates a predicted arrival point from the time interval for monitoring the movement direction indicated by the joystick in addition to the movement direction and speed of the field of view movement mechanism ;
A magnification observation device that searches for a point on the trajectory that is closest to the calculated predicted point, corrects the direction and speed toward the closest point that has been searched, and controls the field of view movement mechanism to move.
ステージ部に載置された観察対象物を、対物レンズ部を介してカメラ部で撮像してディスプレイ部に表示させ、前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて前記ディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを視野移動機構で相対移動させて観察する拡大画像観察方法であって、
軌跡情報として幾何形状と、複数の基準点と、の指示を、軌跡指示部が促す工程と、
前記軌跡指示部で指示された幾何形状と、複数の基準点とに基づいて、当該複数の基準点を通って前記観察視野を移動させる視野移動軌跡を前記幾何形状で近似して軌跡演算部が演算する工程と、
前記軌跡演算部で演算された視野移動軌跡に沿って、前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させて表示制御部により前記ディスプレイ部に出力される観察視野を移動させる、前記視野移動機構による移動を移動制御部で制御する工程と、
を含む拡大画像観察方法。
A magnified image observation method comprising the steps of: capturing an image of an observation object placed on a stage unit with a camera unit via an objective lens unit, displaying the image on a display unit; and relatively moving the optical axis of the objective lens unit and the stage unit with a field of view moving mechanism so that the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit changes and the observation field of view output to the display unit moves,
a step in which a trajectory instruction unit prompts the user to specify a geometric shape and a plurality of reference points as trajectory information ;
a step of calculating , by a trajectory calculation unit, a field of view movement trajectory that moves the observation field of view through a plurality of reference points by approximating the geometric shape based on the geometric shape specified by the trajectory specification unit and the plurality of reference points;
a step of moving the optical axis of the objective lens unit and the stage unit relative to each other along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit, in accordance with a user input indicating a movement direction of the observation field of view on the display unit, and in accordance with a movement direction instruction by a movement direction instruction unit that instructs the movement direction of the field of view movement mechanism, thereby moving the observation field of view that is output to the display unit by a display control unit, and controlling the movement by the field of view movement mechanism by a movement control unit;
A method for observing a magnified image, comprising:
観察対象物を載置するためのステージ部と、
前記ステージ部上の観察対象物に向けて配置される対物レンズ部と、
前記対物レンズ部を介して結像された観察対象物の像を撮像して、当該像を示す画像データを生成するカメラ部と、
前記カメラ部が生成する画像データに基づいて観察対象物を含む観察視野の画像を表示させるディスプレイ部と、
前記ステージ部上における前記対物レンズ部の光軸の位置を異ならせて、前記ディスプレイ部に出力される観察視野が移動するように前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させる視野移動機構と、
前記ディスプレイ部における観察視野の移動方向を示すユーザ入力に従い、前記視野移動機構の移動方向を指示する移動方向指示部と、
を備える拡大観察装置を操作する拡大画像観察プログラムであって、
軌跡情報として幾何形状と、複数の基準点と、を指示する軌跡指示機能と、
前記軌跡指示機能で指示された幾何形状と、複数の基準点とに基づいて、当該複数の基準点を通って観察視野を移動させる視野移動軌跡を前記幾何形状で近似して演算する軌跡演算機能と、
前記軌跡演算機能で演算された視野移動軌跡に沿って、前記移動方向指示部による移動方向の指示に従い、前記対物レンズ部の光軸と前記ステージ部とを相対移動させて表示制御部により前記ディスプレイ部に出力される観察視野を移動させる、前記視野移動機構の移動を制御する移動制御機能と、
をコンピュータに実現させるための拡大画像観察プログラム。
a stage portion for placing an object to be observed;
an objective lens unit arranged to face an observation object on the stage unit;
a camera unit that captures an image of an observation object formed through the objective lens unit and generates image data representing the image;
a display unit that displays an image of an observation field including an observation object based on image data generated by the camera unit;
a field of view moving mechanism that moves the optical axis of the objective lens unit and the stage unit relatively to each other so that the position of the optical axis of the objective lens unit on the stage unit changes and the observation field of view output to the display unit moves;
a movement direction instructing unit that instructs a movement direction of the field of view moving mechanism in accordance with a user input indicating a movement direction of the observation field of view on the display unit;
A magnified image observation program for operating a magnification observation device comprising:
a trajectory designation function for designating a geometric shape and a plurality of reference points as trajectory information ;
a trajectory calculation function that calculates a field of view movement trajectory that moves an observation field of view through a plurality of reference points by approximating the geometric shape based on the geometric shape specified by the trajectory specification function and the plurality of reference points;
a movement control function that controls movement of the field of view movement mechanism, which moves the optical axis of the objective lens unit and the stage unit relatively along the field of view movement trajectory calculated by the trajectory calculation function, in accordance with a movement direction instruction by the movement direction instruction unit, thereby moving the observation field of view output to the display unit by the display control unit ; and
A magnified image observation program that enables this to be achieved on a computer.
請求項22に記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記憶した機器。 A computer-readable recording medium or storage device storing the program described in claim 22.
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