JP2002174779A - Microscopic system and auxiliary method of determining magnification - Google Patents

Microscopic system and auxiliary method of determining magnification

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JP2002174779A
JP2002174779A JP2000374372A JP2000374372A JP2002174779A JP 2002174779 A JP2002174779 A JP 2002174779A JP 2000374372 A JP2000374372 A JP 2000374372A JP 2000374372 A JP2000374372 A JP 2000374372A JP 2002174779 A JP2002174779 A JP 2002174779A
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auxiliary
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objective lens
unit
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Japanese (ja)
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Yasushi Ogiwara
康史 荻原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change an auxiliary magnification to the necessary and sufficient magnification taking advantage of the resolution of an objective lens to the maximum extent. SOLUTION: The auxiliary magnification MSUB is calculated by the following mathematical expression (1) in accordance with the magnification MOBJ and numerical aperture NAOBJ of the objective lens and the resolution P of a photoelectric conversion element and the auxiliary magnification of the microscope is changed to the calculated auxiliary magnification. MSUB=(2×P×2NAOBJ)/ MOBJ×λ...(5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡システム
と、該システムにおける補助倍率決定方法とに関する。
The present invention relates to a microscope system and a method for determining an auxiliary magnification in the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】顕微鏡によって拡大像を得る場合、効率
的な観察のためには拡大倍率の他、分解能が重要とな
る。接眼レンズを通した目視観察や銀塩フィルムによる
写真撮影においては、分解能は対物レンズの開口数によ
ってほぼ決定される。これに対して、光学系による拡大
像を、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等の光
電変換素子を用いて電気的画像情報に変換し、これを出
力する顕微鏡システムでは、最終的な出力画像の分解能
は対物レンズの開口数のみでは決まらず、光電変換素子
の分解能にも影響される。
2. Description of the Related Art When obtaining a magnified image by a microscope, resolution is important in addition to magnification, for efficient observation. In visual observation through an eyepiece or photography using a silver halide film, the resolution is substantially determined by the numerical aperture of the objective lens. On the other hand, a microscope system that converts an enlarged image by an optical system into electrical image information using a photoelectric conversion element such as a CCD (Charge Coupled Device) camera and outputs the electrical image information, and outputs the resolution of the final output image Is not determined only by the numerical aperture of the objective lens, but is also affected by the resolution of the photoelectric conversion element.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、このような顕
微鏡システムでは、CCDカメラの分解能が対物レンズ
の分解能よりも劣っている場合、対物レンズの性能を十
分に活かすことができない。そこで、鮮明な画像を得る
ためには、中間変倍、中間ズーム等の補助変倍装置を用
いて光電変換素子の物体面上に到達する画像の総合倍率
を上げることが望ましい。
Therefore, in such a microscope system, when the resolution of the CCD camera is lower than the resolution of the objective lens, the performance of the objective lens cannot be fully utilized. Therefore, in order to obtain a clear image, it is desirable to increase the total magnification of the image reaching the object plane of the photoelectric conversion element by using an auxiliary magnification device such as intermediate magnification or intermediate zoom.

【0004】しかし、このようにすると、総合倍率が上
がるため、光電変換素子の物体面上における視野は小さ
くなってしまう。従って、補助倍率をあまり上げすぎる
と、1つの視野で観察できる範囲が狭くなるため効率が
悪くなる。また、分解能は対物レンズの性能以上には上
がらないため、必要以上に補助倍率を上げることにメリ
ットはない。
However, in this case, since the total magnification increases, the field of view of the photoelectric conversion element on the object plane becomes small. Therefore, if the auxiliary magnification is set too high, the range that can be observed in one field of view is narrowed, resulting in poor efficiency. Further, since the resolution does not increase beyond the performance of the objective lens, there is no merit in increasing the auxiliary magnification more than necessary.

【0005】そこで本発明は、補助倍率を、対物レンズ
の分解能を最大限活かした必要十分な倍率に変更する方
法と、該方法を用いて補助倍率を変更する顕微鏡システ
ムとを提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for changing the auxiliary magnification to a necessary and sufficient magnification making the most of the resolution of the objective lens, and a microscope system for changing the auxiliary magnification using the method. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では、対物光学素子(例えば対物レンズ)の
倍率及び開口数と光電変換素子の分解能とを基に補助倍
率を算出し、顕微鏡の補助倍率を当該算出された補助倍
率に変更する補助倍率決定方法が提供される。
According to the present invention, an auxiliary magnification is calculated based on a magnification and a numerical aperture of an objective optical element (for example, an objective lens) and a resolution of a photoelectric conversion element. An auxiliary magnification determining method for changing the auxiliary magnification of the microscope to the calculated auxiliary magnification is provided.

【0007】なお、対物光学素子の物体面上における分
解能ROBJは、次式(1)により求められる。 ROBJ=λ/2NAOBJ …(1) ここで、λは観察に用いられる光の波長である。また、
NAOBJは対物光学素子の開口数である。
The resolution R OBJ of the objective optical element on the object plane can be obtained by the following equation (1). R OBJ = λ / 2NA OBJ (1) where λ is the wavelength of light used for observation. Also,
NA OBJ is the numerical aperture of the objective optical element.

【0008】対物光学素子を10倍(開口数0.3)、
20倍(開口数0.5)、40倍(開口数0.75)と
し、λを0.55μmとし、補助倍率を1倍〜2倍とし
て、総合倍率を10倍から80倍まで連続的に拡大した
場合の、総合倍率(すなわち対物光学素子の倍率×補助
倍率)と分解能ROBJとの関係を図2に実線で示す。な
お、図2において、実線aは10倍の光学素子を、実線
bは20倍の光学素子を、実線cは40倍の光学素子を
用いた場合を示す。一般に、分解能は補助倍率には依存
せず、対物光学素子の開口数のみにより決定されるた
め、分解能は段階的に変化する。この図2にあげた関係
は一例に過ぎず、本発明は、このような倍率、開口数の
対物光学素子を用いる場合に限定されるものではない。
The objective optical element is 10 times (numerical aperture 0.3),
20 times (numerical aperture 0.5), 40 times (numerical aperture 0.75), λ is 0.55 μm, auxiliary magnification is 1 to 2 times, and total magnification is 10 to 80 times continuously. The solid line in FIG. 2 shows the relationship between the total magnification (that is, the magnification of the objective optical element × the auxiliary magnification) and the resolution R OBJ when the magnification is enlarged. In FIG. 2, a solid line a shows a case using a 10-fold optical element, a solid line b shows a case using a 20-fold optical element, and a solid line c shows a case using a 40-fold optical element. In general, the resolution does not depend on the auxiliary magnification, but is determined only by the numerical aperture of the objective optical element. The relationship shown in FIG. 2 is merely an example, and the present invention is not limited to the case where an objective optical element having such a magnification and a numerical aperture is used.

【0009】一方、CCD撮像面における分解能は、ほ
ぼ、CCDにおける隣り合う画素の中心間の距離PIX
ELの2倍で表わすことができる。したがって、CCD
の物体面における分解能RCCDは、これを物体面上に換
算して、次式(2)により求められる。なお、Mtotal
は総合倍率である。 RCCD=2×PIXEL/Mtotal …(2)
On the other hand, the resolution on the CCD image pickup surface is substantially equal to the distance PIX between the centers of adjacent pixels in the CCD.
It can be expressed as twice the EL. Therefore, the CCD
The resolution R CCD on the object plane is converted to the object plane and is obtained by the following equation (2). Note that M total
Is the total magnification. R CCD = 2 × PIXEL / M total (2)

【0010】PIXELを7μmとして、総合倍率と分
解能RCCDの関係をグラフにすると、図2に点線で示す
ように双曲線となる。
When PIXEL is set to 7 μm, the relationship between the total magnification and the resolution R CCD is graphed, as shown by the dotted line in FIG.

【0011】例えば、対物光学素子を20倍(開口数
0.5)、補助倍率を1倍とすると、総合倍率ば20倍
であるが、対物光学素子の分解能ROBJが0.5μmで
あるのに対してCCDの分解能RCCDが0.7μmであ
るため、得られる画像の分解能は低い方のCCDの分解
能RCCDに支配され、0.7μmとなる。
For example, if the objective optical element is 20 times (numerical aperture 0.5) and the auxiliary magnification is 1, the total magnification is 20 times, but the resolution R OBJ of the objective optical element is 0.5 μm. Since the resolution R CCD of the CCD is 0.7 μm, the resolution of the obtained image is governed by the resolution R CCD of the lower CCD and is 0.7 μm.

【0012】また、対物光学素子を20倍(開口数0.
5)、補助倍率を1.8倍とすると、総合倍率は36倍
であるが、対物光学素子の分解能ROBJが0.5μmで
あるのに対してCCDの分解能RCCDは0.38μmで
あるため、得られる像の分解能は低い方の対物光学素子
の分解能ROBJに支配され、0.5μmとなる。
Further, the objective optical element is increased by a factor of 20 (a numerical aperture of 0.1).
5) If the auxiliary magnification is 1.8, the total magnification is 36, but the resolution R OBJ of the objective optical element is 0.5 μm, whereas the resolution R CCD of the CCD is 0.38 μm. Therefore, the resolution of the obtained image is governed by the resolution R OBJ of the lower objective optical element, and is 0.5 μm.

【0013】このように、全体の分解能Rtotalは対物
光学素子の分解能ROBJとCCDの分解能RCCDとの低い
方に支配されるため、図2に示すグラフの点線と実線の
交点より高い総合倍率には意味がなく、低い総合倍率は
分解能を活かしきっていない。従って、対物光学素子の
分解能ROBJとCCDの分解能RCCDとが一致するような
総合倍率となる補助倍率を用いれば、最も効率よく、対
物光学素子の分解能R OBJを活かしつつ、最大の視野を
得ることができる。
Thus, the overall resolution RtotalIs the objective
Optical element resolution ROBJAnd CCD resolution RCCDWith low
The dotted line and the solid line in the graph shown in FIG.
There is no point in the total magnification higher than the intersection point,
Not taking full advantage of resolution. Therefore, the objective optical element
Resolution ROBJAnd CCD resolution RCCDLike
Using the auxiliary magnification, which is the overall magnification, is the most efficient
Resolution R of object optical element OBJWhile maximizing the field of view
Obtainable.

【0014】例えば、対物光学素子が20倍(開口数
0.50)の場合、補助倍率を1.4倍とすれば、総合
倍率が28倍となり、対物光学素子及びCCDの分解能
のいずれも0.5μmとなるため、最も効率的な観察が
できる。
For example, when the objective optical element is 20 times (numerical aperture 0.50), if the auxiliary magnification is 1.4 times, the total magnification is 28 times, and both the objective optical element and the resolution of the CCD are 0. .5 μm, the most efficient observation is possible.

【0015】なお、本発明における補助倍率の算出方法
は、上述の方法に限定されるものではなく、実際の装置
等に応じて、各数値に対して必要な補正を適宜加えるこ
とができる。
Note that the method of calculating the auxiliary magnification in the present invention is not limited to the above-described method, and necessary corrections can be appropriately applied to each numerical value in accordance with an actual device or the like.

【0016】また、本発明では、本発明の補助倍率決定
方法を用いた顕微鏡システムとして、対物レンズと、像
を変倍する補助倍率変換部と、変倍された光学像を電気
的画像情報に変換する光電変換素子と、補助倍率決定部
と、補助倍率決定部において決定された補助倍率を基に
前記補助倍率変換部を制御する制御信号を出力する制御
信号出力部とを有する顕微鏡システムが提供される。な
お、補助倍率決定部は、対物レンズの倍率を変倍させる
ための、前記補助倍率変換部の補助倍率を、前記対物レ
ンズの倍率及び開口数と、光電変換素子の分解能とを基
に算出する手段である。本発明の顕微鏡システムは、観
察に用いる対物光学素子を検出する手段をさらに備える
ことが望ましい。
Further, according to the present invention, as a microscope system using the auxiliary magnification determining method of the present invention, an objective lens, an auxiliary magnification conversion unit for changing the size of an image, and a scaled optical image converted into electrical image information. A microscope system including a photoelectric conversion element for conversion, an auxiliary magnification determining unit, and a control signal output unit that outputs a control signal for controlling the auxiliary magnification converting unit based on the auxiliary magnification determined by the auxiliary magnification determining unit is provided. Is done. The auxiliary magnification determining unit calculates an auxiliary magnification of the auxiliary magnification conversion unit for changing the magnification of the objective lens based on the magnification and the numerical aperture of the objective lens and the resolution of the photoelectric conversion element. Means. It is preferable that the microscope system of the present invention further includes a unit for detecting an objective optical element used for observation.

【0017】なお、最終的な出力画像の分解能には、対
物光学素子の倍率及び開口数並びに光電変換素子の分解
能の他、コンデンサの開口絞りや出力装置の分解能も影
響する場合がある。そこで、本発明のシステムにおける
補助倍率決定部は、コンデンサの絞り値(開口絞り
値)、光電変換素子の分解能及び出力装置の分解能のう
ちの少なくともいずれかと、対物光学素子の倍率及び開
口数とを基に、補助倍率を算出する手段を有することが
望ましい。
The resolution of the final output image may be affected not only by the magnification and numerical aperture of the objective optical element and the resolution of the photoelectric conversion element, but also by the resolution of the aperture stop of the condenser and the output device. Therefore, the auxiliary magnification determination unit in the system of the present invention determines at least one of the aperture value of the condenser (aperture aperture value), the resolution of the photoelectric conversion element, and the resolution of the output device, and the magnification and the numerical aperture of the objective optical element. Based on this, it is desirable to have means for calculating the auxiliary magnification.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】<実施例1> A.システム構成 本実施例における顕微鏡システム100は、図1に示す
ように、互いに信号線30により接続された顕微鏡10
と情報処理装置20とを備える。
<First Embodiment> A. First Embodiment System Configuration As shown in FIG. 1, a microscope system 100 according to the present embodiment includes a microscope 10 connected to each other by a signal line 30.
And an information processing device 20.

【0019】顕微鏡10は、対物光学系(光学像を拡大
するための光学素子(本実施例では対物レンズである
が、レンズには限定されない)12、及び、光学像を画
像信号に変換する光電変換素子を有するCCDカメラ1
6)と、光学素子12と光電変換手段との間に位置し、
段階的又は連続的に光学像の倍率を変更する少なくとも
1つの補助倍率変更機構(補助倍率光学系)15とを含
む光学系を有し、さらに、光路に挿入されている対物レ
ンズ12を検出する手段47(図4)を備える。
The microscope 10 includes an objective optical system (an optical element for enlarging an optical image (in this embodiment, an objective lens, but not limited to a lens)) 12 and a photoelectric conversion device for converting the optical image into an image signal. CCD camera 1 having conversion element
6), located between the optical element 12 and the photoelectric conversion means,
An optical system including at least one auxiliary magnification changing mechanism (auxiliary magnification optical system) 15 for changing the magnification of the optical image stepwise or continuously, and further detects the objective lens 12 inserted in the optical path. Means 47 (FIG. 4) are provided.

【0020】本実施例の顕微鏡10は、対物レンズ12
を複数備え、そのいずれかを選択的に光路に挿入するこ
とにより光学像の倍率を段階的に変化させることのでき
るようになっている。対物レンズ12のレボルバには、
対物レンズ12を検出する手段47として、どの対物レ
ンズが光路に入っているかを認識するセンサが装着され
ている。
The microscope 10 of the present embodiment has an objective lens 12
, And by selectively inserting any one of them into the optical path, the magnification of the optical image can be changed in a stepwise manner. In the revolver of the objective lens 12,
As means 47 for detecting the objective lens 12, a sensor for recognizing which objective lens is in the optical path is mounted.

【0021】補助倍率変更機構15には電動アクチュエ
ータが備えられており、補助倍率(中間ズーム倍率)
は、信号線30を介して入力される制御信号に応じて、
該信号の示す所定の倍率に自動的に変倍される。
The auxiliary magnification changing mechanism 15 is provided with an electric actuator, and an auxiliary magnification (intermediate zoom magnification).
Corresponds to a control signal input via the signal line 30,
The magnification is automatically changed to a predetermined magnification indicated by the signal.

【0022】情報処理装置20は、図3に示すように、
主記憶装置31と、中央演算処理装置(CPU)32
と、インタフェース部33と、外部記憶装置34と、入
力装置23と、出力装置22とを備える。なお、本実施
例では、入力装置23としてキーボードを、出力装置2
2として画像表示装置(モニタ)を用いているが、本発
明はこれに限られるものではない。入出力装置は、タッ
チセンサ、プリンタ、磁気記録装置等、適宜変更・追加
することができる。
As shown in FIG. 3, the information processing device 20
Main storage device 31 and central processing unit (CPU) 32
, An interface unit 33, an external storage device 34, an input device 23, and an output device 22. In this embodiment, a keyboard is used as the input device 23 and the output device 2
Although an image display device (monitor) is used as 2, the present invention is not limited to this. The input / output device can be appropriately changed or added such as a touch sensor, a printer, a magnetic recording device, or the like.

【0023】本実施例の情報処理装置20の機能構成を
図4に示す。本実施例の情報処理装置20は、装置構成
記憶部40と、中間ズームの倍率を算出する補助倍率決
定部44と、この算出された補助倍率に中間ズームの倍
率を変更するための制御信号を出力する制御信号出力部
45と、光電変換素子16から出力された画像信号を表
示出力ための表示部46とを備える。
FIG. 4 shows a functional configuration of the information processing apparatus 20 according to the present embodiment. The information processing apparatus 20 according to the present embodiment includes an apparatus configuration storage unit 40, an auxiliary magnification determining unit 44 that calculates an intermediate zoom magnification, and a control signal for changing the intermediate zoom magnification to the calculated auxiliary magnification. A control signal output unit 45 for outputting the image signal and a display unit 46 for displaying and outputting the image signal output from the photoelectric conversion element 16 are provided.

【0024】装置構成記憶部40は、主記憶装置31及
び/又は外部記憶装置34に設けられた記憶領域であ
り、CCDカメラ16の分解能を予め保持するCCD分
解能記憶部41と、対物レンズごとにその倍率と開口数
とを予め記憶する開口数テーブル42と、観察に用いら
れる光の波長を予め保持する波長記憶部43とを備え
る。開口数テーブル42は、図5に示すように、対物レ
ンズごとに、レンズ番号格納領域51と、倍率格納領域
52と、開口数格納領域53とを備え、これらの領域に
は、顕微鏡10に装着された対物レンズ12に応じて予
めデータが格納されている。なお、本実施例では、装置
構成記憶部40のデータは予め登録されているが、入力
装置を介して入力を受け付けるようにしてもよい。
The device configuration storage unit 40 is a storage area provided in the main storage unit 31 and / or the external storage unit 34, and includes a CCD resolution storage unit 41 that holds the resolution of the CCD camera 16 in advance, and a CCD resolution storage unit 41 for each objective lens. A numerical aperture table 42 that stores the magnification and the numerical aperture in advance, and a wavelength storage unit 43 that previously stores the wavelength of light used for observation is provided. As shown in FIG. 5, the numerical aperture table 42 includes a lens number storage area 51, a magnification storage area 52, and a numerical aperture storage area 53 for each objective lens, and these areas are attached to the microscope 10. Data is stored in advance in accordance with the set objective lens 12. In the present embodiment, the data in the device configuration storage unit 40 is registered in advance, but input may be received via an input device.

【0025】補助倍率決定部44、制御信号出力部45
及び表示部46は、予め外部記憶装置34の記憶媒体に
保持され、その一部又は全部が必要に応じて主記憶装置
31に読み込まれたプログラムを、CPU32が実行す
ることにより実現される。しかし、本発明はこのような
ソフトウエアによる手段に限られず、各部をハードワイ
ヤードロジックなどにより実現しても構わない。
Auxiliary magnification determining section 44, control signal output section 45
The display unit 46 is realized by the CPU 32 executing a program which is stored in the storage medium of the external storage device 34 in advance and a part or all of which is read into the main storage device 31 as needed. However, the present invention is not limited to such means by software, and each unit may be realized by hard wired logic or the like.

【0026】本実施例の顕微鏡システム100では、顕
微鏡10のステージ11の上に置かれた標本に照射され
た光は、光学系(対物レンズ12、鏡筒14、中間ズー
ム15)を経てCCDカメラ16に内蔵されている光電
変換素子のCCD撮像面に光学像として結像する。光学
像は光電変換素子16により画像信号に変換され、信号
線30を介して情報処理装置20の表示部46に送ら
れ、出力装置であるモニタ22に映像として出力され
る。
In the microscope system 100 of the present embodiment, the light applied to the sample placed on the stage 11 of the microscope 10 passes through the optical system (the objective lens 12, the lens barrel 14, the intermediate zoom 15) and the CCD camera. An optical image is formed as an optical image on a CCD imaging surface of a photoelectric conversion element built in 16. The optical image is converted into an image signal by the photoelectric conversion element 16, sent to the display unit 46 of the information processing device 20 via the signal line 30, and output as an image to the monitor 22 as an output device.

【0027】B.補助倍率算出処理 本実施例の顕微鏡システムでは、光路に挿入される対物
レンズ12が変更されると、それを検出した対物レンズ
検出手段47が、検出した対物レンズの識別番号を補助
倍率決定部44に通知する。図6に示すように、この通
知を受けた補助倍率決定部44は(ステップ601)、
開口数テーブル42を参照して、通知された識別番号に
対応する対物レンズ12の倍率MOBJ及び開口数NAOBJ
を読み出し(ステップ602)、さらにCCD分解能記
憶部41からCCDの撮像面における分解能を読み出し
て(ステップ603)、CCDの物体面における分解能
CCDが対物レンズの分解能ROBJと一致する補助倍率M
SUBを、次式(3)により算出する(ステップ60
4)。
B. Auxiliary magnification calculation process In the microscope system of this embodiment, the objective inserted in the optical path
When the lens 12 is changed, the objective lens detecting the change
Detection means 47 assists the identification number of the detected objective lens
Notify the magnification determining unit 44. As shown in FIG.
The notified auxiliary magnification determining unit 44 (step 601)
Referring to the numerical aperture table 42,
The magnification M of the corresponding objective lens 12OBJAnd numerical aperture NAOBJ
Is read (step 602), and the CCD resolution is recorded.
Reads out the resolution on the CCD imaging surface from the storage unit 41
(Step 603), the resolution of the CCD at the object plane
R CCDIs the resolution R of the objective lensOBJAuxiliary magnification M that matches
SUBIs calculated by the following equation (3) (step 60).
4).

【0028】最後に、補助倍率決定部44は、制御信号
出力部45を介して、補助倍率が算出したMSUBになる
ように、補助倍率変更機構15に対する制御信号を出力
する(ステップ605)。
Finally, the auxiliary magnification determining section 44 outputs a control signal to the auxiliary magnification changing mechanism 15 via the control signal output section 45 so that the auxiliary magnification becomes the calculated MSUB (step 605).

【0029】<実施例2>本実施例の顕微鏡システム7
0は、図7に示すように、顕微鏡10にコンデンサ開口
絞り検出手段71が設けられていることと、補助倍率決
定部における処理が一部異なっていること以外は、実施
例1のシステム100と同様である。ここでは、実施例
1との相違点についてのみ説明する。
<Embodiment 2> The microscope system 7 of the present embodiment.
0 is different from the system 100 of the first embodiment except that the microscope 10 is provided with the condenser aperture stop detecting means 71 as shown in FIG. The same is true. Here, only differences from the first embodiment will be described.

【0030】本実施例では、顕微鏡10のコンデンサ1
7の開口絞り17Aにコンデンサ開口絞り検出手段71
であるポテンシオメータが接続されており、このポテン
シオメータにより読み取られた開口絞り値は、信号線3
0を介して補助倍率決定部44へ通知される。
In this embodiment, the condenser 1 of the microscope 10
7 is provided with a condenser aperture stop detecting means 71.
Is connected, and the aperture value read by this potentiometer is the signal line 3
0 is notified to the auxiliary magnification determining unit 44.

【0031】なお、開口絞りを絞ると像のコントラスト
を上げることができるが分解能は低下する。コントラス
トと分解能とのバランスは、開口絞りを操作することに
より観察者が調整することができる。コンデンサの開口
絞りを絞った場合の分解能R’は、コンデンサの開口絞
り値NACONが対物レンズの開口数NAOBJより小さけれ
ば、次式(4)により求められる。 R’=λ/2NACON …(4) ただし、λは観察に用いられる光の波長(本実施例では
0.55μm)である。
When the aperture stop is stopped down, the image contrast can be increased, but the resolution is reduced. The balance between the contrast and the resolution can be adjusted by the observer by operating the aperture stop. If the aperture stop value NA CON of the condenser is smaller than the numerical aperture NA OBJ of the objective lens, the resolution R ′ when the aperture stop of the condenser is narrowed is obtained by the following equation (4). R ′ = λ / 2NA CON (4) where λ is the wavelength of light used for observation (0.55 μm in this embodiment).

【0032】そこで、本実施例の補助倍率決定部44
は、ステップ601において、対物レンズの識別番号に
加えて、コンデンサ開口絞り検出手段71からの開口絞
り値NACONの通知も受け付ける。また、本実施例の補
助倍率決定部44は、ステップ604において、補助倍
率MSUBを、コンデンサの開口絞り値NACONが対物レン
ズの開口数NAOBJより小さければ次式(5)により算
出し、コンデンサの開口絞り値NACONが対物レンズの
開口数NAOBJ以上であれば実施例1と同様に式(3)
により算出する。
Therefore, the auxiliary magnification determining section 44 of this embodiment
Receives the notification of the aperture stop value NA CON from the condenser aperture stop detecting means 71 in addition to the identification number of the objective lens in step 601. Further, in step 604, the auxiliary magnification determining unit 44 of this embodiment calculates the auxiliary magnification M SUB according to the following equation (5) if the aperture stop value NA CON of the condenser is smaller than the numerical aperture NA OBJ of the objective lens. If the numerical aperture NA CON of the condenser is equal to or larger than the numerical aperture NA OBJ of the objective lens, the equation (3) is used in the same manner as in the first embodiment.
It is calculated by:

【0033】本実施例によれば、観察者がコンデンサの
開口絞りを操作して求めるコントラストを実現する場合
であっても、分解能と視野とが最適の組み合わせになる
ように、補助倍率を自動設定することができる。
According to this embodiment, even when the observer operates the aperture stop of the condenser to achieve the desired contrast, the auxiliary magnification is automatically set so that the resolution and the field of view are optimally combined. can do.

【0034】<実施例3>本実施例の顕微鏡システム8
0では、情報処理装置20の出力装置22として実施例
1と同様の画像表示装置(モニタ)に加えて、プリンタ
も接続されている。本実施例の情報処理装置20は、図
8に示すように、補助倍率の算出に用いる分解能を判定
する分解能判定部83を備え、さらに装置構成記憶部4
0にモニタ及びプリンタの分解能をそれぞれ保持するた
めの記憶部81,82が設けられている。これらの構成
と、補助倍率決定部44における処理が異なっているこ
と以外、本実施例の顕微鏡システム80の構成は、実施
例2のシステム70と同様であるため、ここでは、実施
例2との相違点についてのみ説明する。なお、本実施例
では、実施例2と同様に、コンデンサの開口絞り値を補
助倍率の算出に用いているが、実施例1と同様、この値
を用いなくても構わない。
<Embodiment 3> The microscope system 8 of the present embodiment.
0, a printer is connected as an output device 22 of the information processing device 20 in addition to the same image display device (monitor) as in the first embodiment. As shown in FIG. 8, the information processing apparatus 20 according to the present embodiment includes a resolution determining unit 83 that determines the resolution used for calculating the auxiliary magnification.
0 are provided with storage units 81 and 82 for holding the resolutions of the monitor and the printer, respectively. The configuration of the microscope system 80 of the present embodiment is the same as that of the system 70 of the second embodiment except that these configurations are different from the processing in the auxiliary magnification determining unit 44. Only the differences will be described. In this embodiment, the aperture value of the condenser is used for the calculation of the auxiliary magnification, as in the second embodiment, but this value may not be used as in the first embodiment.

【0035】本実施例の補助倍率決定部44は、図9に
示すように、対物レンズ検出手段47から対物レンズの
識別番号の通知を受けた補助倍率決定部44は(ステッ
プ901)、コンデンサ開口絞り検出手段71により開
口絞り値を検出し(ステップ902)、開口数テーブル
42を参照して、通知された識別番号に対応する対物レ
ンズ12の倍率MOBJ及び開口数NAOBJを読み出した後
(ステップ903)、CCD分解能記憶部41からCC
Dの分解能を読み出す(ステップ904)。
As shown in FIG. 9, the auxiliary magnification determining unit 44 of this embodiment receives the notification of the identification number of the objective lens from the objective lens detecting means 47 (step 901). After detecting the aperture value by the aperture detecting means 71 (step 902), referring to the numerical aperture table 42, the magnification M OBJ and the numerical aperture NA OBJ of the objective lens 12 corresponding to the notified identification number are read out ( Step 903).
The resolution of D is read (step 904).

【0036】次に、本実施例の補助倍率決定部44は、
モニタ22にモニタ及びプリンタにおける出力装置上の
分解能の入力画面を表示し、入力装置23を介して入力
を受け付ける(ステップ906)。
Next, the auxiliary magnification determining section 44 of the present embodiment
An input screen of the resolution on the output device of the monitor and the printer is displayed on the monitor 22, and an input is received via the input device 23 (step 906).

【0037】モニタ及び/又はプリンタの分解能が入力
されると、これをCCD撮像面上の分解能に換算し、分
解能判定部83がCCD16、モニタ22、プリンタの
分解能のうち、最も低い分解能Pminを判定し(ステッ
プ907)、補助倍率決定部44が、コンデンサの開口
絞り値NACONが対物レンズの開口数NAOBJより小さけ
れば次式(6)により、コンデンサの開口絞り値NA
CONが対物レンズの開口数NAOBJ以上であれば次式
(7)により、補助倍率MSUBを算出して(ステップ9
08)、算出した補助倍率MSUBを示す制御信号を制御
信号出力部45により出力する(ステップ909)。
When the resolution of the monitor and / or the printer is input, the resolution is converted into the resolution on the CCD image pickup surface, and the resolution determination unit 83 determines the lowest resolution P min among the resolutions of the CCD 16, the monitor 22, and the printer. A decision is made (step 907). If the aperture stop value NA CON of the condenser is smaller than the numerical aperture NA OBJ of the objective lens, the auxiliary magnification determining section 44 determines the aperture stop value NA of the condenser by the following equation (6).
If CON is equal to or larger than the numerical aperture NA OBJ of the objective lens, the auxiliary magnification M SUB is calculated by the following equation (7) (step 9).
08), a control signal indicating the calculated auxiliary magnification M SUB is output from the control signal output unit 45 (step 909).

【0038】この結果、算出された補助倍率MSUBを用
いて得られた画像が表示部46によりモニタ22の画面
に表示される。最後に、補助倍率決定部44は、モニタ
22及び入力装置23を介して再変更が必要か否かをユ
ーザに問い合わせ(ステップ910)、必要とされた場
合は処理をステップ906に戻し、不要とされた場合は
処理を終了する。
As a result, an image obtained using the calculated auxiliary magnification M SUB is displayed on the screen of the monitor 22 by the display unit 46. Lastly, the auxiliary magnification determination unit 44 inquires of the user via the monitor 22 and the input device 23 whether or not re-change is necessary (step 910). If necessary, the process returns to step 906, and the process returns to step 906. If so, the process ends.

【0039】本実施例では、対物レンズ、CCDカメラ
に加えて、出力装置の分解能をも考慮して補助倍率が決
定されるため、出力装置の分解能が低い場合であって
も、画像の分解能と視野との最適の組み合わせを実現す
ることができる。
In this embodiment, since the auxiliary magnification is determined in consideration of the resolution of the output device in addition to the objective lens and the CCD camera, even if the resolution of the output device is low, the image resolution and An optimal combination with the field of view can be realized.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の顕微鏡システム及び補助倍率決
定方法によれば、対物レンズの分解能を最大限に活かし
た必要十分な補助倍率が自動的に設定されるため、簡便
かつ容易に効率的な観察を行うことができる。
According to the microscope system and the auxiliary magnification determining method of the present invention, since the necessary and sufficient auxiliary magnification utilizing the resolution of the objective lens is automatically set, it is simple, easy and efficient. Observations can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 顕微鏡システムの構成を示す外観図である。FIG. 1 is an external view showing a configuration of a microscope system.

【図2】 総合倍率と分解能との関係を表すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the total magnification and the resolution.

【図3】 情報処理装置のハードウエア構成図である。FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the information processing apparatus.

【図4】 実施例1における顕微鏡システムの機能構成
図である。
FIG. 4 is a functional configuration diagram of the microscope system according to the first embodiment.

【図5】 開口数テーブルのデータ構造を示す模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a data structure of a numerical aperture table.

【図6】 実施例1における補助倍率決定部の処理を示
す流れ図である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of an auxiliary magnification determining unit according to the first embodiment.

【図7】 実施例2における顕微鏡システムの機能構成
図である。
FIG. 7 is a functional configuration diagram of a microscope system according to a second embodiment.

【図8】 実施例3における顕微鏡システムの機能構成
図である。
FIG. 8 is a functional configuration diagram of a microscope system according to a third embodiment.

【図9】 実施例3における補助倍率決定部の処理を示
す流れ図である。
FIG. 9 is a flowchart illustrating processing of an auxiliary magnification determining unit according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…顕微鏡、12…対物レンズ、13…レボルバ、1
4…鏡筒、15…中間ズーム機構、16…CCDカメ
ラ、17…コンデンサ、17A…開口絞り機構、20…
情報処理装置、21…情報処理装置本体、22…画像表
示装置(モニタ)、23…入力装置(キーボード)、3
0…信号線、31…主記憶装置、32…中央演算処理装
置(CPU)、33…インタフェース部、34…外部記
憶装置、40…装置構成記憶部、41…CCD分解能記
憶部、42…開口数テーブル、43…波長記憶部、44
…補助倍率決定部、45…制御信号出力部、46…表示
部、47…対物レンズ倍率検出手段、51…レンズ番号
格納領域、52…倍率格納領域、53…開口数格納領
域、70…顕微鏡システム、71…コンデンサ開口絞り
検出手段、80…顕微鏡システム、81…モニタ分解能
記憶部81…プリンタ分解能記憶部、82…分解能判定
部、100…顕微鏡システム。
Reference numeral 10: microscope, 12: objective lens, 13: revolver, 1
4 ... lens barrel, 15 ... intermediate zoom mechanism, 16 ... CCD camera, 17 ... condenser, 17A ... aperture stop mechanism, 20 ...
Information processing device, 21: Information processing device main body, 22: Image display device (monitor), 23: Input device (keyboard), 3
0: signal line, 31: main storage device, 32: central processing unit (CPU), 33: interface unit, 34: external storage device, 40: device configuration storage unit, 41: CCD resolution storage unit, 42: numerical aperture Table, 43... Wavelength storage unit, 44
... Auxiliary magnification determination unit, 45 ... Control signal output unit, 46 ... Display unit, 47 ... Objective lens magnification detection unit, 51 ... Lens number storage area, 52 ... Magnification storage area, 53 ... Numerical aperture storage area, 70 ... Microscope system 71, condenser aperture stop detecting means, 80, microscope system, 81, monitor resolution storage unit 81, printer resolution storage unit, 82, resolution determination unit, 100, microscope system.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対物光学系と補助倍率光学系とで標本の像
を光電変換素子上に形成し、電気的画像情報に変換する
方法において、 前記補助倍率光学系の補助倍率を前記対物レンズの倍率
及び開口数並びに前記光電変換素子の分解能を基に決定
することを特徴とする補助倍率決定方法。
1. A method of forming an image of a sample on a photoelectric conversion element with an objective optical system and an auxiliary magnification optical system and converting the image into electrical image information, comprising: setting an auxiliary magnification of the auxiliary magnification optical system to A method for determining an auxiliary magnification, wherein the magnification is determined based on a magnification, a numerical aperture, and a resolution of the photoelectric conversion element.
【請求項2】対物レンズと、 像を変倍する補助倍率変換部と、 変倍された光学像を電気的画像情報に変換する光電変換
素子と、 前記対物レンズの倍率を変倍させるための、前記補助倍
率変換部の補助倍率を、前記対物レンズの倍率及び開口
数と、光電変換素子の分解能とを基に算出する補助倍率
決定部と、 前記補助倍率決定部で決定された補助倍率を基に前記補
助倍率変換部を制御する制御信号を出力する制御信号出
力部とを有することを特徴とする顕微鏡システム。
2. An objective lens, an auxiliary magnification conversion unit for changing the size of an image, a photoelectric conversion element for converting a scaled optical image into electrical image information, and a unit for changing the magnification of the objective lens An auxiliary magnification determining unit that calculates an auxiliary magnification of the auxiliary magnification converting unit based on a magnification and a numerical aperture of the objective lens and a resolution of a photoelectric conversion element; and an auxiliary magnification determined by the auxiliary magnification determining unit. A control signal output unit for outputting a control signal for controlling the auxiliary magnification conversion unit based on the control signal.
【請求項3】前記顕微鏡システムは、 前記対物レンズに対向する位置に設けられたコンデンサ
レンズと、 前記光電変換素子から出力された電気信号を出力する出
力装置とを、さらに備え、 前記補助倍率決定部は、 前記コンデンサの絞り値と、前記光電変換素子の分解能
とのうちの少なくとも一つと、前記対物レンズの倍率及
び開口数とを基に、 前記補助倍率を算出することを特徴とする請求項2記載
の顕微鏡システム。
3. The microscope system further comprises: a condenser lens provided at a position facing the objective lens; and an output device for outputting an electric signal output from the photoelectric conversion element. The unit calculates the auxiliary magnification based on at least one of an aperture value of the capacitor, a resolution of the photoelectric conversion element, and a magnification and a numerical aperture of the objective lens. 3. The microscope system according to 2.
【請求項4】前記顕微鏡システムは、 観察に用いる対物レンズを検出する検出手段を、さらに
備えることを特徴とする請求項2又は3記載の顕微鏡シ
ステム。
4. The microscope system according to claim 2, wherein said microscope system further comprises a detecting means for detecting an objective lens used for observation.
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