JP2004144770A - 光源調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定量的評価が可能な光源調整を実現できるとともに、操作が簡単な光源調整装置を提供する。
【解決手段】光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａの位置に投影させるコレクタレンズ４を有するケーラー照明系を有し、コレクタレンズ４をフォーカス調整部３により光軸方向に移動させるとともに、コレクタレンズ４を介して光源２からの光が照射される試料１１からの光をＣＣＤカメラ１２で撮影し、この撮影した画像データから光強度を取り出し、この光強度に応じた擬似カラー画像を画像処理部１３で生成し、この結果を表示部１４に表示する。
【選択図】 図１
【解決手段】光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａの位置に投影させるコレクタレンズ４を有するケーラー照明系を有し、コレクタレンズ４をフォーカス調整部３により光軸方向に移動させるとともに、コレクタレンズ４を介して光源２からの光が照射される試料１１からの光をＣＣＤカメラ１２で撮影し、この撮影した画像データから光強度を取り出し、この光強度に応じた擬似カラー画像を画像処理部１３で生成し、この結果を表示部１４に表示する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡などの照明光学系に適用される光源調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ケーラー照明法は、光源の像を対物レンズの瞳に作り、光源の絞り（視野絞り）の像を標本上に結ばせるようにしたもので、明るく均一で、対物レンズの性能を十分に活かすことのできる照明法である。
【０００３】
ところで、このようなケーラー照明法を用いて標本の観察を行う場合、光源のフォーカス調整を行う必要がある。
【０００４】
ここで、光源のフォーカス調整とは、光源の像が対物レンズの瞳上に投影された状態を得られるように、コレクタレンズの位置を調整することであり、このようなフォーカス調整を正確に行うことによって、最も明るく、しかもムラのない状態で標本観察を行うことが可能になる。
【０００５】
このように光源のフォーカス調整は、重要な作業であるが、一方で難しい作業でもあり、このため、従来から種々の調整方法が考えられている。
【０００６】
特開平１１−７２７１３号は、光源のフォーカス調整の一例を開示したもので、ランプとコレクタレンズを内蔵するハウジングに、コレクタレンズを光軸方向に移動させてランプのフォーカス調整をするフォーカス調整機構を設け、このフォーカス調整機構の調整つまみにフォーカス位置を示す目盛を設け、調整つまみを回転させ、指針を目盛に合わせるだけでフォーカス合焦位置へ調整できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように構成したものは、フォーカス位置を示す目盛とコレクタレンズの位置関係を、予め精度よく決めておかなければならないが、ここでの位置関係の決定に人間による作業が入ってしまう。また、この作業には、作業者個人の主観的判断が入るため、作業をする者の調整の違いによるばらつきが発生し易く、安定した調整が難しい。
【０００８】
また、設計値などから目盛とコレクタレンズの位置関係を算出したとしても、ランプやランプハウスの個体差をカバーすることができない。さらに、例え、コレクタレンズのフォーカス位置を正確に表す目盛りが付けられたとしても、ランプハウスの温度が上昇し、熱膨張などにより寸法が変化してしまった場合には、目盛とコレクタレンズの位置関係が変化してしまい、調整つまみにより指針を目盛に合わせるだけでは、正確な調整ができなくなるという問題を生じる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、定量的評価が可能な光源調整を実現できるとともに、操作が簡単な光源調整装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源と、前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、前記コレクタレンズを光軸方向に移動させるコレクタレンズ移動手段と、前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、前記試料からの光を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた視覚情報を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成された視覚情報を表示する表示手段と、を具備し、前記コレクタレンズ移動手段により前記コレクタレンズを移動させ、前記画像処理手段で生成され前記表示手段に表示される前記光強度に応じた視覚情報を調整することで前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記試料は、均一な反射率を有する拡散板からなることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記画像処理手段で生成される視覚情報は、光強度に応じた複数の色情報からなり、前記表示手段は、前記画像処理手段で生成された色情報を擬似カラー画像として表示することを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記画像処理手段は、前記光強度に対して複数の閾値を設定するとともに、これら閾値により形成される領域毎に異なる色情報を割り当て、前記光強度を含む領域に割り当てられた色情報を擬似カラー画像として前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記画像処理手段は、前記光強度に対して２個の閾値を設定するとともに、これら閾値により形成される領域に対し３種類の色情報を割り当てることを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、前記画像処理手段は、領域を設定する閾値を変更可能にしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項７記載の発明は、光源と、前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、前記コレクタレンズを光軸方向に電動駆動させるコレクタレンズ電動駆動手段と、前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、前記試料からの光を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた演算値を生成する演算手段と、前記演算手段で生成された演算値に基づいて前記コレクタレンズ電動駆動手段を制御し前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴としている。
【００１７】
この結果、本発明によれば、表示手段に表示される視覚情報（擬似カラー画像）が、所定の状態（単一色の擬似カラー画像）で表示されるのを視覚的に確認するのみで、コレクタレンズを光軸上の最適な位置に調整することができるので、定量的評価が可能な光源調整を実現することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、コレクタレンズの位置決めを人の手を介さずに全て自動的に行うことができるので、簡単に最適な照明状態を得ることが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用されるＤＮＡチップの解析に用いられるワンボックスタイプの落射照明型顕微鏡を用いたアレイリーダーの概略構成を示している。
【００２０】
図において、１ランプハウスで、このランプハウス１には、光源２が収容されている。この場合、光源２には、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが用いられる。
【００２１】
ランプハウス１には、コレクタレンズ移動手段として、フォーカス調整部３が設けられている。フォーカス調整部３には、筒状のレンズ保持部３ａが設けられ、このレンズ保持部３ａの中空部にコレクタレンズ４が保持されている。
【００２２】
レンズ保持部３ａは、つまみ部３ｂを有している。つまみ部３ｂを回転させると、この回転に応じてコレクタレンズ４が光軸方向に移動し、この移動により光源２のフォーカス調整を可能にしている。この場合、つまみ部３ｂには、例えば偏心カムが取り付けられていて、このつまみ部３ｂの回転とコレクタレンズ４の光軸方向の移動の関係は、つまみ部３ｂが１回転（３６０°）する間に、コレクタレンズ４を所定距離前進させるとともに、同じ距離だけ後退させるようになっている。
【００２３】
光源２より発せられた光は、コレクタレンズ４を通って平行光に変換され、シャッタ５、リレーレンズ系６、ＡＳ（開口絞り）１６、ＦＳ（視野絞り）１７を介してダイクロイックミラー８に入射される。また、ダイクロイックミラー８に入射される光は、反射され、対物レンズ１０を介して試料１１に照射される。
【００２４】
光の照射により試料１１から発せられた光は、ダイクロイックミラー８を透過し、結像レンズ１８を介して撮像手段としてのＣＣＤカメラ１２の撮像面に結像され撮像される。
【００２５】
ここで、試料１１としては、空間的に均一な反射率を有する物体、例えば拡散板が用いられる。具体的には、拡散板としてオパールガラスが用いられる。このオパールガラスは、白色、乳白色あるいは灰色に見える拡散性の強いガラスで、乳白ガラスともいわれるものである。このようなオパールガラスは、一般的な材料であり入手性がよく、安価であるという点で好ましい。
【００２６】
また、ＣＣＤカメラ１２には、例えば、Ｒｏｐｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＣｏｏＩＳＮＡＰ−Ｐｒｏ ＭＯＮＯＣＨＲＯＭＥ ＣＡＭＥＲＡが用いられている。勿論、ＣＣＤカメラ１２は、これに限らず、どのような撮像手段であってもよく、また、撮像手段は、試料からの光を集光させる光学系を含むものであってもよい。
【００２７】
ＣＣＤカメラ１２の画像データは、画像処理手段としての画像処理部１３に取り込まれる。画像処理部１３は、画像データの光強度として画素単位の輝度を取り込み、これら画素単位の輝度値と予め設定された複数の閾値との比較結果から視覚情報として擬似カラー画像を生成し、この擬似カラー画像を表示手段の表示部１４に表示させ、最適な光源調整の評価を行うようにしている。この場合、画素単位の輝度の取り込みは、１画素単位でも、複数の画素単位であってもよい。
【００２８】
次に、画像処理部１３での画素単位の輝度の取り込みと複数色の擬似カラー画像の生成について簡単に説明する。
【００２９】
いま、ＣＣＤカメラ１２により図２に示すように中心部分のみが明るい画像が得られたとすると、このときの画像処理部１３に取り込まれた画像データの各画素と輝度値との関係は、図３に示すように中央部分の輝度値が大きく、端部に向かうほど輝度値が小さくなるような輝度分布のグラフが得られる。
【００３０】
そして、このようなグラフに対して輝度値の異なる複数（図示例では２個）の閾値ａ、ｂを設定し、これら閾値ａ、ｂと画素単位の輝度値とを比較し、この比較結果に応じて色情報を割り当てるようにしている。この場合、これら閾値ａ、ｂにより、閾値ｂ以下を領域▲１▼、閾値ａとｂの間を領域▲２▼、閾値ａ以上を領域▲３▼にそれぞれ設定し、また、領域▲１▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば黒色、領域▲２▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば青色、領域▲３▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば黄色を割り当て、擬似カラー画像を生成するようにしている。
【００３１】
図４は、このようにして生成された擬似カラー画像の一例を示すもので、領域▲１▼に相当する（ここでは０〜１５００（ｃｄ／ｍ２））暗い部分は黒色（図示網目部分）、領域▲２▼に相当する（ここでは１５００〜２０００（ｃｄ／ｍ２））の明るい部分は青色（図示斜線部分）、そして領域▲３▼に相当する（ここでは２０００（ｃｄ／ｍ２）以上）の最も明るい部分は黄色（図示白抜き部分）で表わされ、このようにして生成された擬似カラー画像が表示部１４に表示される。
【００３２】
この状態から、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａをつまみ部３ｂの操作により回転させると、つまみ部３ｂの回転に応じてコレクタレンズ４は、光軸に沿って前後方向に移動距離を変化しながら移動するが、この移動によりコレクタレンズ４は、最適位置、つまり、光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影した状態のケーラー照明の条件を満足する最適な位置を通過することになる。
【００３３】
ところで、コレクタレンズ４がケーラー照明の条件を満足する最適位置に近づくと、ＣＣＤカメラ１２により撮像される試料１１の画像は、むらのない全体が均一な明るさとなる画像として取得される。つまり、画像処理部１３に取り込まれる画像データの画素と輝度値との関係は、図５に示すように画素全体の輝度値が略均一となるような輝度分布のグラフとして得られる。そして、このときの輝度値は、すべて領域▲２▼に含まれるようになり、これら輝度値の画素に対し青色のみが割り当てられ、単一色の擬似カラー画像が生成される。
【００３４】
図６は、このようにして生成された擬似カラー画像の一例を示すもので、領域▲２▼に相当する（１５００〜２０００（ｃｄ／ｍ２））の明るい部分のみの青色（図示斜線部分）で表わされ、このようにして生成された擬似カラー画像が表示部１４に表示される。
【００３５】
このことから、コレクタレンズ４を光軸に沿って前後方向に移動させながら、単一色の擬似カラー画像が表示される位置を見つけ出すようにすれば、コレクタレンズ４の最適位置、つまり、光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影した状態にあるケーラー照明の条件を満足するコレクタレンズ４の位置を求めることができる。
【００３６】
次に、このような構成による光源調整の動作手順を図７に示すフローチャートにより説明する。
【００３７】
まず、ステップ７０１で、光源調整を開始し、ステップ７０２で、シャッタ５を開放し、光源２より発せられコレクタレンズ４を通って平行光に変換された照明光を光路に導く。この光は、ダイクロイックミラー８で反射し、対物レンズ１０を介して試料１１に照射される。
【００３８】
また、光の照射により試料１１から発せられた光を、ダイクロイックミラー８を透過し、ＣＣＤカメラ１２により、試料１１面の動画像として撮像する（ステップ７０３）。
【００３９】
次に、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａをオペレータによるつまみ部３ｂの操作により回転し、コレクタレンズ４を光軸に沿って移動させる（ステップ７０４）。
【００４０】
この状態で、コレクタレンズ４を通した光を試料１１に照射し、試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして画像処理部１３に送出する。画像処理部１３では、この画像データから、擬似カラー画像を生成し（ステップ７０５）、この擬似カラー画像を表示部１４に表示する（ステップ７０６）。
【００４１】
この表示部１４の擬似カラー画像から調整を終了したか、オペレータが判断する（ステップ７０７）。この場合、図４に示すように複数の色情報からなる擬似カラー画像が表示される場合は、未調整と判断し、ステップ７０４に戻り、さらにフォーカス調整部３のつまみ部３ｂを回転し、コレクタレンズ４を光軸に沿って、さらに移動させる。
【００４２】
以下、同様にして、コレクタレンズ４を通した光を試料１１に照射し、試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして画像処理部１３に送出し、画像処理部１３により、擬似カラー画像を生成し（ステップ７０５）、この擬似カラー画像を表示部１４に表示する（ステップ７０６）。
【００４３】
その後、表示部１４の擬似カラー画像として、図６に示すように青色のみの単一色の擬似カラー画像が表示される場合は、これを視覚的に確認することで最適な光源調整を完了する。つまり、この状態で、光源２の像が対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影されるように、コレクタレンズ４の位置調整が行われたこととなる。ステップ７０７で調整終了を判断すると、この時のコレクタレンズ４の最適位置を図示しない記録手段に記録し（ステップ７０８）、ステップ７０９に進み、シャッタ５を閉じて、ステップ７１０で光源調整を終了する。
【００４４】
その後、試料１１として、拡散板に代えてＤＮＡチップ１５を配置すれば、ケーラー照明による観察結果がＣＣＤカメラ１２により取得される。
【００４５】
従って、このようにすれば、コレクタレンズ４を光軸に沿って移動させながら、表示部１４に表示される擬似カラー画像が、単一色の擬似カラー画像として表示されるのを視覚的に確認するのみで、コレクタレンズ４を光軸上の最適な位置に調整することができるので、定量的評価が可能な光源調整を実現することができる。これにより、光源調整のための操作を始め、取り扱いが極めて簡単になり、初めて調整を行う人や不慣れな人であっても、照明の最適な状態を正確に調整することができる。
【００４６】
また、調整後に、不用意につまみ部３ｂを動かしてしまっても、表示部１４の画面を見ながら単一色の擬似カラー画像の表示を探すことで、調整し直すことができ、簡単に修正することが可能である。また、この方法により、コレクタレンズ４を同じ位置に戻すこともできるので、始めのフォーカス調整後とまったく同じ状態を簡単に再現することもできる。
【００４７】
なお、上述では、輝度値に対して設定された領域▲１▼▲２▼▲３▼に異なる色情報を割り当て、複数の色情報を用いた擬似カラー画像を生成したが、例えば、同一の色情報を用いて領域▲１▼▲２▼▲３▼に対して異なる階調を割り当て、同一色を輝度値に応じて複数の階調により表示する擬似カラー画像を生成するようにしてもよい。また、領域▲１▼▲２▼▲３▼に対して異なるパターンを割り当て、これらを輝度値に応じて表示するようにしてもよい。
【００４８】
また、領域▲２▼を設定する閾値ａｂを変更可能にしてもよい。こうすると、領域▲２▼の大きさを任意に設定できるので、例えば、精度の高い光源調整をする時は領域▲２▼を狭めに設定にすれば、さらにフラットな明るさの光源調整を行うことができ、逆に精度を必要としない光源調整の時は領域▲２▼を広めに設定すれば、光源調整作業を短時間で行うことができる。
【００４９】
さらに、上述では、２個の閾値ａ、ｂを設定した例を述べたが、３個以上の閾値を設定してもよいことは勿論である。
【００５０】
さらに、上述では、顕微鏡を用いたワンボックスタイプのアレイリーダーについて述べたが、ここに示した構成は一例であり、通常の蛍光顕微鏡や、明視野顕微鏡などで、同様な光源の調整装置を備えるものであれば適用できる。また、使用光源としては、例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが実施可能であり、これにより、使用されるフィルタなどの特性も任意に選択可能である。
【００５１】
さらに、上述では、光源調整の終了は、オペレータが表示部１４の画面を見ながら擬似カラー画像の状態を目視で判断したが、単一色の擬似カラー画像を表示した時に、画像処理部１３から音が出るようにして判断する方法を採用しても、同様な効果を得ることが可能である。これは、例えば表示部１４が遠くにあって見えにくいときにも、音を頼りに、つまみ部３ｂを操作すればよく、容易に調整が可能になるという効果がある。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５３】
図８は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００５４】
この場合、図８は、図１に示した第１の実施の形態と異なるところは、透過型の顕微鏡の形態であることと、試料１１として、蛍光部材、例えば均一な蛍光を発する蛍光基板を使用する。この蛍光基板には、例えば、住友化学製のスミペックス６５１（商品名）が用いられる。
【００５５】
そして、光源２より発せられた光は、コレクタレンズ４を通って平行光に変換され、シャッタ５を介して励起フィルタ７に入射される。この励起フィルタ７で取り出された励起光は、ＦＳ１７を介してミラー２１で反射し、窓レンズ１９、ＡＳ１６、コンデンサレンズ２０を介して試料１１に照射され、試料１１からの透過光が対物レンズ１０、吸収フィルタ９、結像レンズ１８を介してＣＣＤカメラ１２により撮像される。
【００５６】
このようにれば、第１の実施の形態と同様な効果を期待できるとともに、落射型顕微鏡だけでなく、透過型の顕微鏡にも、本発明の光源調整装置を適用することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５８】
図９は、第３の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００５９】
この場合、ランプハウス１に設けられるフォーカス調整部３は、レンズ保持部３ａの回転を電動駆動するコレクタレンズ電動駆動手段として構成され、つまみ部に代わってモータ３１が設けられている。
【００６０】
モータ３１には、演算手段として演算部１３１が接続されている。演算部１３１は、図示しない制御部よりモータ３１に対して制御信号を送り、コレクタレンズ４の移動を制御することで、フォーカス調整を行うようになっている。また、演算部１３１は、コレクタレンズ４の移動に応じてＣＣＤカメラ１２より取得される光強度データから、この光強度に応じた演算値を生成し、この演算値と、例えば、図３に準じた予め設定された閾値ａ、ｂ（この場合の閾値ａ、ｂは、光強度に応じた演算値）との比較を行い、この演算値の全てが閾値ａ、ｂの間の領域▲２▼に位置されるようになったときに、光源調整が終了したと判断し、モータ３１への制御信号を止めて、コレクタレンズ４の移動を自動停止させるようになっている。
【００６１】
次に、このような構成による動作手順を図１０に示すフローチャートに従い説明する。
【００６２】
まず、ステップ１００１で、光源調整を開始し、ステップ１００２で、シャッタ５を開放し、光源２より発せられコレクタレンズ４を通って平行光に変換された照明光を光路に導く。
【００６３】
ステップ１００３で、演算部１３１から制御信号をモータ３１に送り、レンズ保持部３ａを回転させ、コレクタレンズ４を光軸方向に沿って移動させる。この状態で、照明光の照射により試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして演算部１３１に送出する。演算部１３１では、取得された光強度に応じた演算値と、予め設定された閾値ａ、ｂとの比較を行う（ステップ１００４）。そして、この比較結果から、演算値が閾値ａ、ｂの間の領域▲２▼内にあるかを判断する（ステップ１００５）。ここで、領域▲２▼以外の演算値が存在する場合、演算部１３１は、未調整と判断し、ステップ１００３に戻り、レンズ保持部３ａを回転させ、コレクタレンズ４を光軸方向に沿ってさらに移動させる。
【００６４】
その後、コレクタレンズ４の移動により、光強度に応じた全ての演算値が領域▲２▼内に位置されるようになると、演算部１３１は、最適な光源調整を終了したと判断し、モータ３１への制御信号を止めて、コレクタレンズ４の移動を自動停止させる（ステップ１００６）。
【００６５】
そして、ステップ１００７に進み、シャッタ５を閉じて、ステップ１００８で光源調整を終了する。
【００６６】
従って、このようにすれば、コレクタレンズ４の最適な位置決めを、人の手を介さずに全て自動的に行うことができるので、簡単に最適な照明状態を得ることが可能となる。これにより、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａを手動操作できないような状況、例えば、レンズ保持部３ａのつまみ部に手が届かない場合や、ワンボックスタイプの装置内につまみ部が入ってしまったような場合においても、簡単に光源調整を行うことができる。
【００６７】
また、光源２の変更やミラーユニット（ダイクロイックミラー８などを有するもの）の変更などによる照明状態の変化にも簡単に対応することが可能である。このことから、定期的に再調整するような測定ルーチンを立てることで、常に最適で、かつ、一定の照明状態での測定が実現できる。
【００６８】
なお、上述した各実施の形態では、画像データの輝度値を用いて、視覚情報を表示したり、演算したり、閾値と比較するようにしているが、光の強度を階調的に割り当てた値を用いて、光強度に応じた視覚情報を表示したり、演算したり、閾値と比較するようなことも可能である。
【００６９】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。上述した第１の実施の形態では、光源調整の際に、試料１１として、空間的に均一な反射率を有する物体、例えばオパールガラスなどの拡散板を用い、第２の実施の形態では、均一な蛍光を発する蛍光基板としてプラスチック材料を用いていたが、これに代えて蛍光ガラス、セラミック蛍光体などを用いることも可能である。これらは耐久性がよく、退色が少なく、性能が変化することが少ないという点を備え持ち、長期間使用することが可能である。特に、蛍光ガラスは、蛍光発光がどの部分においても均一であるため、より好ましい。さらに、蛍光ガラスにより励起波長を選ぶことが可能であるため、フィルターの特性までを考慮して光源調整が可能であるのも、大変よい点である。また、上述では、ＣＣＤカメラを用いた例について説明したが、ＰＭＴでも適用可能である。
【００７０】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、定量的評価が可能な光源調整を実現できるとともに、操作が簡単な光源調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される落射照明型顕微鏡の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態においてＣＣＤカメラより取得した画像。
【図３】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データの画素と輝度値との関係の一例を示す図。
【図４】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データから生成された擬似カラー画像の一例を示す図。
【図５】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データの画素と輝度値との関係の他例を示す図。
【図６】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データから生成された擬似カラー画像の他例を示す図。
【図７】第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。
【図１０】第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…ランプハウス
２…光源
３…フォーカス調整部
３ａ…レンズ保持部
３ｂ…つまみ部
４…コレクタレンズ
５…シャッタ
６…リレーレンズ系
７…励起フィルタ
８…ダイクロイックミラー
９…吸収フィルタ
１０…対物レンズ
１０ａ…瞳
１１…試料
１２…ＣＣＤカメラ
１３…画像処理部
１３１…演算部
１４…表示部
１５…ＤＮＡチップ
１６…ＡＳ
１７…ＦＳ
１８…結像レンズ
１９…窓レンズ
２０…コンデンサレンズ
２１…ミラー
３１…モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡などの照明光学系に適用される光源調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ケーラー照明法は、光源の像を対物レンズの瞳に作り、光源の絞り（視野絞り）の像を標本上に結ばせるようにしたもので、明るく均一で、対物レンズの性能を十分に活かすことのできる照明法である。
【０００３】
ところで、このようなケーラー照明法を用いて標本の観察を行う場合、光源のフォーカス調整を行う必要がある。
【０００４】
ここで、光源のフォーカス調整とは、光源の像が対物レンズの瞳上に投影された状態を得られるように、コレクタレンズの位置を調整することであり、このようなフォーカス調整を正確に行うことによって、最も明るく、しかもムラのない状態で標本観察を行うことが可能になる。
【０００５】
このように光源のフォーカス調整は、重要な作業であるが、一方で難しい作業でもあり、このため、従来から種々の調整方法が考えられている。
【０００６】
特開平１１−７２７１３号は、光源のフォーカス調整の一例を開示したもので、ランプとコレクタレンズを内蔵するハウジングに、コレクタレンズを光軸方向に移動させてランプのフォーカス調整をするフォーカス調整機構を設け、このフォーカス調整機構の調整つまみにフォーカス位置を示す目盛を設け、調整つまみを回転させ、指針を目盛に合わせるだけでフォーカス合焦位置へ調整できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように構成したものは、フォーカス位置を示す目盛とコレクタレンズの位置関係を、予め精度よく決めておかなければならないが、ここでの位置関係の決定に人間による作業が入ってしまう。また、この作業には、作業者個人の主観的判断が入るため、作業をする者の調整の違いによるばらつきが発生し易く、安定した調整が難しい。
【０００８】
また、設計値などから目盛とコレクタレンズの位置関係を算出したとしても、ランプやランプハウスの個体差をカバーすることができない。さらに、例え、コレクタレンズのフォーカス位置を正確に表す目盛りが付けられたとしても、ランプハウスの温度が上昇し、熱膨張などにより寸法が変化してしまった場合には、目盛とコレクタレンズの位置関係が変化してしまい、調整つまみにより指針を目盛に合わせるだけでは、正確な調整ができなくなるという問題を生じる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、定量的評価が可能な光源調整を実現できるとともに、操作が簡単な光源調整装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源と、前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、前記コレクタレンズを光軸方向に移動させるコレクタレンズ移動手段と、前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、前記試料からの光を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた視覚情報を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成された視覚情報を表示する表示手段と、を具備し、前記コレクタレンズ移動手段により前記コレクタレンズを移動させ、前記画像処理手段で生成され前記表示手段に表示される前記光強度に応じた視覚情報を調整することで前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記試料は、均一な反射率を有する拡散板からなることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記画像処理手段で生成される視覚情報は、光強度に応じた複数の色情報からなり、前記表示手段は、前記画像処理手段で生成された色情報を擬似カラー画像として表示することを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記画像処理手段は、前記光強度に対して複数の閾値を設定するとともに、これら閾値により形成される領域毎に異なる色情報を割り当て、前記光強度を含む領域に割り当てられた色情報を擬似カラー画像として前記表示手段に表示させることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記画像処理手段は、前記光強度に対して２個の閾値を設定するとともに、これら閾値により形成される領域に対し３種類の色情報を割り当てることを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、前記画像処理手段は、領域を設定する閾値を変更可能にしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項７記載の発明は、光源と、前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、前記コレクタレンズを光軸方向に電動駆動させるコレクタレンズ電動駆動手段と、前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、前記試料からの光を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた演算値を生成する演算手段と、前記演算手段で生成された演算値に基づいて前記コレクタレンズ電動駆動手段を制御し前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴としている。
【００１７】
この結果、本発明によれば、表示手段に表示される視覚情報（擬似カラー画像）が、所定の状態（単一色の擬似カラー画像）で表示されるのを視覚的に確認するのみで、コレクタレンズを光軸上の最適な位置に調整することができるので、定量的評価が可能な光源調整を実現することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、コレクタレンズの位置決めを人の手を介さずに全て自動的に行うことができるので、簡単に最適な照明状態を得ることが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用されるＤＮＡチップの解析に用いられるワンボックスタイプの落射照明型顕微鏡を用いたアレイリーダーの概略構成を示している。
【００２０】
図において、１ランプハウスで、このランプハウス１には、光源２が収容されている。この場合、光源２には、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが用いられる。
【００２１】
ランプハウス１には、コレクタレンズ移動手段として、フォーカス調整部３が設けられている。フォーカス調整部３には、筒状のレンズ保持部３ａが設けられ、このレンズ保持部３ａの中空部にコレクタレンズ４が保持されている。
【００２２】
レンズ保持部３ａは、つまみ部３ｂを有している。つまみ部３ｂを回転させると、この回転に応じてコレクタレンズ４が光軸方向に移動し、この移動により光源２のフォーカス調整を可能にしている。この場合、つまみ部３ｂには、例えば偏心カムが取り付けられていて、このつまみ部３ｂの回転とコレクタレンズ４の光軸方向の移動の関係は、つまみ部３ｂが１回転（３６０°）する間に、コレクタレンズ４を所定距離前進させるとともに、同じ距離だけ後退させるようになっている。
【００２３】
光源２より発せられた光は、コレクタレンズ４を通って平行光に変換され、シャッタ５、リレーレンズ系６、ＡＳ（開口絞り）１６、ＦＳ（視野絞り）１７を介してダイクロイックミラー８に入射される。また、ダイクロイックミラー８に入射される光は、反射され、対物レンズ１０を介して試料１１に照射される。
【００２４】
光の照射により試料１１から発せられた光は、ダイクロイックミラー８を透過し、結像レンズ１８を介して撮像手段としてのＣＣＤカメラ１２の撮像面に結像され撮像される。
【００２５】
ここで、試料１１としては、空間的に均一な反射率を有する物体、例えば拡散板が用いられる。具体的には、拡散板としてオパールガラスが用いられる。このオパールガラスは、白色、乳白色あるいは灰色に見える拡散性の強いガラスで、乳白ガラスともいわれるものである。このようなオパールガラスは、一般的な材料であり入手性がよく、安価であるという点で好ましい。
【００２６】
また、ＣＣＤカメラ１２には、例えば、Ｒｏｐｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＣｏｏＩＳＮＡＰ−Ｐｒｏ ＭＯＮＯＣＨＲＯＭＥ ＣＡＭＥＲＡが用いられている。勿論、ＣＣＤカメラ１２は、これに限らず、どのような撮像手段であってもよく、また、撮像手段は、試料からの光を集光させる光学系を含むものであってもよい。
【００２７】
ＣＣＤカメラ１２の画像データは、画像処理手段としての画像処理部１３に取り込まれる。画像処理部１３は、画像データの光強度として画素単位の輝度を取り込み、これら画素単位の輝度値と予め設定された複数の閾値との比較結果から視覚情報として擬似カラー画像を生成し、この擬似カラー画像を表示手段の表示部１４に表示させ、最適な光源調整の評価を行うようにしている。この場合、画素単位の輝度の取り込みは、１画素単位でも、複数の画素単位であってもよい。
【００２８】
次に、画像処理部１３での画素単位の輝度の取り込みと複数色の擬似カラー画像の生成について簡単に説明する。
【００２９】
いま、ＣＣＤカメラ１２により図２に示すように中心部分のみが明るい画像が得られたとすると、このときの画像処理部１３に取り込まれた画像データの各画素と輝度値との関係は、図３に示すように中央部分の輝度値が大きく、端部に向かうほど輝度値が小さくなるような輝度分布のグラフが得られる。
【００３０】
そして、このようなグラフに対して輝度値の異なる複数（図示例では２個）の閾値ａ、ｂを設定し、これら閾値ａ、ｂと画素単位の輝度値とを比較し、この比較結果に応じて色情報を割り当てるようにしている。この場合、これら閾値ａ、ｂにより、閾値ｂ以下を領域▲１▼、閾値ａとｂの間を領域▲２▼、閾値ａ以上を領域▲３▼にそれぞれ設定し、また、領域▲１▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば黒色、領域▲２▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば青色、領域▲３▼に含まれる輝度値の画素に対して色情報として例えば黄色を割り当て、擬似カラー画像を生成するようにしている。
【００３１】
図４は、このようにして生成された擬似カラー画像の一例を示すもので、領域▲１▼に相当する（ここでは０〜１５００（ｃｄ／ｍ２））暗い部分は黒色（図示網目部分）、領域▲２▼に相当する（ここでは１５００〜２０００（ｃｄ／ｍ２））の明るい部分は青色（図示斜線部分）、そして領域▲３▼に相当する（ここでは２０００（ｃｄ／ｍ２）以上）の最も明るい部分は黄色（図示白抜き部分）で表わされ、このようにして生成された擬似カラー画像が表示部１４に表示される。
【００３２】
この状態から、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａをつまみ部３ｂの操作により回転させると、つまみ部３ｂの回転に応じてコレクタレンズ４は、光軸に沿って前後方向に移動距離を変化しながら移動するが、この移動によりコレクタレンズ４は、最適位置、つまり、光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影した状態のケーラー照明の条件を満足する最適な位置を通過することになる。
【００３３】
ところで、コレクタレンズ４がケーラー照明の条件を満足する最適位置に近づくと、ＣＣＤカメラ１２により撮像される試料１１の画像は、むらのない全体が均一な明るさとなる画像として取得される。つまり、画像処理部１３に取り込まれる画像データの画素と輝度値との関係は、図５に示すように画素全体の輝度値が略均一となるような輝度分布のグラフとして得られる。そして、このときの輝度値は、すべて領域▲２▼に含まれるようになり、これら輝度値の画素に対し青色のみが割り当てられ、単一色の擬似カラー画像が生成される。
【００３４】
図６は、このようにして生成された擬似カラー画像の一例を示すもので、領域▲２▼に相当する（１５００〜２０００（ｃｄ／ｍ２））の明るい部分のみの青色（図示斜線部分）で表わされ、このようにして生成された擬似カラー画像が表示部１４に表示される。
【００３５】
このことから、コレクタレンズ４を光軸に沿って前後方向に移動させながら、単一色の擬似カラー画像が表示される位置を見つけ出すようにすれば、コレクタレンズ４の最適位置、つまり、光源２の像を対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影した状態にあるケーラー照明の条件を満足するコレクタレンズ４の位置を求めることができる。
【００３６】
次に、このような構成による光源調整の動作手順を図７に示すフローチャートにより説明する。
【００３７】
まず、ステップ７０１で、光源調整を開始し、ステップ７０２で、シャッタ５を開放し、光源２より発せられコレクタレンズ４を通って平行光に変換された照明光を光路に導く。この光は、ダイクロイックミラー８で反射し、対物レンズ１０を介して試料１１に照射される。
【００３８】
また、光の照射により試料１１から発せられた光を、ダイクロイックミラー８を透過し、ＣＣＤカメラ１２により、試料１１面の動画像として撮像する（ステップ７０３）。
【００３９】
次に、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａをオペレータによるつまみ部３ｂの操作により回転し、コレクタレンズ４を光軸に沿って移動させる（ステップ７０４）。
【００４０】
この状態で、コレクタレンズ４を通した光を試料１１に照射し、試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして画像処理部１３に送出する。画像処理部１３では、この画像データから、擬似カラー画像を生成し（ステップ７０５）、この擬似カラー画像を表示部１４に表示する（ステップ７０６）。
【００４１】
この表示部１４の擬似カラー画像から調整を終了したか、オペレータが判断する（ステップ７０７）。この場合、図４に示すように複数の色情報からなる擬似カラー画像が表示される場合は、未調整と判断し、ステップ７０４に戻り、さらにフォーカス調整部３のつまみ部３ｂを回転し、コレクタレンズ４を光軸に沿って、さらに移動させる。
【００４２】
以下、同様にして、コレクタレンズ４を通した光を試料１１に照射し、試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして画像処理部１３に送出し、画像処理部１３により、擬似カラー画像を生成し（ステップ７０５）、この擬似カラー画像を表示部１４に表示する（ステップ７０６）。
【００４３】
その後、表示部１４の擬似カラー画像として、図６に示すように青色のみの単一色の擬似カラー画像が表示される場合は、これを視覚的に確認することで最適な光源調整を完了する。つまり、この状態で、光源２の像が対物レンズ１０の瞳１０ａ上に投影されるように、コレクタレンズ４の位置調整が行われたこととなる。ステップ７０７で調整終了を判断すると、この時のコレクタレンズ４の最適位置を図示しない記録手段に記録し（ステップ７０８）、ステップ７０９に進み、シャッタ５を閉じて、ステップ７１０で光源調整を終了する。
【００４４】
その後、試料１１として、拡散板に代えてＤＮＡチップ１５を配置すれば、ケーラー照明による観察結果がＣＣＤカメラ１２により取得される。
【００４５】
従って、このようにすれば、コレクタレンズ４を光軸に沿って移動させながら、表示部１４に表示される擬似カラー画像が、単一色の擬似カラー画像として表示されるのを視覚的に確認するのみで、コレクタレンズ４を光軸上の最適な位置に調整することができるので、定量的評価が可能な光源調整を実現することができる。これにより、光源調整のための操作を始め、取り扱いが極めて簡単になり、初めて調整を行う人や不慣れな人であっても、照明の最適な状態を正確に調整することができる。
【００４６】
また、調整後に、不用意につまみ部３ｂを動かしてしまっても、表示部１４の画面を見ながら単一色の擬似カラー画像の表示を探すことで、調整し直すことができ、簡単に修正することが可能である。また、この方法により、コレクタレンズ４を同じ位置に戻すこともできるので、始めのフォーカス調整後とまったく同じ状態を簡単に再現することもできる。
【００４７】
なお、上述では、輝度値に対して設定された領域▲１▼▲２▼▲３▼に異なる色情報を割り当て、複数の色情報を用いた擬似カラー画像を生成したが、例えば、同一の色情報を用いて領域▲１▼▲２▼▲３▼に対して異なる階調を割り当て、同一色を輝度値に応じて複数の階調により表示する擬似カラー画像を生成するようにしてもよい。また、領域▲１▼▲２▼▲３▼に対して異なるパターンを割り当て、これらを輝度値に応じて表示するようにしてもよい。
【００４８】
また、領域▲２▼を設定する閾値ａｂを変更可能にしてもよい。こうすると、領域▲２▼の大きさを任意に設定できるので、例えば、精度の高い光源調整をする時は領域▲２▼を狭めに設定にすれば、さらにフラットな明るさの光源調整を行うことができ、逆に精度を必要としない光源調整の時は領域▲２▼を広めに設定すれば、光源調整作業を短時間で行うことができる。
【００４９】
さらに、上述では、２個の閾値ａ、ｂを設定した例を述べたが、３個以上の閾値を設定してもよいことは勿論である。
【００５０】
さらに、上述では、顕微鏡を用いたワンボックスタイプのアレイリーダーについて述べたが、ここに示した構成は一例であり、通常の蛍光顕微鏡や、明視野顕微鏡などで、同様な光源の調整装置を備えるものであれば適用できる。また、使用光源としては、例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが実施可能であり、これにより、使用されるフィルタなどの特性も任意に選択可能である。
【００５１】
さらに、上述では、光源調整の終了は、オペレータが表示部１４の画面を見ながら擬似カラー画像の状態を目視で判断したが、単一色の擬似カラー画像を表示した時に、画像処理部１３から音が出るようにして判断する方法を採用しても、同様な効果を得ることが可能である。これは、例えば表示部１４が遠くにあって見えにくいときにも、音を頼りに、つまみ部３ｂを操作すればよく、容易に調整が可能になるという効果がある。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５３】
図８は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００５４】
この場合、図８は、図１に示した第１の実施の形態と異なるところは、透過型の顕微鏡の形態であることと、試料１１として、蛍光部材、例えば均一な蛍光を発する蛍光基板を使用する。この蛍光基板には、例えば、住友化学製のスミペックス６５１（商品名）が用いられる。
【００５５】
そして、光源２より発せられた光は、コレクタレンズ４を通って平行光に変換され、シャッタ５を介して励起フィルタ７に入射される。この励起フィルタ７で取り出された励起光は、ＦＳ１７を介してミラー２１で反射し、窓レンズ１９、ＡＳ１６、コンデンサレンズ２０を介して試料１１に照射され、試料１１からの透過光が対物レンズ１０、吸収フィルタ９、結像レンズ１８を介してＣＣＤカメラ１２により撮像される。
【００５６】
このようにれば、第１の実施の形態と同様な効果を期待できるとともに、落射型顕微鏡だけでなく、透過型の顕微鏡にも、本発明の光源調整装置を適用することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５８】
図９は、第３の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００５９】
この場合、ランプハウス１に設けられるフォーカス調整部３は、レンズ保持部３ａの回転を電動駆動するコレクタレンズ電動駆動手段として構成され、つまみ部に代わってモータ３１が設けられている。
【００６０】
モータ３１には、演算手段として演算部１３１が接続されている。演算部１３１は、図示しない制御部よりモータ３１に対して制御信号を送り、コレクタレンズ４の移動を制御することで、フォーカス調整を行うようになっている。また、演算部１３１は、コレクタレンズ４の移動に応じてＣＣＤカメラ１２より取得される光強度データから、この光強度に応じた演算値を生成し、この演算値と、例えば、図３に準じた予め設定された閾値ａ、ｂ（この場合の閾値ａ、ｂは、光強度に応じた演算値）との比較を行い、この演算値の全てが閾値ａ、ｂの間の領域▲２▼に位置されるようになったときに、光源調整が終了したと判断し、モータ３１への制御信号を止めて、コレクタレンズ４の移動を自動停止させるようになっている。
【００６１】
次に、このような構成による動作手順を図１０に示すフローチャートに従い説明する。
【００６２】
まず、ステップ１００１で、光源調整を開始し、ステップ１００２で、シャッタ５を開放し、光源２より発せられコレクタレンズ４を通って平行光に変換された照明光を光路に導く。
【００６３】
ステップ１００３で、演算部１３１から制御信号をモータ３１に送り、レンズ保持部３ａを回転させ、コレクタレンズ４を光軸方向に沿って移動させる。この状態で、照明光の照射により試料１１から発せられた光をＣＣＤカメラ１２により取得し、画像データとして演算部１３１に送出する。演算部１３１では、取得された光強度に応じた演算値と、予め設定された閾値ａ、ｂとの比較を行う（ステップ１００４）。そして、この比較結果から、演算値が閾値ａ、ｂの間の領域▲２▼内にあるかを判断する（ステップ１００５）。ここで、領域▲２▼以外の演算値が存在する場合、演算部１３１は、未調整と判断し、ステップ１００３に戻り、レンズ保持部３ａを回転させ、コレクタレンズ４を光軸方向に沿ってさらに移動させる。
【００６４】
その後、コレクタレンズ４の移動により、光強度に応じた全ての演算値が領域▲２▼内に位置されるようになると、演算部１３１は、最適な光源調整を終了したと判断し、モータ３１への制御信号を止めて、コレクタレンズ４の移動を自動停止させる（ステップ１００６）。
【００６５】
そして、ステップ１００７に進み、シャッタ５を閉じて、ステップ１００８で光源調整を終了する。
【００６６】
従って、このようにすれば、コレクタレンズ４の最適な位置決めを、人の手を介さずに全て自動的に行うことができるので、簡単に最適な照明状態を得ることが可能となる。これにより、フォーカス調整部３のレンズ保持部３ａを手動操作できないような状況、例えば、レンズ保持部３ａのつまみ部に手が届かない場合や、ワンボックスタイプの装置内につまみ部が入ってしまったような場合においても、簡単に光源調整を行うことができる。
【００６７】
また、光源２の変更やミラーユニット（ダイクロイックミラー８などを有するもの）の変更などによる照明状態の変化にも簡単に対応することが可能である。このことから、定期的に再調整するような測定ルーチンを立てることで、常に最適で、かつ、一定の照明状態での測定が実現できる。
【００６８】
なお、上述した各実施の形態では、画像データの輝度値を用いて、視覚情報を表示したり、演算したり、閾値と比較するようにしているが、光の強度を階調的に割り当てた値を用いて、光強度に応じた視覚情報を表示したり、演算したり、閾値と比較するようなことも可能である。
【００６９】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。上述した第１の実施の形態では、光源調整の際に、試料１１として、空間的に均一な反射率を有する物体、例えばオパールガラスなどの拡散板を用い、第２の実施の形態では、均一な蛍光を発する蛍光基板としてプラスチック材料を用いていたが、これに代えて蛍光ガラス、セラミック蛍光体などを用いることも可能である。これらは耐久性がよく、退色が少なく、性能が変化することが少ないという点を備え持ち、長期間使用することが可能である。特に、蛍光ガラスは、蛍光発光がどの部分においても均一であるため、より好ましい。さらに、蛍光ガラスにより励起波長を選ぶことが可能であるため、フィルターの特性までを考慮して光源調整が可能であるのも、大変よい点である。また、上述では、ＣＣＤカメラを用いた例について説明したが、ＰＭＴでも適用可能である。
【００７０】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、定量的評価が可能な光源調整を実現できるとともに、操作が簡単な光源調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される落射照明型顕微鏡の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態においてＣＣＤカメラより取得した画像。
【図３】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データの画素と輝度値との関係の一例を示す図。
【図４】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データから生成された擬似カラー画像の一例を示す図。
【図５】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データの画素と輝度値との関係の他例を示す図。
【図６】第１の実施の形態の画像処理部に取り込まれた画像データから生成された擬似カラー画像の他例を示す図。
【図７】第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。
【図１０】第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…ランプハウス
２…光源
３…フォーカス調整部
３ａ…レンズ保持部
３ｂ…つまみ部
４…コレクタレンズ
５…シャッタ
６…リレーレンズ系
７…励起フィルタ
８…ダイクロイックミラー
９…吸収フィルタ
１０…対物レンズ
１０ａ…瞳
１１…試料
１２…ＣＣＤカメラ
１３…画像処理部
１３１…演算部
１４…表示部
１５…ＤＮＡチップ
１６…ＡＳ
１７…ＦＳ
１８…結像レンズ
１９…窓レンズ
２０…コンデンサレンズ
２１…ミラー
３１…モータ
Claims (7)
- 光源と、
前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、
前記コレクタレンズを光軸方向に移動させるコレクタレンズ移動手段と、
前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、
前記試料からの光を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた視覚情報を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段で生成された視覚情報を表示する表示手段と、を具備し、
前記コレクタレンズ移動手段により前記コレクタレンズを移動させ、前記画像処理手段で生成され前記表示手段に表示される前記光強度に応じた視覚情報を調整することで前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴とする光源調整装置。 - 前記試料は、均一な反射率を有する拡散板からなることを特徴とする請求項１記載の光源調整装置。
- 前記画像処理手段で生成される視覚情報は、光強度に応じた複数の色情報からなり、前記表示手段は、前記画像処理手段で生成された色情報を擬似カラー画像として表示することを特徴とする請求項１記載の光源調整装置。
- 前記画像処理手段は、前記光強度に対して複数の閾値を設定するとともに、これら閾値により設定される領域毎に異なる色情報を割り当て、前記光強度を含む領域に割り当てられた色情報を擬似カラー画像として前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１記載の光源調整装置。
- 前記画像処理手段は、前記光強度に対して２個の閾値を設定するとともに、これら閾値により設定される領域に対し３種類の色情報を割り当てることを特徴とする請求項４記載の光源調整装置。
- 前記画像処理手段は、領域を設定する閾値を変更可能にしたことを特徴とする請求項４または５記載の光源調整装置。
- 光源と、
前記光源からの光を集光するコレクタレンズを有するケーラー照明系と、
前記コレクタレンズを光軸方向に電動駆動させるコレクタレンズ電動駆動手段と、
前記コレクタレンズを介して前記光源からの光が照射される試料と、
前記試料からの光を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で取得された光強度データから該光強度に応じた演算値を生成する演算手段と、
前記演算手段で生成された演算値に基づいて前記コレクタレンズ電動駆動手段を制御し前記コレクタレンズの最適位置を設定することを特徴とする光源調整装置。
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| JP (1) | JP2004144770A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006069167A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method of image enhancement through light intensity modulation in digital projectors |
| CN106094192A (zh) * | 2015-04-30 | 2016-11-09 | 卡尔蔡司显微镜有限公司 | 用于图像的反射校正的方法和在这方面的装置 |
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2002
- 2002-10-01 JP JP2002288937A patent/JP2004144770A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006069167A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method of image enhancement through light intensity modulation in digital projectors |
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| CN106094192B (zh) * | 2015-04-30 | 2020-12-22 | 卡尔蔡司显微镜有限公司 | 用于图像的反射校正的方法和在这方面的装置 |
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