JP2006317798A - Microscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は顕微鏡装置に関し、特に、電源投入時に初期化動作を行う顕微鏡装置に関するものである。 The present invention relates to a microscope apparatus, and more particularly to a microscope apparatus that performs an initialization operation when power is turned on.
通常、電動顕微鏡の電源を投入すると、まず顕微鏡処理部から、焦準部または標本載置ステージの駆動機構に初期化動作を行うよう指令が送られる。初期化動作とは、電源投入後に必ず焦準部または標本載置ステージの駆動範囲の原点位置まで駆動し、原点位置を検出後、電源投入時の位置に戻る動作のことをいう。このとき、顕微鏡処理部内では、電源投入時の焦準部または標本載置ステージの駆動開始位置から原点位置まで駆動機構を動作させたパルス数を計測しており、原点位置まで駆動したことにより、電源投入時の焦準部または標本載置ステージの現在位置が分かる。原点位置を検出後は、計測したパルス数によって、元の位置に戻ることが可能となる。このような初期化動作を行うことで、現在位置のアドレスを管理することができるようになる。 Normally, when the power source of the electric microscope is turned on, a command is first sent from the microscope processing unit to the focusing unit or the driving mechanism of the specimen mounting stage to perform the initialization operation. The initialization operation refers to an operation that always drives the focusing unit or the sample mounting stage to the origin position after the power is turned on, and returns to the position when the power is turned on after the origin position is detected. At this time, in the microscope processing unit, the number of pulses for operating the driving mechanism from the driving start position of the focusing unit or the sample mounting stage when the power is turned on to the origin position is measured, and by driving to the origin position, The current position of the focusing unit or specimen mounting stage when the power is turned on can be known. After detecting the origin position, it is possible to return to the original position depending on the number of measured pulses. By performing such an initialization operation, the address of the current position can be managed.
従来の倒立型顕微鏡や正立型顕微鏡などでは、標本がスライドガラスや、ガラスボトムディッシュのように薄いため、焦準部または標本載置ステージの駆動範囲が40mm程度である。例えば、駆動速度が2.0mm/secで、焦準部または標本載置ステージの電源投入時の位置が標本から最も近い位置にあり、原点位置が標本から最も遠い位置にあった場合には、初期化動作が終了するまでに約40秒かかる。
標本が厚みのある場合に2つの移動限界を設定するセンサと合焦のためのサーチ範囲を設定するセンサを稼動させて、焦準範囲を常に一定に設定している例が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
An example is disclosed in which a focusing range is always set constant by operating two sensors that set a movement limit and a sensor that sets a search range for focusing when the specimen is thick ( For example, see
しかしながら、標本がスライドガラスや、ガラスボトムディッシュのような薄い標本ではなく、マウスやラットのような小動物を観察するような顕微鏡においては、焦準部または標本載置ステージの駆動範囲が最低でも80mm程度必要になる。また、小動物よりさらに大きい標本を観察する場合には、駆動範囲がさらに広くなる。駆動範囲が広くなると、電源投入時の初期化動作に要する時間が、さらに長くなるという問題がある。例えば、駆動範囲が40mmの場合と同じ駆動条件であっても、駆動範囲が80mmになれば、2倍の約80秒かかることになる。 However, in a microscope in which the specimen is not a thin specimen such as a slide glass or a glass bottom dish but a small animal such as a mouse or a rat is observed, the driving range of the focusing unit or specimen mounting stage is at least 80 mm. A degree is required. In addition, when observing a specimen that is larger than a small animal, the driving range is further widened. When the drive range is widened, there is a problem that the time required for the initialization operation when the power is turned on becomes further longer. For example, even if the driving condition is the same as that when the driving range is 40 mm, when the driving range becomes 80 mm, it takes twice as much as about 80 seconds.
これは、合焦のためのサーチ範囲に限ったことで、初期化動作には、長時間を要してしまう。また、サーチ範囲を設定するためのセンサの位置を稼動させることで、サーチ範囲を一定にしているので、センサを稼動させる手間がかかるという不都合もある。 This is limited to the search range for focusing, and the initialization operation takes a long time. Further, since the search range is made constant by operating the position of the sensor for setting the search range, there is also a problem that it takes time and effort to operate the sensor.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、初期化動作において、焦準部または標本載置ステージの駆動機構の駆動範囲を制限することで、初期化動作の時間を短縮できる顕微鏡装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a microscope capable of shortening the initialization operation time by limiting the drive range of the drive mechanism of the focusing unit or the specimen mounting stage in the initialization operation. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、対物レンズまたは標本載置台を光軸方向に移動する駆動機構と、対物レンズまたは標本載置台のいずれかに固定されるセンサ感知部材と、対物レンズと標本載置台との離れる方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第1のセンサと、対物レンズと標本載置台との近接する方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第2のセンサと、前記第1のセンサと前記第2のセンサとにより画定される移動範囲の途中位置においてセンサ感知部材を検出する第3のセンサと、前記第1〜第3のセンサの少なくとも1つからの信号に基づいて、前記駆動機構を制御する処理部とを有し、該処理部が、初期化動作の最初に出力される前記第1〜第3のセンサの信号に応じて、初期化動作における前記駆動機構の動作を決定する顕微鏡装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a driving mechanism for moving an objective lens or a sample mounting table in the optical axis direction, a sensor sensing member fixed to either the objective lens or the sample mounting table, and a direction in which the objective lens and the sample mounting table are separated from each other. A first sensor for detecting a sensor sensing member at a movement limit; a second sensor for detecting a sensor sensing member at a movement limit in a direction in which the objective lens and the specimen mounting table are close to each other; the first sensor; And a third sensor for detecting a sensor sensing member at a midpoint of a movement range defined by the second sensor, and controlling the drive mechanism based on a signal from at least one of the first to third sensors. A processing unit that determines the operation of the drive mechanism in the initialization operation according to the signals of the first to third sensors output at the beginning of the initialization operation. To provide a mirror device.
本発明によれば、初期化動作の最初に出力されるセンサの信号が第1〜第3のセンサのいずれから出力されるかによって初期化動作における駆動機構の動作を決定するので、必要のない動作が行われることを防ぎ、初期化動作を短縮し、素早く観察を開始することが可能となる。すなわち、初期化動作開始時の対物レンズと標本載置台との位置関係は、最も離れた位置と最も近接した位置の間に配置されていることが多く、また、初期化動作は対物レンズと標本載置台とが離れる方向または近づく方向に行われる。本発明においては、第1のセンサと第2のセンサとの間に第3のセンサを配置することにより、第1,第2のセンサの直近においてこれらのセンサから遠ざかる方向に初期化動作が開始されても、最も遠い反対側のセンサが検出信号を出力する位置まで駆動機構を動作させる必要がなく、初期化動作を短縮することができる。 According to the present invention, the operation of the drive mechanism in the initialization operation is determined depending on which of the first to third sensors the sensor signal output at the beginning of the initialization operation is not necessary. It is possible to prevent the operation from being performed, shorten the initialization operation, and start observation quickly. In other words, the positional relationship between the objective lens and the sample mounting table at the start of the initialization operation is often arranged between the farthest position and the closest position. It is performed in a direction in which the mounting table is separated or approached. In the present invention, by arranging the third sensor between the first sensor and the second sensor, the initialization operation starts in the direction away from these sensors in the immediate vicinity of the first and second sensors. Even if it is done, it is not necessary to operate the drive mechanism to the position where the farthest opposite sensor outputs the detection signal, and the initialization operation can be shortened.
上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に前記駆動機構の駆動の方向を決定することとしてもよい。
このように構成することにより、初期化時の前記駆動機構の駆動方向を前記センサ信号によって決定することができ、駆動する距離が短くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
In the above invention, the processing unit may determine the driving direction of the driving mechanism during the initialization operation.
With this configuration, the driving direction of the driving mechanism at the time of initialization can be determined by the sensor signal, the driving distance is shortened, the initialization operation is shortened, and observation can be started quickly. It becomes possible.
また、上記発明において、前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の離れる方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第1のセンサである場合は、第1のセンサ位置を原点位置とし、第3のセンサである場合は、第3のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第1のセンサ位置を原点とすることとしてもよい。
このようにすることで、必要のない駆動を行うが防止され、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
In the above invention, when the first sensor detects the sensor sensing member first by driving the drive mechanism in a direction in which the objective lens and the specimen are separated during the initialization operation. The first sensor position may be the origin position, and in the case of the third sensor, the first sensor position may be the origin by subtracting the distance from the third sensor position to the origin position.
In this way, unnecessary driving is prevented, the initialization operation is shortened, and observation can be started quickly.
また、上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の近接する方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第2のセンサである場合は、第2のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第1のセンサ位置を原点とし、第3のセンサである場合は、第3のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第1のセンサ位置を原点とすることとしてもよい。
このようにすることで、必要のない駆動を行うことが防止され、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
In the above invention, the second sensor detects the sensor sensing member first by driving the driving mechanism in a direction in which the objective lens and the specimen are close to each other during the initialization operation. In some cases, the distance from the second sensor position to the origin position is subtracted to set the first sensor position as the origin, and in the case of the third sensor, the distance from the third sensor position to the origin position is subtracted. Thus, the first sensor position may be the origin.
In this way, unnecessary driving is prevented, the initialization operation is shortened, and observation can be started quickly.
また、上記発明においては、前記処理部が、前記第3のセンサと、前記第1または第2のセンサの一方との間を前記駆動機構の駆動範囲に制限することとしてもよい。
このようにすることで、初期化時の前記駆動機構の駆動方向を前記センサ信号によって決定することで、駆動する距離が短くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
Moreover, in the said invention, the said process part is good also as restrict | limiting the drive range of the said drive mechanism between the said 3rd sensor and one of the said 1st or 2nd sensor.
In this way, by determining the drive direction of the drive mechanism at the time of initialization based on the sensor signal, the driving distance is shortened, the initialization operation is shortened, and observation can be started quickly. Become.
また、上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に前記駆動機構の駆動方向を変更可能であることとしてもよい。
このようにすることで、前記センサ信号に限らずユーザーの設定したい任意の方向に駆動することができ、より効率よく初期化動作を行うことが可能となる。
Moreover, in the said invention, the said process part is good also as changing the drive direction of the said drive mechanism at the time of initialization operation | movement.
By doing so, it is possible to drive in any direction desired by the user without being limited to the sensor signal, and it is possible to perform the initialization operation more efficiently.
本発明に係る顕微鏡装置によれば、駆動方向または、駆動範囲を制限することにより、初期化動作に要する時間を短縮することができ、素早く観察を開始できるという効果を奏する。 According to the microscope apparatus of the present invention, by limiting the drive direction or drive range, the time required for the initialization operation can be shortened, and the observation can be started quickly.
以下、本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡装置1について、図1および図2を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る顕微鏡装置1の全体構成を示している。
Hereinafter, a
FIG. 1 shows the overall configuration of a
本実施形態に係る顕微鏡装置1は、図1に示されるように、例えば、レーザ走査型顕微鏡1であって、レーザ光を発するレーザ光源2および試料Aからの観察光を検出する光検出器3を含む光学ユニット4と、試料Aに接触させられる対物レンズユニット5を備えた測定ヘッド6と、これら光学ユニット4と測定ヘッド6とを接続する光ファイバ7と、測定ヘッド6を駆動させる駆動機構8と、駆動機構8、光学ユニット4および測定ヘッド6を制御する制御装置9と、光検出器3により検出された画像を表示するモニタ10とを備えている。図中、符号11は、試料Aを載置するステージ、符号12は測定ヘッド6と制御装置9とを接続するケーブル、符号13は駆動機構8と制御装置9とを接続するケーブルである。
As shown in FIG. 1, the
前記光学ユニット4には、レーザ光源2から発せられた光を平行光にするコリメートレンズ14と平行光を光ファイバ7の端面7aに集光させる集光レンズ15、レーザ光(励起光)と観察光(蛍光)とを分岐するダイクロイックミラー16および分岐された蛍光を光検出器3に集光させる集光レンズ17が設けられている。光検出器3は、例えば、光電子増倍管(PMT:Photomultiplier Tube)である。
The
前記測定ヘッド6は、光ファイバ7内を伝播されてきたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ18と、平行光にされたレーザ光を2次元方向に走査する光走査部19と、走査された光を集光して第1中間像Bを形成する瞳投影光学系20と、第1中間像Bを結像したレーザ光を平行光に変換する第1の結像レンズ21と、平行光にされたレーザ光を集光して第2中間像Cを結像する第2の結像レンズ22と、第2中間像Cのレーザ光を試料Aに再結像される対物レンズ23とを備えている。コリメートレンズ18、光走査部19、瞳投影光学系20、第1の結像レンズ21および第2の結像レンズ22は、筐体24内に収容され、対物レンズ23は筐体24に着脱可能に取り付けられた対物レンズユニット5内に収納されている。本実施形態では、測定ヘッド6は、光ファイバ7を介して接続されているが、光ファイバ7を介さずに直接、接続されていても同様の効果がある。
The
前記光走査部19は、例えば、1軸回りに揺動させられる2台のガルバノミラー19a,19bを対物レンズの瞳共役面に近接させ、2軸を直交させて配置する、いわゆる近接ガルバノミラーである。光走査部19は、ケーブル12によって制御装置9に接続され、制御装置9からの指令により、直交する2軸回りに高速で揺動させられるようになっている。これにより、ガルバノミラー19a,19bに入射されたレーザ光を所定の角度範囲にわたって振ることで、試料A上の所定領域にわたってレーザ光を走査させることができるようになっている。
The
前記駆動機構8は、ベース25と、該ベース25に固定されたリニアガイド26と、リニアガイド26に沿って上下方向に移動可能に支持されたスライダ27と、スライダ27を上下方向に駆動するモータ28およびボールねじ29とを備えている。スライダ27は、前記測定ヘッド6の筐体24に固定されている。したがって、モータ28を作動させてボールねじ29を回転させることにより、スライダ27に固定された測定ヘッド6が上下方向に移動させられるようになっている。
The drive mechanism 8 includes a
また、駆動機構8には、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの位置を検出するためのセンサ30〜32(第1〜第3のセンサ)が設けられている。また、スライダ27には、センサ感知部材33が設けられている。
The drive mechanism 8 is provided with
モータ28を作動させると、ボールねじ29が回転し、スライダ27がリニアガイド26に沿って上下方向に移動し、スライダ27に設けられているセンサ感知部材33が図中の矢印a方向に移動するようになっている。センサ感知部材33が移動し、それぞれのセンサ30〜32にてセンサ感知部材33を感知することで、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの位置を検出するようになっている。
When the
例えば、図2に示されるように、センサ30(第1のセンサ)は、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aが、試料Aから離れる方向(FAR方向)の移動限界位置(FARリミット)に設置されている。これにより、センサ30がセンサ感知部材33を感知すると処理部35に信号が送られて、処理部35よりモータ28に停止するように信号を送り、モータ28が停止するようになっている。また、例えば、センサ32(第2のセンサ)は、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aが試料Aに近接する方向(NEAR方向)の移動限界位置(NEARリミット)に設置されている。これにより、センサ32がセンサ感知部材33を感知すると、処理部35よりモータ28に停止するように信号が送られ、モータ28が停止するようになっている。
For example, as shown in FIG. 2, the sensor 30 (first sensor) has a movement limit position (FAR) in a direction (FAR direction) in which the
前記制御装置9は、操作部34と処理部35とを備えている。操作部34は、例えば、観察者により回転させられるダイヤル36を備えている。例えば、ダイアル36を右に回すと、焦点位置Bを下降させる指令が処理部35に送られ、左に回すと、焦点位置Bを上に上昇させる指令が処理部35に送られるようになっている。
The
前記処理部35は、前記測定ヘッド6内の光走査部19および光学ユニット4の動作を制御するとともに、駆動機構8の動作を制御するようになっている。
具体的には、処理部35は2枚のガルバノミラー19a,19bに対してそれぞれ偏向角度指令を送ることで、レーザ光源2からのレーザ光を2次元的に走査させるようになっている。処理部35は光学ユニット4内のレーザ光源2に対して、レーザ光の出力、停止および光強度の調整等の指令を出力するようになっている。また、処理部35は、光学ユニット4内の光検出器3から送られてくる検出信号をガルバノミラー19a,19bによるレーザ光の走査位置と対応づけて記録することで、2次元画像を構成し、モニタ10に出力するようになっている。
The
Specifically, the
さらに、処理部35において、常にそれぞれのセンサ30〜32がどのような状態か読み取っており、センサ30〜32がセンサ感知部材33を感知すると、センサ信号が処理部35に送られるようになっている。
Further, the
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1によれば、レーザ光源2から発せられたレーザ光がコリメートレンズ14および集光レンズ15によって光ファイバ7に入射させられ、光ファイバ7内を伝播してコリメートレンズ18に入射させられる。コリメートレンズ18において、レーザ光は平行光とされて光走査部19に入射される。ガルバノミラー19a,19bは所定の角度範囲にわたって揺動させられることにより入射されたレーザ光を所定の角度範囲内で偏向して瞳投影光学系20に向かわせる。
The operation of the
According to the
瞳投影光学系20に入射されたレーザ光は、一旦第1中間像Bを結像したあとに第1の結像レンズ21に入射させられて平行光とされ、第2の結像レンズ22に入射させられる。レーザ光は第2の結像レンズ22によって集光されることにより第2中間像Cを結像しながら対物レンズユニット5内の対物レンズ23に入射される。そして、対物レンズ23に入射したレーザ光は、対物レンズ23によって、対物レンズユニット5の先端5aから各光学系18,20〜23により定まる距離(作動距離)だけ離れた位置に再結像させられる。
The laser light incident on the pupil projection
レーザ光が試料Aに照射されると、レーザ光によって試料A内に含まれる蛍光物質が励起されて蛍光が発生する。発生した蛍光は、対物レンズ23、第2の結像レンズ22、第1の結像レンズ21、瞳投影光学系20、ガルバノミラー19a,19bおよびコリメートレンズ18を介して入射経路と同一経路を戻り、コリメートレンズ18によって光ファイバ7の端面7bに集光させられる。すなわち、対物レンズ23による再結像位置D、つまり、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1の焦点位置Dと、筐体24内の光ファイバ7の端面7bとは共役な位置となる。したがって、この光ファイバ7の端面7bが共焦点ピンホールとして機能し、焦点位置Dから発せられた戻り光のみが光ファイバ7内に入射されることになる。
When the sample A is irradiated with the laser light, the fluorescent material contained in the sample A is excited by the laser light to generate fluorescence. The generated fluorescence returns the same path as the incident path via the
そして、光ファイバ7内を伝播して光学ユニット4に戻った蛍光は、ダイクロイックミラー16によってレーザ光から分離され、集光レンズ17によって光検出器3に検出される。光検出器3から出力された画像信号は、処理部35において画像処理されることにより、モニタ10に表示されることになる。
The fluorescence propagating through the
次に、本実施形態に係る顕微鏡装置の初期化動作について、図1~図3を参照して説明する。また、各センサ30〜32のセンサ信号の論理を表1に示す。
Next, the initialization operation of the microscope apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Table 1 shows the logic of the sensor signals of the
本実施形態に係るセンサ30〜32およびセンサ感知部材33の関係を図2に示す。本実施形態において、センサ30は、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの駆動範囲(ここでは、80mmとする)のFARリミット位置、センサ32は、対物レンズユニット5の先端5aの駆動範囲のNEARリミット位置にあり、センサ31は、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの駆動範囲の中央位置(FARリミット位置より40mm)にある。また、ここでFARリミット位置をアドレス管理の原点位置とする。
FIG. 2 shows the relationship between the
また、本実施形態で説明に用いるセンサ30〜32はセンサ感知部材33を感知していないときは、常に処理部35に「H」の信号を出力し、センサ感知部材33を感知すると、処理部35に「L」の信号を出力する。
Further, when the
図3のフローチャートは、本実施形態における初期化動作の処理の手順を示す。
顕微鏡装置1の図示していない電源を投入すると(S1)、まず測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置がNEARリミット位置(第2のセンサ32位置)であるか否かが判定される(S2)。
センサ32の位置は、NEARリミット位置にあるので、処理部35におけるセンサ32からのセンサ信号が「L」であれば、センサ感知部材33がセンサ32の位置にあり、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が、NEARリミット位置であると判断できる(S3)。NEARリミット位置は原点位置から80mmの位置であるので、(現在位置−80mm)が原点位置の位置アドレスとなる(S4)。
The flowchart in FIG. 3 shows the processing procedure of the initialization operation in the present embodiment.
When a power source (not shown) of the
Since the position of the
センサ32からのセンサ信号が「L」でなければ、移動量Nの測定を開始する(S5)。
次に、第3のセンサ31の信号が「L」となれば、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、中央位置にあるので、正確な位置を検出するために、駆動機構8に含まれるモータ28をNEAR方向へ1パルス駆動する(S6,S7)。このとき、移動量Nは1パルス増えるので、N=N+1となる(S8)。ここで、センサ31の信号が「H」となれば、中央位置を過ぎたことになるので、駆動を停止し、反対のFAR方向に1パルス駆動する(S9〜S11)。一方、ステップS9において、センサ31の信号が「L」であれば、ステップS7の動作に戻り、センサ31の信号が「H」になる位置まで、NEAR方向への駆動を繰り返す。
If the sensor signal from the
Next, when the signal of the
ステップS11において、移動量Nは1パルス減るので、N=N−1となる(S12)。ここで、センサ31の信号が「L」となれば、センサ感知部材33がセンサ31の位置にあり、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、駆動範囲の中央位置にあるということなので、駆動を停止する(S13,S14)。現在位置は、駆動範囲の中央位置なので、(現在位置−40mm)が原点位置のアドレスとなる(S15)。
In step S11, since the movement amount N is reduced by one pulse, N = N−1 (S12). Here, if the signal of the
また、ステップS13において、センサ31の信号が「L」でなければ、ステップS11の動作に戻り、センサ31の信号が「L」になる位置まで、FAR方向への駆動を繰り返す。そして、ステップS15において、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S16〜S18)。
In step S13, if the signal of the
一方、ステップS6において、第3のセンサ31の信号が「L」でなければ、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が第1のセンサ30の位置(FARリミット位置)であるかを判定する(S19)。ここで、第1のセンサ30の信号が「L」であれば、センサ感知部材33がセンサ30の位置にあり、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、駆動範囲のFARリミット位置にあるということなので、駆動を停止する(S20)。いま、FARリミット位置は原点位置であるので、現在位置が原点位置のアドレスとなる(S21)。そして、ステップS21において、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S16〜S18)。
On the other hand, if the signal of the
ステップS19において、第3のセンサ31が、「L」でなかった場合には、FAR方向へ1パルス駆動する(S22)。このとき、移動量Nは1パルス減るので、N=N−1となる(S23)。ここで、センサ31の信号が「L」となれば、センサ感知部材33がセンサ31の位置にあり、現在の位置が中央位置であるので、駆動を停止する(S24,S14)。現在位置は、駆動範囲の中央位置なので、(現在位置−40mm)が原点位置のアドレスとなる(S15)。これにより、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S16〜S18)。
If the
本実施形態では、電源投入後の初期化動作において原点位置を検出するために駆動するか否かをセンサ論理の状態によって決定する。また、駆動する場合には、第3のセンサ31を設けることで、駆動範囲を半分に分けることができ、感知部材33が電源投入時に第1、第3のセンサ30,31の間にある場合には、第1のセンサ30まで駆動し、第1のセンサ30の位置より原点位置を検出し、第2、第3のセンサ32,31の間にある場合には、第3のセンサ31まで駆動し、第3のセンサ31の位置より原点位置を検出する。また、それぞれのセンサ30〜32の位置にある場合は駆動をせずに原点位置を検出する。これにより、電源投入時に全駆動範囲を駆動することが無くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始できるようになる。
In the present embodiment, whether or not to drive to detect the origin position in the initialization operation after power-on is determined by the state of the sensor logic. In the case of driving, the
本実施形態では、第1〜第3のセンサ30〜32が直列にならんでおり、センサ感知部材33が1つであったが、図4に示すように第1のセンサ30と、第2のセンサ32が直列、第3のセンサ31が第1、第2のセンサ30,32と並列となり、センサ感知部材33a,33bがそれぞれに設けられているように構成してもよい。このときの各センサ信号の論理を表2に示す。
上記実施形態においては、センサ30〜32が3つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、センサ30〜32を3つ以上設けてもよい。
In the present embodiment, the first to
In the said embodiment, although the case where the sensors 30-32 were three was demonstrated, it is not limited to this, You may provide three or more sensors 30-32.
本実施形態では、センサ31を中央位置に設けたが、中央位置ではなく、試料A等の対象や対物レンズの倍率によって、任意の位置に設けてもよい。また、ユーザーによってセンサ31の位置を任意に可変することが可能でもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態では、感知部材33が電源投入時に第1、第3のセンサ30,31の間にある場合には、第1のセンサ30まで駆動し、第1のセンサ30の位置により原点位置を検出したが、第3のセンサ31まで駆動し、第3のセンサ31の位置より原点位置を検出してもよい。同様に、感知部材33が第3、第2のセンサ31,32の間にある場合には、第3のセンサ31まで駆動し、第3のセンサ31の位置より原点位置を検出したが、第2のセンサ32まで駆動し、第2のセンサ32の位置より原点位置を検出してもよい。さらに、駆動する方向や原点を検出するセンサ30〜32をユーザーが任意に設定してもよい。
In the present embodiment, when the sensing
また、本実施形態においては、駆動機構の駆動方向をセンサ30〜32の信号によって決定していたが、試料Aに近づく方向に駆動することで、破壊の恐れがない試料Aは、駆動方向を試料Aから近づく方向へ変更することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。
In the present embodiment, the driving direction of the driving mechanism is determined by the signals of the
次に、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡装置1を説明する。本実施形態は、第1の実施形態で述べた顕微鏡装置1に第3のセンサ31を用いて駆動範囲を制限する機能を付加した例で、顕微鏡装置1の概略図については、図1と同様なので、同図を引用するものとする。また、初期化動作の制御(S1〜S18)は図3と同様であるが、同図の初期化動作が終了(S18)してからの動作については、図5のフローチャートを用いて説明する。各センサ信号の論理は、表3に示すとおりである。
Next, a
第1の実施の形態と同様に初期化動作を行った後、試料Aの厚さをユーザーが入力することで、処理部35において、試料Aの厚さが第3のセンサ31と、第2のセンサ間の距離(40mm)より小さいか否かを判定する(S25,S26)。現在位置が第3のセンサ31(原点位置より40mm)と第1のセンサ30(原点位置)の間にある場合には、第3のセンサ31の位置まで駆動し、第3のセンサ31(原点位置より40mm)と第2のセンサ32((原点位置より80mm)の間にある場合には、そのままの位置で、駆動停止する(S27〜S29)。そして、FARリミットセンサを第1のセンサ30から、第3のセンサ31に切り替える(S30)。
After performing the initialization operation in the same manner as in the first embodiment, the user inputs the thickness of the sample A, so that the
本実施形態において、FARリミットセンサは、試料Aの厚さとセンサ間の距離によって、決定する。
試料Aの厚さが第3のセンサ31と第2のセンサ32との距離より小さいときには、第3のセンサ31と第2のセンサ32との距離より広く駆動する必要はないので、第3のセンサ31をリミットセンサに切り替えることで、駆動範囲を制限できる。駆動する必要の無い範囲を制限することで、駆動範囲が狭くなり、必要の無い駆動をすることが回避され、より駆動時間が短縮化される。
In the present embodiment, the FAR limit sensor is determined by the thickness of the sample A and the distance between the sensors.
When the thickness of the sample A is smaller than the distance between the
本実施形態では、FARリミットを第1のセンサ30から第3のセンサ31に切り替えたが、NEARリミットを第2のセンサ32から第3のセンサ31に切り替えてもよい。また、ユーザーが任意に設定することも可能である。
In the present embodiment, the FAR limit is switched from the
また、本実施形態では、試料Aの厚さだけでなく試料Aの種類や、対物レンズの倍率などによって、任意に設定することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。 Further, in the present embodiment, it is possible to arbitrarily set not only the thickness of the sample A but also the type of the sample A, the magnification of the objective lens, and the like. In addition, the user can arbitrarily set.
次に、本発明の第3の実施の形態に係る顕微鏡装置1について説明する。本実施形態は、第1の実施形態で述べた顕微鏡装置1にセンサ信号の論理によって現在の位置を知る機能を付加した例で、顕微鏡装置1の概略図については、図1と同様なので、同図を引用するものとする。また、図6にセンサ30〜32とセンサ感知部材33の関係を示し、制御の手順については、図7〜図10のフローチャートを用いて説明する。
Next, a
本実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、第1〜第3のセンサ30〜32はそれぞれFARリミット、NEARリミット、駆動範囲の中央位置ではなく、図6に示すような任意の位置に置かれている。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the first to
顕微鏡装置1の図示していない電源を投入すると、まず測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの移動量Nの測定が開始される(S31,S32)。次に、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が第1のセンサ30の位置であるか否かが判断される(S33)。測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が第1のセンサ30の位置であれば、センサ30の信号は「L」になり、次に第2のセンサ32の位置であるか否かが判断され、第2のセンサ32位置であれば、センサ32の信号は「L」となる(S34)。
When the power supply (not shown) of the
そして、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が第3のセンサ31位置であるか否かが判断される(S35)。ここで、第3のセンサ31の位置であれば、センサ31の信号は「L」となり、(ii)の区間にあると考えられる(S36)。また、第3のセンサ31の位置でなければ、センサの信号は「H」となり、(iii)の区間にあると考えられる(S37)。
Then, it is determined whether or not the current position of the
ステップS34において、第2のセンサ32の位置でなければ、センサ32の信号は「H」となり、次に第3のセンサ31の位置であるかを判断し、第3のセンサ31の位置であれば、センサ31の信号は「L」となる(S38)。第3のセンサ31の位置であれば、(iv)の区間にあることになる(S39)。ステップS38において、センサ31の信号が「H」のとき、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、NEARリミット位置にあると判断でき、(現在位置−80mm)を原点位置のアドレスとする(S40,S41)。
If it is not the position of the
また、ステップS33において、第1のセンサ30の位置でなければ、センサ30の信号は「H」となり、次に第2のセンサ32の位置であるかが判断され、第2のセンサ32の位置であれば、センサ32の信号は「L」となる(S42)。第3のセンサ31の位置であれば、センサ31の信号は「L」となり、(i)の区間にあることになる(S43,S44)。ステップS42において、第2のセンサ32が「L」であるか否かが判断され、「H」であれば、その位置が中心位置であると判断でき、(現在位置−40mm)が原点位置のアドレスとされる(S45,S46)。また、ステップS43において、第3のセンサ31位置でなければ、センサの信号は「H」となり、FARリミット位置にあると判断でき、現在位置が原点位置のアドレスとされる(S47,S48)。
If it is not the position of the
ステップS44において、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が(i)の区間にあると判断できた場合、サブルーチンS441に進み、図8に示されるように、まず、駆動機構8に含まれるモータ28をFAR方向へ1パルス駆動する(S49)。このとき、移動量Nは1パルス増えるので、N=N+1となる(S50)。ここで、第3のセンサ31の信号が「H」であれば、駆動を停止し、反対のFAR方向に1パルス駆動する(S51〜S53)。一方、第3のセンサ31の信号が「L」であったら、ステップS49の動作に戻り、センサ31の信号が「H」になる位置まで、FAR方向への駆動を繰り返す。
If it is determined in step S44 that the current position of the
ステップS53において、移動量Nは1パルス減るので、N=N−1となる(S54)。ここで、センサ31の信号が「L」であれば、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、駆動範囲のFARリミット位置にあるということなので、駆動を停止する(S55,S56)。現在位置は、駆動範囲のFARリミット位置なので、現在位置が原点位置の位置アドレスとする(S57)。
In step S53, since the movement amount N is reduced by one pulse, N = N−1 (S54). Here, if the signal of the
また、ステップS55において、センサ31の信号が「L」でなければ、ステップS53の動作に戻り、センサ31の信号が「L」になる位置まで、FAR方向への駆動を繰り返す。そして、ステップS57において、原点位置アドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S58〜S60)。
If the signal of the
また、同様にステップS37において、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの現在位置が(iii)の区間にあると判断できた場合、サブルーチンS371に進み、図9に示されるように、まず、駆動機構8に含まれるモータ28をFAR方向へ1パルス駆動する(S61)。このとき、移動量Nは1パルス増えるので、N=N+1となる(S62)。第3のセンサ31の信号が「L」であれば、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aは、駆動範囲の中心位置であると判断でき、駆動を停止し、(現在位置−40mm)が原点位置のアドレスとする(S63〜S65)。
Similarly, if it is determined in step S37 that the current position of the
一方、第3のセンサ31の信号が「L」であったら、ステップS47の動作に戻り、センサ31の信号が「H」になる位置まで、FAR方向への駆動を繰り返す。ここで、ステップS63において、原点位置アドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S64〜S66)。
On the other hand, if the signal of the
ステップS36,S39において、測定ヘッド6に含まれる対物レンズユニット5の先端5aの位置が(ii)、(iv)の区間にあると判断できた場合、サブルーチンS361に進み、図10に示されるように、まず、駆動機構8に含まれるモータ28をNEAR方向へ1パルス駆動する(S69)。このとき、移動量Nは1パルス増えるので、N=N+1となる(S70)。ここで、第3のセンサ31の信号が「H」であれば、駆動を停止し、反対のFAR方向に1パルス駆動する(S71,72,73)。一方、第3のセンサ31の信号が「L」であったら、ステップS69の動作に戻り、センサ31の信号が「H」になる位置まで、FAR方向への駆動を繰り返す。
If it is determined in steps S36 and S39 that the position of the
ステップS73において、移動量Nは1パルス減るので、N=N−1となる(S74)。ここで、センサ31の信号が「L」であれば、駆動を停止する(S75,S76)。このとき、第2のセンサ32の信号が「L」であれば、現在位置は、駆動範囲の中心位置なので、(現在位置−40mm)が原点位置のアドレスとする(S77,S78)。また、第2のセンサ32の信号が「H」であれば、現在位置は、NEARリミット位置なので、(現在位置−80mm)が原点位置のアドレスとする(S79)。ステップS78,S79において、原点位置のアドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。NEAR方向へ駆動し、移動量がNになったところで駆動を停止する(S80〜S82)。
In step S73, since the movement amount N is decreased by one pulse, N = N−1 (S74). If the signal from the
本実施形態において 電源投入時の初期化動作を センサ信号の論理によって決定する。
センサ信号の論理によって、駆動機構が常に駆動範囲のどこの位置付近にいるか判断することができ、初期化時に原点位置まで駆動することなく、センサの論理が変化する位置まで駆動することで、原点位置が検出できる。これにより、電源投入時の初期化動作終了までの時間が短縮でき、素早く観察を開始することができるようになる。
In this embodiment, the initialization operation at power-on is determined by the sensor signal logic.
Based on the sensor signal logic, it is possible to determine where in the drive range the drive mechanism is always located, and by driving to the position where the logic of the sensor changes without driving to the origin position at the time of initialization, The position can be detected. As a result, the time until the end of the initialization operation when the power is turned on can be shortened, and observation can be started quickly.
本実施形態においては、センサは3つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、3つ以上でも同様の効果を示すことができる。
また、本実施形態においては、駆動機構の駆動方向をセンサ信号によって決定していたが、試料Aに近づく方向に駆動することで、破壊の恐れがない試料Aは、駆動方向を試料Aから近づく方向へ変更することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。
In the present embodiment, the case of three sensors has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be achieved with three or more sensors.
In this embodiment, the driving direction of the drive mechanism is determined by the sensor signal. However, when driving in the direction approaching the sample A, the sample A that is not likely to be destroyed approaches the driving direction from the sample A. It is also possible to change the direction. In addition, the user can arbitrarily set.
本発明においては、対物レンズユニット5を測定ヘッド6の筐体24に固定し、駆動機構8によって測定ヘッド6ごと駆動させることとしたが、これに代えて、測定ヘッド6の筐体24をベース25に固定し、筐体24に対して対物レンズユニット5を駆動させる新たな駆動機構を設けてもよい。また、対物レンズユニット5を駆動させることに代えて、ステージ11を駆動させる駆動機構を設けることにしてもよい。
In the present invention, the
また、本発明においては、レーザ走査型顕微鏡装置1に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の方式の顕微鏡装置に適用することができる。
なお、本発明において説明したいずれの実施例においても、その趣旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である
In the present invention, the case where the present invention is applied to the laser
In any of the embodiments described in the present invention, various modifications can be made without departing from the gist thereof.
1 顕微鏡装置
5 対物レンズ
8 駆動機構
11 ステージ 標本載置台
30 第1のセンサ
31 第3のセンサ
32 第2のセンサ
33,33a,33b センサ感知部材
35 処理部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
対物レンズまたは標本載置台のいずれかに固定されるセンサ感知部材と、
対物レンズと標本載置台との離れる方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第1のセンサと、
対物レンズと標本載置台との近接する方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第2のセンサと、
前記第1のセンサと前記第2のセンサとにより画定される移動範囲の途中位置においてセンサ感知部材を検出する第3のセンサと、
前記第1〜第3のセンサの少なくとも1つからの信号に基づいて、前記駆動機構を制御する処理部とを有し、
該処理部が、初期化動作の最初に出力される前記第1〜第3のセンサの信号に応じて、初期化動作における前記駆動機構の動作を決定する顕微鏡装置。 A drive mechanism for moving the objective lens or the sample mounting table in the optical axis direction;
A sensor sensing member fixed to either the objective lens or the specimen mounting table;
A first sensor for detecting a sensor sensing member at a movement limit in a direction in which the objective lens and the specimen mounting table are separated from each other;
A second sensor for detecting a sensor sensing member at a movement limit in a direction in which the objective lens and the sample mounting table are close to each other;
A third sensor for detecting a sensor sensing member at an intermediate position in a movement range defined by the first sensor and the second sensor;
A processing unit that controls the drive mechanism based on a signal from at least one of the first to third sensors;
The microscope apparatus, wherein the processing unit determines the operation of the driving mechanism in the initialization operation in accordance with the signals of the first to third sensors output at the beginning of the initialization operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005141653A JP2006317798A (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Microscope apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009217120A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Olympus Corp | Observation system and its observation apparatus |
JP2010276661A (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Nikon Corp | Microscope |
JP2013072993A (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Olympus Corp | Microscope system, position detection method, and position detection program |
-
2005
- 2005-05-13 JP JP2005141653A patent/JP2006317798A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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