JP2006323075A - 顕微鏡システム - Google Patents
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Abstract
【課題】標本上の任意の位置の観察像を取得するための位置にステージを移動させるだけの簡単な操作で、時間を掛けずにそれぞれ異なる少なくとも2つの観察像を取得して同時に表示させて観察すること。
【解決手段】標本2上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ1を移動し、このステージ1の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示する。
【選択図】図1
【解決手段】標本2上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ1を移動し、このステージ1の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示する。
【選択図】図1
Description
本発明は、対物レンズを通して観察される標本の観察像を撮像装置により撮像し、この撮像により取得された観察像を表示部に表示する顕微鏡システムに関する。
顕微鏡によってそれぞれ異なる2つの検鏡法、例えば明視野照明と暗視野照明との各検鏡法によって標本の各観察像の画像データを取得する場合がある。このような各画像データを取得するには、例えば先ず、標本をステージ上に載置し、顕微鏡の光学系を明視野照明の検鏡法に設定し、標本上の任意の位置の観察像が対物レンズを通して取得できる位置にステージを移動させる。次に、明視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示を行うと、CCD等からなる撮像装置によって対物レンズを通して標本の明視野観察像が撮像され、この撮像により取得された明視野観察像の画像データが画像メモリ等に保存される。
次に、ステージを移動させずにそのままの位置に停止させ、この状態で例えば暗視野用プリズムを光学系に挿入して暗視野照明の検鏡法に切り替える。次に、暗視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示を行うと、CCD等からなる撮像装置によって対物レンズを通して標本の暗視野観察像が撮像され、この撮像により取得された暗視野観察像の画像データが画像メモリ等に保存される。
次に、明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを表示させる指示を行うと、これら明視野観察像と暗視野観察像との各画像データが共にディスプレイ等の表示画面に表示される。
又、検鏡法を切り替える顕微鏡としては、例えば特許文献1に開示されている技術がある。この特許文献1には、落射照明光学系と透過照明光学系との各照明光学系を備え、これら照明光学系の選択に連動してハーフミラーユニットを観察光路に挿脱し、落射照明又は透過照明を行うことが開示されている。
特開平5−203880号公報
このように明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを共に表示させて観察するには、観察者は、標本上の任意の位置の観察像を取得できる位置にステージを移動させる指示の操作と、明視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示の操作と、暗視野照明の観察法に切り替える操作と、暗視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示の操作とを行う必要がある。
標本上の任意の1箇所の明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを取得するにも上記各操作を行わなければならない。このため、標本上に観察したい位置が複数あると、観察者は、これら標本上の各位置毎に上記各操作を行わなければならず、観察者に大きな負担がかかる。
又、標本上の任意の位置における明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを共に表示させ、これら明視野観察像と暗視野観察像とを比較観察できるようになるまで時間が掛かる。
又、特許文献1では、落射照明光学系と透過照明光学系との各検鏡法に切り替えられるが、これら落射照明と透過照明とによる各観察像を比較観察するためには、落射照明光学系に設定された状態で観察像を撮像してその画像データを取得し、次にハーフミラーユニットを観察光路に挿脱して透過照明光学系に切り替え、この透過照明光学系に設定された状態で観察像を撮像してその画像データを取得しなければならない。
このため、特許文献1でも上記同様に、標本上に観察したい位置が複数あると、観察者は、これら標本上の各位置毎にハーフミラーユニットを観察光路に挿脱しての落射照明光学系又は透過照明光学系への切り替え操作や撮像の操作を行わなければならず、観察者に大きな負担がかかる。
本発明は、標本を載置するステージと、標本を照明し、かつ対物レンズを通して標本の観察像を取得する光学系と、光学系により取得された観察像を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像された観察像を表示する表示部とを有する顕微鏡システムにおいて、標本上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージを移動させるステージ駆動部を有し、ステージがステージ位置に移動した後、光学系により取得される標本上の任意の位置の観察像をそれぞれ異なる少なくとも2つの像に切り替え制御する顕微鏡制御部と、顕微鏡制御部による切り替え制御により光学系により取得される少なくとも2つの観察像を撮像装置によりそれぞれ撮像させる撮像制御部と、撮像装置の撮像により取得された少なくとも2つの観察像の各画像データを表示部に同時に表示させる表示制御部とを具備した顕微鏡システムである。
本発明は、標本上の任意の位置の観察像を取得するための位置にステージを移動させるだけの簡単な操作で、時間を掛けずにそれぞれ異なる少なくとも2つの観察像を取得して同時に表示させて観察することができる顕微鏡システムを提供できる。
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は顕微鏡システムの構成図を示す。ステージ1上には、標本2が載置されている。このステージ1には、ステージ駆動部としてのステージ駆動モータ3が設けられている。このステージ1は、ステージ駆動モータ3の駆動によってXY平面内で移動する。
落射投光管4がステージ1の上方に設けられている。この落射投光管4は、ステージ1上の標本2に対してそれぞれ異なる検鏡法として例えば明視野照明又は暗視野照明を行う。この落射投光管4の一端側には、光源5が設けられている。この光源5から放射される照明光の照明光路L1上には、回動ミラー6、ハーフミラー7が設けられている。このハーフミラー7は、照明光路L1と観察光路L2との交点上に設けられている。なお、照明光路L1上には、図示しない開口絞りやレンズが設けられている。
落射投光管4の他端側の下面には、レボルバ8が設けられ、このレボルバ8に明暗視野対物レンズ9が取り付けられている。この明暗視野対物レンズ9は、明視野照明と暗視野照明との兼用になっている。この明暗視野対物レンズ9は、観察光路L2上に取り付けられる。
なお、光源5を含めて照明光路L1と観察光路L2とに配置されている図示しない開口絞りやレンズ、ハーフミラー7、明暗視野対物レンズ9等によって光学系が構成されている。
回動ミラー6は、ミラー駆動モータ10の駆動によって矢印A方向に回動し、照明光路L1上から外れた第1の位置S1、又は照明光路L1に対して例えば角度45°となる第2の位置S2に配置される。
回動ミラー6が第2の位置S2に配置された場合の当該回動ミラー6の反射光路L3上には、光ファイバ11の一端部11aが設けられている。この光ファイバ11の他端部11bは、明暗視野対物レンズ9に設けられている。
従って、回動ミラー6が第1の位置S1に配置されると、光源5から放射された照明光は、照明光路L1上を進行し、ハーフミラー7で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ9を通って標本2を明視野照明する。
一方、回動ミラー6が第2の位置S2に配置されると、光源5から放射された照明光は、回動ミラー6で反射し、照明光路L3上を進行して光ファイバ11に入射し、この光ファイバ11内を伝播してレボルバ8に導かれ、ここで環状に整形され、明暗視野対物レンズ9を通って標本2に照射される。これにより、標本2は、暗視野照明される。
落射投光管4の他端側の上面には、鏡筒12を介して撮像装置としてのカメラ13が設けられている。これらカメラ13及び鏡筒12は、観察光路L2上に設けられている。カメラ13は、明視野照明又は暗視野照明された標本2の観察像を撮像してその画像信号を出力する。
次に、制御系について説明する。
主制御部14は、CPUを有する。この主制御部14には、顕微鏡を動作制御する顕微鏡制御部15と、カメラ13を動作制御するカメラ制御部16と、観察位置記憶部17と、画像記憶部18と、プログラム記憶部19と、キーボートやマウスを有する操作部20と、表示制御部21と、この表示制御部21により表示制御される例えば液晶ディスプレイを有する表示部22とが接続されている。
主制御部14は、プログラム記憶部19に予め格納されている画像取得プログラムを実行することにより顕微鏡制御部15、カメラ制御部16及び表示制御部21にそれぞれ各命令を発し、標本2上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージ1を移動させ、検鏡法として例えば明視野照明と暗視野照明との切り替えを行って標本2を照明し、これら明視野照明と暗視野照明とを行っているときにカメラ13をそれぞれ各撮像動作させ、このカメラ13の撮像により取得された明視野照明と暗視野照明との各観察像を表示部22の画面上に同時に表示させる。
観察位置記憶部17は、例えばRAMからなり、観察したい標本2上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置の情報を記憶する。このステージ位置の情報は、標本2上の任意の位置に対応したステージ1の座標として記憶されており、複数の座標を記憶することが可能である。このステージ位置の情報は、例えば操作部20に対する観察者の操作によって入力され、主制御部14の命令で観察位置記憶部17に記憶される。
顕微鏡制御部15は、ステージ1を移動させるステージ駆動モータ3を駆動し、標本2上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージ1を移動させ、このステージ1が観察像を取得するためのステージ位置に移動完了すると、カメラ13による例えば1回の撮像動作を行い、撮像動作を行ったことを確認した後に、ミラー駆動モータ10を駆動させて回動ミラー6を例えば第1の位置S1から第2の位置S2に回動させ、光学系を検鏡法として例えば明視野照明から暗視野照明に切り替え、又、回動ミラー6が第2の位置S2にあれば、回動ミラー6を第2の位置S2から第1の位置S1に回動し、光学系を検鏡法として例えば暗視野照明から明視野照明に切り替える。
この顕微鏡制御部15は、ステージ1が観察像を取得するためのステージ位置に移動完了すると、移動完了通知を主制御部14へ発し、かつ回動ミラー6を回動させて明視野照明から暗視野照明へ切り替え又は暗視野照明から明視野照明へ切り替え、この切り替えが完了すると、当該切り替え完了通知を主制御部14へ発する。
カメラ制御部16は、主制御部14から発せられる撮像命令を受けてカメラ13を撮像動作させ、かつカメラ13から出力される例えば静止画の画像信号を主制御部14に送る。なお、観察したい標本2上の同じ位置に対して光学系が暗視野照明と明視野照明とに切り替るので、カメラ制御部16は、暗視野照明と明視野照明との各状態でそれぞれカメラ13を撮像動作させる。
表示制御部21は、カメラ制御部16を通してカメラ13から出力される例えば暗視野照明と明視野照明との各検鏡法での静止画の各画像信号をそれぞれ取り込み、これら画像信号を明視野照明と暗視野照明との各観察像の画像データとして画像記憶部18に格納し、これら画像データを画像記憶部18から読み出して表示部22の画面上に同時に表示する。
この表示制御部21は、例えば画像記憶部18の記憶領域を明視野照明用領域と暗視野照明用領域とに分割し、このうち明視野照明用領域に明視野照明による観察像の画像データを格納し、暗視野照明用領域に暗視野照明による観察像の画像データを格納する。
又、表示制御部21は、例えば表示部22の画面上を例えば左右2つの画面表示領域に分割し、一方の画面表示領域に明視野照明による観察像の画像データを表示し、他方の画面表示領域に暗視野照明による観察像の画像データを表示する。
次に、上記の如く構成された顕微鏡システムの動作について図2に示す画像取得フローチャートに従って説明する。
ここで、例えば回動ミラー6は、第1の位置S1に配置されている。光源5から放射された照明光は、照明光路L1上を進行し、ハーフミラー7で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ9を通って標本2を明視野照明する。
この状態で、観察者の操作部20に対する操作によって観察したい標本2上の任意の位置が入力されると、主制御部14は、ステップ#1において、操作部20から入力された観察したい標本2上の任意の位置をステージ位置の情報として観察位置記憶部17に記憶する。このステージ位置の情報は、標本2上の任意の位置に対応したステージ1の座標として少なくとも1箇所記憶される。
次に、主制御部14は、ステップ#2において、顕微鏡制御部15に対して移動命令を発する。この顕微鏡制御部15は、主制御部14からの移動命令を受けると、観察位置記憶部17に記憶されているステージ位置の情報を読み出し、このステージ位置の情報に応じた移動制御信号をステージ1のステージ駆動モータ3に発する。
この移動制御信号を受けてステージ駆動モータ3が回転し、これによってステージ1は、XY平面内で移動する。このステージ1の移動により標本2上の任意の位置がステージ位置、すなわち明暗視野対物レンズ9により観察可能な位置に到達すると、ステージ1の移動が停止する。
このステージ1の移動停止と共に、顕微鏡制御部15は、主制御部14に対して移動完了通知を出力する。主制御部14は、ステップ#3において、顕微鏡制御部15からの移動完了通知を受けてステージ1が移動完了したことを判断し、次のステップ#4に移ってカメラ制御部16に対して撮像命令を発する。
カメラ制御部16は、主制御部14から発せられる撮像命令を受けてカメラ13を撮像動作させる。このカメラ13は、明視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ9を通して撮像し、その画像信号を出力する。
カメラ制御部16は、カメラ13から出力された画像信号を主制御部14に送る。この主制御部14は、ステップ#5において、表示制御部21に対して画像の格納命令を発する。この表示制御部21は、明視野照明されている標本2の静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納し、この画像データの格納を完了すると、画像取り込み完了通知を主制御部14に出力する。
次に、主制御部14は、画像取り込み完了通知を受けると、ステップ#6において、顕微鏡制御部15に対して照明切替命令を発する。この顕微鏡制御部15は、主制御部14からの照明切替命令を受けると、ミラー駆動モータ10を駆動させて回動ミラー6を例えば第1の位置S1から第2の位置S2に回動させる。
これにより、光源5から放射された照明光は、回動ミラー6で反射し、照明光路L3上を進行して光ファイバ11に入射し、この光ファイバ11内を伝播してレボルバ8に導かれる。ここで、光源5から放射された照明光は、環状に整形され、明暗視野対物レンズ9を通って標本2に照射される。これにより、標本2は、暗視野照明される。
明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、顕微鏡制御部15は、切り替え完了通知を主制御部14へ出力する。この主制御部14は、顕微鏡制御部15からの切り替え完了通知を受けると、ステップ#7において、明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了したことを判断する。
次に、主制御部14は、ステップ#8において、カメラ制御部16に対して撮像命令を発する。このカメラ制御部16は、主制御部14から発せられる撮像命令を受けてカメラ13を再び撮像動作させる。このカメラ13は、暗視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像、すなわち先の明視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置と同一位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ9を通して撮像し、その画像信号を出力する。
カメラ制御部16は、カメラ13から出力された画像信号を主制御部14に送る。この主制御部14は、ステップ#9において、表示制御部21に対して画像の格納命令を発する。この表示制御部21は、暗視野照明されている標本2の静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を暗視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納し、この画像データの格納を完了すると、画像取り込み完了通知を主制御部14に出力する。
次に、主制御部14は、画像取り込み完了通知を受けると、ステップ#10において、画像記憶部18に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示する。この主制御部14は、例えば図3に示すように表示部22の画面上を例えば左右の2つの画面表示領域に分割し、一方の画面表示領域に明視野照明による観察像の画像データを表示し、他方の画面表示領域に暗視野照明による観察像の画像データを表示する。
次に、主制御部14は、ステップ#11において、観察位置記憶部17に記憶されているステージ位置の情報を読み出し、次の標本2上の任意の位置に対応したステージ1の座標があるか否かを判断する。この判断により次の標本2上の任意の位置に対応したステージ1の座標が無ければ、画像取得の動作を終了する。
次の標本2上の任意の位置に対応したステージ1の座標があれば、主制御部14は、ステップ#1に戻り、顕微鏡制御部15に対して移動命令を発する。これ以降、主制御部14は、上記同様に、ステップ#2〜#11を実行し、明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示させる。
なお、上記次の標本2上の任意の位置の明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとの取得は、先の各画像データの取得の終了時に暗視野照明に切り替わっているので、先ず暗視野照明の観察像の画像データが取得され、次に明視野照明の観察像の画像データが取得される。
このように上記第1の実施の形態によれば、標本2上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ1を移動し、このステージ1の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示する。
これにより、観察者は、標本2上の観察したい任意の位置を操作部20に入力するだけの簡単な操作で、自動的に時間を掛けずに明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを連続して取得でき、かつこれら検鏡法の異なる明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを並べて同時に表示できる。これにより、標本2上の同一位置を検鏡法の異なる明視野照明と暗視野照明との各画像を比較して観察することができ、その観察の効率を高くできる。例えば、半導体ウエハ等の標本2を検査する場合、標本2上の同一位置を異なる検鏡法により検査する工程があり、かかる工程における検査効率を高くすることができる。
従って、標本2上の観察したい任意の位置が複数存在しても、これら任意の各位置の観察像を取得できる各ステージ位置にステージ1を自動的に移動させる毎に、明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データを自動的に取得するので、観察者に大きな負担を掛けることなく、標本2上の任意の各位置での明視野照明と暗視野照明との比較観察ができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図4は顕微鏡システムの構成図を示す。ステージ1には、ハンドル移動操作部30が設けられている。このハンドル移動操作部30は、ハンドル部31とクラッチ32とからなる。このハンドル移動操作部30は、例えば観察者がハンドル部31とクラッチ32とを共に把持することによりステージ1のXY方向への移動のロックを解除し、かつハンドル部31とクラッチ32との把持を放すことによりステージ1のXY方向への移動をロックする。
このハンドル移動操作部30のクラッチ32には、把持センサとして例えば光センサ32aが設けられている。この光センサ32aは、観察者がクラッチ32を把持しているか否かを光の入射の有無により検出し、その検出信号を出力する。この光センサ32aから出力される検出信号は、顕微鏡制御部15に送られる。
次に、上記の如く構成された顕微鏡システムの動作について図5に示す画像取得フローチャートに従って説明する。この画像取得フローチャートは、図2に示す画像取得フローチャートから各ステップ#1、#2を無くしたものである。
例えば回動ミラー6は、第1の位置S1に配置されている。光源5から放射された照明光は、照明光路L1上を進行し、ハーフミラー7で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ9を通って標本2を明視野照明する。
この状態で、観察者がハンドル部31とクラッチ32とを共に把持すると、ステージ1のXY方向への移動のロックが解除される。観察者は、観察したい標本2上の任意の位置が明暗視野対物レンズ9により観察可能な位置に到達するように、ハンドル部31とクラッチ32とを把持した状態で手動によりステージ1をXY平面上に移動させる。
観察したい標本2上の任意の位置が明暗視野対物レンズ9により観察可能な位置に到達し、観察者が手動によるステージ1の移動を停止し、ハンドル部31とクラッチ32との把持を放すと、ハンドル移動操作部30は、ステージ1のXY方向への移動をロックする。これと共に、クラッチ32に設けられている光センサ32aは、観察者によるクラッチ32への把持を放すことによる光の入射を検出し、この把持を放したことを示す検出信号を出力する。この検出信号は、顕微鏡制御部15に送られる。
この顕微鏡制御部15は、光センサ32aからの把持を放したことを示す検出信号を入力すると、この時点にステージ1の移動完了通知を主制御部14に送る。
この主制御部14は、ステップ#3において、顕微鏡制御部15からの移動完了通知を受けてステージ1が移動完了したことを判断し、次のステップ#4に移ってカメラ制御部16に対して撮像命令を発する。
これ以降、主制御部14は、上記同様に、ステップ#5〜#11を実行し、明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図3に示すように同時に表示部22の画面上に表示する。
このように上記第2の実施の形態によれば、標本2上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ1をハンドル移動操作部30によって手動により移動させ、このステージ12の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部22の画面上に表示するので、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
特にクラッチ32に設けられた光センサ32aからの把持を放したことを示す検出信号をトリガとして明視野照明と暗視野照明とによる各観察像の各画像データを取得するので、ハンドル移動操作部30を操作してステージ1を手動により移動させながら任意の位置でステージ1を停止させれば、このステージ1の停止の毎に明視野照明と暗視野照明とによる各観察像の各画像データを取得できる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。
例えば、明視野照明と暗視野照明との切り替えは、次のように各方式を用いることができる。図6は顕微鏡システムに用いる明視野照明と暗視野照明との切り替え機構の構成図を示す。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
落射投光管4における照明光路L1と観察光路L2との交差する部分には、明視野照明と暗視野照明との切り替え機構としての落射明暗視野切り替えユニット(以下、キューブと称する)40が例えばY軸方向(矢印B方向)に移動可能に設けられている。
図7はキューブの構成図を示す。キューブ40には、明視野用ハーフミラー41と暗視野用ハーフミラー42とが設けられている。なお、暗視野用ハーフミラー42は、環状に形成されている。
このキューブ40には、キューブ駆動モータ43が設けられ、このキューブ駆動モータ43の駆動によってキューブ40が例えばY軸方向(矢印B方向)に移動し、照明光路L1と観察光路L2との交差点上に明視野用ハーフミラー41又は暗視野用ハーフミラー42が配置される。このキューブ駆動モータ43は、顕微鏡制御部15によって駆動制御される。
なお、レボルバ8には、対物レンズ44が取り付けられている。
このような構成であれば、例えば明視野用ハーフミラー41が照明光路L1と観察光路L2との交差点上に配置されている。これにより、光源5から放射された照明光は、照明光路L1上を進行し、明視野用ハーフミラー41で下方に折り曲げられ、対物レンズ44を通って標本2を明視野照明する。
この状態に、主制御部14から顕微鏡制御部15に対して移動指令が発せられると、この顕微鏡制御部15は、観察位置記憶部17に記憶されているステージ位置に応じた移動制御信号をステージ1のステージ駆動モータ3に発する。これによってステージ1は、XY平面内で移動し、対物レンズ44により観察可能な位置に到達すると、ステージ1の移動が停止する。
このステージ1の移動停止と共に、主制御部14からカメラ制御部16に対して撮像命令が発せられると、このカメラ制御部16は、カメラ13を撮像動作させる。このカメラ13は、例えば明視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を対物レンズ44を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部21は、明視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納する。
次に、主制御部14は、顕微鏡制御部15に対して照明切替命令を発するので、この顕微鏡制御部15は、キューブ40のキューブ駆動モータ43を駆動し、明視野用ハーフミラー41から暗視野用ハーフミラー42に切り替える。
これにより、光源5から放射された照明光は、暗視野用ハーフミラー42で反射して環状に整形され、対物レンズ44を通って標本2に照射される。これにより、標本2は、暗視野照明される。
明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、主制御部14からカメラ制御部16に対して撮像命令が発せられ、このカメラ制御部16は、カメラ13を撮像動作させる。このカメラ13は、例えば暗視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を対物レンズ44を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部21は、暗視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納する。
次に、表示制御部21は、画像記憶部18に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図3に示すように同時に表示部22の画面上に表示する。
次に、明視野照明と暗視野照明との別の切り替え方式について説明する。
図8は別の明視野照明と暗視野照明との切り替え機構の構成図を示す。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
光源50は、2つのランプボックス51、52内にそれぞれ各ランプ53、54が設けられている。各ランプボックス51、52には、それぞれ各光ファイバ55、56の各一端が接続されている。このうち光ファイバ55の他端は、落射投光管4の一端に接続されている。光ファイバ55の他端は、明暗視野対物レンズ9に接続されている。
各ランプボックス51、52には、それぞれ各シャッタ部品57、58及びその各シャッタ駆動モータ59、60が設けられている。各シャッタ部品57、58は、それぞれ各シャッタ駆動モータ59、60の駆動によって各ランプ53、54と各光ファイバ55、56との光路を開放又は遮光する。
図9は各シャッタ部品57、58による光路の開放、遮光の動作を示す。これらシャッタ部品57、58は、それぞれ各シャッタ駆動モータ59、60の駆動によって各軸61、62を中心に矢印C、D方向に回動する。これらシャッタ駆動モータ59、60は、顕微鏡制御部15によって開閉制御される。
この顕微鏡制御部15は、一方のシャッタ駆動モータ59に対して遮光制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ60に対して開放制御信号を送出し、又は一方のシャッタ駆動モータ59に対して開放制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ60に対して遮光制御信号を送出する。
このような構成であれば、例えばシャッタ部品57によってランプ53と光ファイバ55との光路が開放された状態にあり、シャッタ部品58によってランプ54と光ファイバ56との光路が遮光された状態にある。
これにより、ランプ53から放射された照明光は、光ファイバ55を伝播して落射投光管4内に入射し、照明光路L1上を進行し、ハーフミラー7で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ9を通って標本2を明視野照明する。
この状態に、主制御部14から顕微鏡制御部15に対して移動命令が発せられると、この顕微鏡制御部15は、観察位置記憶部17に記憶されているステージ位置に応じた移動制御信号をステージ1のステージ駆動モータ3に発する。これによってステージ1は、XY平面内で移動し、明暗視野対物レンズ9により観察可能な位置に到達すると、ステージ1の移動が停止する。
このステージ1の移動停止と共に、主制御部14からカメラ制御部16に対して撮像命令が発せられると、このカメラ制御部16は、カメラ13を撮像動作させる。このカメラ13は、例えば明視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ9を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部21は、明視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納する。
次に、主制御部14は、顕微鏡制御部15に対して検鏡法の切替命令を発するので、この顕微鏡制御部15は、一方のシャッタ駆動モータ59に対して遮光制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ60に対して開放制御信号を送出する。これにより、図9に示すように一方のシャッタ部品57は、ランプ53と光ファイバ55との光路を遮光し、他方のシャッタ部品58は、ランプ54と光ファイバ56との光路を開放する。
これにより、ランプ54から放射された照明光は、光ファイバ56に入射し、この光ファイバ56内を伝播してレボルバ8に導かれる。ここで、ランプ54から放射された照明光は、環状に整形され、明暗視野対物レンズ9を通って標本2に照射される。これにより、標本2は、暗視野照明される。
明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、主制御部14からカメラ制御部16に対して撮像命令が発せられ、このカメラ制御部16は、カメラ13を撮像動作させる。このカメラ13は、例えば暗視野照明されている標本2上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ9を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部21は、暗視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部18に格納する。
次に、表示制御部21は、画像記憶部18に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図3に示すように同時に表示部22の画面上に表示する。
一方、上記各実施の形態及び上記各変形例では、明視野照明と暗視野照明とを切り替えてこれら検鏡法の各観察像を同時に表示することに適用した場合について説明したが、これに限らず、レボルバ8を回転させて倍率の異なる各対物レンズ9に切り替え、標本2上の観察したい任意の位置に対して各倍率の異なる各観察像を同時に表示するようにしてもよい。
検鏡法としては、明視野照明と暗視野照明とに限らず、透過照明に切り替えることも可能である。
標本2上の観察したい任意の位置に対して同時に表示するのは、明視野照明と暗視野照明との各観察像や倍率の異なる2つの観察像に限らず、2つ以上の複数の異なる観察像を同時に表示するようにしてもよい。
この場合、図10に示すように主制御部14は、標本2上の観察したい任意の位置の各観察像に対する各画像データを画像記憶部18に格納した回数をカウントするカウンタ70を有する。
例えば、明視野照明と暗視野照明との各観察像、同位置における明視野照明での倍率の異なる観察像、同位置における暗視野照明での倍率の異なる観察像の計4枚の各画像データを画像記憶部18に格納する場合、カウンタ70には、カウント設定値「4」が設定される。しかるに、上記計4枚の各画像データが画像記憶部18に格納されてカウント値が「4」に達すると、カウンタ70は、主制御部14に対して画像データの取得の終了通知を送出する。
画像データの取得の終了通知を受けた主制御部14は、画像記憶部18に格納された明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データと、同位置における明視野照明での倍率の異なる観察像の画像データと、同位置における暗視野照明での倍率の異なる観察像の画像データとを読み出し、これら画像データを表示部22に同時に表示する。
このような4枚の画像データの取得及びその同時の表示では、主制御部14は、図11に示す画像取得フローチャートに従い、ステップ#20において、各画像データを画像記憶部18に格納する毎にカウンタ70のカウント値を更新する。
次に、主制御部14は、ステップ#21において、カウンタ70のカウント値が「4」になったか否かを判断し、カウント値「4」でなければ、ステップ#6に戻って観察法を切り替える。なお、カウンタが「4」に達すると、主制御部14は、ステップ#22において、カウンタを「0」にクリアする。
表示部22の画面に表示する明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データは、例えば図3に示すように左右2分割して表示するのに限らず、上下2分割で表示したり、画面を格子状に複数の領域に分割して複数の観察像を表示するようにしてもよい。
又、明視野照明と暗視野照明との各観察像などの各画像データを取り込むタイミングは、例えばステージ1の移動を検出するセンサをステージ1に設けたり、又はステージ1の移動距離を検出するセンサをステージ1に設け、これらセンサから出力される検出信号からステージ1が停止したことを検出し、この停止の検出タイミングに同期してカメラ13等の撮像装置を撮像動作させてその画像データを取り込んでもよい。
又、カメラ13等の撮像装置の撮像により取得される画像から標本2の移動の有無を検出し、この停止の検出タイミングに同期してカメラ13等の撮像装置を撮像動作させてその画像データを取り込んでもよい。
1:ステージ、2:標本、3:ステージ駆動モータ、4:落射投光管、5:光源、6:回動ミラー、7:ハーフミラー、8:レボルバ、9:明暗視野対物レンズ、10:ミラー駆動モータ、11:光ファイバ、11a:光ファイバの一端部、11b:光ファイバの他端部、12:鏡筒、13:カメラ、14:主制御部、15:顕微鏡制御部、16:カメラ制御部、17:観察位置記憶部、18:画像記憶部、19:プログラム記憶部、20:操作部、21:表示制御部、22:表示部、30:ハンドル移動操作部、31:ハンドル部、32:クラッチ、32a:光センサ、40:落射明暗視野切り替えユニット(キューブ)、41:明視野用ハーフミラー、42:暗視野用ハーフミラー、43:キューブ駆動モータ、50:光源、51,52:ランプボックス、53,54:ランプ、55,56:光ファイバ、57,58:シャッタ部品、59,60:シャッタ駆動モータ、61,62:軸、70:カウンタ。
Claims (8)
- 標本を載置するステージと、前記標本を照明し、かつ対物レンズを通して前記標本の観察像を取得する光学系と、前記光学系により取得される前記観察像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像される前記観察像を表示する表示部とを有する顕微鏡システムにおいて、
前記標本の所望の位置に前記ステージを移動するステージ駆動部と、
前記ステージが前記標本の所望の位置に移動した後、前記光学系における観察法を切り替え制御する顕微鏡制御部と、
前記顕微鏡制御部による前記観察法の切り替えにより前記光学系により取得される少なくとも2つの観察像を前記撮像装置によりそれぞれ撮像させる撮像制御部と、
前記撮像装置の撮像により取得された前記少なくとも2つの観察像の各画像データを前記表示部に同時に表示させる表示制御部と、
を具備したことを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記ステージ駆動部は、前記標本の前記所望の位置が予め設定され、前記所望の位置情報に従って前記ステージを自動的に移動制御することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
- 前記ステージ駆動部は、前記ステージを手動により前記所望の位置に移動させることを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
- 前記ステージを手動により移動させるハンドル移動操作部と、
前記ハンドル移動操作部に設けられ、当該ハンドル移動操作部に対して把持されているか否かを検出する把持センサとを備え、
前記撮像制御部は、前記ハンドル移動操作部に対して把持を放したときに前記把持センサから出力される検出信号をトリガとして前記撮像装置を撮像動作させる、
ことを特徴とする請求項3記載の顕微鏡システム。 - 前記顕微鏡制御部は、前記撮像装置による前記少なくとも2つの観察像の撮像を自動的に連続して行わせることを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
- 前記顕微鏡制御部は、前記観察法として少なくとも明視野照明と暗視野照明とに切り替えることを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
- 前記顕微鏡制御部は、前記観察法として前記対物レンズの倍率を変更することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
- 前記表示制御部は、前記光学系における前記観察法を切り替える毎に取得される少なくとも2つの前記観察像の前記各画像データを画像メモリに格納し、前記画像メモリに格納されている前記各画像データを前記表示部の画面上に同時に表示させることを特徴とする請求項1記載の顕微鏡システム。
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