JP2012150171A - 顕微鏡装置、制御プログラム記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】環境制御装置のON/OFF動作による撮影画像への影響を最小限に抑えることが可能な顕微鏡装置と、この顕微鏡装置の動作を制御するプログラム記録媒体を提供すること。
【解決手段】顕微鏡本体と、前記顕微鏡のステージに配設され、細胞標本を培養する培養装置と、前記培養装置の環境条件を所定の状態に維持するための環境制御装置と、前記細胞標本の所定位置に対物レンズの焦点位置を維持するオートフォーカス装置と、前記細胞標本の所定位置の細胞像を撮影する撮像装置と、前記環境制御装置、前記オートフォーカス装置、および前記撮像装置の動作を制御する制御装置とを有し、前記細胞像を撮影する指示があったとき、前記制御装置は前記環境制御装置の制御動作を一時停止状態に設定したのち前記撮像装置に前記細胞像を撮影する指令を発することを特徴とする顕微鏡装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、顕微鏡装置と、この顕微鏡装置の動作を制御する制御プログラム記録媒体に関する。
従来、生物細胞を顕微鏡のステージに配設された培養装置で温度、湿度、および炭酸ガス濃度等を制御し、細胞を培養しながら培養途中の細胞像を撮影する顕微鏡装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−328134号公報
従来の顕微鏡装置では、培養装置の環境制御を行っている最中に細胞像を撮影することが行われている。環境制御装置のON/OFF動作が行われた際、顕微鏡を構成する筐体部材や光学部材に熱膨張や収縮が発生することで細胞標本の位置が変動し、撮影された細胞像が位置ずれを起こすという問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、環境制御装置のON/OFF動作による撮影画像への影響を最小限に抑えることが可能な顕微鏡装置と、この顕微鏡装置の動作を制御するプログラム記録媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、顕微鏡本体と、前記顕微鏡のステージに配設され、細胞標本を培養する培養装置と、前記培養装置の環境条件を所定の状態に維持するための環境制御装置と、前記細胞標本の所定位置に対物レンズの焦点位置を維持するオートフォーカス装置と、前記細胞標本の所定位置の細胞像を撮影する撮像装置と、前記環境制御装置、前記オートフォーカス装置、および前記撮像装置の動作を制御する制御装置とを有し、前記細胞像を撮影する指示があったとき、前記制御装置は前記環境制御装置の制御動作を一時停止状態に設定したのち前記撮像装置に前記細胞像を撮影する指令を発することを特徴とする顕微鏡装置を提供する。
また本発明は、顕微鏡本体と、前記顕微鏡のステージに配設され、細胞標本を培養する培養装置と、前記培養装置の環境条件を所定の状態に維持するための環境制御装置と、前記細胞標本の所定位置に対物レンズの焦点位置を維持するオートフォーカス装置と、前記細胞標本の所定位置の細胞像を撮影する撮像装置と、前記環境制御装置、前記オートフォーカス装置、および前記撮像装置の動作を制御する制御装置とを具備する顕微鏡装置の制御プログラム記録媒体であって、前記細胞像の撮影を指示されたとき、前記環境装置の制御動作を一時停止状態に設定するステップと、前記一時停止状態に設定したのち、前記撮像装置に前記細胞像の撮影開始の指示をするステップと、所定の撮影が終了したのち前記一時停止状態を解除して前記環境装置の制御動作を開始するステップと、を前記制御装置に実行させることを特徴とする制御プログラム記録媒体を提供する。
本発明によれば、環境制御装置のON/OFF動作による撮影画像への影響を最小限に抑えることが可能な顕微鏡装置と、この顕微鏡装置の動作を制御するプログラム記録媒体を提供することができる。
本発明の実施形態に係る顕微鏡装置の構成図。 本顕微鏡装置における第1実施例の細胞像撮影手順を示すフローチャート。 本顕微鏡装置における第2実施例の細胞像撮影手順を示すフローチャート。 本顕微鏡装置における第3実施例の細胞像撮影手順を示すフローチャート。 環境制御中の培養チャンバ内の温度変化を模式的に示す図。
以下、本願の実施形態にかかる顕微鏡装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
図1において、実施形態に係る顕微鏡装置1は、顕微鏡本体10と、顕微鏡本体10に取り付けられたカメラ30と、後述する培養チャンバ40内の環境条件を制御する環境制御装置である温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44と、オートフォーカス装置50(以後、AF装置と記す)の被検物への合焦状態を制御するオートフォーカス制御回路52(以後、AF制御回路と記す)、顕微鏡本体10の光学素子を制御する光学系制御回路62と、カメラ30を制御するカメラ制御回路32と、これら制御回路を統制する制御マイコン70と、制御マイコン70に各種指令を与えるPC80と、PC80に接続された画像表示装置82と、キーボード88やマウス89等の入力デバイスとから構成されている。
顕微鏡本体10は、倒立型顕微鏡であってステージ11には細胞標本12を覆い雰囲気を所定の環境条件(温度、湿度、ガス濃度)に維持する培養チャンバ40が載置されている。
この培養チャンバ40には、温度を制御するための不図示のヒータと温度検出器が内蔵されており、温度検出器の出力に基き培養チャンバ40内が所定の温度に維持されるようにヒータが温度制御回路42によってON/OFF制御される。
また、培養チャンバ40は、配管によって湿度制御系43に接続されている。湿度制御系43には、不図示の加湿装置が設けられ、培養チャンバ40内に導入される後述する炭酸ガスを含む空気の湿度が所定の湿度に制御される。培養チャンバ40内の湿度は、不図示の湿度センサーによって検出されて湿度制御系43が湿度を制御する。
また、培養チャンバ40は、配管によって雰囲気ガス濃度制御系44に接続されている。雰囲気ガス濃度制御系44には、不図示のガスボンベ(例えば、炭酸ガスボンベなど)や減圧調整弁などが配置され、ここからのガスが前記加湿装置を通じて加温および加湿されて培養チャンバ40に送られる。培養チャンバ40内のガス濃度は不図示のガスセンサーによって検出され、雰囲気ガス濃度制御系44によってガス濃度が制御される。
また培養チャンバ40の上方には、細胞標本12を照明する透過照明光学系13が配置されている。ステージ11の下方には、複数の対物レンズ14を光路に交換可能にするレボルバ15が配置されている。
またレボルバ15の像側には、対物レンズ14の焦点位置に細胞標本12の所定位置を合焦させこの状態を維持するためのAF装置50が配置されている。本実施形態で使用されるAF装置50は、所謂パーフェクトフォーカス方式(以後PF方式と記す)である。なお、PF方式の詳細については公知であり詳細な説明を省略する。なお、AF装置40としては、上記PF方式以外の方式を使用することも可能である。そして、AF装置50の制御は、AF制御回路52で行われ、細胞標本12の所定位置に対物レンズ14の焦点位置を維持する。
また、AF装置50の像側には、蛍光観察時のための励起照明光学系60が配置され、対物レンズ14からの光軸と励起照明光学系60の光軸の交差する位置には公知の蛍光フィルタキュブ64が配置されている。励起照明光学系60には、励起波長の選択のための回折光学系65等が配置され、光学系制御回路62で光軸に対する傾斜等の制御が行われる。なお、光学系制御回路62で制御される光学素子としては、回折光学系65以外の部材も同様に制御できることは言うまでもない。
対物レンズ14で集光された細胞標本12からの光は、結像光学系17中に挿脱可能に配置されたプリズム部材18で反射されて接眼レンズ16に送られ観察者に肉眼で観察される。また、プリズム部材18を結像光学系17から外すことで、細胞標本12からの光は、カメラ30に結像して細胞等の標本像が撮影される。カメラ30の露光タイミング、露光時間等の制御はカメラ制御回路32で制御される。また、カメラ30で撮影された細胞標本12の画像は、カメラ制御回路32を介して制御マイコン70に送られ、所定の画像処理が施されたのちPC80を介して画像表示装置82に表示されると共に、PC80に接続されているメモリ83に記録される。メモリ83に記録保存された細胞標本12の画像は、PC80を使って各種の画像処理の実行や、処理した結果を画像表示装置82を介して観察者が観察することができる。
このような構成により、本実施形態に係る顕微鏡装置1が構成されている。本顕微鏡装置1を用いて、培養チャンバ40内に配置された細胞標本12を環境条件、例えば、温度37℃、相対湿度95%RH、炭酸ガス濃度5%に維持して培養しつつ標本像の変化をカメラ30で取得する場合、培養チャンバ40の環境条件を維持するための温度制御回路42、湿度制御系43、及び雰囲気ガス濃度制御系44の制御動作(ON/OFF動作)によって主に温度が変化する。
この温度の変化は、顕微鏡本体10に伝達され、対物レンズ12、AF装置50、励起照明光学系60の回折光学系65などに伝達される。この結果、温度の変化によって細胞標本12からカメラ30までの結像光学系17に変動が発生して、所望の標本画像が取得困難となることがある。本顕微鏡装置1は、環境制御系の変動が最小限の状態で標本画像を取得することを可能にするものである。
以下、顕微鏡装置1を用いた標本画像の取得手順についてフローチャートを参照しつつ説明する。
(第1実施例)
図2は、第1実施例にかかる細胞像撮影手順を示すフローチャートであり、各ステップに沿って説明する。この第1実施例は、観察者が手動で標本画像を取得するときのフローである。
(ステップS1)
顕微鏡装置1の培養チャンバ40内に細胞標本12を入れたディッシュなどを配置して観察者が細胞標本12の観察位置に対物レンズ12を合焦させる。
(ステップS2)
観察者が観察位置に合焦させたのち、入力デバイス(88,89)によりAF動作開始指示が、PC80、制御マイコン70を介してAF制御回路52に伝達されてAF装置50の制御動作が開始される。AF制御が開始されることで、対物レンズ14の焦点位置が所定の合焦位置(焦点深度内で)に維持される。
(ステップS3)
環境条件維持のため、温度制御回路42、湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44が制御動作を開始する。制御動作の開始は、入力デバイスからの環境制御動作開始指示をPC80、制御マイコン70を介して伝達することで開始する。以後、培養チャンバ40の内部は所定の環境条件(37℃、95%RH、CO2:5%)に維持される。
(ステップS4)
環境条件が所定の環境条件に達したのち、制御マイコン70は、観察者からの標本画像撮影指示があるまで環境条件を維持しつつ待機する。そして、観察者が入力デバイス(88または89)から標本画像撮影指示をPC80に与えると制御マイコン70は次のステップS5を実行する。
(ステップS5)
制御マイコン70は、PC80からの撮影指示に基き、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、環境条件制御動作の停止指示をする。ここで、停止指示とは、環境条件をほぼ一定に保つように各制御部でON/OFF動作を通常行っているが、このON/OFF動作を次の指令があるまで行わないように一時的に停止することである。このときには、例えば温度が所定の閾値温度に対して上がりすぎたり下がりすぎたりした時でも培養チャンバ内に配置されたヒータのON/OFF動作が停止される。湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44も同様にON/OFF制御が停止される。この状態では培養チャンバ40内の雰囲気状態は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS6)
同時に制御マイコン70は、AF制御回路52にAF制御動作の停止を指示し、AF装置50はこのときの合焦状態を維持する。この状態では、焦点位置は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS7)
制御マイコン70は、カメラ制御回路32に撮影指示を与え、カメラ30が標本画像を撮影する。撮影が終了したのち、カメラ制御回路32は制御マイコン70に撮影が終了したことを伝達する
(ステップS8)
制御マイコン70は、AF制御回路52にAF装置50のAF制御動作開始を指令する。AF制御回路52は、この指令を受けて再びAF装置50の動作を開始する。
(ステップS9)
制御マイコン70は、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、制御動作を開始する指令を伝達する。この指令を受けた温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44は、再び環境制御動作を開始する。
以上で、観察者が標本画像の撮影指示を与えたときの標本画像取得動作が終了する。
このように、第1実施例では、本顕微鏡装置1は観察者の指示により標本画像を取得するとき、AF装置50の制御動作、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44の制御動作を撮影が終了するまで一時的に停止する。この結果、本顕微鏡装置1は、各制御動作が動作している時に生じる温度変動による撮影画像への影響を最小限にすることができる。
また、同時にAF装置50の制御動作も停止することで、標本画像の撮影中に合焦位置の変動を最小限にすることができる。一般的にAF制御動作を行っている場合、合焦位置がAF制御位置の上限または下限位置を超えるとAF装置50は、対物レンズ12を上下動して焦点位置を変更する動作を行う。このためAF制御動作を行っていると、撮影開始時点の位置(例えば、下限位置付近)から撮影終了時点の位置(例えば、上限値付近)に変化することがあり、取得した標本画像に位置ずれした画像が含まれることになる。本顕微鏡装置1では、標本画像の撮影中にAF制御動作を一時停止するため、下限付近であれば下限付近の標本画像のみを取得することができ、位置ずれした画像を含むことがないようにできる。
(第2実施例)
図3は、細胞像撮影手順の第2実施例を示すフローチャートであり、各ステップに沿って説明する。この第2実施例は、第1実施例の変形例であり、標本画像をタイムラプス撮影法で行うことを可能にするフローである。なお、第1実施例と同様の処理を行うステップは同じ符号を付し説明する。
(ステップ0)
観察者は、入力デバイス(88または89)から、環境制御条件、カメラ撮影条件、およびタイムラプス撮影条件をPC80に入力する。なお、入力は画像表示装置82に表示されたGUIから行う。
続いて、第1の例のステップS1〜ステップS7を実行し、最初の位置における標本画像を取得し、メモリ83に保存する。このとき、画像と共にそれぞれのポイントの位置座標(XYZ座標)や合焦条件等を併せて保存する。
(ステップS1)
顕微鏡装置1の培養チャンバ40内に細胞標本12を入れたディッシュなどを配置して観察者が細胞標本12の観察位置に対物レンズ12を合焦させる。
(ステップS2)
観察者が観察位置に合焦させたのち、入力デバイス(88,89)によりAF動作開始指示が、PC80、制御マイコン70を介してAF制御回路52に伝達されてAF装置50の制御動作が開始される。AF制御が開始されることで、対物レンズ14の焦点位置が所定の合焦位置(焦点深度内で)に維持される。
(ステップS3)
環境条件維持のため、温度制御回路42、湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44が制御動作を開始する。制御動作の開始は、入力デバイスからの環境制御動作開始指示をPC80、制御マイコン70を介して伝達することで開始する。以後、培養チャンバ40の内部は所定の環境条件(37℃、95%RH、CO2:5%)に維持される。
(ステップS4)
環境条件が所定の環境条件に達したのち、制御マイコン70は、観察者からの標本画像撮影指示があるまで環境条件を維持しつつ待機する。そして、PC80がタイムラプス動作等に従って制御マイコン70に標本画像撮影指示を与えると制御マイコン70は次のステップS5を実行する。
(ステップS5)
制御マイコン70は、PC80からの撮影指示に基き、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、環境条件制御動作の停止指示をする。ここで、停止指示とは、環境条件をほぼ一定に保つように各制御部でON/OFF動作を通常行っているが、このON/OFF動作を次の指令があるまで行わないように一時的に停止することである。このときには、例えば温度が所定の閾値温度に対して上がりすぎたり下がりすぎたりした時でも培養チャンバ内に配置されたヒータのON/OFF動作が停止される。湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44も同様にON/OFF制御が停止される。この状態では培養チャンバ40内の雰囲気状態は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS6)
同時に制御マイコン70は、AF制御回路52にAF制御動作の停止を指示し、AF装置50はこのときの合焦状態を維持する。この状態では、焦点位置は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS7)
制御マイコン70は、カメラ制御回路32に撮影指示を与え、カメラ30が標本画像を撮影する。撮影が終了したのち、カメラ制御回路32は制御マイコン70に撮影が終了したことを伝達する
(ステップS11)
制御マイコン70は、複数のポイントの撮影が指示されているか、指示されているとしたら全てのポイントの撮影が終了したか否かを判定する。全ポイントの撮影が終了していない時は、ステップS12にジャンプし、全てのポイントの撮影が終了しているときはステップS13にジャンプする。
(ステップS12)
制御マイコン70は、保存してある次のポイント座標情報に基き顕微鏡装置1の不図示の制御部にステージ11の移動指示を与え、ステージ11を次のポイント位置が光軸上に来るように移動する。以後、ステップS7からステップS11を実行して、次のポイント位置の標本画像を取得する。そして、ステップS7〜S11を継続することで設定されている全ポイントの標本画像を取得する。
(ステップ13)
制御マイコン70は、一つのタイムラプスタイミング(以後、ラウンドという)における全ポイントの標本画像の取得が完了したら、次のラウンドの有無を判定し、残りラウンドがある場合には、ステップS8aにジャンプし、全ラウンド終了している時は、ステップS8にジャンプする。
(ステップS8a)
このステップは、第1実施例のステップS8と同様のステップを実行する。制御マイコン70は、AF制御回路52にAF装置50のAF制御動作開始を指令する。AF制御回路52は、この指令を受けて再びAF装置50の動作を開始する。
(ステップS14)
制御マイコン70は、次のラウンドの最初の撮影ポイントに光軸を一致させるように、保存されているポイント座標情報に基き顕微鏡装置1の不図示の制御部にステージ11移動指示を与える。この指令の基き、ステージ11は撮影ポイントに光軸を一致させる。
(ステップS9a)
このステップは、第1実施例のステップS9と同様のステップを実行する。制御マイコン70は、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、制御動作を開始する指令を伝達する。この指令を受けた温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44は、再び環境制御動作(ON/OFF動作)を開始する。その後ステップS4でタイムラプス時間が経過するまで待機する。
(ステップS8)
制御マイコン70は、AF制御回路52にAF装置50のAF制御動作開始を指令する。AF制御回路52は、この指令を受けて再びAF装置50の動作を開始する。
(ステップS9)
制御マイコン70は、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、制御動作を開始する指令を伝達する。この指令を受けた温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44は、再び環境制御動作を開始する。
以上で、観察者が複数ポイントの標本画像をタイムラプス撮影する撮影指示をしたときの標本画像取得動作が終了する。
このように、第2実施例では、本顕微鏡装置1は各ポイントでの標本画像を取得するとき、AF装置の制御動作、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44の制御動作を撮影が終了するまで一時的に停止する。この結果、本顕微鏡装置は、各制御動作が動作している時に生じる温度変動による撮影画像への影響を最小限にすることができる。
また、同時にAF装置60の制御動作も停止することで、標本画像の撮影中に合焦位置の変動を最小限にすることができる。AF制御動作を停止する理由は第1の例と同様であり説明を省略する。
(第3実施例)
図4は、細胞像撮影手順の第3実施例を示すフローチャートであり、各ステップに沿って説明する。この第3実施例は、第2実施例の変形例であり、標本画像をタイムラプス撮影法で行い、かつ環境変化が所定置以下の場合に撮影することを可能にするフローである。なお、第1、2実施例と同様の処理を行うステップは同じ符号を付し説明する。
(ステップ0)
観察者は、入力デバイス(88または89)から、環境制御条件、カメラ撮影条件、およびタイムラプス撮影条件をPC80に入力する。なお、入力は画像表示装置82に表示されたGUIから行う。
続いて、第1の例のステップS1〜ステップS7を実行し、最初の位置における標本画像を取得し、メモリ83に保存する。このとき、画像と共にそれぞれのポイントの位置座標(XYZ座標)や合焦条件等を併せて保存する。
(ステップS1)
顕微鏡装置1の培養チャンバ40内に細胞標本12を入れたディッシュなどを配置して観察者が細胞標本12の観察位置に対物レンズ12を合焦させる。
(ステップS2)
観察者が観察位置に合焦させたのち、入力デバイス(88,89)によりAF動作開始指示が、PC80、制御マイコン70を介してAF制御回路52に伝達されてAF装置50の制御動作が開始される。AF制御が開始されることで、対物レンズ14の焦点位置が所定の合焦位置(焦点深度内で)に維持される。
(ステップS3)
環境条件維持のため、温度制御回路42、湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44が制御動作を開始する。制御動作の開始は、入力デバイスからの環境制御動作開始指示をPC80、制御マイコン70を介して伝達することで開始する。以後、培養チャンバ40の内部は所定の環境条件(37℃、95%RH、CO2:5%)に維持される。
(ステップS4)
環境条件が所定の環境条件に達したのち、制御マイコン70は、観察者からの標本画像撮影指示があるまで環境条件を維持しつつ待機する。そして、PC80がタイムラプス動作等に従って制御マイコン70に標本画像撮影指示を与えると制御マイコン70は次のステップS20を実行する。
(ステップS20)
制御マイコン70は、PC80から撮影指示を受けた時、環境条件値の変化、例えば温度の変化が所定の範囲内になるまで撮影開始を待機する。一般に環境制御を行っている系では、図5に示すように、温度は目標値を挟んで上下に正弦波状に振動している。そして、正弦波状のうち上限値近傍Aあるいは下限値近傍Bの範囲では時間あたりの温度変化は小さく、範囲A〜Bあるいは範囲B〜Aの領域Cでは、時間あたりの温度変化が大きい。そこで、制御マイコン70は、温度制御回路42を介して取得した培養チャンバ40内の温度変化を正弦波状のパターンとしてメモリ83に保存しておき、撮影指示があった時に培養チャンバ40内の温度がA〜Cのどの領域にあるかを判定し、領域Cにある場合には待機し、領域Aまたは領域Bにある場合のみステップ5以降を実行するように制御する。なお、制御マイコン70は、上記温度変化を常時計測して判定に使用してもよいし、予め温度の時間的変化パターンを計測しテーブル等に記憶しておいて、計測された温度値から撮影の可否を判定するようにしても良い。
制御マイコン70は、PC80からの撮影指示に基き、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、環境条件制御動作の停止指示をする。ここで、停止指示とは、環境条件をほぼ一定に保つように各制御部でON/OFF動作を通常行っているが、このON/OFF動作を次の指令があるまで行わないように一時的に停止することである。このときには、例えば温度が所定の閾値温度に対して上がりすぎたり下がりすぎたりした時でも培養チャンバ内に配置されたヒータのON/OFF動作が停止される。湿度制御系43、雰囲気ガス濃度制御系44も同様にON/OFF制御が停止される。この状態では培養チャンバ40内の雰囲気状態は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS6)
同時に制御マイコン70は、AF制御回路52にAF制御動作の停止を指示し、AF装置50はこのときの合焦状態を維持する。この状態では、焦点位置は徐々に変化するけれども、撮影時間何における条件の変化量はごく僅かであり取得する標本画像への変化もほとんど生じない程度のものである。
(ステップS7)
制御マイコン70は、カメラ制御回路32に撮影指示を与え、カメラ30が標本画像を撮影する。撮影が終了したのち、カメラ制御回路32は制御マイコン70に撮影が終了したことを伝達する
(ステップS11)
制御マイコン70は、複数のポイントの撮影が指示されているか、指示されているとしたら全てのポイントの撮影が終了したか否かを判定する。全ポイントの撮影が終了していない時は、ステップS12にジャンプし、全てのポイントの撮影が終了しているときはステップS13にジャンプする。
(ステップS12)
制御マイコン70は、保存してある次のポイント座標情報に基き顕微鏡装置1の不図示の制御部にステージ11の移動指示を与え、ステージ11を次のポイント位置が光軸上に来るように移動する。以後、ステップS7からステップS11を実行して、次のポイント位置の標本画像を取得する。そして、ステップS7〜S11を継続することで設定されている全ポイントの標本画像を取得する。
(ステップ13)
制御マイコン70は、一つのタイムラプスタイミング(以後、ラウンドという)における全ポイントの標本画像の取得が完了したら、次のラウンドの有無を判定し、残りラウンドがある場合には、ステップS8aにジャンプし、全ラウンド終了している時は、ステップS8にジャンプする。
(ステップS8a)
このステップは、第1実施例のステップS8と同様のステップを実行する。制御マイコン70は、AF制御回路52にAF装置50のAF制御動作開始を指令する。AF制御回路52は、この指令を受けて再びAF装置50の動作を開始する。
(ステップS14)
制御マイコン70は、次のラウンドの最初の撮影ポイントに光軸を一致させるように、保存されているポイント座標情報に基き顕微鏡装置1の不図示の制御部にステージ11移動指示を与える。この指令の基き、ステージ11は撮影ポイントに光軸を一致させる。
(ステップS9a)
このステップは、第1実施例のステップS9と同様のステップを実行する。制御マイコン70は、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、制御動作を開始する指令を伝達する。この指令を受けた温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44は、再び環境制御動作(ON/OFF動作)を開始する。その後ステップS4でタイムラプス時間が経過するまで待機する。
(ステップS8)
制御マイコン70は、AF制御回路52にAF装置50のAF制御動作開始を指令する。AF制御回路52は、この指令を受けて再びAF装置50の動作を開始する。
(ステップS9)
制御マイコン70は、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44に対して、制御動作を開始する指令を伝達する。この指令を受けた温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44は、再び環境制御動作を開始する。
以上で、観察者が複数ポイントの標本画像をタイムラプス撮影する撮影指示をしたときの標本画像取得動作が終了する。
このように、第3実施例では、本顕微鏡装置1は各ポイントでの標本画像を取得するとき、AF装置の制御動作、温度制御回路42、湿度制御系43、および雰囲気ガス濃度制御系44の制御動作を撮影が終了するまで一時的に停止する。また、撮影指示があった時、培養チャンバ40内の温度変化が小さいか否かを判定して撮影指示をだすように構成している。この結果、本顕微鏡装置は、各制御動作が動作している時に生じる温度変動による撮影画像への影響をより小さくすることができる。
また、同時にAF装置60の制御動作も停止することで、標本画像の撮影中に合焦位置の変動を最小限にすることができる。AF制御動作を停止する理由は第1、2の例と同様であり説明を省略する。
以上述べたように、本実施形態にかかる顕微鏡装置は、環境制御装置のON/OFF動作による撮影画像への影響を最小限に抑えることができる。
1 顕微鏡装置
10 顕微鏡本体
11 ステージ
12 細胞標本
13 照明光学系
14 対物レンズ
15 レボルバ
16 接眼レンズ
17 観察光学系
18 プリズム
30 カメラ
32 カメラ制御回路
40 培養チャンバ
42 温度制御回路
43 湿度制御系
44 雰囲気ガス濃度制御系
50 AF装置
52 AF制御回路
60 励起照明光学系
62 光学系制御回路
65 回折光学系
70 制御マイコン
80 PC
82 画像表示装置
83 メモリ
88 キーボード
89 マウス

Claims (8)

  1. 顕微鏡本体と、
    前記顕微鏡のステージに配設され、細胞標本を培養する培養装置と、
    前記培養装置の環境条件を所定の状態に維持するための環境制御装置と、
    前記細胞標本の所定位置に対物レンズの焦点位置を維持するオートフォーカス装置と、
    前記細胞標本の所定位置の細胞像を撮影する撮像装置と、
    前記環境制御装置、前記オートフォーカス装置、および前記撮像装置の動作を制御する制御装置とを有し、
    前記細胞像を撮影する指示があったとき、前記制御装置は前記環境制御装置の制御動作を一時停止状態に設定したのち前記撮像装置に前記細胞像を撮影する指令を発することを特徴とする顕微鏡装置。
  2. 前記環境条件は、温度、湿度、ガス濃度を含むことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。
  3. 前記制御装置は、前記一時停止状態に設定したとき、前記オートフォーカス装置の制御を停止することを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡装置。
  4. 前記制御装置は、前記一時停止状態において前記環境制御装置の制御動作を一時保持することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。
  5. 前記制御装置は、前記環境制御装置の環境変化量が所定の変動幅内にあるときに前記一時停止状態を設定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。
  6. 前記制御装置は、前記環境装置の前記制御動作と前記環境変化量の関係を予め記録したテーブルを有し、
    前記制御装置は、前記テーブルに基き前記環境変化量が所定の変動幅内となるときに前記環境制御装置の制御動作を一時停止状態に設定し、前記撮像装置に前記細胞像を撮影する指令を発することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。
  7. 顕微鏡本体と、
    前記顕微鏡のステージに配設され、細胞標本を培養する培養装置と、
    前記培養装置の環境条件を所定の状態に維持するための環境制御装置と、
    前記細胞標本の所定位置に対物レンズの焦点位置を維持するオートフォーカス装置と、
    前記細胞標本の所定位置の細胞像を撮影する撮像装置と、
    前記環境制御装置、前記オートフォーカス装置、および前記撮像装置の動作を制御する制御装置とを具備する顕微鏡装置の制御プログラム記録媒体であって、
    前記細胞像の撮影を指示されたとき、
    前記環境装置の制御動作を一時停止状態に設定するステップと、
    前記一時停止状態に設定したのち、前記撮像装置に前記細胞像の撮影開始の指示をするステップと、
    所定の撮影が終了したのち前記一時停止状態を解除して前記環境装置の制御動作を開始するステップと、
    を前記制御装置に実行させることを特徴とする制御プログラム記録媒体。
  8. 前記細胞像の撮影を指示されたとき、
    前記オートフォーカス装置の動作を停止するステップと、
    所定の撮影が終了したのち前記オートフォーカス装置の動作を開始するステップとを更に前記制御装置に実行させることを特徴とする請求項7に記載の制御プログラム記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113469865A (zh) * 2021-06-28 2021-10-01 平湖莱顿光学仪器制造有限公司 一种获取显微图像的方法与设备

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