JP2017120339A - 顕微鏡システム、顕微鏡システムの制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
複数の対物レンズのうちいずれか一つの対物レンズを切り換えて観察光路上に配置するレボルバを備えた顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体に装着され、互いに交差するX軸方向およびY軸方向およびZ軸方向に移動可能に構成され、観察対象のスライドガラスが載置されるステージであって、前記X軸方向およびY軸方向の面内に前記面内の位置管理用のスケールと前記面内の軸合せの基準として使用する基準マークとを有するステージと、
前記スケールの読み取り結果により、前記X軸方向およびY軸方向における前記ステージの二次元の位置情報を検知する位置検知手段と、
前記複数の対物レンズの夫々の焦点を前記基準マークに合わせたときの前記Z軸方向における前記ステージの作動位置情報を取得する位置記録手段と、
前記スライドガラスに対するZ軸方向の距離情報を取得する距離記録手段と、
前記二次元の位置情報と前記対物レンズとの位置関係に基づいて、前記作動位置情報を用いた前記Z軸方向における前記ステージの位置制御、または、前記作動位置情報および前記距離情報を用いた前記Z軸方向における前記ステージの位置制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
図1は本実施形態による位置管理顕微鏡システム(以下、顕微鏡システム10)の基本構成を示す図である。顕微鏡システム10は、顕微鏡本体101、ステージ装置50(XYZステージ)、カメラ装着用のアダプタ部300、デジタルカメラ400、制御ユニット500を備える。制御ユニット500は、コントローラ520と表示部530を有する。
図2に示す撮像光学系の光路600には、アダプタ部300とデジタルカメラ400の装着により、デジタルカメラ400内に配設されたイメージセンサ(不図示)の撮像面に観察像が形成され、デジタルカメラ400による顕微鏡画像の撮像が可能となる。光路をプリズム等で変更することで接眼レンズ200により観察可能となる。
顕微鏡本体101には電動レボルバ127が設けられている。電動レボルバ127には、低倍率から高倍率の複数の対物レンズ3(3a、3b、3c、3d・・・)が装着される。電動レボルバ127は光路600に対して回転自在に設けられ、電動レボルバ127の回転により、対物レンズ3を観察対象の上方に配置することが可能である。
電動レボルバ127に装着される、複数の対物レンズ3(3a、3b、3c、3d・・・)の作動距離(ワーキングディスタンス:WD)は異なる。各対物レンズの作動距離(WD)に応じたZ方向の焦点位置に合わせるようにステージ装置50のZステージ57の位置が制御される。
顕微鏡本体101の中央部にはステージ装置50(XYZステージ)が搭載されている。Yステージ54、およびXステージ55は、対物レンズの光軸に対して交差(直交)する方向に移動でき、Zステージ57は光軸方向へ電動駆動により移動できる。対物レンズの光軸に対して交差(直交)する平面において、Xステージ55は平面内の第1の方向(X方向)に移動可能であり、Yステージ54は、第1の方向に対して面内方向において交差する第2の方向(Y方向)に移動可能に構成されている。Zステージ57は、第1の方向(X方向)および第2の方向(Y方向)に交差する第3の方向(Z方向:顕微鏡光軸方向)に移動可能である。
XYスケール8には、目盛8b、8cと同一平面には、X方向スケールとY方向スケールとが交差するように形成されたXYクロスハッチマーク8a(基準マーク)が極めて高精度に形成されている。XYクロスハッチマーク8a(基準マーク)は、X軸方向およびY軸方向の軸合せの基準として使用される。
図3(b)は、Yステージ54を対物レンズ側から見た拡大概略図である。図中のX方向可動範囲とY方向可動範囲は、ステージ装置50を構成するXステージ55およびYステージ54が光路600上を移動できる範囲を示している。この範囲はデジタルカメラ400で画像の撮影および接眼レンズ200により観察可能な範囲である。図中のC1はXYクロスハッチマーク8a(基準マーク)が配置されているクロスハッチマーク領域(第1領域)であり、G1はスライドガラス9が配置されているスライドガラス領域(第2領域)である。XYステージ制御部508は、XYステージ位置検知部503から入力される、Xステージ55およびYステージ54における二次元の位置情報に基づいて、スライドガラス領域G1およびクロスハッチマーク領域C1のうち、どちらの領域が光路600上に位置しているかを判定することが可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
50:ステージ装置、54:Yステージ、55:Xステージ、
56:XYベース、57:Zステージ、 501:レボルバ位置検知部、
503:XYステージ位置検知部、505:Zステージ位置検知部、
507:レボルバ制御部、508:XYステージ制御部、
509:Zステージ制御部、510:顕微鏡制御部、511:Z位置記録部
Claims (18)
- 複数の対物レンズのうちいずれか一つの対物レンズを切り換えて観察光路上に配置するレボルバを備えた顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体に装着され、互いに交差するX軸方向およびY軸方向およびZ軸方向に移動可能に構成され、観察対象のスライドガラスが載置されるステージであって、前記X軸方向およびY軸方向の面内に前記面内の位置管理用のスケールと前記面内の軸合せの基準として使用する基準マークとを有するステージと、
前記スケールの読み取り結果により、前記ステージの二次元の位置情報を検知する位置検知手段と、
前記複数の対物レンズの焦点を前記基準マークに合わせたときの前記Z軸方向における前記ステージの作動位置情報を取得する位置記録手段と、
前記スライドガラスに対するZ軸方向の距離情報を取得する距離記録手段と、
前記二次元の位置情報と前記対物レンズとの位置関係に基づいて、前記作動位置情報を用いた前記Z軸方向における前記ステージの位置制御、または、前記作動位置情報および前記距離情報を用いた前記ステージの位置制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記二次元の位置情報に基づいて前記基準マークが配置されている前記面内の第1領域で前記対物レンズが切り換えられる場合、前記制御手段は、切り換えられた対物レンズに対応する前記作動位置情報に基づいて、前記Z軸方向における前記ステージの位置制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。
- 前記第1領域において前記対物レンズの焦点が合った状態で前記ステージを移動させて、前記スライドガラスが配置されている前記面内の第2領域において前記スライドガラスの観察を行う場合、前記制御手段は、前記作動位置情報および前記距離情報に基づいて、前記ステージの位置制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡システム。
- 前記二次元の位置情報に基づいて前記スライドガラスが配置されている前記面内の第2領域で前記対物レンズが切り換えられる場合、前記制御手段は、切り換えられた対物レンズに対応する前記作動位置情報および前記距離情報に基づいて、前記Z軸方向における前記ステージの位置制御を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記第2領域において前記対物レンズの焦点が合った状態で前記ステージを移動させて、前記基準マークが配置されている前記面内の第1領域において前記基準マークの観察を行う場合、前記制御手段は、前記作動位置情報に基づいて、前記ステージの位置制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の顕微鏡システム。
- 前記レボルバの回転位置、回転方向の情報、光路上に配置されている対物レンズを検知するレボルバ位置検知手段と、
前記検知の結果に基づいて、前記レボルバの回転駆動を制御して、前記複数の対物レンズのうちいずれか一つの対物レンズを選択的に前記光路上に切換えるレボルバ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。 - 前記ステージに配置されたZ軸方向の位置情報を提供するスケールの読み取り結果により、前記Z軸方向における前記ステージの位置情報を検知するステージ位置検知手段を更に備え、
前記制御手段は、前記ステージ位置検知手段の検知結果に基づいて、前記ステージの位置制御を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。 - 前記位置記録手段は、前記複数の対物レンズのそれぞれに対応した作動位置情報を記憶したルックアップテーブルを有することを特徴とする請求項7に記載の顕微鏡システム。
- 前記位置記録手段は、前記ステージ位置検知手段により検知された前記作動位置情報を、前記複数の対物レンズのそれぞれに対応付けて前記ルックアップテーブルに記憶することを特徴とする請求項8に記載の顕微鏡システム。
- 前記位置記録手段は、外部装置から取得した作動位置情報を前記複数の対物レンズのそれぞれに対応付けて前記ルックアップテーブルに記憶することを特徴とする請求項8に記載の顕微鏡システム。
- 前記制御手段は、前記対物レンズに対応する作動位置情報を前記ルックアップテーブルから取得することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記制御手段は、前記顕微鏡本体の観察に使用される対物レンズが切り換わると、切換後の対物レンズに対応付けて記憶されている作動位置情報を前記ルックアップテーブルから取得することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記制御手段は、前記顕微鏡本体の観察に使用される対物レンズが切り換わると、切り換わるたびに前記位置制御を行うことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記位置管理用のスケールには、前記X軸方向の位置情報を提供するスケールおよび前記Y軸方向の位置情報を提供するスケールが含まれることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記距離記録手段は、スライドガラス上の被観察物および被観察物上のカバーガラスの厚さの情報を前記Z軸方向の距離情報として取得することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 前記制御手段は、前記二次元の位置情報に基づいて、前記対物レンズの観察光路が位置する領域が、前記基準マークが配置されている前記面内の第1領域であるか、前記スライドガラスが配置されている前記面内の第2領域であるかを判定し、前記判定の結果に基づいて前記位置制御を行うことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 複数の対物レンズのうちいずれか一つの対物レンズを切り換えて観察光路上に配置するレボルバを備えた顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体に装着され、互いに交差するX軸方向およびY軸方向およびZ軸方向に移動可能に構成され、観察対象のスライドガラスが載置されるステージであって、前記X軸方向およびY軸方向の面内に前記面内の位置管理用のスケールと前記面内の軸合せの基準として使用する基準マークとを有するステージと、
前記スケールの読み取り結果により、前記ステージの二次元の位置情報を検知する位置検知手段と、
前記複数の対物レンズの焦点を前記基準マークに合わせたときの前記Z軸方向における前記ステージの作動位置情報を取得する位置記録手段と、
前記スライドガラスに対するZ軸方向の距離情報を取得する距離記録手段と、を備えた顕微鏡システムを制御するコントローラによる顕微鏡システムの制御方法であって、
前記二次元の位置情報と前記対物レンズとの位置関係に基づいて、前記作動位置情報を用いた前記Z軸方向における前記ステージの位置制御、または、前記作動位置情報および前記距離情報を用いた前記ステージの位置制御を行う制御工程を有することを特徴とする顕微鏡システムの制御方法。 - 請求項17に記載の顕微鏡システムの制御方法の工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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KR20210069201A (ko) * | 2019-12-03 | 2021-06-11 | 주식회사 엑소퍼트 | 표면 증강 라만 분광학 신호 분석을 위한 검출 자동화 시스템 및 방법 |
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KR102268256B1 (ko) * | 2019-12-03 | 2021-06-24 | 주식회사 엑소퍼트 | 표면 증강 라만 분광학 신호 분석을 위한 검출 자동화 시스템 및 방법 |
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