JP2018128532A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】同焦点距離が異なる対物レンズに交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができる顕微鏡を提供する。
【解決手段】顕微鏡１０は、装着された対物レンズ１２２および複数のズームレンズ１２３を介して標本ＳＰの観察像を結像するズームヘッド１２０と、ズームヘッド１２０をステージ１１０が載置された面と直交する直交方向へ移動させる駆動部１３１ｃと、ズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２から同焦点距離が異なる交換予定の対物レンズ１２２に交換する場合、交換予定の対物レンズ１２２の同焦点距離に応じた直交方向の位置にズームヘッド１２０を移動するように駆動部１３１ｃを制御する駆動制御部４０４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料に対して照明光を照射して該試料で反射した光を集光して結像させた観察像を観察する顕微鏡に関する。

従来、顕微鏡の分野においては、観察光学系にＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像部が取り付けられたデジタルマイクロスコープを用いて試料を観察する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、複数の検鏡法の各々で試料を撮像した複数の画像を表示モニタに一覧表示させることによって、ユーザに最適な検鏡法を直感的に把握させる。

特開２０１０−２３２９１１号公報

ところで、上述した特許文献１の顕微鏡では、同焦点距離が異なる対物レンズを交換しながら試料を観察することができる。しかしながら、上述した特許文献１の顕微鏡では、対物レンズの交換を行う場合において、ズームヘッドに装着された対物レンズの同焦点距離よりも交換予定の対物レンズの同焦点距離が長いとき、そのままの状態で対物レンズの交換を行うことができず、再度、ズームヘッドを垂直方向へ移動させながら焦点を調整しなければならないため、作業が煩雑になるという問題点があった。

具体的には、上述した特許文献１の顕微鏡では、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ズームヘッド３に装着された対物レンズ２ａの同焦点距離ｄ１よりも交換予定の対物レンズ２ｂの同焦点距離ｄ３が短い場合、作動距離（ｄ２＜ｄ４）が長くなるうえ、同焦点距離も短くなることで、そのままの状態で交換予定の対物レンズ２ｂに交換することができるが、ズームヘッド３の焦点の調整が必要となる一方、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、ズームヘッド３に装着された対物レンズ２ｂの同焦点距離ｄ３よりも交換予定の対物レンズ２ａの同焦点距離ｄ１が長い場合、作動距離が長くなるうえ、同焦点距離も長くなるため、交換予定の対物レンズ２ａの先端が標本ＳＰに接触してしまい、対物レンズ２ａの交換を行うことができないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同焦点距離が異なる対物レンズに交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができる顕微鏡を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡は、標本が載置されるステージと、対物レンズと、前記ステージが載置された面と直交する直交方向へ移動可能であるとともに、同焦点距離が異なる対物レンズを装着可能であり、前記標本に対する観察倍率を変更可能な複数のズームレンズを有し、装着された対物レンズおよび前記複数のズームレンズを介して前記標本の観察像を結像するズームヘッドと、前記ズームヘッドを前記直交方向へ移動させる駆動部と、前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出するレンズ検出部と、前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、交換予定の対物レンズの同焦点距離に応じた前記直交方向の位置に前記ズームヘッドを移動するように前記駆動部を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡は、上記発明において、前記交換予定の対物レンズの同焦点距離を含むレンズ情報の入力を受け付ける入力部と、前記直交方向における前記ズームヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記入力部が入力を受け付けた前記レンズ情報と前記位置検出部が検出した前記位置とに基づいて、前記ズームヘッドの移動距離を算出する算出部と、をさらに備え、前記駆動制御部は、前記算出部が算出した前記移動距離に基づいて、前記駆動部を制御させることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡は、上記発明において、前記ズームヘッドを前記複数のズームレンズの各々の光軸と直交する軸を中心に回動させることにより、前記光軸を前記ステージの主面と直交する軸に対して傾斜させる回転機構と、前記直交方向に対する前記光軸の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記回転角度検出部が検出した前記回転角度に基づいて、前記ズームヘッドが傾斜しているか否かを判定する判定部と、前記交換予定の対物レンズに交換する場合において、前記判定部によって前記ズームヘッドが傾斜していると判定されたとき、前記ズームヘッドを前記光軸と前記直交方向とが一致する初期位置へ移動させる旨の警告を出力する出力部と、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡は、上記発明において、前記出力部は、前記ズームヘッドが前記ステージ側へ移動する場合、前記ズームヘッドの位置の確認を促す旨の警告を出力することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡は、上記発明において、前記駆動制御部は、前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、前記ズームヘッドを移動するように前記駆動部を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡は、上記発明において、前記複数のズームレンズの各々を光軸に沿って移動させるレンズ駆動部をさらに備え、前記駆動制御部は、前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、前記複数のズームレンズによる観察倍率が最低倍率になるように前記レンズ駆動部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、同焦点距離が異なる対物レンズに交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの要部の概略構成を模式的に示す正面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図６Ａは、従来の顕微鏡における同焦点距離が長い対物レンズから同焦点距離が短い対物レンズに交換する概要を模式的に示す図である。 図６Ｂは、従来の顕微鏡における同焦点距離が長い対物レンズから同焦点距離が短い対物レンズに交換する概要を模式的に示す図である。 図７Ａは、従来の顕微鏡における同焦点距離が短い対物レンズから同焦点距離が長い対物レンズに交換する概要を模式的に示す図である。 図７Ｂは、従来の顕微鏡における同焦点距離が短い対物レンズから同焦点距離が長い対物レンズに交換する概要を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
〔顕微鏡システムの構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの要部の概略構成を模式的に示す正面図である。なお、図１および図２において、顕微鏡システム１が載置される平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面と直交する方向をＺ方向として説明する。

図１および図２に示す顕微鏡システム１は、観察対象の標本ＳＰの観察像を取得する顕微鏡１０と、顕微鏡１０が取得した観察像を表示する表示装置２０と、顕微鏡１０に関する各種情報の入力を受け付ける入力装置３０と、顕微鏡システム１の各部を制御する顕微鏡制御装置４０と、を備える。

〔顕微鏡の構成〕
まず、顕微鏡１０の詳細な構成について説明する。
顕微鏡１０は、ベース部１００と、回転軸１０１および軸受け部１０２を介してベース部１００に設置された支柱１０３と、標本ＳＰが載置される略板状のＸＹステージ１１０と、ＸＹステージ１１０をＺ方向へ移動可能に保持するステージホルダ１１１と、ベース部１００に対するステージホルダ１１１の高さを変化させるステージ操作部１１２と、ＸＹステージ１１０上に設けられ、観察光学系を有するズームヘッド１２０（光学ヘッド）と、支柱１０３に対してズームヘッド１２０を移動可能に保持するズームヘッド保持部１３０と、回転軸１０１の回転角度を検出する回転角度検出部１４０と、を備える。なお、顕微鏡１０は、上述した構成以外に、標本ＳＰに照明光を照射する照明光学系をさらに備えてもよい。照明光学系としては、例えばＸＹステージ１１０の下側に設けられ、標本ＳＰに向けて照明光を照射する透過照明光学系、ＸＹステージ１１０の上側に設けられ、標本ＳＰに向けて照明光を照射する落射照明光学系、標本ＳＰに対して照明光を斜めから照射する斜照明光学系、標本ＳＰに対して照明光を斜めから照射する円環状のリング照明光学系のいずれであってもよい。

回転軸１０１は、ベース部１００に対して固定して設けられている。また、軸受け部１０２は、回転軸１０１と共通の回転中心軸Ｒ１が支柱１０３の軸Ｒ２と直交するように、支柱１０３の端部１０３ａに固定されている。軸受け部１０２は、回転軸１０１に嵌合される。支柱１０３は、軸Ｒ２が回転中心軸Ｒ１と直交し、回転中心軸Ｒ１を中心として回転する。即ち、回転軸１０１および軸受け部１０２は、ズームヘッド保持部１３０を介して支柱１０３と連結されたズームヘッド１２０の回転中心軸Ｒ１を回転軸とする回転機構として機能する。これにより、ズームヘッド１２０がＸＹ平面において傾斜（ティルト）することができる。なお、本実施の形態１では、ズームヘッド１２０の傾斜を手動により行うが、モータおよびギア等の駆動機構を用いてズームヘッド１２０を電動で傾斜できるようにしてもよい。また、本実施の形態１においては、ズームヘッド１２０の傾斜角度を適宜変更することができる。さらに、ベース部１００には、回転中心軸Ｒ１を示す回転中心印や角度等を設けてもよい。

ＸＹステージ１１０は、略板状をなす第１部材１１０ａ、第２部材１１０ｂおよび第３部材１１０ｃが順に積層されてなる。ＸＹステージ１１０は、例えば第１部材１１０ａを基準（固定）とし、ステージ操作部１１２によって第２部材１１０ｂおよび第３部材１１０ｃを第１部材１１０ａの板面を平面とする面上を移動させる。この場合、第２部材１１０ｂおよび第３部材１１０ｃは、互いに直交する方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動する。

ステージ操作部１１２は、例えばユーザが手動で回転操作可能なハンドル１１２ａと、リニアガイド１１２ｂと、を有する。ステージ操作部１１２は、ユーザがハンドル１１２ａを回転させた場合、その回転方向および回転量に応じて、ステージホルダ１１１をＸＹステージ１１０の主面と直交する方向（Ｚ方向）に移動させる。

ズームヘッド１２０は、ズームヘッド１２０の一端側（ＸＹステージ１１０側）に設けられたレボルバ１２１と、レボルバ１２１を介してズームヘッド１２０に装着され、互いに倍率が異なり、かつ、互いの同焦点距離が同じ複数の対物レンズ１２２と、ズームヘッド１２０の内部に設けられた複数のズームレンズ１２３と、ズームヘッド１２０の内部に設けられ、ズームヘッド１２０の焦点深度を変更可能なフォーカスレンズ１２４と、ズームヘッド１２０の他端側（ユーザ側）に設けられ、標本ＳＰの観察像を撮像する撮像部１２８と、ズームレンズ１２３およびフォーカスレンズ１２４をＺ方向に移動させることにより、ズームヘッド１２０による標本ＳＰの倍率および焦点深度を変更するレンズ駆動部１２６と、レボルバ１２１を介してズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２の倍率、同焦点距離およびＩＤ等を含むレンズ情報を検出して顕微鏡制御装置４０へ出力するレンズ検出部１２７と、標本ＳＰの観察像を撮像する撮像部１２８と、を有する。なお、本実施の形態１においては、対物レンズ１２２、複数のズームレンズ１２３およびフォーカスレンズ１２４が観察光学系として機能する。

レンズ駆動部１２６は、例えばステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、顕微鏡制御装置４０の制御のもと、駆動することによって、ズームレンズ１２３をＺ方向に移動させる。

レンズ検出部１２７は、例えば対物レンズ１２２に設けられたＩＣチップ（図示せず）の記録媒体からレンズ情報を検出して顕微鏡制御装置４０へ出力する。

撮像部１２８は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を有し、観察光学系を介して結像された標本ＳＰの観察像を受光して光電変換を行うことによって標本ＳＰの画像データ（撮像信号）を生成して顕微鏡制御装置４０へ出力する。

ズームヘッド保持部１３０は、ズームヘッド１２０側に固定されてなるヘッド操作部１３１と、支柱１０３側に固定された支持具１３２と、を有する。支持具１３２は、固定ハンドル１３３によって支柱１０３に締結されている。また、支柱１０３には、下側ストッパ１３４が設けられており、支持具１３２のずり落ちを防止する。なお、支柱１０３に対する支持具１３２の位置は、例えば固定ハンドル１３３を一旦緩めるなどして、ユーザが手動で調節することもできる。

ヘッド操作部１３１は、例えば軸Ｒ２およびズームヘッド１２０の光軸Ｌ１の双方に平行となるように設けられたリニアガイド１３１ａと、例えばユーザが手動で回転操作可能なハンドル１３１ｂと、ズームヘッド１２０を軸Ｒ２（リニアガイド１３１ａ）に沿ってＺ方向へ移動させる駆動部１３１ｃと、ズームヘッド１２０のＺ方向における位置を検出する位置検出部１３１ｄと、を有する。ヘッド操作部１３１は、リニアガイド１３１ａを介して支持具１３２と連結しており、ハンドル１３１ｂの操作により、支持具１３２に対する軸Ｒ２方向における位置を変化させる。これにより、ズームヘッド１２０は、軸Ｒ２に沿って移動する。

駆動部１３１ｃは、顕微鏡制御装置４０の制御のもと、ズームヘッド１２０をＺ方向へ移動させる。駆動部１３１ｃは、ステッピングモータやＤＣモータを用いて構成される。

位置検出部１３１ｄは、Ｚ方向におけるズームヘッド１２０の位置を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置４０へ出力する。位置検出部１３１ｄは、例えばエンコーダ、リニアスケールまたは光カプラ等を用いて構成される。

回転角度検出部１４０は、回転軸１０１の回転角度を検出し、この検出結果を顕微鏡制御装置４０へ出力する。回転角度検出部１４０は、例えばエンコーダ、リニアスケールまたは光カプラ等を用いて構成される。

〔表示装置の構成〕
次に、表示装置２０の構成について説明する。
表示装置２０は、顕微鏡制御装置４０の制御のもと、顕微鏡１０の撮像部１２８が生成した画像データに対応する画像や顕微鏡システム１の各種情報を表示する。表示装置２０は、液晶や有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の表示パネルを用いて構成される。

〔入力装置の構成〕
次に、入力装置３０の構成について説明する。
入力装置３０は、ズームヘッド１２０の移動を指示する指示信号の入力を受け付ける。入力装置３０は、マウス、キーボードおよびボタンやダイヤルスイッチを有する操作デバイス等を用いて構成される。なお、本実施の形態１では、顕微鏡制御装置４０を介して入力装置３０を顕微鏡１０に接続しているが、これに限定されることなく、直接、顕微鏡１０に接続してもよい。

〔顕微鏡制御装置の構成〕
次に、顕微鏡制御装置４０の構成について説明する。
顕微鏡制御装置４０は、顕微鏡システム１を構成する各部の動作を統括的に制御する。顕微鏡制御装置４０は、入力装置３０が入力を受け付けた各種の指示信号に基づいて、レンズ駆動部１２６または駆動部１３１ｃを駆動することによって、ズームヘッド１２０をＺ方向に移動させる、またはズームヘッド１２０の視野領域（観察倍率）を変更する。顕微鏡制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のいずれか１つと、不揮発性メモリおよび揮発性メモリ等の記録媒体と、を用いて構成される。

ここで、顕微鏡制御装置４０の詳細な構成について説明する。顕微鏡制御装置４０は、判定部４０１と、算出部４０２と、画像処理部４０３と、駆動制御部４０４と、表示制御部４０５と、を有する。

判定部４０１は、レンズ検出部１２７から入力される信号に基づいて、レボルバ１２１から対物レンズ１２２が外されたか否かを判定する。

算出部４０２は、入力装置３０が入力を受け付けたレンズ情報と位置検出部１３１ｄが検出したズームヘッド１２０の位置とに基づいて、ズームヘッド１２０の移動距離を算出する。

画像処理部４０３は、撮像部１２８が生成した画像データに対して、各種の画像処理を行う。具体的には、画像処理部４０３は、画像データに対して、ホワイトバランス調整処理やデモザイキング処理等の画像処理を行う。また、画像処理部４０３は、撮像部１２８から順次入力される画像データに基づいて、合焦評価値を算出する。ここで、合焦評価値とは、連続する画像データのコントラストに基づく評価値である。

駆動制御部４０４は、ズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２から同焦点距離が異なる交換予定の対物レンズ１２２に交換する場合、交換予定の対物レンズ１２２の同焦点距離に応じたＺ方向の位置にズームヘッド１２０を移動するように駆動部１３１ｃを制御する。具体的には、駆動制御部４０４は、算出部４０２が算出した移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させることによって、ズームヘッド１２０を移動させる。

〔顕微鏡システムの処理〕
次に、顕微鏡システム１が実行する処理について説明する。図３は、顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

図３に示すように、まず、判定部４０１は、レンズ検出部１２７から入力される信号に基づいて、レボルバ１２１から対物レンズ１２２が外されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定部４０１がレボルバ１２１から対物レンズ１２２が外されたと判定した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ１０２へ移行する。これに対して、判定部４０１がレボルバ１２１から対物レンズ１２２が外されていないと判定した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、判定部４０１は、この判定を所定の時間間隔（例えば１０秒）で行う。

ステップＳ１０２において、判定部４０１は、入力装置３０から交換する対物レンズ１２２に関するレンズ情報が入力されたか否かを判定する。判定部４０１が入力装置３０からレンズ情報が入力されたと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ１０３へ移行する。これに対して、判定部４０１が入力装置３０からレンズ情報が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、判定部４０１は、この判定を所定の時間間隔（例えば１０秒）で行う。

ステップＳ１０３において、算出部４０２は、ズームヘッド１２０のＺ方向における現在の位置情報を取得する。

続いて、算出部４０２は、ズームヘッド１２０のＺ方向における現在の位置情報とレンズ情報とに基づいて、ズームヘッド１２０の移動距離を算出する（ステップＳ１０４）。

その後、駆動制御部４０４は、算出部４０２が算出した移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動することによって、ズームヘッド１２０を移動させる（ステップＳ１０５）。

続いて、判定部４０１は、レンズ検出部１２７から入力される信号に基づいて、レボルバ１２１に対物レンズ１２２が装着されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。判定部４０１がレボルバ１２１に対物レンズ１２２が装着されたと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、判定部４０１がレボルバ１２１に対物レンズ１２２が装着されていないと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、判定部４０１は、この判定を所定の時間間隔（例えば１０秒）で行う。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、ズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２から同焦点距離が異なる交換予定の対物レンズ１２２に交換する場合、駆動制御部４０４が交換予定の対物レンズ１２２の同焦点距離に応じたＺ方向の位置にズームヘッド１２０を移動するように駆動部１３１ｃを制御するので、同焦点距離が異なる対物レンズに交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、対物レンズ１２２の交換直後に所望する位置を観察することができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、同焦点距離が異なる対物レンズ１２２に交換した場合であっても、合焦のずれを最小限に抑えることができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、同焦点距離が異なる対物レンズ１２２に交換した場合であっても、観察視野のずれを最小限に抑えることができる。

（実施の形態１の変形例）
次に、本発明の実施の形態１の変形例について説明する。本実施の形態１の変形例に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同様の構成を有し、実行する処理が異なる。以下においては、上述した実施の形態１の変形例に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

〔顕微鏡システムの処理〕
図４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３は、上述した図３のステップＳ１０２〜ステップＳ１０４それぞれに対応する。また、ステップＳ２０４は、上述した図３のステップＳ１０１に対応する。さらに、ステップＳ２０５およびステップＳ２０６は、上述した図３のステップＳ１０５およびステップＳ１０６それぞれに対応する。このように、本実施の形態１の変形例では、対物レンズ１２２のレンズ情報を入力した後に、レボルバ１２１を対物レンズ１２２から外した後に、ズームヘッド１２０を移動させる。

以上説明した本発明の実施の形態１の変形例によれば、ズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２から同焦点距離が異なる交換予定の対物レンズ１２２に交換する場合、駆動制御部４０４が交換予定の対物レンズ１２２の同焦点距離に応じたＺ方向の位置にズームヘッド１２０を移動するように駆動部１３１ｃを制御するので、同焦点距離が異なる対物レンズに交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同一の構成を有し、実行する処理が異なる。以下においては、本実施の形態２に係る顕微鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る顕微鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

〔顕微鏡システムの処理〕
図５は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。ステップＳ３０１およびステップＳ３０２は、上述した図３のステップＳ１０１およびステップＳ１０２それぞれに対応する。

ステップＳ３０３において、判定部４０１は、ズームヘッド１２０が傾斜しているか否かを判定する。判定部４０１によってズームヘッド１２０が傾斜していると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、表示制御部４０５は、表示装置２０に警告を表示させる（ステップＳ３０４）。例えば、表示制御部４０５は、表示装置２０にズームヘッド１２０を初期位置へ移動する旨の警告を表示装置２０に表示させる。ここで、初期位置とは、支柱１０３の軸Ｒ２が回転中心軸Ｒ１と直交する位置である。ステップＳ３０４の後、顕微鏡システム１は、上述したステップＳ３０３へ戻る。

ステップＳ３０３において、判定部４０１によってズームヘッド１２０が傾斜していないと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ３０５へ移行する。

続いて、算出部４０２は、ズームヘッド１２０のＺ方向における現在の位置情報を取得し（ステップＳ３０５）、現在の位置情報とレンズ情報とに基づいて、ズームヘッド１２０の移動距離と移動方向を算出する（ステップＳ３０６）。

その後、判定部４０１は、ズームヘッド１２０の移動方向が安全であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。具体的には、判定部４０１は、ズームヘッド１２０の移動方向がＸＹステージ１１０側へ移動するか否かを判定する。判定部４０１がズームヘッド１２０の移動方向が安全であると判定した場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、駆動制御部４０４は、算出部４０２によって算出された移動方向かつ、移動距離となるように、ズームヘッド１２０を移動させる（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８の後、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ３１０へ移行する。

ステップＳ３０７において、判定部４０１がズームヘッド１２０の移動方向が安全でないと判定した場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、表示制御部４０５は、表示装置２０に警告を表示させる（ステップＳ３０９）。具体的には、表示制御部４０５は、レボルバ１２１に装着予定の対物レンズ１２２を装着することを禁止する旨の警告およびズームヘッド１２０の位置の確認を促す旨の警告を表示装置２０に表示させる。なお、表示制御部４０５は、メッセージに替えて、光または音等で表示装置２０に出力させてもよい。ステップＳ３０９の後、顕微鏡システム１は、上述したステップＳ３０５へ戻る。

ステップＳ３１０において、判定部４０１は、レンズ検出部１２７から入力される信号に基づいて、レボルバ１２１から対物レンズ１２２が装着されたか否かを判定する。判定部４０１がレボルバ１２１から対物レンズ１２２が装着されたと判定した場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ３１１へ移行する。これに対して、判定部４０１がレボルバ１２１から対物レンズ１２２が装着されていないと判定した場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、判定部４０１は、この判定を所定の時間間隔（例えば１０秒）で行う。

ステップＳ３１１において、判定部４０１は、ズームヘッド１２０の焦点が合焦状態であるか否かを判定する。具体的には、判定部４０１は、画像処理部４０３が撮像部１２８によって生成された画像データに基づいて算出した合焦評価値に基づいて、ズームヘッド１２０の焦点が合焦状態であるか否かを判定する。判定部４０１がズームヘッド１２０の焦点が合焦状態であると判定した場合（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、判定部４０１がズームヘッド１２０の焦点が合焦状態でないと判定した場合（ステップＳ３１１：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、後述するステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３１２において、顕微鏡制御装置４０は、ズームヘッド１２０の焦点調整の確認メッセージを表示装置２０に表示させる。

続いて、入力装置３０から焦点を調整する指示信号が入力された場合（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、駆動制御部４０４は、ズームヘッド１２０を合焦方向へ移動させる（ステップＳ３１４）。ステップＳ３１４の後、顕微鏡システム１は、上述したステップＳ３１１へ戻る。

ステップＳ３１３において、入力装置３０から焦点を調整する指示信号が入力されていない場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、顕微鏡システム１は、本処理を終了する。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、ズームヘッド１２０に装着された対物レンズ１２２から同焦点距離が異なる交換予定の対物レンズ１２２に交換する場合、駆動制御部４０４が交換予定の対物レンズ１２２の同焦点距離に応じたＺ方向の位置にズームヘッド１２０を移動するように駆動部１３１ｃを制御するので、同焦点距離が異なる対物レンズ１２２に交換する場合であっても、簡易な操作で交換することができる。

また、本発明の実施の形態２によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、対物レンズ１２２の交換直後に所望する位置を観察することができる。

また、本発明の実施の形態２によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、同焦点距離が異なる対物レンズ１２２に交換する場合であっても、合焦した状態で観察することができる。

また、本発明の実施の形態２によれば、駆動制御部４０４が算出部４０２によって算出された移動距離に基づいて、駆動部１３１ｃを駆動させるので、同焦点距離が異なる対物レンズ１２２に交換した場合であっても、観察視野のずれを最小限に抑えることができる。

なお、本発明の実施の形態２では、同焦点距離の異なる対物レンズ１２２に交換された場合、駆動制御部４０４がズームヘッド１２０による観察倍率が最小倍率となるようにレンズ駆動部１２６を制御するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態２では、同焦点距離の異なる対物レンズ１２２に交換された場合、対物レンズ１２２の交換前後における視野領域が同一となるようにレンズ駆動部１２６を制御するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態２では、判定部４０１によってズームヘッド１２０が傾斜していると判定された場合、表示制御部４０５が表示装置２０に警告を表示させていたが、例えば交換される対物レンズ１２２の同焦点距離に応じて、ズームヘッド１２０の傾斜角度に一定の範囲を持たせても良い。

（その他の実施の形態）
本発明では、顕微鏡、制御装置、入力装置および表示装置を備えた顕微鏡システムを例に説明したが、たとえば標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能、および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、たとえばビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。

また、本発明では、対物レンズ１２２の交換前のズームヘッド１２０の回転角度を記録し、この記録した回転角度と現在のズームヘッド１２０の回転角度とを表示制御部４０５が表示装置２０に表示させてもよい。もちろん、表示制御部４０５は、音によって表示装置２０に出力させてもよい。

また、本発明では、対物レンズ１２２の交換前のズームヘッド１２０の回転角度を記録し、この記録した回転角度にズームヘッド１２０の回転が到達した場合、ズームヘッド１２０の移動を停止するようにしてもよい。

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」、「そして」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

なお、本発明は、実施の形態１〜５に限定されるものではなく、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。例えば、各実施の形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良いし、異なる実施の形態や変形例に示した構成要素を適宜組み合わせて形成しても良い。

１ 顕微鏡システム
２ａ，２ｂ 対物レンズ
３ ズームヘッド
１０ 顕微鏡
２０ 表示装置
３０ 入力装置
４０ 顕微鏡制御装置
１００ ベース部
１０１ 回転軸
１０２ 軸受け部
１０３ 支柱
１０３ａ 端部
１１０ ＸＹステージ
１１０ａ 第１部材
１１０ｂ 第２部材
１１０ｃ 第３部材
１１１ ステージホルダ
１１２ ステージ操作部
１１２ａ ハンドル
１１２ｂ リニアガイド
１２０ ズームヘッド
１２１ レボルバ
１２２ 対物レンズ
１２３ ズームレンズ
１２４ フォーカスレンズ
１２６ レンズ駆動部
１２７ レンズ検出部
１２８ 撮像部
１３０ ズームヘッド保持部
１３１ ヘッド操作部
１３１ａ リニアガイド
１３１ｂ ハンドル
１３１ｃ 駆動部
１３１ｄ 位置検出部
１３２ 支持具
１３３ 固定ハンドル
１３４ 下側ストッパ
１４０ 回転角度検出部
４０１ 判定部
４０２ 算出部
４０３ 画像処理部
４０４ 駆動制御部
４０５ 表示制御部
Ｌ１ 光軸
Ｒ１ 回転中心軸
Ｒ２ 軸
ＳＰ 標本

Claims (6)

1. 標本が載置されるステージと、
   対物レンズと、
   前記ステージが載置された面と直交する直交方向へ移動可能であるとともに、同焦点距離が異なる対物レンズを装着可能であり、前記標本に対する観察倍率を変更可能な複数のズームレンズを有し、装着された対物レンズおよび前記複数のズームレンズを介して前記標本の観察像を結像するズームヘッドと、
   前記ズームヘッドを前記直交方向へ移動させる駆動部と、
   前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出するレンズ検出部と、
   前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、交換予定の対物レンズの同焦点距離に応じた前記直交方向の位置に前記ズームヘッドを移動するように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡。
2. 前記交換予定の対物レンズの同焦点距離を含むレンズ情報の入力を受け付ける入力部と、
   前記直交方向における前記ズームヘッドの位置を検出する位置検出部と、
   前記入力部が入力を受け付けた前記レンズ情報と前記位置検出部が検出した前記位置とに基づいて、前記ズームヘッドの移動距離を算出する算出部と、
   をさらに備え、
   前記駆動制御部は、前記算出部が算出した前記移動距離に基づいて、前記駆動部を制御させることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記ズームヘッドを前記複数のズームレンズの各々の光軸と直交する軸を中心に回動させることにより、前記光軸を前記ステージの主面と直交する軸に対して傾斜させる回転機構と、
   前記直交方向に対する前記光軸の回転角度を検出する回転角度検出部と、
   前記回転角度検出部が検出した前記回転角度に基づいて、前記ズームヘッドが傾斜しているか否かを判定する判定部と、
   前記交換予定の対物レンズに交換する場合において、前記判定部によって前記ズームヘッドが傾斜していると判定されたとき、前記ズームヘッドを前記光軸と前記直交方向とが一致する初期位置へ移動させる旨の警告を出力する出力部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡。
4. 前記出力部は、前記ズームヘッドが前記ステージ側へ移動する場合、前記ズームヘッドの位置の確認を促す旨の警告を出力することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
5. 前記駆動制御部は、前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、前記ズームヘッドを移動するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顕微鏡。
6. 前記複数のズームレンズの各々を光軸に沿って移動させるレンズ駆動部をさらに備え、
   前記駆動制御部は、前記レンズ検出部が前記ズームヘッドに装着された対物レンズを検出できなくなった場合、前記複数のズームレンズによる観察倍率が最低倍率になるように前記レンズ駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の顕微鏡。

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