JP4035206B2 - Ｉｒデータを取得するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＲデータを取得するための装置に関し、またＩＲ分光測定のような分光学において用いられる顕微鏡の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分光学の分野においては、分光光度計と組み合わせて動作することができる顕微鏡を設けることが知られている。このような装置はサンプルの赤外スペクトルを得るのに用いられる。公知の顕微鏡の１つは、たとえば１９９０年１１月にアメリカンラボラトリ社で発行された、Ｄ．Ｗ．シェアリング、Ｅ．Ｆ．ヤング、およびＴ．Ｐ．バイロンによる「ＦＴ−ＩＲ顕微鏡」と題する文献に説明されているパーキンエルマ社のＦＴ−ＩＲ顕微鏡である。このような顕微鏡には、調査すべきサンプルが乗せられる可動ステージが含まれている。この顕微鏡により、透過モードまたは反射モードのいずれかで、赤外放射によるサンプルの可視観察およびサンプルの分析の両方が可能になる。この顕微鏡にはまた、コンピュータの表示装置上への表示のためにサンプルのビデオイメージを発生させるため、可視観察装置を組み合わせて用いることのできるビデオカメラが含まれている。
【０００３】
この顕微鏡は、パーキンエルマ社のシステム２０００ＦＴ−ＩＲ分光光度計のような分光光度計とともに用いることが可能である。この計器は、サンプルを透過した赤外放射またはサンプルから反射された赤外放射のいずれかを受け取り、サンプルのスペクトルを表す出力を供給することができる。
【０００４】
顕微鏡のステージは可動であるため、初期段階においてこれをＸ−Ｙ平面内で移動させてサンプルを適切に位置決めでき、これによってサンプルの選択された部分を分析することができる。
【０００５】
ヨーロッパ特許出願第９５３０１４２８．９号において、コンピュータの表示装置上のステージのイメージを用いて、サンプルステージを都合よく位置決めするための方法および装置が開示されている。この発明はまた、取得したデータの拡張表示のための機能も備えている。
【０００６】
ヨーロッパ特許出願第９５３０１４２８．９号に記載された発明の第１の特色は、ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有する顕微鏡の、モータ駆動されるステージを制御するための方法に関するものであり、この方法に含まれるのは、ビデオカメラに結合されたコンピュータの表示装置にサンプルのイメージを形成し、このイメージ上に１つまたはそれ以上のグラフィカルマーカを形成して重畳し、１つまたは複数のマーカを用いて前記サンプル上の関心位置を識別する座標データを形成し、引き続いてこの座標データを用いて前記ステージの位置を制御することである。
【０００７】
上記の発明の第２の特色は、前記ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有する顕微鏡の、モータ駆動されるステージと、関係するコンピュータと、前記カメラによって観察されるエリアのビデオイメージを表示するための表示装置とを制御するための方法に関するものであり、この方法に含まれるのは、前記表示装置上に前記サンプルの関心エリアのイメージを形成し、前記イメージを表現するデータを蓄積し、前記サンプルの別のエリアを識別するために前記ステージの位置を調節し、そのイメージを表すデータを蓄積し、前記サンプルの選択された数に対して前記段階を繰り返し、個別の関心エリアからなる前記サンプルの、より大きなエリアのイメージを作り出すために前記データを組み合わせ、前記より大きなエリアイメージ上に１つまたはそれ以上のグラフィカルマーカを形成して重畳し、前記サンプルの位置を識別する座標データを作り出すために前記１つまたは複数のマーカを利用し、引き続いて前記座標データを用いて前記ステージの位置を制御することである。
【０００８】
上記の発明の第３の特色は、ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有する顕微鏡の、モータ駆動されるステージを制御するための装置に関連しており、この装置は、表示装置と、この表示装置を制御してこの表示装置上に顕微鏡ステージ上のサンプルのイメージを形成するためのコンピュータとを含んでおり、このコンピュータは、１つまたはそれ以上のグラフィカルマーカを前記イメージ上に形成して重畳させるように構成されており、ここでこのグラフィカルマーカは、関心位置を識別する座標データを形成す るために用いることができ、この座標データは、引き続いてステージを位置決めしてサンプルを分析するために用いられる。
【０００９】
上記の発明の第４の特色は、ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有する顕微鏡の、モータ駆動されるステージを制御するための装置に関するものであり、この装置は、表示装置と、この表示装置を制御して、顕微鏡ステージ上のサンプルの１エリアのイメージを前記表示装置上に形成するためのコンピュータとを含んでおり、このコンピュータは、観察するエリアのイメージを表すデータを蓄積し、別のエリアにステージを移動し、そのエリアを表すデータを蓄積し、選択された数のエリアに対してこれら段階を繰り返し、蓄積されているデータを組み合わせて個々のエリアよりも大きなサンプルのイメージを提供するように構成されている。このコンピュータはまた１つまたはそれ以上のグラフィカルメンバを、より大きなエリアイメージ上に表示して重畳することができるようにも構成されており、ここでこれらのグラフィカルメンバは、サンプル上の関心位置を識別する座標データを形成するのに用いられ、この座標データは、引き続きステージを位置決めしてサンプルの分析するために蓄積して用いることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上の装置の改良発展を実現し、当該の改良装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明により、ＩＲデータを取得するための装置において、この装置には、モータ駆動されるステージを有するＩＲ顕微鏡が含まれており、この顕微鏡は、ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有しており、上記の装置は、表示装置およびコンピュータを有しており、このコンピュータにより、上記の表示装置が制御されて、顕微鏡ステージ上のサンプルの１エリアのイメージがこの表示装置上に形成され、このコンピュータを構成して、このコンピュータにより、１つまたはそれ以上のグラフィカルマーカが形成されて前記イメージ上に重畳されるようにし、ここでこのグラフィカルマーカは、関心位置を識別する座標データを形成するのに用いられ、上記の座標データはコンピュータによって蓄積され、上記のコンピュータにより、関心点毎に座標データの取得が制御されて、いくつかの関心点に対する座標データが蓄積され、ここでこの蓄積された座標データは、実質的に走査ステップ中にサンプルの分析に対してステージを自動的に位置決めするために使用されるものであり、上記のステージは、蓄積された座標データによって定められた、各関心位置に自動的に連続して移動されて、ＩＲデータが関心位置毎に取得される。このステージは水平及び垂直平面の両方に移動でき、上記のコンピュータを構成して、このコンピュータにより、上記の分析の間に各関心位置にてステージの位置が調節され、これによってＩＲデータの取得の前に、各関心位置にて実行されるイメージ分析処理を使用してステージ上のサンプルのイメージを自動的に焦点合わせされるようにすることによって解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この顕微鏡は、コンデンサレンズと、コンデンサレンズの垂直位置を調節するための装置とを含むことができ、上記のコンピュータを構成して、このコンピュータにより、各関心位置にてコンデンサレンズの位置が調節され、これによってこのコンデンサレンズにより、顕微鏡の検出器にて最大強度の赤外放射が得られるようにする。
【００１３】
このコンピュータは、各関心位置において実行されるイメージ分析処理を基にして、自動焦点あわせを行うための信号を提供することができる。この自動焦点合わせは、顕微鏡の反射モードおよび透過モードの両方において実行されることができる。
【００１４】
【実施例】
以下では特に添付図面を参照し、単なる例として本発明を説明する。
【００１５】
ＩＲ分光光度計と共に用いられるＦＴ−ＩＲ顕微鏡に基づいて本発明を説明する。基本的な構成は、図１に示されている。これには、顕微鏡（１０）、分光光度計（１１）、表示装置（１４）を有するコンピュータ（１２）、キーボード（１７）およびジョイスティック（１９）が含まれている。この顕微鏡は、ステージ制御器（１８）によってＸ、ＹおよびＺ方向に駆動することができる可動ステージ（１６）を含んでいる。顕微鏡はまた、分析段階に先だって、ステージ（１６）上のサンプルを観察できるようにするための観察用装置（２０）を含んでおり、またサンプルステージのビデオイメージを形成するのに用いることができるビデオカメラ（２２）を含んでいる。
【００１６】
顕微鏡（１０）は、パーキンエルマ社製のＦＴ−ＩＲ顕微鏡のタイプとすることができる。このような顕微鏡は、図面の図２に示した基本構造を有する。この顕微鏡は、光学顕微鏡（２０）、観察／ＩＲミラー（２４）、リモート視野絞り（２６）、透過／反射ミラー（２８）、サンプル位置（３０）がその間に設けられる対物カセグレンレンズアセンブリ（２７）およびコンデンサカセグレンレンズアセンブリ（２９）を含んでいる。駆動可能なステージ（１６）はサンプル位置に設けられる。加えて、この顕微鏡は放射をサンプルに向かわせるために用いられるトロイドカプリング光学機器（３２）を含んでいる。本装置においては、観察／ＩＲミラー（２４）は、サンプルをビデオカメラ（２２）によってまたは顕微鏡（２０）を通してのいずれかで観察することができる第１位置と、ＩＲ測定を実行することができる第２位置との間で自動的に移動可能である。
【００１７】
観察／ＩＲスライダと並んでＭＣＴ型の検出器（３６）が設けられおり、これは受光した赤外放射に応じたデータを提供し、このデータは分校光度計に供給されて分析される。その機能は当業技術者にとっては明らかであるため、顕微鏡についてより詳細に説明することは、本発明の目的にとっては不必要である。充分な説明はパーキンエルマＦＴ−ＩＲ顕微鏡のマニュアルに、また１９９０年１１月にアメリカンラボラトリ社で発行された「ＦＴ−ＩＲ顕微鏡」と題する前述の文献にも見いだすことができる。
【００１８】
このような装置の作動時には、サンプルが可動ステージ（１６）上に置かれ、最初の段階は、赤外放射によってサンプルを照射することによってこれを分析するのに先だって、このサンプルを位置決めすることである。サンプルは、顕微鏡（２０）を通して光学的に、またはビデオカメラ（２２）を用いて表示装置（１４）上において、あるいはその両方でサンプルを観察することによって位置決めされる。一旦ステージが適切に位置決めされたならば、赤外スペクトルを得ることによって、サンプルの選択されたエリアを分析することができる。本技術は、表示装置（１４）を用いてサンプル上の関心エリアを識別し、引き続いて分析段階中にステージを制御して、これらの関心エリアが自動的に分析されるようにすることに関連している。加えて、コンデンサカセグレン（２９）の位置も調節することができる。
【００１９】
以下では図面の図３を参照してこの技術を説明する。この図は本発明の１実施形態の概略ブロック図である。図３においては、ビデオカメラが（４０）に示されており、（４１）に示されているビューアと共に動作する。ビデオカメラはコンピュータ（１２）の回路ボード（４２）に接続されており、この回路ボートにより、コンピュータは、表示装置を制御して、可動ステージ（１６）のビデオイメージを表示することが可能となる。回路ボード（４２）は、フレームグラッブカードとして知られている市販のボードである。コンピュータと関連しているのは、キーボード（１７）および標準的にはマウスであるポインタコントロール（４６）である。モータのついたステージは（４８）で示されており、コンピュータ（１２）に結合されているステージ制御電子回路（５０）と共に動作する。電子回路（５０）と関連しているのは、操作者が可動ステー指示（４８）を手動で操作でき るようにするジョイスティック（１９）である。ステージ（４８）は、Ｘ−Ｙ平面内でステージを駆動するためのモータ（５１、５２）を含んでいる。ステージ（４８）はまた、垂直またはＺ方向にこれを移動させるための（図示されていない）モータを含んでいる。コンピュータ（１２）はまた、コンデンサカセグレン（２９）の位置を制御することのできる回路（５４）に信号を提供するための出力部を有している。このためにコンデンサアセンブリは、関連したモータ（５８）を有しており、このモータにエネルギーを供給して、顕微鏡ハウジングに沿って上方または下方に垂直にこのアセンブリを移動することができる。コンピュータ（１２）からのさらに別の出力部（５６）は、ミラー（２４）の移動を制御するための制御信号を供給する。
【００２０】
以下の説明においては、ソフトウェアがウィンドウズ環境で動作すると仮定しているが、本発明はこのような実施例に制限されないことを理解されたい。したがってこのコンピュータ（１２）は、ウィンドウズオペレーティングシステムを動作させることのできるコンピュータである。
【００２１】
はじめに顕微鏡（２０）はステージ上のサンプルを観察するのに用いられ、またサンプルの１部のイメージがビデオカメラ（２２）によって表示装置（１４）上に形成される。ステージ（１６）は、ジョイスティックコントローラ（１９）を用いるか、またはコンピュータ（１２）によって形成されるコマンドに応答するかのいずれかでコントローラ（１８）を介して電子的に制御することができる。要約すれば、ビデオカメラ（１２）によってイメージがサンプルされ、コンピュータのフレームグラップカード（４２）に電子データが伝送され、このデータが処理されてサンプルのライブビデオイメージである表示を形成するのに用いられるのである。加えて、コンピュータ内に蓄積されているソフトウェアにより、サンプルのイメージ上にグラフィカルイメージを重ね合わせることができる。
【００２２】
図４および８には、作成され得る典型的な表示が示されている。最初の表示は、ステージ制御ウィンドウとして知られており、このウィンドウにより、操作者はサンプルステージの位置を調整することができる。見て分かるとおり、この表示はマーカ（６０および６１）を含んでいる。マーカ（６０）は、顕微鏡絞りのサンプルステージ上の位置を示す現在絞りマーカである。これはジョイスティックを用いることなくサンプルステージを異なる位置に移動させるのに用いることができる。これを行うため、マウスが操作されて、マウスポインタがマーカ（６０）の近くに移動される。マーカ（６０）は次に、マウス位置を移動させることにより、表示上をドラッグされる。サンプルステージは次に、ステージ制御電子回路（５０）により、再位置決めされたポインタ（６０）に相当する位置まで移動される。この処理を用いてステージが連続的に再位置決めできることがわかる。図４に示される表示はまた、マウスを使用して選択可能ないくつかのアイコンを含むツールバー機能（６２）をも含んでいる。
【００２３】
図８は、サンプル自身のエリアのビデオイメージである表示の一例を示している。コンピュータは、マーカがサンプルのイメージ上に重ね合わせられることができるように、また標準的にはマウスであるポインタコントロールによってサンプルの周囲を移動することができるようにプログラムされている。この装置の使用においては、分析されるべきサンプルは顕微鏡のサンプルステージ上におかれる。サンプルステージは、ジョイスティックコントロールを用いてステージを移動させることにより、おおまかに位置決めされる。この位置決めは視覚的に行うことが可能である。
【００２４】
次に２つの表示（図４および図８）が同時に表示装置上に観察される。操作者は、図８のウィンドウ上で関心エリアを識別し、現在ステージ位置マーカ（６０）を用いて上記のように、そのエリアが表示の中心になるまでステージを移動させる。次にマウス操作ボタンを用いることによって操作者は関心エリアをマークし、これによってマーカ（６１）が 形成される。ここでこのマーカは、これが識別するエリアに対して以降、移動しないマーカである。表示装置（４）はまた、図４における（６４）によって表されているように、マークされた位置の座標を表示することもできる。これら座標もまた、コンピュータメモリ内にある。
【００２５】
次にソフトウェアは、オペレータが上記のようにマーカ（６０）を用いて関心ある別の関心エリアに移動すること、および同様な方法で関心ポイントの座標を表すデータを蓄積することを可能とする。この処理は、必要とされる数の関心エリアに関して繰り返すことができ、これらの関心エリアに関する座標データはコンピュータメモリ内に蓄積される。関心エリア毎にマーカ（６１）が表示装置上に出現する。図５にはいくつかの数のマークされたポイント（６１）を有する表示を示している。図５はまた、マウスの操作の下でどのようにして１つのボックスがポイントの周りに描かれるかを示しており、また次にこのボックスによって規定されたエリアは拡大されて、上記の点を異なるスケールで表示する別のウィンドウ（図６）が形成される。
【００２６】
上の動作に関するソフトウェアは全体的に以下のように動作する。ソフトウェアは現在ステージ位置に関してステージ制御電子回路（５０）を連続的にポーリングする。このソフトウェアは、カメライメージサイズ情報によって前もって較正されており、この場合に表示装置（１４）上に表示されるライブビデオイメージ上のどのようなポイントのステージ座標も計算することができる。一旦サンプル上の特徴が表示内に可視状態となれば、上記のようにマウスを用いてこれをポインティングすることにより、これを迅速にセンタリングすることができる。次にソフトウェアは座標を計算してステージ（１６）をこれらの座標まで移動させる。観察画面の現在の中心は、コンピュータによって形成された小さなマーカによってマークされる。ステージが移動されるにしたがい、このマーカはこれがマーキング中であるという特色を残すように再位置決めされる。上記のことは規定すべき関心ポイント毎に繰り返される。
【００２７】
引き続いて上記のソフトウェアが使用されて、赤外走査動作の間に関心点毎に分析データが自動的に取得される。スペクトル取得のためのセットアップにおいて、操作者には、図７に示されるタイプのウィンドウが提示される。これによって操作者は、走査パラメータをセットアップすることができる。この特定のウィンドウはパラゴン１０００計測器に用いるために設計されたものである。スペクトル取得の動作では、ステージは、蓄積されている座標データに相応する位置、すなわちマーカ（６１）によって識別される位置に自動的に移動される。各位置において、サンプルは通常の方法において赤外放射で走査され、そして分光光度計によってスペクトルが取得される。これらスペクトルは表示装置上に表示されることができ、図１１はそのような表示の１例を示している。
【００２８】
したがって上記の装置により、操作者は、コンピュータによって形成されたグラフィックマーカを調査中のサンプルのライブビデオイブイメージに重ね合わすことができるようになるということがわかる。ここでこれらのイメージは、コンピュータのディスプレイ画面に表示される。またこの装置によって可能になるのは、コンピュータによって形成されたグラフィックマーカを使用して、サンプル上の関心点の位置を表すデータおよびこのサンプル上のライブビデオイメージを操作者が定められるようにすることである。続いて走査段階中に上記の座標データを使用して、サンプルステージ（１６）を自動的に位置決めして、操作者によって識別された関心点毎に赤外スペクトルデータを取得することができる。本装置のさらに別の特徴は、マーカ（６１）により、操作者が、サンプル上のマークされたポイントを再び観察することができる位置にステージを簡単かつ精確に戻せることである。各位置に関する開口をグラフィカルに規定する能力は、開口セッティングを著しく好都合とする。しかも、一旦関心ある位置に関するデータがコンピュータ内に蓄積されたならば、引き続くＩＲデータの取得は、コンピュータ（１２）の制御の下に自動的に動作することができ、そしてこのことは実質的に装置の効率を増加させる。
【００２９】
ここでは添付の図面を参照して上記の装置に対する拡張を説明する。明らかなように、ビデオカメラ（２２）は、調査中のサンプルのあるエリアだけのイメージを形成することができる。説明すべき拡張によって可能となるのは、表示装置により、カメラの単独の視野から得られる表示よりも大きなサンプルのエリアの表示が形成されることである。
【００３０】
表示装置上にイメージを形成する方法は、上に説明した通りである。この拡張では、関心領域を表すかまたは定めるステージ座標がソフトウェアには供給される。次にプログラムは、ステージを制御してその領域におけるいくつかの位置に移動し、各位置においてその領域のビデオイメージを取得する。これらのイメージはコンピュータ（１２）のメモリ内に蓄積される。次に個々のイメージが組み合わされて、ターゲット領域全体のイメージが表示装置上に形成される。ここでこのターゲット領域は、個々のエリアの組み合わせである。このことは、図５に示されており、ここでは各領域（６５）は、図８上に表示されているエリアに相当するエリアを表している。一旦この処理が完了すれば、大きな領域のイメージがスクリーン（１４）上に表示され、グラフィカルマーカが上記のようにその表示上に重ね合わせられる。このマーカは、上記のように用いて、上述のように関心領域を識別することができる。これらの関心ポイントの座標は評価され、これらの座標を表現するデータがコンピュータメモリ内に蓄積される。次にこれらの座標は、すでに説明した方法で使用されて、関心ポイントから赤外スペクトルが得られる。
【００３１】
この拡張により、一回にカメラ（２２）によって観察されることができるエリアよりもより大きなサンプルのエリアのイメージを表示装置が表示できるようになることが理解されるであろう。赤外データが取得される速度を増加させることは、著しい特色である。
【００３２】
コンピュータ上で動作するソフトウェアはまた、他の利点を備えるように構成することができる。たとえば、上記のように、いくつかのスペクトルが取得されたならば、ソフトウェアを構成して、表示装置がデータの第２または第３グラフィカル表現を表示するようにさせることもできる。当業技術者にとっては明らかであるように、ＩＲ分析から得られるデータは、いくつかの方法で処理することができ、適切な表示を形成することができる。異なるバージョンのデータを別のウィンドウに同時に表示することも可能である。グラフィカルソフトウェア操作は、これらの表示上に重ね合わせられ、またこれらはマウスを介する命令の入力に応答する。この操作を使用して、グラフの軸におけるそれらの位置が（例えば図１０の位置）、このグラフを含むウィンドウに表示されるデータだけに影響を与えるのでなく、たとえば別の形式でデータを表示し得る別の１つまたは複数のウィンドウにおけるパラメタにも影響を与えるようにすることも可能である。こうして、１つのウィンドウにおける操作を移動させることにより、そのデータを表示している全てのウィンドウを変更させる計算に影響を及ぼすことも可能である。
【００３３】
また上記のソフトウェアを構成して、このソフトウェアにより、コンピュータメモリへのデータの蓄積が制御されて、取得したＩＲデータに関連するすべてのパラメタを表すデータが単一のファイルに蓄積されるようにすることも可能である。このことは、そのファイルが再呼び出しされたとき、蓄積されたときにおける状態で全てのデータがウィンドウ内に表示されるということを意味している。
【００３４】
提供可能な別の利点に含まれるのは、たとえばスペクトルにおけるピークを識別することである。たとえば図１０においては、その波長が識別されるべきピークをポイントするために、マウス制御されるポインタが使用できる。マウスをクリックすることにより、表示装置に波長を数字で表示するよう命令することができる。逆に、波長が読みとれるように、ピークから横座標にラインを引くよう表示装置を動作させることも可能である。比較のため、スペクトルを互いに重ね合わせることもできる。
【００３５】
コンピュータ（１２）におけるソフトウェア動作を説明する流れ図が図１２に示されている。
【００３６】
本装置を用いて実行できる別の処理は、マッピングの処理である。マップを作り出すために、関心エリアが最初に、たとえば前に説明したマーカ（６０）を用いて識別される。マップされるべきエリアが次に、マーカ（６０）を用いて規定される。このマーカは最初にエリアの１つの角に移動され、そしてマウスを用いてその角がマークされる。別の角が次に同様な方法によって識別される。
【００３７】
次に操作者は、他のウィンドウを用いて、走査の回数のようなマップのパラメタおよびマップ上の走査ポイント間のインターバルを定める。次に装置はマップされるべきエリアを表すグリッド境界を表示することができる。このことは、図１１における（７０）に示されている。次に装置は、グリッド上に規定されているポイントからデータを収集するよう命令される。ステージはグリッド上の各ポイントに移動し、たとえばスペクトルのようなデータが各ポイントにおいて収集される。
【００３８】
得られたマップデータは、いくつかの方法で提供することができる。たとえば、各エリアからのデータを示すのに、色づけられたブロックが用いることができる。グリッド上の特定のポイントからのスペクトルが選択され、表示された外形がマップに加えられてマップ上に表示される。表面突き出し表示はエリアマップのために形成することができる。
【００３９】
本装置はまた、達成されるべき赤外分析の最適化を行う付加的な利点を提供することができる。１つの付加的な利点は、各関心ポイントにおける各測定に先だって、サンプルの表面の自動焦点合わせを提供できるソフトウェアルーチンを備えることである。上で指摘したように、顕微鏡ステージはＸ−Ｙ平面におけるだけでなく、コンピュータ（１２）からの信号の制御の下で垂直平面においても移動することができる。コンピュータ（１２）には、ビデオカメラの電荷結合素子によって受け取られたサンプルのイメージをコンピュータが分析可能とするようなルーチンが設けられている。一般的なイメージ分析ルーチンがこの段階に使用される。このように動作時にはステージがまず第１関心ポイントに移動され、またミラー（２４）が制御されて、顕微鏡が観察モードになる。この動作はまずメージを捕捉し、そして焦点距離を決めることであり、この距離は、ステージに関連した適切なセンサによって提供される相当するステージ高さと共に蓄積される。このデータはコンピュータ内に蓄積されているルーチンによって試験され、そして焦点値においてピークが存在するかどうかの決定がなされる。そうでなければ、どの方向にステージが移動される必要があるかの決定が行われ、そしてこのルーチンが繰り返される。引き続いてこのルーチンは微細なサーチを開始させて、ステージを焦点ピークの直下に位置決めする。全ての蓄積されていた値がクリアされ、次に再びイメージが捕捉され、そして焦点距離が求められる。これは再びステージ高さデータと共に蓄積される。次にこのルーチンは焦点値においてピークが存在するかどうかを識別し、存在しなければ、ステージはピークが見いだされるまでわずかな増分だけ移動される。ピークが識別される場合、ステージは焦点に対して適切な位置にある。一旦このルーチンが実施されたならば、次に顕微鏡はその赤外モードに変化し、サンプルの赤外分析を上に述べたように実行することができる。次にこの処理が他の関心ポイントに対して繰り返される。
【００４０】
本装置によって提供されるさらに別の利点は、コンデンサレンズ（２９）の位置の調節である。これは顕微鏡サポート上に取り付けられているため、これは全体的に垂直方向において上方または下方に移動することができる。コンデンサレンズアセンブリに関連しているのは、このアセンブリの前記垂直移動を生じさせるため、図３に示された制御電子回路からエネルギーを供給することができるモータである。この機能によって可能になるのは、各関心ポイントにおいて、その関心ポイントにおける測定に先だってコンデンサレンズアセンブリ（２９）の垂直位置を最適化することである。各関心ポイントにおいて、コンデンサレンズアセンブリの最適化を達成するため、各測定に先だって、コンピュータ（１２）は、赤外または可視光線のいずれかにおいて、受け取ったエネルギーを測定するルーチンを呼び出す。このエネルギーは、センサによって感知した、レンズアセンブリの現在位置とともに蓄積される。この蓄積されたデータは、エネルギーピークが識別されるかどうかを知るために試験される。エネルギーピークが識別されない場合、どの方向にカセグレンを移動するかの判断が行われ、カセグレンを前もってセットされた量だけ移動し、このルーチンを繰り返す。エネルギーピークが識別される場合、このピークに関連して蓄積されていた値に注目してカセグレンを適切な位置に移動する。一旦カセグレンがその最適ポイントに位置決めされたならば、上記の赤外分析を実行することができる。
【００４１】
コンデンサカセグレンの自動焦点合わせおよび位置決めを実行するためのルーチンを説明する流れ図が図１６および図１７にそれぞれに示されている。
【００４２】
カセグレンアセンブリ（２９）を移動させるための機構の説明が図１８に示されている。これは顕微鏡シャシに固定されているブラケット（１００）を含んでいる。内側スライド部（１０２）を持つリニアベアリング（１０１）は、ブラケット（１００）に取り付けられているため、ベアリング（１０１）は上方または下方に移動でき、スライド部（１０２）はブラケット（１００）に関して固定されている。別のブラケット（１０４）がベアリング（１０１）に乗せられており、（図示されていない）カセグレンアセンブリに接続されている。駆動ブロック（１０５）は、リニアベアリングの外側部分に接続されており、またモータおよびギアボックス（１０９）のリードスクリュー（１０８）にリンクされている。この装置は、モータ（１０９）にエネルギー供給されるとき、リードスクリュー（１０８）が時計方向または反時計方向のいずれかに回転し、これがリニアベアリングを内側スライド部に関して上方に、または下方に移動させることになる。リニアベアリングはカセグレンアセンブリに接続されているため、これもまた相当量だけ上昇または下降移動する。モータ（１０９）にエネルギー供給するための信号は、図３に示されている回路によって提供される。
【００４３】
上の素子と関連しているのは、（１１５）で示されているマイクロスイッチであり、これにより、上記のようにコンピュータ上で動作するルーチンによって用いられるデータが定められる。
【００４４】
【発明の効果】
ステージ上のサンプルを観察するための、ビデオカメラを持つ顕微鏡のモータ駆動されるステージの制御を拡張できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理によって動作するＦＴ−ＩＲ顕微鏡の概略図。
【図２】 １つのＩＲ顕微鏡の主要素子を示す側断面図。
【図３】 本発明の実施例による顕微鏡組立の概略ブロック図。
【図４】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図５】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図６】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図７】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図８】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図９】 図３の表示装置上に発生されることができる表示を示す図。
【図１０】 取得されたスペクトルの表示を示す図。
【図１１】 マッピング処理の間の動作で得られる表示を示す図。
【図１２】 コンピュータのソフトウェア動作の流れ図。
【図１３】 コンピュータのソフトウェア動作の流れ図。
【図１４】 コンピュータのソフトウェア動作の流れ図。
【図１５】 コンピュータのソフトウェア動作の流れ図。
【図１６】 本発明によって実行される自動焦点合わせルーチンを描いた流れ図
【図１７】 コンデンサレンズ組立の制御調節のためのルーチンを描いた流れ図。
【図１８】 コンデンサレンズの効果的移動のための機構の分解概略図。
【符号の説明】
１０ 顕微鏡
１１ 分光光度計
１２ コンピュータ
１４ モニタ
１６ 可動ステージ
１７ キーボード
１８ ステージ制御器
１９ ジョイスティック
２０ 光学顕微鏡
２２ ビデオカメラ
２４ 観察／ＩＲミラー
２６ リモート視野絞り
２７ 対物カセグレンレンズ組立
２８ 透過／反射ミラー
２９ コンデンサレンズ
３０ サンプル位置
３２ トロイド結合光学機器
３６ 検出器
４０ ビデオカメラ
４１ 顕微鏡観察口
４２ フレームグラッブＰＣＢ
４６ マウス
４８ モータ付きステージ
５０ ステージ制御用電子回路
５１ モータ
５２ モータ
５４ モータ
５５ 駆動回路
６０ マーカ
６１ マーカ
６２ ツールバー表示

Claims (5)

1. ＩＲデータを取得するための装置において、
   該装置には、モータ駆動されるステージを有するＩＲ顕微鏡が含まれており、
   該顕微鏡は、ステージ上のサンプルを観察するためのビデオカメラを有しており、
   前記装置は、表示装置およびコンピュータを有しており、
   該コンピュータにより、前記表示装置が制御されて、顕微鏡ステージ上のサンプルの１エリアのイメージが当該表示装置上に形成され、
   該コンピュータを構成して、当該コンピュータにより、１つまたはそれ以上のグラフィカルマーカが形成されて前記イメージ上に重畳されるようにし、ここで当該グラフィカルマーカは、関心位置を識別する座標データを形成するのに用いられ、
   前記の座標データはコンピュータによって蓄積され、
   前記のコンピュータにより、関心点毎に座標データの取得が制御されて、いくつかの関心点に対する座標データが蓄積され、ここで当該の蓄積された座標データは、実質的に走査ステップ中にサンプルの分析に対してステージを自動的に位置決めするために使用されるものであり、
   前記のステージは、蓄積された座標データによって定められた、各関心位置に自動的に連続して移動されて、ＩＲデータが関心位置毎に取得され、ここで
   前記ステージは水平及び垂直平面の両方に移動でき、
   前記コンピュータを構成して、該コンピュータにより、前記分析の間に各関心位置にてステージの位置が調節され、これによってＩＲデータの取得の前に、各関心位置にて実行されるイメージ分析処理を使用してステージ上のサンプルのイメージを自動的に焦点合わせされるようにしたことを特徴とする、
   ＩＲデータを取得するための装置。
2. 前記の顕微鏡は、コンデンサレンズ及びコンデンサレンズの垂直位置を調節するための装置を含み、
   前記コンピュータを構成して、当該コンピュータにより、各関心位置にてコンデンサレンズの位置が調節され、これによって当該コンデンサレンズにより、顕微鏡の検出器にて最大強度の赤外放射が得られるようにした、
   請求項第１項記載の装置。
3. 前記の自動焦点合わせは、顕微鏡の反射モード及び透過モードのいずれにおいても実行される、
   請求項第１項記載の装置。
4. 前記のイメージ分析処理には、
   イメージを捕捉することと、
   該イメージに基づいて焦点距離を決定することと、
   焦点距離のピークを決定することと、
   当該のピークに相応する位置に前記のステージの位置を自動的に調整することとが含まれる、
   請求項１に記載の装置。
5. 前記の各関心ポイントにてコンデンサレンズによって受け取られるエネルギーが決定され、当該のエネルギーおよびコンデンサレンズの現在の垂直位置が試験されて、エネルギーピークが識別されるか否かが決定され、エネルギーピークが識別されるまでコンデンサレンズの垂直位置があらかじめ定めた量だけ自動的に調整されることによって、輝度が最大になる垂直位置に前記のコンデンサレンズの垂直位置が調節される、
   請求項２に記載の装置。

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