JP4838004B2 - 顕微鏡、顕微鏡の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の結像レンズと対物レンズの組み合わせによる低倍率レンズユニットと、低倍率から高倍率までを実現する連続変動ズームユニットとを備え、レンズユニットの切換えおよび観察対象物の移動速度を電動制御にて行う顕微鏡での実施に好適な技術に関する。

顕微鏡の倍率向上と鮮明な画像技術とにより、部位の観察を観察者の望むように観察できるようになってきた。しかし、これからは観るだけではなく、細胞レベルから組織レベルを意識した、細胞間の相互作用を観察することが重要になる。そのためには、極めて高い倍率で観察を行う細胞の観察から、それよりも低い倍率で観察を行う組織の観察まで、さらには極めて低倍率での観察を行う生物全体像の観察までを自在に行うことができ、細胞単体の観察ではわからない細胞間情報伝達を観察できる顕微鏡が必要になる。そこで、低倍率の観察から高倍率の観察までを自在に行える顕微鏡のニーズがある。

現在の顕微鏡は、電動制御され大変便利になっている。この電動制御を用いることで、操作者は観察倍率、フォーカス、開口絞りをスムーズに調整することができ、さらに観察条件を設定することで自動制御することができる。これにより、熟練した操作者のみならず、初めての操作者でも優れた操作が確保できる。

そこで、最近では低倍率から高倍率までを電動制御する電動焦準装置が開発されている。
例えば、特許文献１では、レボルバー式の対物レンズ変換機構をもつ顕微鏡において、現在観察している対物レンズ倍率に応じて、焦準機構を駆動する速度を自動的に変更させるものが提案されている。提案によると、対物レンズ倍率が大きいときには、焦準機構の駆動速度を小さくし、また対物レンズ倍率が小さいときには、焦準機構の駆動速度を大きく設定している。これにより、検鏡者は、観察光学系の拡大率を変化させても常に同じ感覚にてピント合わせ操作をすることができる。

また、特許文献２では、連続変倍ズーム機構と対物レンズ組み合わせによって観察倍率が決定される顕微鏡において上述の焦準機構の速度制御を適用したものが提案されている。
特開平８−８６９６５号公報 特開２００４−２２６８８２号公報

しかしながら、上述の提案の顕微鏡においては、観察光学系の倍率によって焦準機構の速度は予め設定された値に一意に決定される。また観察撮影からの倍率算出は、観察対象物が小さい場合において有効であり、本発明のように細胞から組織までを観察対象物とする場合に有効ではない。よって、以上２点より、初めて顕微鏡操作する人と習熟した人との操作感の違いを吸収することは難しい。

本発明は、操作性に優れた顕微鏡を提供することを課題とする。

本発明の態様のひとつである顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する制御部と、当該試料の観察像を表示する表示部と、当該表示部で表示されている当該観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得する部分領域取得部と、当該部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択する選択部と、を有し、当該切換え機構は、当該選択部によって選択されたレンズユニットを前記観察光路へ挿入する、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明の別の態様のひとつである顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する制御部と、当該ステージと共に当該試料が収容されて密閉される収容室と、当該収容室の開放を検知する検知部と、当該収容室の開放が検知されたときに、当該ステージの位置を移動させる移動制御部と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明の更なる別の態様のひとつである顕微鏡の制御方法は、当該顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料の観察像を表示する表示部とを有しており、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得し、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御し、当該表示部で表示されている当該観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得し、当該部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択し、当該切換え機構を制御して、選択されたレンズユニットを当該観察光路へ挿入させる、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明の更なる別の態様のひとつである顕微鏡の制御方法は、当該顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料の観察像を表示する表示部とを有しており、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得し、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御し、当該表示部で表示されている当該観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得し、当該部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択し、当該切換え機構を制御して、選択されたレンズユニットを当該観察光路へ挿入させる、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

なお、顕微鏡の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料の観察像を表示する表示部とを有しており、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得する処理と、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する処理と、当該表示部で表示されている当該観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得する処理と、当該部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択する処理と、当該切換え機構を制御して、選択されたレンズユニットを当該観察光路へ挿入させる処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、当該プログラムをコンピュータで実行させることによって前述した課題が解決される。

また、顕微鏡の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料が載置されるステージと共に当該試料が収容されて密閉される収容室とを有しており、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得する処理と、当該試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、当該観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する処理と、当該収容室の開放を検知する処理と、当該収容室の開放が検知されたときに、当該ステージの位置を移動させる制御を行う処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、当該プログラムをコンピュータで実行させることによって前述した課題が解決される。

本発明によれば、複数の低倍率レンズユニットと、低倍率から高倍率までの連続変動ズームユニットとを使用して行う観察において、顕微鏡に熟練でない操作者でも優れた観察が可能になる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第一実施例）
図１は、本実施例に係る顕微鏡装置の全体構成を示したものである。

図１では、連続変動ズームユニット２６が観察光路に挿入されている。
蛍光光源装置１は、内部に蛍光ランプ１ｃを有していると共に励起シャッター１ｂと励起フィルタ１ａとを備えている。蛍光光源装置１は、ファイバー２を介して顕微鏡本体に励起光を入射させる。ファイバー２にて伝播される光は、連続変動ズームユニット２６を観察光路に挿入する場合にのみターレット２８内部のキューブ１７から入射する。結像レンズと対物レンズとが組み合わせられている複数の低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄと、連続変動ズームユニット２６とは、ターレット２８上に配置されている。これらは、ターレット電動部１１の内部にあるモータ（不図示）により制御されて選択的に観察光路に挿入することができる。

図２Ａ及び図２Ｂはターレット２８の概略構成を示している。図２Ａはターレット２８の概略構成を上方から見た図であり、図２Ｂはターレット２８の概略構成を横方から見た図である。

観察倍率が固定倍率である低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄは、取付け穴２００、２０１、２０２、２０３に各々設置する。連続変動ズームユニット２６は取付け穴２０４に設置する（図２Ａ参照）。ここで、観察光路２０６には、連続変動ズームユニット２６が挿入されているとする。ターレット電動部１１（図２Ｂ参照）の内部にあるモータが回転すると、モータのトルクがターレット軸２０５に伝わる。このターレット軸２０５を中心にしてターレット２８が回転すると、ある１つのレンズユニットが観察光路２０６に挿入されるようになっている。ターレット２８内の各レンズユニットの取付け穴には、位置センサ２０７が設置されており、どのレンズユニットが観察光路２０６に挿入されているかが位置センサ読み取り器２０８にて瞬時にわかるように構成されている。なお、位置センサ２０７は磁石、位置センサ読み出し器２０８はホールＩＣ等の磁気センサで構成されている。選択されたレンズユニットが観察光路２０６に挿入されると、磁石が磁気センサに近接する。このときの磁気を磁気センサが読み取ることで、観察光路２０６に挿入されているレンズユニットが特定される。

図１の説明を続ける。
ターレット電動部１１は、ケーブル１２を介して接続されている電動制御コントローラ５にて制御される。キューブ１７はダイクロイックミラー切換え機構を備えており、この機構により、ＰＣ３の専用ソフトウェアにて選択することでダイクロイックミラーを観察光路に挿入することができる。

キューブ１７は、ケーブル１８を介して接続されている電動制御コントローラ５にて制御される。連続変動ズーム機構１４内部にはズーム機構モータ（不図示）が内蔵されており、連続変動ズーム機構１４にて低倍率から高倍率までの観察を実現する。このズーム機構モータは、ケーブル１３を介して接続されている電動制御コントローラ５にて制御される。

ステージ２５は、観察対象物を乗せる台である。ステージ２５は、Ｚステージ電動部９にてフォーカス速度を設定することができる。励起光を照射した標本から発する蛍光は、ズーム機構対物レンズ１５、連続変動ズーム機構１４、キューブ１７を通ってズーム機構結像レンズ１９に到達し、更に吸収フィルターユニット２１を通ってカメラ２３に到達する。吸収フィルターユニット２１は、吸収フィルタの切換え機構を備えており、ケーブル２２を介して接続されている電動制御コントローラ５にてその切換えを制御できる。カメラ２３は試料の観察像を撮影し、撮影した画像を表している画像データを、ケーブル２４を介してＰＣ３へ伝送する。

ターレット電動部１１を動作させて低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄを観察光路に挿入した場合には、ファイバー２から入射する励起光は、キューブ１７を介さずに、一般的に知られている偏射照明によって標本に照射される。このときに標本から発する蛍光戻り光は、吸収フィルターユニット２１を通過した後に、カメラ２３にて撮影される。

電動制御コントローラ５は、ケーブル６を介して接続されているＰＣ３にて制御される。蛍光光源装置１は、ケーブル４を介して接続されているＰＣ３で制御される。ＰＣ３は、専用のソフトウェアを実行することによって、電動制御コントローラ５と蛍光光源装置１とを制御する。

図３に電動制御コントローラ５の概略構成を示す。
電動制御コントローラ５は、マイクロコンピュータ３００を有している。マイクロコンピュータ３００は、本顕微鏡装置の電動制御を司るものである。マイクロコンピュータ３００には、制御プログラムが予め格納されている記録媒体であるＲＯＭ３０１と、制御プログラムの変数データを保持しておくＲＡＭ３０２と、外部インターフェースコネクタ３０４ｆ、３０４ｇとが接続されている。

また、マイクロコンピュータ３００は、モータドライバ３０３ａ、モータドライバ３０３ｂ、モータドライバ３０３ｃ、モータドライバ３０３ｄおよびモータドライバ３０３ｅが接続されている。これらモータドライバ３０３ａ、モータドライバ３０３ｂ、モータドライバ３０３ｃ、モータドライバ３０３ｄおよびモータドライバ３０３ｅには外部インターフェースコネクタ３０４ａ、外部インターフェースコネクタ３０４ｂ、外部インターフェースコネクタ３０４ｃ、外部インターフェースコネクタ３０４ｄおよび外部インターフェースコネクタ３０４ｅが各々接続されている。

外部インターフェースコネクタ３０４ａ、外部インターフェースコネクタ３０４ｂ、外部インターフェースコネクタ３０４ｃ、外部インターフェースコネクタ３０４ｄおよび外部インターフェースコネクタ３０４ｅは、各々ケーブル１３、ケーブル１０、ケーブル２２、ケーブル１８およびケーブル１２と電気的に接続されている。従って、マイクロコンピュータ３００は、モータドライバ３０３ａ、モータドライバ３０３ｂ、モータドライバ３０３ｂ、モータドライバ３０３ｃ、モータドライバ３０３ｄおよびモータドライバ３０３ｅを介して連続変動ズーム機構１４、Ｚステージ電動部９、吸収フィルターユニット２２、キューブ１７、ターレット電動部１１が各々有しているモータを駆動させることで、これらを電動制御することができる。

なお、ケーブル１２は、ターレット電動部１１内のモータと接続されていることに加え、図２Ａに示した、ターレット２８の取付け穴２００、２０１、２０２、２０３、２０４に設置されている位置センサ２０７、及び位置センサ読み取り器２０８にも、ターレット電動部１１を介して接続されている。位置センサ２０７の位置情報は、位置センサ読み取り器２０８によって取り込まれ、ターレット電動部１１及びケーブル１２を介してマイクロコンピュータ３００にて処理される。

なお、マイクロコンピュータ３００は、モータドライバ３０３ａ及びモータドライバ３０３ｂから得られる、それぞれのモータ回転角を示すアドレスをＲＡＭ３０２に格納しておくことにより、連続変動ズーム機構１４とＺステージ電動部９との現在位置を監視できるように構成されている。

外部インターフェースコネクタ３０４ｆは、ケーブル８を介して明視野光源７に接続されており、マイクロコンピュータ３００は、明視野光源７を電動制御することができる。
外部インターフェースコネクタ３０４ｇはケーブル６を介してＰＣ３と接続されている。ＰＣ３から発せられる各電動制御の命令は、マイクロコンピュータ３００にて処理される。

次に、このように構成した実施の形態の動作を図４のフローチャートに沿って説明する。なお、特に断らない限り、図４で示されている処理は、ＲＯＭ３０１に格納されている制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ３００により行われる。

ステップ４００において電源が投入されると、ステップ４０１において、ターレット２８内の各レンズユニットの取付け穴２００、２０１、２０２、２０３、２０４に設置されている位置センサ２０７にて、ターレット２８内のどのレンズユニットが初期状態において観察光路２０６に挿入されているのかを検出させ、検出結果を読み込む処理が行われる。観察光路２０６に挿入されているレンズユニットの情報の読み込み処理を終了すると、ステップ４０２ａにおいて、観察光路２０６に現在挿入されているレンズユニットに対するフォーカス速度を設定する処理が行われる。なお、フォーカス速度の設定は、マイクロコンピュータ３００を介してＰＣ３上の専用ソフトウェアより行う。

続いてステップ４０３において、観察に使用するレンズユニットの変更指示を取得する処理が行われる。この変更指示では、ＰＣ３上の専用ソフトウェアにて選択された結果の指示がされる。なお、このとき、指示されたレンズユニットがすでに観察光路２０６に挿入されている場合には、変更指示が行われない。その後、ステップ４０４において、ターレット電動部１１の内部のモータを駆動させ、ターレット軸２０５を介してターレット２８を回転させ、指示されたレンズユニットを観察光路２０６へ挿入させる処理が行われる。

その後、ステップ４０５において、ステップ４０３にて指示されたレンズユニットのレンズ情報の読み出し処理が行われる。そしてステップ４０２ｂにて、指示されたレンズユニットに対応したフォーカス速度の設定処理が行われる。

以上のステップ４０２ｂからステップ４０５までの処理が完了すると、ステップ４０３に処理を戻し、次のレンズユニットの変更指示を待機する状態となる。
図５に、図４のステップ４０２ａおよびステップ４０２ｂにおける、フォーカス速度設定処理の詳細をフローチャートで示す。

まず、ステップ５００において、観察光路２０６に挿入されたレンズユニットが、連続変動ズームユニット２６であるか否かを判定する処理をマイクロコンピュータ３００が行う。

本実施例において、ターレット２８内の取り付け穴に挿入されているレンズユニットのレンズ情報を図６に示す。この図においては、連続変動ズームユニット２６が取り付け穴２０４に挿入されているので、これが観察光路２０６に挿入されていれば、ステップ５００の判定結果がＹＥＳとなる。

ステップ５００の判定処理の結果がＹＥＳの場合には、ステップ５０１により、現在のズーム位置アドレスを読み出す処理が行われる。ズーム位置アドレスは、連続変動ズーム機構１４内部のモータの回転角を示すアドレスであり、これにて現在の連続変動ズーム機構１４の現在位置が把握できる。

ステップ５０２では、取得したズーム位置アドレスに基づき、連続変動ズームユニット２６の現在の倍率を算出する処理が行われる。本実施例において、連続変動ズームユニット２６の倍率は下記の式（１）を用いることにより算出することができる。

ズーム位置アドレスは、マイクロコンピュータ３００がＲＡＭ３０２を用いて管理しており、０〜３００の範囲の値をとる。対物倍率は、連続変動ズームユニット２６に組み合わされているズーム機構対物レンズ１５の倍率であり、ここでは２倍とする。

ステップ５０３では、ステップ５０２で求められたズーム倍率に基づいて、フォーカス速度を設定する処理が行われる。フォーカス速度の設定は、図７に例示するようなテーブルを参照して行われる。このテーブルには、各レンズユニットに対応したフォーカス速度の設定パラメータが定められている。このテーブルデータはＰＣ３の専用ソフトウェア上に取り込まれている。ＰＣ３は、操作者の指示に応じ、このテーブルから取得したフォーカス速度を、マイクロコンピュータ３００を介してモータドライバ３０３ｂへ設定する処理を行う。

一方、ステップ５００の判定処理の結果がＮＯの場合には、観察光路２０６に挿入されていれるのは低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄのいずれかとみなされる。この場合には、ステップ５０４にてフォーカス速度の設定処理が行われる。このフォーカス速度の設定も、図７に例示したテーブルを参照して行われる。

ここで、図５に示した処理に従ったフォーカス速度の設定について、実例を用いて説明する。なお、この実例では、観察光路２０６に挿入されたレンズユニットが、連続変動ズームユニット２６であるとする。

この実例では、まず、図５のステップ５００の判定処理の結果がＹＥＳとなり、ステップ５０１に処理が進む。ステップ５０１では、ズーム位置アドレスの読み出しを行う。ここでは、読み出したアドレスが「１５０」であったとする。

次に、ステップ５０２において、ズーム倍率の算出処理が行われる。ズーム位置アドレスが「１５０」の場合には、式（１）の値は３．９９となる。つまり、ズーム倍率は約４と求まる。

次に、ステップ５０３においてフォーカス速度の設定処理が行われる。ここで、図７より、連続変動ズームユニット２６のフォーカス速度として
微動：５０００（＝８０００／４² ）[μm/s]
粗動：３７５００（＝６０００００／４² ）[μm/s]
が設定される。こうして、微動動作を行う場合と粗動動作を行う場合との各々におけるフォーカス速度の設定が完了する。

以上のように構成され制御される本実施例の顕微鏡装置は、複数の低倍率レンズユニットと、連続変動ズームユニットを備えており、低倍率から高倍率までの広い倍率範囲での観察が自在に行える。また、電動制御されている観察倍率及びフォーカス速度の変更は操作者自身が切り換えることなくソフトウェア上で切り換えがなされる。従って、この顕微鏡装置は、操作性の優れたものとなっている。

なお、上述した実施例はあくまでも一例であり、下記のような構成であってもよい。
例えば、上記の実施例では、ターレット２８には、レンズユニットを５個実装した場合を説明したが、任意の個数の低倍率レンズユニットと連続変動ズームユニットとをターレット２８に実装するように構成することもできる。

また、上記の実施例では、ターレット２８の形状を円形状とし、回転機構によりレンズユニットの切換えを実現していた。この代わりに、レンズユニットの切換えの構成を、例えばベルトコンベア方式のものとすることも可能である。

図８Ａ及び図８Ｂは、このようなレンズユニットの切換え機構の概略構成を示している。図８Ａはこの概略構成を上方から見た図であり、図８Ｂはこの概略構成を横方から見た図である。また、この切換え機構を備えた顕微鏡装置の構成を図９に示す。

各レンズユニット２１３（低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び連続変動ズームユニット２６）がベルトコンベア２１２に接続されている。ベルトコンベア電動部２１１の内部にあるモータが回転すると、モータのトルクがベルトコンベア軸２１４に伝わる。ベルトコンベア軸２１４が矢印の向きに回転するとベルトコンベア２１２が矢印の向きに送られて、各レンズユニット２１３を観察光路２０６へ順次挿入する。なお、ベルトコンベア２１２の移動方向（ベルトコンベア軸２１４の回転方向）は、図８Ａ及び図８Ｂに示した矢印の向きと逆でもよい。

また、上述したようにして観察光路に挿入されるレンズユニットを切り替える構成とする代わりに、レンズユニットが実装されているターレットを固定しておき、観察光路を切り替える構成とすることも可能である。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、このような観察光路の切換え機構の概略構成を示している。図１０Ａはこの概略構成を上方から見た図であり、図１０Ｂはこの概略構成を横方から見た図である。また、この切換え機構を備えた顕微鏡装置の構成を図１１に示す。

各レンズユニット２２３（低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び連続変動ズームユニット２６）がターレット２８に実装されている。観察光路電動部２２１の内部にあるモータが回転すると、モータのトルクが光路軸２２４に伝わる。光路軸２２４が矢印の向きに回転すると光路挿入機２２２、ステージ２５、吸収フィルターユニット２１、及びカメラ２３がターレット２８の周囲を移動して観察光路が移動し、各レンズユニット２１３が観察光路へ順次挿入される。

また、図４に示したフローチャートにおけるステップ４０１では、ターレット２８の各取付け穴２００、２０１、２０２、２０３、２０４に設置されている位置センサ２０７により、どのレンズユニットが観察光路２０６に挿入されているかを判別している。この代わりに、どのレンズユニットが観察光路に挿入されているのかを、ターレット２８の回転量、すなわちターレット電動部１１のモータの回転量に基づいて判定をするように構成することもできる。

また、電動制御コントローラ５は、ケーブル６を介してＰＣ３と接続しているが、このケーブルによるデータ伝送の規格としては、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等、さまざまなものを利用することが可能であり、また、イーサネット（登録商標）によるＬＡＮ接続で構成するようにしてもよい。

また、フォーカス速度の設定として、微動時速度の設定と粗動時速度の設定とを行っているが、このどちらか一方のみの設定としてもよい。また、微動時速度以下である超微動時速度、微動時速度以上で粗動時速度以下の中粗動時速度、粗動時速度以上の超粗動時速度などの設定を行えるようにしてもよい。

また、図２Ａ及び図２Ｂに示したターレット２８の概略構成では、図中のターレット電動部１１はターレット２８の下方に設置しているが、この代わりに、図１２に示すように、横方に設置するように構成することもできる。なお、図１２に示す構成では、ターレット軸２０５が回転すると、歯車の噛み合わせによってターレット２８を回転させる。

また、電動制御コントローラ５の構成は、駆動部ごとにケーブルが別個に配線されているが、１本のケーブルにまとめてもよい。
また、位置センサ２０７と位置センサ読み出し器２０８とは、磁石およびホールＩＣ等で構成されているが、この代わりに、バーコードを用いてレンズユニットの検出を行うようにしてもよい。
（第二実施例）
以下、本発明の第二実施例について図面を用いて説明する。

本実施例の特徴は、各レンズユニットの観察倍率に対してステージの横方向の移動速度を対応させる点にある。こうすることにより、操作者は、観察倍率に影響されることなく一定速度でステージの操作を行える。

第二実施例において、第一実施例と同一の構成要素には同一符号を付けて表示するものとし、その詳細な説明は省略する。
図１３は、本実施例に係る顕微鏡装置の全体構成を示したものである。この構成では、第一実施例のステージ部分に、追加のステージ速度制御として、光軸に対して垂直な平面（ＸＹ平面と呼ぶ）内を移動可能なＸＹステージ電動部３４を備えている。これとＺステージ電動部９とを用いることにより、３次元空間内でステージ２５を任意に電動制御することができる。ＸＹステージ電動部３４は、ケーブル３３を介して接続されているＸＹコントローラ２９にて制御される。ＸＹコントローラ２９には、ＸＹを操作するジョイスティックと、ＸＹ操作をボタンによる入力や微動動作と粗動動作との切換えなどの複数の操作を行えるスイッチ等とが配されたＸＹ操作入力部３１がケーブル３２を介して接続されている。ＸＹコントローラ２９は、ケーブル３０を介してＰＣ３に接続される。

図１４にＸＹコントローラ２９の概略構成を示す。
ＸＹコントローラ２９は、マイクロコンピュータ１４００を有している。マイクロコンピュータ１４００は、ステージ２５のＸＹの電動制御を司るものである。マイクロコンピュータ１４００には、制御プログラムが予め格納されている記録媒体であるＲＯＭ１４０１と、制御プログラムの変数データを保持しておくＲＡＭ１４０２と、外部インターフェースコネクタ１４０４ｂ、１４０４ｃとが接続されている。

外部インターフェースコネクタ１４０４ｂは、ケーブル３２を介し、ＸＹ操作入力部３１の外部インターフェースコネクタ１４０５と接続されている。ＸＹ操作入力部３１は、デコーダ１４０６、ジョイスティック１４０７、ＸＹ駆動入力ボタン１４０８、微動入力ボタン１４０９、粗動入力ボタン１４１０で構成されている。マイクロコンピュータ１４００は、ジョイスティック１４０７の操作指示およびボタン操作指示を検知することができる。

また、マイクロコンピュータ１４００は、モータドライバ１４０３ａおよびモータドライバ１４０３ｂと接続されている。モータドライバ１４０３ａおよびモータドライバ１４０３ｂは外部インターフェースコネクタ１４０４ａと接続されている。外部インターフェースコネクタ１４０４ａはケーブル３３と電気的に接続されている。従って、マイクロコンピュータ１４００は、モータドライバ１４０３ａおよびモータドライバ１４０３ｂを介してＸＹステージ電動部３４内のモータを駆動させることにより、ステージ２５のＸＹ移動を制御することが可能である。

なお、マイクロコンピュータ１４００は、モータドライバ１４０３ａ及びモータドライバ１４０３ｂから得られる、それぞれのモータ回転角を示すアドレスをＲＡＭ１４０２に格納しておくことにより、ステージ２５の現在位置（ＸＹ位置）を監視できるように構成されている。

外部インターフェースコネクタ１４０４は、ケーブル３０を介してＰＣ３と接続されている。ＰＣ３から発せられる各電動制御の命令は、マイクロコンピュータ１４００にて処理される。

次に、このように構成した実施の形態の動作を図１５のフローチャートに沿って説明する。なお、特に断らない限り、図１５で示されている処理は、ＲＯＭ３０１若しくは１４０１に格納されている制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ３００若しくは１４００により行われる。

ステップ１５００において電源が投入されると、ステップ１５０１において、ターレット２８内のどのレンズユニットが観察光路に挿入されているのかを、取付け穴に設置したセンサにて検出させ、検出結果を読み込む処理が行われる。観察光路に挿入されているレンズユニットの情報の読み込みを終了すると、ステップ１５０２ａにおいて、観察光路に現在挿入されているレンズユニットに対するステージ速度及びＸＹステージ速度を設定する処理が行われる。

続いてステップ１５０３において、観察に使用するレンズユニットの変更指示を取得する処理が行われる。この変更指示では、ＰＣ３上の専用ソフトウェアにて選択された結果の指示がされる。ここで、観察に用いるレンズユニットの変更指示を受けた場合には、ステップ１５０４において、ターレット電動部１１の内部にあるモータを回転させて、ターレット軸２０５を介してターレット２８に回転させ、指示されたレンズユニットを観察光路に挿入する処理が行われる。

次に、ステップ１５０５において、ステップ１５０３にて取得された指示に係るレンズユニットのレンズ情報を読み出す処理が行われる。そしてステップ１５０２ｂにて、指示されたレンズユニットに対応したフォーカス速度及びＸＹステージ速度の設定処理が行われる。このステップ１５０２ｂの処理が完了するとステップ１５０３に処理を戻し、次のレンズユニットの変更指示を待機する状態となる。

図１６に、図１５のステップ１５０２ａおよびステップ１５０２ｂにおける、フォーカス速度及びＸＹステージ速度の設定処理の詳細をフローチャートで示す。
図１５のステップ１５０１若しくはステップ１５０５の処理により、指示されたレンズユニットのレンズ情報の読み出しが既に行われている。ステップ１６００で、読み出されたレンズユニットが、連続変動ズームユニット２６であるか否かを判断する処理が行われる。

本実施例における、ターレット２８内の取り付け穴に挿入されているレンズユニットのレンズ情報は、前掲した図６に示したものと同様とする。従って、取り付け穴２０４が検知されているのであれば、連続変動ズームユニット２６が観察光路に挿入されていることになり、ステップ１６００の判定結果がＹＥＳとなる。

このステップ１６００の判定処理において、この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップ１６０１において、ズーム位置アドレスの読み出し処理を行う。ズーム位置アドレスは、連続変動ズーム機構１４内部のモータの回転角を示すアドレスであり、これにて現在の連続変動ズーム機構１４の現在位置が把握できる。

ステップ１６０２では、取得したズーム位置アドレスに基づき、連続変動ズームユニット２６の現在の倍率を算出する処理が行われる。具体的には、前掲した式（１）を用いて連続変動ズームユニット２６の現在の倍率を算出することができる。

ステップ１６０３では、ステップ１６０２の処理によって算出された倍率に基づいて、フォーカス速度とＸＹステージ速度とを計算する処理が行われる。フォーカス速度とＸＹステージ速度とは、図１７に例示するようなテーブルの参照により取得する。このテーブルには、各レンズユニットに対応したフォーカス速度とＸＹステージ速度との設定パラメータが定められている。このテーブルデータはＰＣ３の専用ソフトウェア上に取り込まれている。ステップ１６０４において、ＰＣ３は、操作者の指示に応じ、このテーブルから取得したフォーカス速度とＸＹステージ速度とを、マイクロコンピュータ１４００を介してモータドライバ１４０３ａ及び１４０３ｂへ設定する処理を行う。

一方、観察光路に挿入されているレンズユニットが低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄである場合には、ステップ１６００はＮＯとなり、処理はステップ１６０５へと進む。ステップ１６０５では、図１７に例示したテーブルより、各レンズユニットの倍率に応じたフォーカス速度とＸＹステージ速度とを参照して取得する。その後、ステップ１６０６において、ＰＣ３は、操作者の指示に応じ、このテーブルから取得したフォーカス速度とＸＹステージ速度とを、マイクロコンピュータ１４００を介してモータドライバ１４０３ａ及び１４０３ｂへ設定する処理を行う。

以上のステップ１６０４若しくはステップ１６０６の処理を終了したときには、処理が図１５ステップ１５０２ａ若しくはステップ１５０２ｂへと戻る。
ここで、図１５に示した処理に従ったフォーカス速度及びＸＹステージ速度の設定について、実例を用いて説明する。なお、この実例では、観察光路に挿入されたレンズユニットが、連続変動ズームユニット２６であるとする。

この実例では、まず、図１６のステップ１６００の判定処理の結果がＹＥＳとなり、ステップ１６０１に処理が進む。ステップ１６０１では、ズーム位置アドレスの読み出しを行う。ここでは、読み出したアドレスが「１５０」であったとする。

次に、ステップ１６０２において、ズーム倍率の算出処理が行われる。位置アドレスが「１５０」の場合には、式（１）の値は３．９９となる。つまり、ズーム倍率は約４と求まる。

次に、ステップ１６０３において、フォーカス速度とＸＹステージ速度とを設定する。ここで、図１７より、連続変動ズームユニット２６のフォーカス速度及びＸＹステージ速度として
フォーカス速度 微動：５０００（＝８０００／４² ）[μm/s]
フォーカス速度 粗動：３７５００（＝６０００００／４² ）[μm/s]
ＸＹステージ速度 微動：１９８（＝−１９×４＋２７４）[μm/s]
ＸＹステージ速度 粗動：５４３５（＝−５６９×４＋７７１１）[μm/s]
が設定される。こうして、微動動作を行う場合と粗動動作を行う場合との各々におけるフォーカス速度及びＸＹステージ速度の設定が完了する。

以上のように構成・制御された本実施例の顕微鏡装置は、複数の低倍率レンズユニットと、連続変動ズームユニットを備えており、低倍率から高倍率までの広い倍率範囲での観察が自在に行える。また、観察倍率に基づいてフォーカス速度及びＸＹステージ速度が算出されて設定されるので、操作者は観察倍率によるステージ操作の速度の違いが少なくなり、それだけ操作性に優れたものとなっている。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、下記のような構成であってもよい。
本実施例において、コントローラとして、蛍光光源装置１、電動制御コントローラ５、ＸＹコントローラ２９と３つの装置を設けているが、これらを１つの大きな電動制御コントローラとしてまとめる構成としてもよい
また、ＸＹコントローラ２９と、ＸＹ操作入力部３１とは別体として構成されているが、１つの大きなＸＹコントローラとしてまとめる構成としてもよい。

また、各レンズユニットに対応したフォーカス速度及びＸＹステージ速度の設定は、実施例は一例であり、ＰＣ３のソフトウェアを介して、フォーカス速度およびＸＹステージ速度の設定を手動で変更する構成を有していてもよい。

また、ＸＹコントローラ２９では、モータドライバ１４０３ａおよびモータドライバ１４０３ｂの両者と外部インターフェースコネクタ１４０４ａとが接続されているが、Ｘ方向の制御のための構成とＹ方向の制御のための構成とを独立させ、外部インターフェースコネクタを２つ設け、それぞれの外部インターフェースコネクタと２つのモータドライバとを接続するように構成してもよい。
（第三実施例）
以下、本発明の第三実施例について図面を用いて説明する。

本実施例の特徴は、観察画像に対して部分領域の選択がされた場合に、その部分領域に含まれる画像（部分画像）の観察に適した倍率のレンズユニットを選択して切り替える制御を行う点にある。

第三実施例において、第一実施例若しくは第二実施例と同一の構成要素には同一符号を付けて表示するものとし、その詳細な説明は省略する。
本実施例に係る顕微鏡装置の全体構成は、図１に示した第一実施例におけるものと同様のものを使用する。

次に、本実施例に係る顕微鏡装置の動作を、図１８のフローチャートに沿って説明する。なお、特に断らない限り、図１８で示されている処理は、ＲＯＭ３０１に格納されている制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ３００により行われる。

ステップ２０００では、ターレット２８内のどのレンズユニットが観察光路に挿入されているのかを、取付け穴に設置したセンサにて検出させ、検出結果を読み込む処理が行われる。このレンズユニットの情報の読み込みを終了すると、ステップ２００１において、観察光路に現在挿入されているレンズユニットを用いて撮影した試料の画像のうち、観察領域として選択可能な範囲を計算する処理が行われる。

ＰＣ３の表示装置での表示画面例を図１９に示す。同図において、ライブ像表示部２１００には試料の画像（動画像）が表示される。ここで、ＰＣ３に備えられているマウスやキーボード等の入力装置を操作者が操作して撮影決定ボタン２１０１の押下を行うと、その時点での試料の静止画像を表している画像データがＰＣ３の記憶装置に格納される。

ステップ２００１では、倍率１倍時における観察視野範囲に対し、観察光路に現在挿入されているレンズユニットの倍率を乗じて得られる範囲が、選択可能範囲として算出される。但し、本実施例においては、ライブ像表示部２１００のサイズは４０８０×３０７２ピクセルとする。従って、この選択可能範囲は、このライブ像表示部２１００を超えない範囲とする。

ステップ２００２では、観察領域の選択結果を取得する処理が行われる。
操作者がＰＣ３の入力装置を操作して、ライブ像表示部２１００上に矩形を描画した上で観察範囲選択決定ボタン２１０２の押下を行うと、その矩形の範囲が観察範囲の選択結果として取得される。但し、選択された観察範囲が、ステップ２００２の処理により得られた観察可能範囲を外れている場合には、観察範囲の選択結果を取得しないようにする。

ステップ２００３では、選択された観察範囲の画像の観察に使用するレンズユニットが、固定倍率である低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄであるか、連続変動ズームユニット２６であるかを判定する処理が行われる。

図２０Ａから図２０Ｅの各図について説明する。これらの図に表されているテーブルは、選択された観察範囲の画像の観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例である。ここで、図２０Ａは、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが１倍の固定倍率のものである場合に使用されるもの、図２０Ｂは、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが２倍の固定倍率のものである場合に使用されるもの、図２０Ｃは、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが３倍の固定倍率のものである場合に使用されるもの、図２０Ｄは、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが４倍の固定倍率のものである場合に使用されるものである。また、図２０Ｅは、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが連続変動ズームユニット２６である場合に使用されるものである。

なお、これらのテーブルデータはＰＣ３の専用ソフトウェア上に取り込まれている。
選択された観察範囲の画像の観察に使用するレンズユニットの決定は、図２１にフローチャートで示した処理に従って行われる。

図２１において、まず、ステップ２１００では、選択された観察範囲の大きさ（矩形のサイズ）を取得する処理が行われる。そして、続くステップ２１０１からステップ２１０５にかけての処理により、現在観察光路に挿入されているレンズユニットと選択された観察範囲の大きさとから、選択された観察範囲内の試料画像の取得に使用するレンズユニットを、図２０Ａから図２０Ｅに各々示されているテーブルに基づいて決定する処理が行われる。

例えば、現在観察光路に挿入されているレンズユニットが１倍の固定倍率のものである場合には、図２０Ａのテーブルが参照される。ここで、選択された観察範囲がＸ＝１１８０ピクセル、Ｙ＝８９６ピクセルであったとすると、この観察範囲は図２０Ａのテーブルの第三行目に示されている範囲に該当する。この場合には、当該行の第一列目に示されている３倍の固定倍率のレンズユニットが以降の観察に最適なものと決定される。つまり、この場合には、ステップ２１０１からステップ２１０５にかけての処理のうち、ステップ２１０３の判定結果かＹＥＳとなってステップ２００６へと処理が進む。

図１８の説明を続ける。
ステップ２００３の判定処理の結果、最適なものと決定されたレンズユニットが、連続変動ズームユニット２６であると判定した場合には、ステップ２００４に処理を進め、ターレット電動部１１の内部にあるモータを回転させて、ターレット軸２０５を介してターレット２８に回転させ、そのレンズユニットを観察光路に挿入する処理が行われる。そして、続くステップ２００５において、連続変動ズーム機構１４を制御してズーム倍率を変更し、選択された観察範囲内の部分画像がライブ像表示部２１００で最大に表示される倍率とする。

一方、ステップ２００３の判定処理の結果、最適なものと決定されたレンズユニットが、固定倍率である低倍率レンズユニット２７ａ、ｂ、ｃ、ｄであると判定した場合には、ステップ２００６に処理を進め、ターレット電動部１１の内部にあるモータを回転させて、ターレット軸２０５を介してターレット２８に回転させ、そのレンズユニットを観察光路に挿入する処理が行われる。

以上のように構成され制御される本実施例の顕微鏡装置は、複数の低倍率レンズユニットと、連続変動ズームユニットを備えており、観察画像に対して部分領域の選択がされた場合に、その部分領域に含まれる画像（部分画像）の観察に適した倍率のレンズユニットを選択して切り替える制御が自動的に行われる。従って、この顕微鏡装置は、操作性の優れたものとなっている。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、下記のような構成であってもよい。
本実施例において、図２０Ａから図２０Ｅに示したテーブルでは、レンズユニットの決定の基準としている対応倍率（選択された観察範囲の画像をライブ像表示部２１００に最大に表示するときの倍率）の範囲の区切りを、各レンズユニットの倍率と同一としていた。この代わりに、例えば、図２２に例示するように、各レンズユニットの倍率が対応倍率の範囲の中央値となるように区切るようにしてもよい。また、この対応倍率の範囲の区切りを操作者が任意に設定できるようにしてもよい。

また、各レンズユニット間でこの対応倍率の範囲が重複するように設定しておき、この重複範囲の倍率での画像表示を行う際に、どのレンズユニットを用いるかを操作者が任意に選択できるようにしてもよい。

また、ライブ像表示部２１００上での観察領域の選択結果の取得処理において、図２３に示すように、レンズユニット毎の観察範囲から、操作者が選択したものを選択結果として取得するようにしてもよい。

図２３に示すライブ像表示部２１００には、１倍レンズユニット観察範囲２２０１、２倍レンズユニット観察範囲２２０２、３倍レンズユニット観察範囲２２０３、４倍レンズユニット観察範囲２２０４、連続変動ズームユニット観察範囲２２０５が表示され、更に、操作者による入力装置への操作に応じて長さが変化する矢印２２０６が表示されている。なお、これらの観察範囲の境界を表す線を表示しないようにすることもできる。

操作者が入力装置を操作すると、これらの観察範囲の対角線上を伸縮する矢印２２０６の先端は、１倍レンズユニット観察範囲２２０１、２倍レンズユニット観察範囲２２０２、３倍レンズユニット観察範囲２２０３、４倍レンズユニット観察範囲２２０４、連続変動ズームユニット観察範囲２２０５の各頂点を離散的に移動する。但し、連続変動ズームユニット観察範囲２２０５の内部では連続して移動する。操作者が入力装置を操作して、矢印２２０６の先端が所望の観察範囲の頂点に位置しているときに観察範囲選択決定ボタン２１０２の押下を行うと、その矩形の範囲が観察範囲の選択結果として取得される。このようにして観察領域の選択結果を取得するように構成してもよい。

また、第一実施例や第二実施例を本実施例と組み合わせ、レンズユニットを切換えた後に、ステージ２５のＺ方向やＸＹ方向の移動速度を観察倍率に基づいて制御し、観察倍率の違いに起因する操作感の違いを吸収するようにしてもよい。
（第四実施例）
以下、本発明の第四実施例について図面を用いて説明する。

本実施例の特徴は、観察の途中で試料の収容室を開放した場合には、試料の交換等の作業を容易にするために、ステージを最低位置まで下降させると共に横方向に移動する点と、その後、試料の収容室が閉鎖された場合には、最低倍率のレンズユニットを用いた自動合焦動作制御を実施し、その後の観察が速やかに開始できるようにする点にある。

第四実施例において、第一実施例、第二実施例、若しくは第三実施例と同一の構成要素には同一符号を付けて表示するものとし、その詳細な説明は省略する。
本実施例に係る顕微鏡装置の全体構成は、図１３に示した第二実施例におけるものと同様のものを使用する。但し、本実施例においては、ステージ２５の部分に、図２４に示すような試料収容室３０００が設けられている。

図２４に示すように、試料収容室３０００には扉３００１が設けられている。この扉３００１を閉止すると、試料収容室３０００内は外光が遮断され、また気密が保たれる。
扉検出機構３００２は、試料収容室３０００の開放状態と閉止状態とを扉３００１の開閉状態により検出するセンサである。この扉検出機構３００２の出力は、不図示のケーブルを介して電動制御コントローラ５へと送られ、マイクロコンピュータ３００で読み取られる。

前述したように、ステージ２５は、Ｚステージ電動部９のモータを駆動させるとＺ方向（矢印３００３の方向）に移動する。また、ステージ２５は、ＸＹステージ電動部３４内部のモータを駆動させればＸＹ平面内を移動する。従って、扉３００１が開放状態にある場合には、ステージ２５を試料収容室３０００の外（扉３００１の開口方向）へと出すこともできる。

次に、本実施例に係る顕微鏡装置の動作を、図２５のフローチャートに沿って説明する。なお、特に断らない限り、図２５で示されている処理は、ＲＯＭ３０１若しくは１４０１に格納されている制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ３００若しくは１４００により行われる。

まず、ステップ３１００において、扉３００１の開放を扉検出機構３００２で検出する処理が行われる。
扉３００１の開放が検出されると、ステップ３１０１において、観察光路に挿入されているレンズユニットの情報の読み込み処理が行われ、このレンズユニットが、ターレット２８に実装されているもののうちで最低倍率の固定倍率レンズユニットであるか否かを判定する処理が行われる。ここで、この判定結果がＮＯの場合には、ステップ３１０２において、ターレット電動部１１の内部のモータを駆動させてターレット２８を回転させ、最低倍率の固定倍率レンズユニットを観察光路へ挿入させる処理が行われる。

ステップ３１０３では、ステージ２５の現時点での位置情報をＸＹステージ電動部３４及びＺステージ電動部９より取得し、そのステージ位置情報をＲＡＭ３０２及び１４０２に書き込んで保持させておく処理が行われる。

ステップ３１０４では、扉３００１を開放したときにはステージ２５をＺ方向（光軸方向）に下降させることがＰＣ３に予め設定されているか否かを判定する処理が行われる。ここで、この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップ３１０５において、Ｚステージ電動部９内部のモータを駆動させてステージ２５をＺ方向の所定位置（例えば最下位置）へと下降させる処理が行われる。

ステップ３１０６では、扉３００１を開放したときにステージ２５を試料収容室３０００の外（扉３００１の開口方向）へと出すことがＰＣ３に予め設定されているか否かを判定する処理が行われる。この判定結果がＹＥＳの場合は、ステップ３１０７において、ＸＹステージ電動部３４内部のモータを駆動させてステージ２５を扉３００１の開口方向へと移動させる処理が行われる。

その後、ステップ３１０８では、扉３００１の閉止を扉検出機構３００２で検出する処理が行われる。ここで、扉３００１の閉止が検出されたときには、ステップ３１０８の判定処理の結果がＹＥＳとなってステップ３１０９に処理を進める。

ステップ３１０９では、ＲＡＭ３０２及び１４０２で保持しておいたステージ位置情報を読み出す処理が行われ、続くステップ３１１０において、ＸＹステージ電動部３４内部及びＺステージ電動部９内部各々のモータを駆動させてステージ位置情報で示されている位置へステージ２５を移動させる処理が行われる。

ステップ３１１１では、最低倍率の固定倍率レンズユニットが観察光路に挿入されている現在の状態の下で、カメラ２３で取得した試料の画像が合焦するようにステージ２５を移動させるオートフォーカス制御処理をＰＣ３が実行する。

以上のように構成され制御される本実施例の顕微鏡装置は、複数の低倍率レンズユニットと、連続変動ズームユニットを備えており、試料の収容室を開放した場合には、設定に応じてステージの下降や横方向への移動が行われ、その後、収容室が閉鎖された場合には、最低倍率のレンズユニットを用いた自動合焦動作制御が実施される。従って、この顕微鏡装置は、試料の交換等の作業が容易になり、また、その後の観察を速やかに開始できるので、操作性が優れている。

なお、第一実施例や第二実施例を本実施例と組み合わせ、レンズユニットを切換えた後に、ステージ２５のＺ方向やＸＹ方向の移動速度を観察倍率に基づいて制御し、観察倍率の違いに起因する操作感の違いを吸収するようにしてもよい。また、第三実施例と本実施例とを組み合わせ、観察画像に対して部分領域の選択がされた場合に、その部分領域に含まれる画像の観察に適した倍率のレンズユニットを選択して切り替える制御が自動的に行われるようにしてもよい。

以上、本発明の各実施の形態を、図面を参照しながら説明してきた。なお、本発明が適用される顕微鏡は、その機能が実行されるのであれば、上述の各実施の形態等に限定されることない。また、本発明が適用される顕微鏡は、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であってもよいことは言うまでもない。すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または構造を採ることができる。

本発明を実施する顕微鏡の概略構成の第一の例を示す図である。 図１におけるターレットの概略構成を上方から見た図である。 図１におけるターレットの概略構成を横方から見た図である。 図１における電動制御コントローラの概略構成を示す図である。 本発明の第一実施例における制御動作を示すフローチャートである。 本発明の第一実施例における制御動作の詳細を示すフローチャートである。 ターレットの取付け穴に設置されているレンズユニットの倍率の例を示す図である。 各レンズユニットに対応したフォーカス速度の設定例を示す図である。 レンズユニットの切換え機構の第一の変形例の概略構成を上方から見た図である。 レンズユニットの切換え機構の第一の変形例の概略構成を横方から見た図である。 本発明を実施する顕微鏡の概略構成の第一の例の第一変形例を示す図である。 光路切換え機構の概略構成を上方から見た図である。 光路切換え機構の概略構成を横方から見た図である。 本発明を実施する顕微鏡の概略構成の第一の例の第二変形例を示す図である。 レンズユニットの切換え機構の第二の変形例の概略構成を横方から見た図である。 本発明を実施する顕微鏡の概略構成の第二の例を示す図である。 ＸＹコントローラおよびＸＹ操作入力部の概略構成を示す図である。 本発明の第二実施例における制御動作を示すフローチャートである。 本発明の第二実施例における制御動作の詳細を示すフローチャートである。 各レンズユニットに対応したフォーカス速度およびＸＹステージ速度の設定例を示す図である。 本発明の第三実施例における制御動作を示すフローチャートである。 試料画像の表示画面例を示す図である。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その１）である。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その２）である。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その３）である。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その４）である。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その５）である。 本発明の第三実施例における制御動作の詳細を示すフローチャートである。 選択された観察範囲の画像観察に用いるレンズユニットの決定に使用されるテーブルの例を示す図（その６）である。 ライブ像表示部上での観察領域の選択の手法の一例を示す図である。 試料収容室の構成を示す図である。 本発明の第四実施例における制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 蛍光光源装置
１ａ 励起フィルタ
１ｂ 励起シャッター
１ｃ 蛍光ランプ
２ ファイバーケーブル
３ ＰＣ
５ 電動制御コントローラ
７ 明視野光源
９ Ｚステージ電動部
１１ ターレット電動部
１４ 連続変動ズーム機構
１５ ズーム機構対物レンズ
１６ａ、ｂ、ｃ、ｄ 低倍率対物レンズ
１７ キューブ
１９ ズーム機構結像レンズ
２０ａ、ｂ、ｃ、ｄ 低倍率結像レンズ
２１ 吸収フィルターユニット
２３ カメラ
２５ ステージ
２６ 連続変動ズームユニット
２７ａ、ｂ、ｃ、ｄ 低倍率レンズユニット
２８ ターレット
２９ ＸＹコントローラ
３０、３２、３３ ケーブル
３１ ＸＹ操作入力部
３４ ＸＹステージ電動部
２００ 低倍率レンズユニット１
２０１ 低倍率レンズユニット２
２０２ 低倍率レンズユニット３
２０３ 低倍率レンズユニット４
２０４ 変動ズームユニット
２０５ ターレット軸
２０６ 観察光路
２０７ 位置センサ
２０８ 位置センサ読み取り器
２１１ ベルトコンベア電動部
２１２ ベルトコンベア
２１３ レンズユニット
２１４ ベルトコンベア軸
２２１ 光路電動軸
２２２ 光路挿入機
２２３ レンズユニット
２２４ 光路軸
３００、１４００ マイクロコンピュータ
３０１、１４０１ ＲＯＭ
３０２、１４０２ ＲＡＭ
３０３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ モータドライバ
３０４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ 外部インターフェースコネクタ
１４００ マイクロコンピュータ
１４０３ａ、ｂ モータドライバ
１４０４ａ、ｂ、ｃ、１４０５ 外部インターフェースコネクタ
１４０６ デコーダ
１４０７ ジョイスティック
１４０８ ＸＹ駆動入力ボタン
１４０９ 微動入力ボタン
１４１０ 粗動入力ボタン
２１００ ライブ像表示部
２１０１ 撮影決定ボタン
２１０２ 観察範囲選択決定ボタン
３０００ 試料収容室
３００１ 扉
３００２ 扉検出機構

Claims (14)

1. 結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、
   観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、
   観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、
   前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する制御部と、
   前記試料の観察像を表示する表示部と、
   前記表示部で表示されている前記観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得する部分領域取得部と、
   前記部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択する選択部と、
   を有し、
   前記切換え機構は、前記選択部によって選択されたレンズユニットを前記観察光路へ挿入する、
   ことを特徴とする顕微鏡。
2. 前記選択部は、前記表示部で表示されている前記観察像の取得の際に使用していたレンズユニットの観察倍率と前記部分領域のサイズとに基づいてレンズユニットの選択を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、
   観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、
   観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、
   前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する制御部と、
   前記ステージと共に前記試料が収容されて密閉される収容室と、
   前記収容室の開放を検知する検知部と、
   前記収容室の開放が検知されたときに、前記ステージの位置を移動させる移動制御部と、
   を有することを特徴とする顕微鏡。
4. 前記移動制御部は、前記ステージを光軸方向に下降させることを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
5. 前記移動制御部は、前記ステージを前記収容室の外部へと移動させることを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
6. 前記検知部は、前記収容室の閉止を更に検出し、
   前記移動制御部は、前記収容室の閉止が検出されたときには、当該収容室の開放前の位置へ前記ステージを移動させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
7. 前記切替え機構を制御して前記レンズユニットのうちの最低倍率のものを前記観察光路へ挿入させると共に、前記ステージの位置を制御して、前記収容室の閉止が検出された後に得られる当該収容室内の試料の観察像を合焦させる合焦制御部を更に有することを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡。
8. 前記制御部は、前記ステージの前記光軸方向に対して垂直な面内での移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて更に制御することを特徴とする請求項１又は３に記載の顕微鏡。
9. 前記制御部は、前記ズームレンズユニットの観察倍率を、当該ズームレンズユニットの観察倍率を変化させるために駆動されるモータの回転角に基づいて取得することを特徴とする請求項１又は３に記載の顕微鏡。
10. 前記切換え機構は前記観察光路を移動させることによって前記固定倍率レンズユニット及び複数の前記ズームレンズユニットのうちのいずれかを当該観察光路に挿入することを特徴とする請求項１又は３に記載の顕微鏡。
11. 顕微鏡の制御方法であって、
    前記顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料の観察像を表示する表示部とを有しており、
    前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得し、
    前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御し、
    前記表示部で表示されている前記観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得し、
    前記部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択し、
    前記切換え機構を制御して、選択されたレンズユニットを前記観察光路へ挿入させる、
    ことを特徴とする顕微鏡の制御方法。
12. 顕微鏡の制御方法であって、
    前記顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料が載置されるステージと共に当該試料が収容されて密閉される収容室とを有しており、
    前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得し、
    前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御し、
    前記収容室の開放を検知し、
    前記収容室の開放が検知されたときに、前記ステージの位置を移動させる制御を行う、
    ことを特徴とする顕微鏡の制御方法。
13. 顕微鏡の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
    前記顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料の観察像を表示する表示部とを有しており、
    前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得する処理と、
    前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する処理と、
    前記表示部で表示されている前記観察像に対して設定される部分領域の設定結果を取得する処理と、
    前記部分領域の設定結果に応じてレンズユニットを選択する処理と、
    前記切換え機構を制御して、選択されたレンズユニットを前記観察光路へ挿入させる処理と、
    をコンピュータに行わせるためのプログラム。
14. 顕微鏡の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
    前記顕微鏡は、結像レンズと対物レンズとが組み合わされて構成されており、試料を観察する際の観察倍率が互いに異なっているレンズユニットである複数の固定倍率レンズユニットと、観察倍率を連続的に変更できるレンズユニットであるズームレンズユニットと、観察光路へ挿入されているレンズユニットを切換えて他のいずれかのレンズユニットを当該観察光路へ挿入する切換え機構と、当該試料が載置されるステージと共に当該試料が収容されて密閉される収容室とを有しており、
    前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率の情報を取得する処理と、
    前記試料が載置されるステージの光軸方向の移動速度を、前記観察光路へ挿入されているレンズユニットの観察倍率に応じて制御する処理と、
    前記収容室の開放を検知する処理と、
    前記収容室の開放が検知されたときに、前記ステージの位置を移動させる制御を行う処理と、
    をコンピュータに行わせるためのプログラム。

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