JP5174693B2 - 顕微鏡システム - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1について説明する。図1−1は、本発明に係る顕微鏡システムのブロック図である。図1−2は、本発明に係る顕微鏡システムの概略斜視図である。
図2−1は、電動XYステージユニットの概略下面図であり、図2−2は、電動XYステージユニットの概略側面図である。
図3は、XYステージ制御部のブロック図である。
図3に示すように、XYステージ制御部112は、ジョイスティック111と、ジョイスティック111からのアナログ信号を8ビットでA/D変換するA/D変換器301、302と、A/D変換器301、302から得られたデジタル信号を解析し、ステージ102を駆動するためのパルス量と駆動方向とを送るCPU303と、制御に用いるデータを一時的に格納するRAM304と、制御に用いるプログラムを格納するROM305とを備える。CPU303は、観察ユニット105内の対物レンズ倍率認識部109より現在の観察倍率を取得する。
図3に示すように、ジョイスティック111は、X軸用の可変抵抗器Rx310と、Y軸用の可変抵抗器Ry311とから構成される。可変抵抗器Rx310、可変抵抗器Ry311は、垂直に立った一本のレバーのXY方向の傾き角に応じてその抵抗値が変化し、Vj/2を中心としてVjからGNDの間のアナログ信号をX軸とY軸で出力することができる。
XYステージ制御部112は、対物レンズの倍率から算出される実視野(Field of View。以下、「FOV」という。)を基にステージ102を駆動するためのパルス数と移動範囲を決定する。
FOV=撮像デバイスサイズ÷(m(ob)×m(TV)) …(1)式
ここで、m(ob):対物レンズの倍率
m(TV):TVアダプタの投影倍率
1/3インチCCDの撮像デバイスサイズ:X=4.8mm、Y=3.6mm
XYステージ制御部112は、ステージ102が現在の位置から移動できる範囲に制限を設けるため、観察視野内に現在の観察視野の中心が存在する状態でステージ102を移動する制御を行う。この場合、図5に示すように、現在の観察視野の中心をCとするステージ移動前の視野P0を、右上に移動可能な範囲P1(ステージを左下に移動可能な範囲)に移動したときの移動後の視野の中心はAとなる。一方、視野P0を、左下に移動可能な範囲P2(ステージを右上に移動可能な範囲)に移動したときの移動後の視野の中心はBとなる。
光源ユニット104から観察ユニット105に導入された光は、図示しない照明光学系を通して対物レンズによってサンプル102上に集光される。サンプル102からの反射光は、再び対物レンズと観察ユニット105とを介してCCDカメラ110の受光素子上に結像され、ユーザーはモニタ113により画像表示されるサンプル103の光学像を観察することができる。
顕微鏡システムの電源を投入すると、まず初めに電動XYステージユニット101の初期化動作が行われる。図7は、電動XYステージユニット101の初期化前と初期化後のステージ102の位置を示す側面図である。図中、初期化前のステージ102およびX軸原点センサ遮光部209を実線で示し、初期化後を点線で示してある。
引数 “X駆動方向(CW/CCW)”“Y駆動方向(CW/CCW)”
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図10は、本実施の形態2の顕微鏡システムのXYステージ制御部のブロック図である。
図10に示すように、本実施の形態2に係る顕微鏡システムは、上記の実施の形態1の顕微鏡システムのジョイスティックの構成において、ステージの駆動モードを切り換える切り換え手段としてのスイッチを追加したものである。このスイッチをOFFにして操作すると、上記の実施の形態1の動作と同様の動作モードとなり、一方、スイッチをONにして操作すると、現在の観察視野に隣接する視野へ移動する駆動モードとなることを企図するものである。
図10に示すように、XYステージ制御部112は、ジョイスティック111と、ジョイスティック111からのアナログ信号を8ビットでA/D変換するA/D変換器301、302と、A/D変換器301、302から得られたデジタル信号を解析し、ステージ102を駆動するためのパルス量と駆動方向とを送るCPU303と、制御に用いるデータを一時的に格納するRAM304と、制御に用いるプログラムを格納するROM305とを備える。CPU303は、観察ユニット105内の対物レンズ倍率認識部109より現在の観察倍率を取得する。
ジョイスティック111は、X軸用の可変抵抗器Rx310と、Y軸用の可変抵抗器Ry311と、ステージの駆動モードを切り換える切り換え手段としてのスイッチ312とから構成される。スイッチ312はCPU303に接続され、ユーザーがスイッチ312を押下している間、CPU303はスイッチONを取得する。スイッチが押下されていない間、CPU303はスイッチOFFを取得する。
ユーザーがジョイスティック111のスイッチ312を押していないとき、CPU303は観察視野内に現在の観察視野の中心がモニタ113に存在する状態でステージを制御する。ユーザーが、スイッチ312を押した状態でジョイスティック111を操作すると、CPU303は、現在の観察視野に隣接する視野の領域へ移動する。
引数 “X駆動方向(CW/CCW)”“Y駆動方向(CW/CCW)”“スイッチ(ON/OFF)”
図12−1および図12−2に示すように、CPU303は駆動軸AをX軸にセットする(ステップS201)。CPU303はNcoarseに240をセットする(ステップS202)。次に、CPU303は駆動軸Aの駆動方向D(CW/CCW)を取得し(ステップS203)、駆動方向DがCWならば(ステップS204がY)、CPU303は、ステップS205に移行し、駆動方向DがCWでなければ(ステップS204がN)、ステップS208に移行する。次に、スイッチ312がONでなければ、CPU303はNに+10をセットし(ステップS206)、スイッチ312がONであれば(ステップS205がY)、CPU303はNに、隣接する視野にステージを駆動させるためのパルス数Ncoarseをセットする(ステップS207)。ステップS204において、駆動方向DがCWでなく(ステップS204がN)、スイッチ312がONでなければ(ステップS208がN)、CPUはNに−10をセットし(ステップS209)、スイッチ312がONであれば(ステップS208がY)、CPU303はNにNcoarseをセットする(ステップS208)。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施の形態3に係る顕微鏡システムは、上記の実施の形態2の顕微鏡システムのXYステージ制御部において、ステージ移動後の視野が、現在観察している視野の一部を含むように制御することを企図するものである。
Ncoarse=FOV−(FOV/10) …(2)式
20倍の対物レンズのFOVはFOVX=240μm、FOVY=180μmであるから、X軸方向に隣接する領域への視野の移動量は216μm、Y軸方向に隣接する領域への移動量は162μmと求められる。
ユーザーは、モニタ113の画像表示部の画像を見て、視野を移動したいと判断した場合、ジョイスティック111を操作することでステージ102の移動を制御し、観察に適切な位置に視野を移動することができる。
引数 “X駆動方向(CW/CCW)”“Y駆動方向(CW/CCW)”“スイッチ(ON/OFF)”
図14−1および図14−2に示すように、CPU303は駆動軸AをX軸にセットする(ステップS301)。CPU303はNcoarseに216をセットする(ステップS302)。次に、CPU303は駆動軸Aの駆動方向D(CW/CCW)を取得し(ステップS303)、駆動方向DがCWならば(ステップS304がY)、CPU303は、ステップS305に移行し、駆動方向DがCWでなければ(ステップS304がN)、ステップS308に移行する。次に、スイッチ312がONでなければ、CPU303はNに+10をセットし(ステップS306)、スイッチ312がONであれば(ステップS305がY)、CPUはNに隣接する視野にステージを駆動させるためのパルス数Ncoarseをセットする(ステップS307)。ステップS304において、駆動方向DがCWでなく(ステップS303がN)、スイッチ312がONでなければ(ステップS308がN)、CPUはNに−10をセットし(ステップS309)、スイッチ312がONであれば(ステップS307がY)、CPU303はNにNcoarseをセットする(ステップS308)。
102 ステージ
103 サンプル
104 光源ユニット
105 観察ユニット
106 対物レンズ(10倍)
107 対物レンズ(20倍)
108 電動レボルバユニット
109 対物レンズ倍率認識部(倍率認識部)
110 CCDカメラ
111 ジョイスティック(操作入力手段)
112 XYステージ制御部(制御手段)
113 モニタ(観察手段)
201,211 枠体
202 X軸ステッピングモータ(駆動手段)
203 Y軸ステッピングモータ(駆動手段)
204 X軸シャフト
205 Y軸シャフト
207 X軸原点センサ
208 Y軸原点センサ
209 X軸原点センサ遮光部
210 Y軸原点センサ遮光部
301,302 A/D変換器
303 CPU
304 RAM
305 ROM
306 X軸ドライバ
307 Y軸ドライバ
308 X軸I/O
309 Y軸I/O
310 可変抵抗器Rx
311 可変抵抗器Ry
312 スイッチ(切り換え手段)
Claims (3)
- サンプルを載置し、平面内で移動可能なステージと、前記ステージを駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記サンプルに対向して配置され、選択的に倍率を変更可能に構成した対物レンズと、前記対物レンズを介して前記サンプルの光学像を観察可能な観察手段とを備えた顕微鏡システムであって、
前記ステージの移動を操作者の操作によって入力指示する操作入力手段と、
前記対物レンズの倍率を認識する倍率認識部と、
前記観察手段によって現在観察されている視野の中心が前記観察手段によって観察される観察視野内に含まれるように前記ステージを移動させる駆動モードと、前記観察手段によって現在観察されている視野を現在観察されている視野に隣接する視野へ移動するように前記ステージを移動させる駆動モードとに切り換えるための切り換え手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記倍率認識部で取得した前記対物レンズの倍率情報と、前記切り換え手段により選択された駆動モードに応じて、前記ステージの移動範囲を設定し、前記操作入力手段の操作による入力指示に基づき前記駆動手段の駆動を制御することを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記駆動モードが、現在観察されている視野に隣接する視野へ移動する駆動モードである場合、前記制御手段は、前記操作入力手段の入力指示に基づいて前記駆動手段を駆動させ、前記観察手段によって現在観察されている視野を現在観察されている視野に隣接する視野へ移動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。
- 前記駆動モードが、現在観察されている視野に隣接する視野へ移動する駆動モードである場合、前記制御手段は、前記操作入力手段の入力指示に基づいて前記駆動手段を駆動させ、前記観察手段によって現在観察されている視野の一部が移動後の視野に残るように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。
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