JP5305719B2 - 顕微鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、微小な試料（標本）の様々な位置を拡大観察可能な顕微鏡システムに関し、更に詳しくは、その観察像を撮像する撮像手段と、観察方法を切り替えるための各種光学部材の駆動状態及び試料の載置台又は対物レンズの駆動状態を検出する検出手段とを備えた顕微鏡システムに関する。

近年、顕微鏡装置は工業分野を始め、生物分野における研究や検査等において広く利用されている。
顕微鏡装置での観察方法の一つに、試料から発する微弱な蛍光を観察する方法（以下、単に「蛍光観察」ともいう）がある。この蛍光観察では、一般的に水銀ランプやキセノンランプといった光源を使用し、その光源からの光を集光して試料に照射することになる。試料から発する蛍光は非常に微弱なものもあるため、照明光を強く照射しなければならない場合もある。この場合、試料に対して強力な照明光を照射し続けていると、試料の照射部分が損傷して蛍光を発しなくなる、いわゆる褪色という現象が生じてしまう。

そこで、必要な時にのみ試料に照明光を照射するように工夫された装置が提案されている。例えば、特許文献１には、観察像を撮像するカメラの露光時間に同期し、カメラが撮像していないときは照明光をオフする工夫がなされた蛍光顕微鏡が提案されている。また、特許文献２には、照明光を照射している時間を自動的に計時しておき、ある一定時間経過した時点でユーザに警告を発するように構成された蛍光顕微鏡が提案されている。また、特許文献３には、スイッチによる間欠モードへの切り換えにより、試料上での照明光の照度を間欠的に低減させて照度が試料の画像を表示するのに十分な照度未満となる直前の画像信号を静止画像としてモニターに更新表示させることのできる顕微鏡が提案されている。また、特許文献４には、画像信号の変化量を検出し、その変化量が所定値未満のときに、試料上での照明光の照度を画像信号の変化量が検出できる程度まで低減し、照度を低減する直前の画像信号を静止画像としてモニターに出力するようにした顕微鏡が提案されている。

また、特許文献５には、省電力化の観点から、顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に照明装置の電源を切るようにした顕微鏡システムが提案されている。また、特許文献６には、対物レンズ交換時の眩しさを防止する観点から、対物レンズを保持する電動レボルバに駆動指令が与えられたときに、対物レンズに入射している照明光源の光を制限するようにした顕微鏡制御装置が提案されている。
特開２００５−１９５９４０号公報 特開２００５−３３１８８９号公報 特開２０００−６６１０８号公報 特開２０００−６６１０９号公報 特開２００６−１９５２７４号公報 特許第３３２１９５６号公報

しかしながら、観察像をリアルタイムに観察しながら試料中の注目部位を探索する場合において、上述の特許文献１の提案では、リアルタイムにカメラで試料を観察している間中、照明光が照射され続けられることになる。また、上述の特許文献２の提案では、試料の観察位置を移動している最中に一定時間が経過してしまったために警告が発せられる場合もあり、その場合には探索が中断されてしまう。また、上述の特許文献３の提案では、ライブ画像が表示される前にステージが移動してしまうため、試料が行き過ぎてしまうことがある。また、上述の特許文献４の提案では、モニター上の画面が静止画像であるときに、例えば対物レンズ等の光学部材の切り換えにより画像に変化が生じた場合には、その光学部材の切り換え中に照明光の照度が通常時の照度に復帰すると共にモニター上の画面がライブ画像に戻されてしまう場合もあり、このような場合には、光学部材の切り換えが終了するまでの間に、不必要な照明が為されると共に不必要な画像がライブ画像として表示されてしまうことになる。また、上述の特許文献５の提案では、省電力制御モードであるときに、例えば電動レボルバの状態変化が生じた場合には、その電動レボルバの駆動中に省電力モードが解除されてしまう（ランプの電源が再投入されてしまう）場合もあり、このような場合には、その電動レボルバの駆動が終了するまでの間に不必要な照明が為されてしまうことになる。また、上述の特許文献６の提案では、電動レボルバ以外の駆動部位に対する駆動指令に応じた制御については何ら開示されていない。

本発明は、上記実情に鑑み、試料の損傷を極力少なくすることができ、且つ、操作性に優れた顕微鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る顕微鏡システムは、試料の観察状態を変更可能な顕微鏡システムであって、前記試料に照明光を照射する照明手段と、対物レンズを含む一つ以上の光学部材を駆動する駆動手段と、前記試料と前記対物レンズとの相対位置を変更する位置変更手段と、前記一つ以上の光学部材のいずれかが駆動中であるか否か、及び、前記相対位置が変更中であるか否かを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果から前記一つ以上の光学部材が駆動中でなく且つ前記相対位置が変更中でない時間を計時する計時手段と、前記試料への照明光を投光、遮断、又は減光するように制御する制御手段と、前記試料の観察像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、前記一つ以上の光学部材の駆動又は前記相対位置の変更を指示する指示手段と、前記表示手段により表示された画像が、静止画であるかライブ画像であるかの区別を表示するためのライブ観察告知手段と、を備え、前記撮像手段により前記観察像がライブ画像として撮像され、前記表示手段により前記ライブ画像が表示されているときに、前記制御手段は、前記計時手段により計時された時間が所定時間を経過した場合に、前記試料への照明光を遮断または減光するように制御し、前記撮像手段は、前記制御手段の制御により前記試料への照明光が遮断または減光される直前に、前記観察像を静止画像として撮像し、前記表示手段は前記静止画像を表示し、前記表示手段により前記静止画像が表示されているときに前記指示手段により前記一つ以上の光学部材の駆動又は前記相対位置の変更が指示されると、前記制御手段は前記試料への照明光を投光するように制御し、前記試料への照明光が投光された後に、前記撮像手段は前記観察像をライブ画像として撮像することを開始し、前記表示手段は前記ライブ画像の表示を開始し、前記表示手段により表示されている画像が、静止画であるか、ライブ画像であるかを前記ライブ観察告知手段により区別可能である、ことを特徴とする。

本発明によれば、観察像をリアルタイムに観察しながら試料中の注目部位を探索する場合等において、試料の損傷を極力少なくすることができると共に、優れた操作性を得ることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。

同図に示したように、本実施形態に係る顕微鏡システム１において、顕微鏡装置２には、落射観察用光学系として、落射照明用光源３と、落射照明用光源３からの光を集光するコレクタレンズ４と、落射照明用光源３からの光を透過／遮断する落射用シャッタ５と、光量を調整するためのＮＤフィルタ６と、波長により反射／透過特性を持つダイクロイックミラーを有するキューブが複数装着され、選択的に一つのキューブを観察光路中に挿入することができるキューブターレット７とが備えられている。なお、ＮＤフィルタ６は、後述の顕微鏡コントローラ１５により照明光路に挿脱可能であって、通常時には照明光路に挿入されていないものとする。

試料８が載置されるステージ９は、観察光軸（同図中の上下方向の一点破線）に沿った方向（以下「Ｚ方向」という）と、観察光軸に対して垂直な平面（以下「ＸＹ平面」という）内を自在に移動可能となっている。ステージ９の移動制御はステージＸ−Ｙ駆動制御部１０とステージＺ駆動制御部１１とによって行われる。ステージＸ−Ｙ駆動制御部１０は、モータ２４を駆動制御することにより、ステージ９のＸＹ平面内の移動制御を行う。ステージＺ駆動制御部１１は、モータ２５を駆動制御することにより、ステージ９のＺ方向の移動制御を行う。なお、ステージ９は、不図示の原点センサによる原点検出機能を有しており、ステージ９に載置した試料８の座標検出及び座標指定による移動制御を行うことができる。

また、観察光軸上には、複数の対物レンズ１２ａ、１２ｂ、…（以下、必要に応じて「対物レンズ１２」と総称する）が装着され、観察に使用するものを回転動作により選択するレボルバ１３と、連続的に観察像の拡大／縮小をするズーム光学系１４が備えられている。なお、これらの各ユニットは電動化されており、その動作は後述する顕微鏡コントローラ１５によって制御される。例えば、ズーム光学系１４は、顕微鏡コントローラ１５の制御の下にモータ２６が駆動制御されることで、その動作が制御される。

ホストシステム１６に接続された顕微鏡コントローラ１５は、顕微鏡装置２全体の動作を制御する機能を有するものであり、ホストシステム１６からの制御信号に応じ、観察方法（検鏡法ともいう）の変更、落射照明用光源３の調光を行うと共に、顕微鏡装置２による現在の観察状態（検鏡状態ともいう）をホストシステム１６へ送出する機能を有している。また、顕微鏡コントローラ１５はステージＸ−Ｙ駆動制御部１０及びステージＺ駆動制御部１１にも接続されており、ステージ９の制御もホストシステム１６で行うことができる。顕微鏡操作部１７は、ホストシステム１６と共に顕微鏡装置２の動作指示を入力するための各種入力部を備えたハンドスイッチで、同じくこれに備えられたジョイスティック、エンコーダまたはボタン（不図示）によって、ステージ９の操作も行えるものとなっている。

デジタルカメラ１８によって撮像された試料８の顕微鏡観察画像は、ビデオボード１９を介してホストシステム１６に取り込まれる。ホストシステム１６は、デジタルカメラ１８に対して、自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ、ゲイン設定、自動露出制御のＯＮ／ＯＦＦ、及び露光時間の設定を、カメラコントローラ２０を介して行うことができる。また、ホストシステム１６は、デジタルカメラ１８から送られてきた試料の顕微鏡観察画像を、表示部であるモニタ２２に表示させたり、動画像データファイル及び静止画像データファイルとしてデータ記録部２１に保存したりすることができる。また、その動画像データ及び静止画像データはホストシステム１６によって読み出され、モニタ２２で表示させることができる。

なお、ホストシステム１６は、制御プログラムの実行によって顕微鏡システム１全体の動作制御を司るＣＰＵ（不図示）、このＣＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ（不図示）、マウス，キーボード，ジョイスティック，ＪＯＧダイヤル等といったユーザからの各種の指示を取得するための入力部２３、この顕微鏡システム１の各構成要素との間で各種データの授受を管理するインタフェースユニット（不図示）などを有した、ごく標準的な構成のコンピュータである。

図２は、モニタ２２の画面上に表示される顕微鏡装置２のコントロール用アプリケーションＧＵＩ（Graphical User Interface）の一例を示す図である。
なお、このコントロール用アプリケーションＧＵＩは、ホストシステム１６による制御プログラムの実行によりモニタ２２上の画面に表示させることが可能になっている。

同図に示したように、画面上の観察像表示エリア３１には、デジタルカメラ１８で撮像された試料８の観察像が表示される。この観察像表示エリア３１では、マウスによるドラック操作により、ステージ９のＸＹ方向移動指示を行うことが可能になっている。

対物レンズ切替ボタン３２ａ、３２ｂ、及び３２ｃは、レボルバ１３に対応しており、押下されたボタンに応じて観察光軸中に挿入する対物レンズ１２を切り替えることが可能である。例えば、対物レンズ切替ボタン３２ａが押下されると、最小観察倍率の対物レンズ（本例では４倍の対物レンズ）が観察光軸中に挿入される。また、対物レンズ切替ボタン３２ｂが押下されると、中間観察倍率の対物レンズ（本例では２０倍の対物レンズ）が観察光軸中に挿入される。また、対物レンズ切替ボタン３２ｃが押下されると、最大観察倍率の対物レンズ（本例では６０倍の対物レンズ）が観察光軸中に挿入される。

倍率切替スライドバー３２ｅは、ズーム光学系１４に対応しており、当該倍率切替スライドバー３２ｅの位置の変更に応じて観察倍率を変更することができる。倍率切替スライドバー３２ｅの位置の変更は、例えば、マウスによる倍率切替スライドバー３２ｅのドラッグ操作や、マウスによる倍率切替スライドバー移動ボタン３２ｄ又は３２ｆの押下により行うことができる。倍率切替スライドバー移動ボタン３２ｄが押下されると、倍率切替スライドバー３２ｅが左側へ所定量移動し、それに同期して、ズーム光学系１４は、観察倍率が小さくなる方向へ所定量移動する。また、倍率切替スライドバー移動ボタン３２ｆが押下されると、倍率切替スライドバー３２ｅが右側へ所定量移動し、それに同期して、ズーム光学系１４は、観察倍率が大きくなる方向へ所定量移動する。なお、ズーム光学系１４の移動中は、観察像表示エリア３１に対象部位が縮小又は拡大されていく様子が表示される。

観察方法切替ボタン３３ａ、３３ｂ、及び３３ｃは、キューブターレット７に対応しており、押下されたボタンに応じて観察光軸中に挿入するキューブを切り替えることが可能である。例えば、観察方法切替ボタン３３ａが押下されると緑色（Ｇ）の蛍光を観察可能なキューブが観察光軸中に挿入され、観察方法切替ボタン３３ｂが押下されると青色（Ｂ）の蛍光を観察可能なキューブが観察光軸中に挿入され、観察方法切替ボタン３３ｃが押下されると赤色（Ｒ）の蛍光を観察可能なキューブが観察光軸中に挿入される。このように、いずれの観察方法にて試料を観察するのかを選択することが可能になっている。

フォーカススライドバー３４ｂは、ステージ９のＺ方向（上下方向）の移動に対応しており、当該フォーカススライドバー３４ｂの位置の変更に応じて観察像のピントを合わせることができる。フォーカススライドバー３４ｂの位置の変更は、例えば、マウスによるフォーカススライドバー３４ｂのドラッグ操作や、マウスによるフォーカススライドバー移動ボタン３４ａ又は３４ｃの押下により行うことができる。フォーカススライドバー移動ボタン３４ａが押下されると、フォーカススライドバー３４ｂが上側へ所定量移動し、それに同期して、ステージ９が上方向へ所定量移動する。また、フォーカススライドバー移動ボタン３４ｃが押下されると、フォーカススライドバー３４ｂが下側へ所定量移動し、それに同期して、ステージ９が下方向へ所定量移動する。

ステージ操作ボタン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈは、ステージ９のＸＹ平面内の８つの移動方向に対応しており、押下されたボタンに応じて、対応する方向へステージ９を所定量移動させることが可能である。

なお、ステージ９のＺ方向移動速度は、粗微動切替ボタン３６により粗動又は微動に切り替えることができ、ステージ９のＸＹ方向移動速度は、粗微動切替ボタン３７により粗動又は微動に切り替えることができる。

ライブ観察中告知部３８は、観察像表示エリア３１に表示されている画像がデジタルカメラ１８によってリアルタイムに撮像されている試料８の観察像であるライブ画像（単に「ライブ像」とも言う）であるか否かを識別するための表示である。観察像表示エリア３１にライブ画像が表示されているときには「ＬＩＶＥ」という文字が表示され、そうでないときには「ＬＩＶＥ」という文字が表示されないようになっている。

次に、以上のように構成された顕微鏡システム１の動作例を説明する。
なお、ここで説明する動作例は、図２に示した顕微鏡装置２のコントロール用アプリケーションＧＵＩがモニタ２２の画面上に表示されている上で行われる動作とする。

図３は、顕微鏡システム１の動作例１を示すフローチャートである。
動作例１は、例えば後述の図４に示すフローが終了した時点のように、落射照明用光源３からの照明光が試料８に照射され、その観察像がデジタルカメラ１８を介してモニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１にリアルタイムに表示されているときに、ユーザが試料８における所望の観察部位を探索するためにモニタ２２の画面上のステージ操作ボタン３５ａ乃至３５ｈのいずれかを操作してステージ９を移動させているときに開始した動作である。なお、この動作の開始時点においては、後述のタイマがリセットされているものとする。このタイマは、例えばホストシステム１６に備えられている。

図３に示したように、本フローが開始すると、まず、現在駆動中の部位が有るか否かを判定する（Ｓ１）。
本実施形態では、このＳ１の判定の対象となる駆動部位を、落射照明用光源３、落射用シャッタ５、キューブターレット７、ズーム光学系１４、レボルバ１３、及びステージ９とする。なお、落射照明用光源３、落射用シャッタ５、キューブターレット（キューブ）７、ズーム光学系１４、及びレボルバ（対物レンズ１２）１３は、光学部材の一例である。

ここでは、ユーザがステージ操作ボタン３５ａ乃至３５ｈのいずれかの操作によりステージ９を移動させているので、Ｓ１の判定結果がＹｅｓとなり、タイマをリセットする（Ｓ２）。Ｓ２が終了するとＳ１へ戻り、Ｓ１の判定結果がＮｏになるまで、Ｓ１乃至Ｓ２を繰り返す。なお、タイマリセットとは、それまで計時していた値をクリアし、計時を停止させることを意味する。

その後、ユーザが試料８における所望の観察部位を発見し、ステージ操作ボタン３５ａ乃至３５ｈの操作を終了し、ステージ９が停止したとする。
この場合、上記のＳ１の判定結果はＮｏとなり、続いて、タイマがリセット状態であるか否かを判定する（Ｓ３）。ここで、その判定結果がＹｅｓの場合にはタイマによる計時をスタートさせ（Ｓ４）、その判定結果がＮｏの場合にはＳ４をスキップする。

続いて、タイマにより計時された時間が、予め設定されている所定時間を経過したか否かを判定する（Ｓ５）。ここで、その所定時間としては、ユーザが試料８における所望の観察部位を発見したであろうと推定可能な、駆動中の部位が停止してからの時間が設定される。なお、その所定時間は、例えば５〜６０秒程度の間でユーザが任意に設定可能になっている。

Ｓ５において、その判定結果がＮｏの場合には、Ｓ１へ戻り、上述の処理を繰り返す。
一方、Ｓ５の判定結果がＹｅｓの場合には、続いて、タイマをリセットし（Ｓ６）、デジタルカメラ１８により現在の観察像を静止画像として撮像して（Ｓ７）、その際に設定されていた撮像条件（露出時間、ビニング、ゲイン等）を、後で読み出し可能な形式でデータ記録部２１に保存する（Ｓ８）。

続いて、落射照明用光源３をオフに制御して試料８への照明光を遮断し（Ｓ９）、Ｓ７で撮像した観察像の静止画像をモニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に表示し（Ｓ１０）、本フローが終了する。

以上のような動作例１によれば、ユーザが試料８における所望の観察部位を発見してステージ９を移動させるための操作を止めてから所定時間が経過すると、自動的に静止画像が撮像されて照明光が遮断され、さらに観察像表示エリア３１の画像がライブ画像からその静止画像へ切り替えられるようになる。

図４は、顕微鏡システム１の動作例２を示すフローチャートである。
動作例２は、例えば上述の図３に示したフローが終了した時点のように、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に観察像の静止画像が表示されている状態で、且つ、試料８への照明光が遮断されているときに開始した動作である。

図４に示したように、本フローが開始すると、まず、駆動部位の駆動指示が有るか否かを判定する（Ｓ２１）。なお、駆動部位の駆動指示とは、例えば、モニタ２２の画面に表示されているコントロール用アプリケーションＧＵＩ上のボタンをマウスでクリックすることによる駆動指示や、観察像表示エリア３１内でのマウスのドラック操作によるステージ９のＸＹ方向移動指示や、顕微鏡操作部１７又は入力部２３上でのジョイスティック操作、ＪＯＧダイヤル回転操作、ボタン操作などによる駆動指示である。

Ｓ２１の判定において、その判定結果がＮｏの場合には、本判定を繰り返す。
一方、Ｓ２１の判定結果がＹｅｓの場合には、続いて、落射照明用光源３をオンに制御して遮断されている試料８への照明光を投光し（Ｓ２２）、図３のＳ８でデータ記録部２１に最後に保存された撮像条件を読み出してデジタルカメラ１８に設定し（Ｓ２３）、ライブ画像表示のための撮像を開始して（Ｓ２４）、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示を開始する（Ｓ２５）。

これにより、Ｓ２４では、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に表示されていた静止画像が表示される直前に表示されていたライブ画像が撮像された時の撮像条件が再現され、その撮像条件の下で撮像が開始される。また、Ｓ２５では、観察像表示エリア３１に表示される画像が、静止画像からライブ画像に切り替えられる。

そして、Ｓ２１の判定結果がＹｅｓとなった時の駆動指示に応じて、対応する駆動部位の駆動を開始し（Ｓ２６）、本フローが終了する。
以上のような動作例２によれば、例えば、ユーザが試料８における所望の観察部位の探索を再開したい場合には、ステージ操作ボタン３５ａ乃至３５ｈ等の操作によりステージ９の駆動指示を行うだけで、自動的に試料８への照明光が投光され、さらに観察像表示エリア３１の画像が静止画像からライブ画像へ切り替えられるようになる。

以上、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、例えば、観察像をリアルタイムに観察しながら試料８における所望の観察部位を探索する場合において、その探索をしているときには、試料８への照明光が投光されて、観察像表示エリア３１にはライブ画像が表示されるようになり、探索をしないで観察のみをしているときには、試料８への照明光が遮断されて、観察像表示エリア３１には最後に探索された観察部位の静止画像が表示されるようになるので、ユーザは所望の観察部位の観察像を見ていながらも、試料８に与えられる不要な損傷を回避することができる。

また、この場合には、試料８への照明光の投光又は遮断や、観察像表示エリア３１に表示される画像の切り替えが、自動的に行われるので、操作性にも優れている。
なお、本実施形態に係る顕微鏡システム１の動作は、例えば次のように変形することもできる。

図５は、上述の動作例１及び２を組み合わせた変形例を示すフローチャートである。
この変形例は、試料８への照射光が遮断されているときに開始した動作である。また、この動作の開始時点においては、タイマがリセットされているものとする。

同図に示したように、本フローが開始すると、まず、Ｓ３１乃至Ｓ３５では、図４のＳ２１乃至Ｓ２５の処理と同様の処理を行う。但し、Ｓ３３において、デジタルカメラ１８に設定される撮像条件は、後述のＳ４５でデータ記録部２１に最後に保存された撮像条件、又は、それが未だ保存されていない場合には初期値としての撮像条件である。なお、初期値としての撮像条件は、例えばホストシステム１６の内部ＲＯＭに保存されている。

Ｓ３５の処理が終了すると、続いて、駆動部位の駆動指示が有るか否かを再び判定する（Ｓ３６）。ここで、その判定結果がＹｅｓの場合には、その駆動指示に応じて、対応する駆動部位の駆動を開始して（Ｓ３７）、Ｓ３８へ進み、その判定結果がＮｏの場合には、そのままＳ３８へ進む。

続いて、Ｓ３８乃至Ｓ４７では、図３のＳ１乃至Ｓ１０の処理と同様の処理を行う。そして、Ｓ４７の処理が終了すると、Ｓ３１へ戻る。
以上のような変形例によれば、１回目の駆動指示（Ｓ３１で判定される駆動指示）が行われた時点では実際の駆動は行われずに試料８への照明光の投光および観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示が行われるようになり、それから所定時間が経過するまでの間に２回目の駆動指示（Ｓ３６で判定される駆動指示）が行われた時点で実際の駆動が行われるようになる。これにより、試料８への照明光が比較的に安定して照射されるまでの間に駆動部位が駆動（移動）してしまうのを回避することができる。

図６は、上述の動作例２の変形例を示すフローチャートである。
この変形例も、動作例２と同様に、例えば上述の図３に示したフローが終了した時点のように、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に観察像の静止画像が表示されている状態で、且つ、試料８への照明光が遮断されているときに開始した動作である。なお、この動作の開始時点においては、顕微鏡装置２の状態が待機状態であるものとする（Status=Idle）。また、この動作の開始時点においても、動作例２と同様にタイマがリセットされているものとする。

図６に示したように、本フローが開始すると、まず、後述のＳ５６でスタートしたタイマにより計時された時間が、所定時間を経過したか否かを判定する（Ｓ５１）。ここで、その判定結果がＹｅｓの場合には、タイマをリセットして（Ｓ６２）、顕微鏡装置２の状態を待機状態へ遷移し（Status=Idle）（Ｓ５２）、その判定結果がＮｏの場合にはＳ６２及びＳ５２をスキップする。但し、Ｓ５１の判定時にタイマがリセット状態であるときには、その判定結果はＮｏとなる。

続いて、駆動部位の駆動指示が有るか否かを判定し（Ｓ５３）、その判定結果がＮｏの場合にはＳ５１へ戻り、その判定結果がＹｅｓの場合には顕微鏡装置２の状態が駆動準備状態であるか否か（Status=Readyであるか否か）を判定する（Ｓ５４）。

Ｓ５４の判定結果がＮｏの場合には、顕微鏡装置２の状態を駆動準備状態へ遷移し（Status=Ready）（Ｓ５５）、タイマによる計時をスタートして（Ｓ５６）、Ｓ５１へ戻る。
一方、Ｓ５４の判定結果がＹｅｓの場合には、タイマをリセットする（Ｓ６３）。続いて、Ｓ５７乃至Ｓ６１では、図４のＳ２２乃至Ｓ２６の処理と同様の処理を行い、本フローが終了する。なお、Ｓ５４の判定結果がＹｅｓの場合には、顕微鏡装置２の状態が待機状態に遷移される（Status=Idle）。

以上のような変形例によれば、１回目の駆動指示が行われた時点では実際の駆動は行われずに顕微鏡装置２の状態が駆動準備状態へ遷移されるようになり、それから所定時間が経過するまでの間に２回目の駆動指示が行われた時点で試料８への照明光の投光、観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示、及び実際の駆動が行われるようになる。
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡システムは、第１の実施形態に係る顕微鏡システムと構成は基本的に同じであるが、動作は異なっている。

本実施形態に係る顕微鏡システムでは、ビデオＡＦの実行が可能になっている。ビデオＡＦとは、デジタルカメラ１８で撮像した画像を基にステージ９をＺ方向の合焦位置へ移動させることによってＡＦを行う方式である。そして、このビデオＡＦの実行中は試料８への照明光の投光を行うようにし、ビデオＡＦの実行が終了したら試料８への照明光の遮断および観察像表示エリア３１への静止画像の表示を行うようにしている。

図７は、このような本実施形態に係る顕微鏡システムの動作例を示すフローチャートである。
同図に示したように、本フローが開始すると、まず、ＡＦ開始指示があったか否かを判定する（Ｓ７１）。ここで、ＡＦ開始指示は、例えば顕微鏡操作部１７や入力部２３の操作によって行うことができる。

Ｓ７１の判定において、その判定結果がＮｏの場合には本判定を繰り返し、その判定結果がＹｅｓの場合には、試料８への照明光の投光を開始する（Ｓ７２）。なお、この時に、観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示を併せて開始するようにすることもできる。

続いて、合焦したか否か（ビデオＡＦが終了したか否か）を判定し（Ｓ７３）、その判定結果がＮｏの場合には、焦準部制御を行って（Ｓ７４）、Ｓ７３へ戻る。ここで、焦準部制御とは、観察像の焦点合わせを行うために、デジタルカメラ１８で撮像した画像を基にステージ９をＺ方向の合焦位置へ移動させる制御のことである。

一方、Ｓ７３の判定結果がＹｅｓの場合、続くＳ７５乃至Ｓ７８では、図３に示したＳ７乃至Ｓ１０と同じ処理を行い、本フローが終了する。なお、Ｓ７５で撮像された静止画像は、ビデオＡＦによる合焦後の観察像の静止画像となる。

以上、本実施形態に係る顕微鏡システムによれば、ビデオＡＦを実行させて観察部位を観察する場合において、ビデオＡＦの実行中には試料８への照射光の投光が行われるようになり、ビデオＡＦの実行が終了したら試料８への照射光の遮断および観察像表示エリア３１への静止画像の表示が行われるようになるので、試料８に与えられる不要な損傷を回避することができる。
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る顕微鏡システムは、第１の実施形態に係る顕微鏡システムと同様の構成を有するが、動作が異なっている。

上述の第１の実施形態に係る動作では、例えば図３に示したフローが終了した時点の状態のように、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に観察像の静止画像が表示されている状態で且つ試料８への照明光が遮断されている状態であるときに、駆動部位の駆動指示が行われると、例えば図４のフローに示したように、駆動指示された駆動部位が何であれ、同じ順序で処理が行われていた。これに対し、本実施形態に係る動作では、駆動部位の駆動指示が行われると、駆動指示された駆動部位に応じて、処理の順序が変更されるようになっている。

図８は、そのような本実施形態に係る顕微鏡システムの動作例を示すフローチャートである。なお、この動作は、上記の通り、例えば図３に示したフローが終了した時点の状態のように、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に観察像の静止画像が表示されている状態で且つ試料８への照明光が遮断されている状態のときに開始する動作である。

図８に示したように、本フローが開始すると、まず、駆動部位の駆動指示が有るか否かを判定する（Ｓ８１）。なお、このＳ８１では、図４のＳ２１と同様の処理が行われる。
Ｓ８１の判定において、その判定結果がＮｏの場合には本判定を繰り返し、Ｙｅｓの場合には、続いて、駆動指示された駆動部位を判別する（Ｓ８２）。

Ｓ８２で判別された駆動部位がステージ９である場合（Ｓ８３）、続くＳ８４乃至Ｓ８７では、図４のＳ２２乃至Ｓ２５の処理と同様の処理を行う。続いて、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り換えることが終了したか否かを判定する（Ｓ８８）。ここで、その判定結果がＮｏの場合には本判定を繰り返し、Ｙｅｓの場合には、Ｓ８１の判定結果がＹｅｓとなった時のステージ９の駆動指示からステージ９の駆動指示量を検出し（Ｓ８９）、その駆動指示量に応じてステージ９を駆動し（Ｓ９０）、本フローが終了する。

Ｓ８２で判別された駆動部位がズーム光学系１４である場合（Ｓ１０５）、続くＳ１０６乃至Ｓ１１０では、上記のＳ８３乃至Ｓ８８の処理と同様の処理を行う。そして、Ｓ１１０の判定結果がＹｅｓになると、Ｓ８１の判定結果がＹｅｓとなった時のズーム光学系１４の駆動指示からズーム光学系１４の駆動指示量を検出し（Ｓ１１１）、その駆動指示量に応じてズーム光学系１４を駆動し（Ｓ１１２）、本フローが終了する。

Ｓ８２で判別された駆動部位が対物レンズ１２である場合には（Ｓ９１）、Ｓ８１の判定結果がＹｅｓとなった時の対物レンズ１２の駆動指示に応じて対物レンズ１２の駆動（切り換え駆動）を開始し（Ｓ９２）、対物レンズ１２の駆動が終了したか否かを判定する（Ｓ９３）。ここで、その判定結果がＮｏの場合には本判定を繰り返し、Ｙｅｓの場合には、遮断されている試料８への照明光を投光する（Ｓ９４）。なお、このＳ９４では、図４のＳ２２と同様の処理が行われる。続いて、駆動した対物レンズ１２に応じて撮像条件をデジタルカメラ１８に設定し（Ｓ９５）、ライブ画像表示のための撮像を開始して（Ｓ９６）、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示を開始し（Ｓ９７）、本フローが終了する。

Ｓ８２で判別された駆動部位がキューブターレット７のキューブである場合には（Ｓ９８）、Ｓ８１の判定結果がＹｅｓとなった時のキューブの駆動指示に応じてキューブの駆動（切り換え駆動）を開始し（Ｓ９９）、キューブの駆動が終了したか否かを判定する（Ｓ１００）。ここで、その判定結果がＮｏの場合には本判定を繰り返し、Ｙｅｓの場合には、続くＳ１０１乃至１０４にてＳ９４乃至Ｓ９７の処理と同様の処理を行い、本フローが終了する。但し、Ｓ１０２では、駆動したキューブに応じて撮像条件がデジタルカメラ１８に設定される。

このような動作例によれば、駆動指示された駆動部位が、試料８と対物レンズ１２との相対位置を変更させるステージ９又はズーム光学系１４であった場合には、試料８への照明光の投光、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示、駆動指示に応じたステージ９の駆動、という順序で処理が行われる。これにより、画像表示エリア３１に表示される画像がライブ画像へ切り換えられた後にステージ９又はズーム光学系１４の駆動が開始されるようになるので、観察者は、ステージ９又はズーム光学系１４の駆動開始時から試料８の観察像をライブ画像として確認することができる。

また、駆動指示された駆動部位が、対物レンズ１２又はキューブである場合には、駆動指示に応じた対物レンズ１２又はキューブの駆動、試料８への照明光の投光、モニタ２２の画面上の観察像表示エリア３１へのライブ画像の表示、という順序で処理が行われる。これにより、対物レンズ１２又はキューブの駆動が終了した後に照明光の投光及びライブ画像の表示が行われるようになるので、対物レンズ１２又はキューブの切り換えが終了するまでの間に、不必要な照明光の投光をさせないようにすることができると共に不必要な画像をライブ画像として表示させないようにすることができる。

なお、本フローでは、駆動指示された駆動部位がステージ９、ズーム光学系１４、対物レンズ１２、又はキューブである場合の例を説明したが、それが他の駆動部位であっても次のような観点に基づいて同様に処理を行うことができる。すなわち、駆動部位の駆動開始時から試料８の観察像をライブ画像として確認したいのであれば、その駆動部位を駆動指示したときに、駆動部位がステージ９であるときの処理（Ｓ８３以降の処理）と同様の処理を行うようにすればよく、或いは、駆動部位の駆動が終了するまでの間に照明光の投光及びライブ画像の表示をさせる必要がないのであれば、その駆動部位を駆動指示したときに、駆動部位が対物レンズ１２又はキューブであるときの処理（Ｓ９１又はＳ９８以降の処理）と同様の処理を行うようにすればよい。

以上、本実施形態に係る顕微鏡システムによれば、駆動指示された駆動部位に応じて適切な順序で処理が行われるようになるので、試料８の損傷を極力少なくすることができることは勿論のこと、より優れた操作性を得ることができる。

以上、第１乃至第３の実施形態について説明したが、各実施形態においては、次のような変形を行うことも可能である。
例えば、各実施形態では、落射照明用光源３をオフに制御することによって試料８への照明光を遮断していたが、落射用シャッタ５を閉じることによって試料８への照明光の遮断を行うようにすることもできる。

また、各実施形態において、試料８への照明光を遮断する代わりに、ＮＤフィルタ６を照明光路に挿入して、試料８にダメージを与えないレベルに照明光を減光するように構成することも可能である。

また、各実施形態において、落射照明用光源３をオフに制御することにより照明光を遮断する代わりに、落射用シャッタ５を閉じることにより照明光を遮断するか、或いは、ＮＤフィルタ６を照明光路に挿入することにより試料８にダメージを与えないレベルに照明光を減光するか、若しくは、落射照明用光源３を減光するように制御することにより試料８にダメージを与えないレベルに照明光を減光するかを、モニタ２２の画面上に表示された顕微鏡装置２のコントロール用アプリケーションＧＵＩ上からユーザが任意に選択し設定できるように構成することもできる。又は、それらのいずれかを、顕微鏡操作部１７の操作により任意に選択し設定できるように構成することもできる。

また、各実施形態において、モニタ２２の画面上に表示された顕微鏡装置２のコントロール用アプリケーションＧＵＩ上から行っていた各種の指示を、顕微鏡操作部１７の操作により行うことができるように構成することも可能である。

また、各実施形態では、試料８への照明光の投光又は遮断が自動で行われていたが、これを例えばモニタ２２の画面上に表示された顕微鏡装置２のコントロール用アプリケーションＧＵＩ上又は顕微鏡操作部１７の操作により手動により行うように構成することもできる。

また、各実施形態において、選択可能な動作モードとして自動モード及び手動モードを備えるように構成し、自動モードが選択された場合には上述の図３乃至図８に示した動作の一つ以上が行われ、手動モードが選択された場合には、試料８への照明光の投光又は遮断、静止画像の撮像、静止画像又はライブ画像の表示等を手動により行うことができるように構成することも可能である。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。

第１の実施形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。 モニタの画面上に表示される顕微鏡装置のコントロール用アプリケーションＧＵＩの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る顕微鏡システムの動作例１を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る顕微鏡システムの動作例２を示すフローチャートである。 動作例１及び２を組み合わせた変形例を示すフローチャートである。 動作例２の変形例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る顕微鏡システムの動作例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る顕微鏡システムの動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 顕微鏡システム
２ 顕微鏡装置
３ 落射照明用光源
４ コレクタレンズ
５ 落射用シャッタ
６ ＮＤフィルタ
７ キューブターレット
８ 試料
９ ステージ
１０ ステージＸ−Ｙ駆動制御部
１１ ステージＺ駆動制御部
１２ 対物レンズ
１３ レボルバ
１４ ズーム光学系
１５ 顕微鏡コントローラ
１６ ホストシステム
１７ 顕微鏡操作部
１８ デジタルカメラ
１９ ビデオボード
２０ カメラコントローラ
２１ データ記録部
２２ モニタ
２３ 入力部
２４、２５、２６ モータ
３１ 観察像表示エリア
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 対物レンズ切替ボタン３２
３２ｄ 倍率切替スライドバー移動ボタン
３２ｅ 倍率切替スライドバー
３２ｆ 倍率切替スライドバー移動ボタン
３３ 観察方法切替ボタン
３４ａ フォーカススライドバー移動ボタン
３４ｂ フォーカススライドバー
３４ｃ フォーカススライドバー移動ボタン
３５ ステージ操作ボタン
３６、３７ 粗微動切替ボタン
３８ ライブ観察中告知部

Claims (8)

1. 試料の観察状態を変更可能な顕微鏡システムであって、
   前記試料に照明光を照射する照明手段と、
   対物レンズを含む一つ以上の光学部材を駆動する駆動手段と、
   前記試料と前記対物レンズとの相対位置を変更する位置変更手段と、
   前記一つ以上の光学部材のいずれかが駆動中であるか否か、及び、前記相対位置が変更中であるか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果から前記一つ以上の光学部材が駆動中でなく且つ前記相対位置が変更中でない時間を計時する計時手段と、
   前記試料への照明光を投光、遮断、又は減光するように制御する制御手段と、
   前記試料の観察像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、
   前記一つ以上の光学部材の駆動又は前記相対位置の変更を指示する指示手段と、
   前記表示手段により表示された画像が、静止画であるかライブ画像であるかの区別を表示するためのライブ観察告知手段と、
   を備え、
   前記撮像手段により前記観察像がライブ画像として撮像され、前記表示手段により前記ライブ画像が表示されているときに、前記制御手段は、前記計時手段により計時された時間が所定時間を経過した場合に、前記試料への照明光を遮断または減光するように制御し、
   前記撮像手段は、前記制御手段の制御により前記試料への照明光が遮断または減光される直前に、前記観察像を静止画像として撮像し、前記表示手段は前記静止画像を表示し、
   前記表示手段により前記静止画像が表示されているときに前記指示手段により前記一つ以上の光学部材の駆動又は前記相対位置の変更が指示されると、前記制御手段は前記試料への照明光を投光するように制御し、
   前記試料への照明光が投光された後に、前記撮像手段は前記観察像をライブ画像として撮像することを開始し、前記表示手段は前記ライブ画像の表示を開始し、
   前記表示手段により表示されている画像が、静止画であるか、ライブ画像であるかを前記ライブ観察告知手段により区別可能である、
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記指示手段による指示に応じて、前記一つ以上の光学部材の駆動又は前記相対位置の変更を行う動作、前記試料への照明光を遮断又は減光から投光へ切り換える動作、及び、前記表示手段に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り替える動作、の実行順序を変更する、
   ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
3. 前記指示手段による指示が、ズーム光学系の駆動指示又は前記相対位置の変更指示である場合には、前記試料への照明光を遮断又は減光から投光へ切り換える動作、前記表示手段に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り替える動作、前記ズーム光学系を駆動する動作又は前記相対位置を変更する動作、という順序で各動作を実行する、
   ことを特徴とする請求項２記載の顕微鏡システム。
4. 前記表示手段に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り替える動作を終了した後に、前記ズーム光学系を駆動する動作又は前記相対位置を変更する動作の実行を開始する、
   ことを特徴とする請求項３記載の顕微鏡システム。
5. 前記静止画像を撮像した時の撮像条件を記憶する撮像条件記憶手段を更に備え、
   前記表示手段に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り替える動作において、当該ライブ画像は、前記撮像条件記憶手段に最後に記憶された撮像条件の下でライブ画像として撮像される画像である、
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の顕微鏡システム。
6. 前記指示手段による指示が前記対物レンズ又はキューブの駆動指示である場合には、前記対物レンズ又はキューブを駆動する動作、前記試料への照明光を遮断又は減光から投光へ切り換える動作、前記表示手段に表示する画像を静止画像からライブ画像へ切り替える動作、という順序で各動作を実行する、
   ことを特徴とする請求項２記載の顕微鏡システム。
7. 前記対物レンズ又はキューブを駆動する動作を終了した後に、前記試料への照明光を遮断又は減光から投光へ切り換える動作の実行を開始する、
   ことを特徴とする請求項６記載の顕微鏡システム。
8. 前記静止画像を撮像した際の撮像条件を記憶する撮像条件記憶手段を更に備え、
   前記撮像手段は、前記観察像をライブ画像として撮像することを開始する際に、前記撮像条件記憶手段に記憶された前記撮像条件の下で前記観察像の撮像を開始する、
   ことを特徴とする請求項２記載の顕微鏡システム。