JP5450743B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明の顕微鏡装置の態様は、倍率の異なる複数の第一光学素子としての対物レンズ及び第二光学素子としてのズームレンズを介して試料の光学像を得る光学系と、前記対物レンズの倍率を離散的に変えるレボルバ駆動切換手段と、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えを検出する検出手段と、前記ズームレンズの倍率を前記対物レンズよりも小さい刻み間隔で変化させるズーム倍率駆動手段と、前記レボルバ駆動切換手段及び前記ズーム倍率駆動手段を相互に連動させて制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えが行われる場合、前記ズーム倍率駆動手段を連動させ、前記対物レンズの倍率と前記ズームレンズの倍率との組み合わせからなる総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように前記ズームレンズの倍率を共に変化させる制御を行い、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えにより前記総合倍率が前記対物レンズの切換え前より大きくなる場合であって、前記ズームレンズの倍率を変化させても、前記総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように制御できない場合には、前記ズームレンズの倍率を該ズームレンズの変更可能な倍率の範囲の内、最小倍率に変化させる制御を行う、構成とする。
図1は、本発明の一実施の形態である観察装置の構成の一例を示す概念図であり、図2は、本実施の形態の観察装置の制御系の構成の一例を示す概念図である。
ンズモータ116等に異常があったと判断し、エラー情報等を制御端末3に返信する。
(駆動制御部2および制御端末3内の記憶情報の構成例)
CPU201は、ズームレンズI/F部204aおよびレボルバI/F部204bから、それぞれのモータの位置情報を取得し、RAM203に格納しておくことにより、ズーム光学系103およびレボルバ105の現在位置を保持している。
観察倍率(総合倍率)とズームレンズ倍率、対物レンズ倍率は、(1)式の関係となっており、これよりobsr_mag1には現在の観察倍率値が格納される。
(GUI(グラフィカルユーザインタフェース)の構成例)
制御端末3の表示装置であるモニタ4に表示されるGUIの一例である操作画面300を図4に示す。
(観察倍率範囲の説明)
図5は、本実施の形態の顕微鏡1における観察倍率範囲の一例を示す概念図である。本実施の形態の説明では、以下の観察倍率範囲W1〜W3の状態における対物レンズ108の倍率と、ズーム光学系103のズームレンズ倍率範囲の数値は、この図5に例示した数値を使って説明する。
W2:観察倍率が連続する場合(例:対物レンズ倍率が1×と10×、ズーム倍率範囲が1〜10×、1×刻み)
W3:観察倍率が重複する場合(例:対物レンズ倍率が1×と5×、ズーム倍率範囲が1〜10×、1×刻み)
[作用]
以上のように構成された本実施の形態の観察装置K1の動作について、図6のフローチャートに沿って説明する。
obsr_mag1/revo_mag2(=10/5)≧ 1(最小ズーム倍率)・・・(2)
となり、対物レンズ108を切り換えてもズームレンズ倍率を2×にすれば観察倍率は変化しない。
obsr_mag1/revo_mag2(=5/1)≦ 10(最大ズーム倍率)・・・(3)
となり、対物レンズ108を切り換えてもズームレンズ倍率を5×にすれば観察倍率は変化しない。この例では、(3)式の計算結果は全て割り切れるが、対物レンズ108の倍率によってはズーム光学系103の分解能以下の数値となることがある。この場合は「切換処理A」と同様に、後に四捨五入等で丸める処理が行われる。観察倍率範囲W2では、1箇所で真となる観察倍率が有り、観察倍率範囲W1では、どの観察倍率でも真にならない。
[効果]
この実施の形態1の場合には、制御端末3の制御プログラム36により、対物レンズ108の切り換えとズーム光学系103のズーム倍率の変更を連動して制御するので、観察者は、観察倍率の変更時に、ズーム光学系103のズーム倍率を手動で調整する等の煩雑な操作を行う必要が無くなり、観察装置K1における観察者の操作性を向上させることができる。
(実施の形態1の変形例)
図7は、上述の実施の形態1の変形例を示すフローチャートである。
[構成]
本変形例の構成は、上述の実施の形態1と同様であるため説明は省略する。なお、以下の図7のフローチャートの処理は、制御端末3に実装された制御プログラム36をCPU31が実行することによって実現される。
[作用]
本変形例の動作について、図7のフローチャートに沿って説明する。
切り換え後に観察倍率値が下がる場合は、変更予定の観察倍率値として、現在の観察倍率値を係数dm_down倍した数値を現在の観察倍率値として更新および格納し(ステップS222)、「切換処理B」に移行する(ステップS223)。
係数dm_upとdm_downは、制御データ37として設定されおり、例えば、現在の観察倍率値が10×で、係数dm_upが1.2、dm_downが0.8の場合、(4)式、(5)式より、操作画面300の倍率表示部303の現在の観察倍率値は、12×と8×に更新され、それぞれ「切換処理A」、「切換処理B」に移行する。移行後の動作は、実施の形態1と同様である。
[効果]
この実施の形態1の変形例によれば、上述の実施の形態1の効果に加えて、対物レンズ切り換えによる観察倍率の変更時に、操作画面300上のカメラ画像表示部301を注視していることが多い観察者に対して、変更前後で観察画像上に所定比率の画像変化(倍率変化)があることにより、観察倍率が変更されたことを観察者が確実に認識できるため、観察者の観察効率や観察装置K1の操作性を、より高めることができる。
(実施の形態2)
図8は、本発明の他の実施の形態である観察装置における操作画面(GUI)の構成例を示す説明図であり、図9は、その作用の一例を示すフローチャートである。
[構成]
本実施の形態2の観察装置の構成が、上述の実施の形態2の観察装置K1と異なる箇所は、観察者が観察倍率変更の指示を入力する操作画面(GUI)および制御プログラム36の制御機能の部分であるので、実施の形態1と共通の構成要素については共通の符号を付して、重複した説明は省略する。
[作用]
本実施の形態の観察装置K1の動作について図9のフローチャートに沿って説明する。
この図9のフローチャートに例示される動作は、制御端末3に実装された制御プログラム36をCPU31が実行することによって実現される。
and
[(obsr_mag2/revo_mag1)/ズームレンズ分解能]が割り切れる・・・(6)
演算結果が「真」の場合、対物レンズ108の切り換えは不要であるため、「対物レンズ切換無し処理部」に移行し、演算結果が「偽」の場合は、対物レンズ108を切り換える必要があるため、「対物レンズ切換有り処理部」に移行する。
(obsr_mag2/revo_mag2)=(obsr_mag1/revo_mag1) ・・・(7)
この判別は(7)式で行う。これは、ズームレンズ104の移動が必要かどうかを確認しており、例えば、観察倍率範囲W2で、現在の観察倍率値が20×、指示値が2×であったとすると、ズームレンズ倍率値はどちらも2×であり、演算結果は「真」となる。同じズームレンズ倍率値であれば、当然、ズームレンズ104を移動させる必要は無く、対物レンズ108の切り換えのみで指示値を実現できる。この(7)式の判別より「真」側への分岐は「切換処理C」へ、「偽」側への分岐は「切換処理D」に移行する。
[効果]
この実施の形態2の場合には、上述の実施の形態1の一部の効果に加えて、観察者は対物レンズ108の切り換えを意識する必要が無く、観察に集中することができるので、観察者の観察効率をさらに高めることができる。
(実施の形態2の変形例1)
図10は、実施の形態2の変形例1を示すフローチャートである。
[構成]
本変形例1の構成は、上述の実施の形態2と同様であるため重複した説明は省略する。
[作用]
本変形例における観察装置K1の動作について図10のフローチャートに沿って説明する。この図10に例示されるフローチャートの動作は、制御端末3において、制御プログラム36をCPU31が実行することによって実現される。
最小ズーム倍率≦(obsr_mag2/revo_mag2)≦最大ズーム倍率
and
[(obsr_mag2/revo_mag2)/ズームレンズ分解能]が割り切れる・・・(8)
演算結果が「偽」の場合、対物レンズの切り換えは不要であり、「対物レンズ切換無し処理部」に移行する(ステップS404)。
[効果]
この変形例1の場合には、上述の実施の形態2の効果に加えて、観察倍率の変更に際して、可能な限り、常に高解像の状態で試料109を観察することができ、より観察に集中することができるので、観察者の観察効率をさらに高めることができる。
(実施の形態2の変形例2)
図11は、本発明の実施の形態2の変形例2の作用の一例を示すフローチャートである。
[構成]
本変形例2の構成は、基本的に上述の実施の形態2と同じであるため、異なる部分のみ説明する。
[作用]
本変形例2の動作について図11のフローチャートに沿って説明する。
切換時間T1:ズームレンズ104の移動時間
切換時間T2:対物レンズ108の切換時間+ズームレンズ104の移動時間
切換時間T1の方が大きい場合は、「対物レンズ切換有り処理部」に移行し(ステップS504)、切換時間T1の方が小さい場合は、「対物レンズ切換無し処理部」に移行する(ステップS505)。
[効果]
この変形例2の場合には、上述の実施の形態2の効果に加えて、観察倍率の変更時には、常に最短の変更所要時間とすることができ、観察者の待ち時間が短縮されるとともに、より観察に集中することができるので、観察者の観察効率をさらに高めることができる。
(実施の形態3)
図12は、本発明のさらに他の実施の形態である観察装置における操作画面(GUI)
の構成例を示す説明図であり、図13は、その作用の一例を示すフローチャートである。
[構成]
本実施の形態3の観察装置K1の構成は、基本的に上述の実施の形態2と同じであるため、異なる部分のみ説明する。
[作用]
本実施の形態3の観察装置K1の動作について、図13のフローチャートに沿って説明する。この図13に例示されるフローチャートの動作は、制御端末3に実装された制御プログラム36をCPU31が実行することによって実現される。
[効果]
この実施の形態3の場合には、上述の実施の形態2の効果に加えて、観察倍率を実時間で変更しながらのリアルタイム観察を行うことができることから、観察装置K1の操作性が向上し、より観察に集中することができるので、観察者の観察効率をさらに高めることができる。
(全体の変形例)
本発明は、上記第1、第2、第3の実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
(付記1)
各々の第1倍率が固定の複数の第1光学系と、
第2倍率が可変な第2光学系と、
一つの前記第1光学系と前記第2光学系の組合せによって前記第1倍率および前記第2倍率の積からなる総合倍率で観察された試料の画像を表示する表示部と、
前記第1および第2光学系の組合せの変更と、前記第2光学系の前記第2倍率の変化を連動させる制御装置と、
を含むことを特徴とする観察装置。
(付記2)
付記1記載の観察装置において、
さらに、前記総合倍率の指示が入力される操作部を含み、
前記制御装置は、前記操作部を介して入力された前記総合倍率に応じて、前記第1および第2光学系の組合せの変更、および前記第2光学系の前記第2倍率の変化の少なくとも一方を制御することを特徴とする観察装置。
(付記3)
付記2記載の観察装置において、
前記制御装置は、前記第2光学系の前記第2倍率の変化を、前記第1および第2光学系の組合せの変更よりも優先することで、前記操作部を介して入力された前記総合倍率を実現することを特徴とする観察装置。
(付記4)
付記2記載の観察装置において、
前記制御装置は、前記第1および第2光学系の組合せの変更に連動して前記第2光学系の前記第2倍率を変化させることで、前記操作部を介して入力された前記総合倍率を実現することを特徴とする観察装置。
(付記5)
付記2記載の観察装置において、
前記操作部は、操作画面上に表示され、前記総合倍率を示す対数目盛と、前記対数目盛に沿って移動されるスライダと、からなることを特徴とする観察装置。
(付記6)
付記1記載の観察装置において、
さらに、前記第1光学系の切り換えによる前記第1および第2光学系の組合せの変更を検出する検出部を含み、
前記制御装置は、前記第1光学系の切り換えに連動して前記第2光学系の前記第2倍率を変化させることを特徴とする観察装置。
(付記7)
付記6記載の観察装置において、
前記制御装置は、前記総合倍率が維持されるように、前記第1光学系の切り換えに連動して前記第2光学系の前記第2倍率を変化させることを特徴とする観察装置。
(付記8)
付記6記載の観察装置において、
前記制御装置は、前記総合倍率が変化するように、前記第1光学系の切り換えに連動して前記第2光学系の前記第2倍率を変化させることを特徴とする観察装置。
(付記9)
付記6記載の観察装置において、
前記制御装置は、手動による前記第1光学系の切り換えに連動して前記第2光学系の前記第2倍率を変化させることを特徴とする観察装置。
(付記10)
付記6記載の観察装置において、
前記制御装置は、前記表示部に、現在の前記第1および第2光学系の前記第1および第2倍率を実時間で出力することを特徴とする観察装置。
(付記11)
付記1から付記9のいずれか1項に記載の観察装置において、
前記第1光学系は対物レンズであり、前記第2光学系はズームレンズであり、
複数の前記対物レンズを切り換えるレボルバと、
前記レボルバを駆動するレボルバ駆動機構と、
前記ズームレンズの前記第2倍率としてのズーム倍率を制御するズーム倍率制御機構と、
をさらに含むことを特徴とする観察装置。
(付記12)
各々の第1倍率が固定の複数の第1光学系と、
第2倍率が可変な第2光学系と、
一つの前記第1光学系と前記第2光学系の組合せによって前記第1倍率および前記第2倍率の積からなる総合倍率で観察された試料の画像を表示する表示部と、
前記総合倍率が入力される操作部と、
を含む観察装置の制御プログラムであって、
前記操作部を介して前記総合倍率の入力を受け付けるステップと、
入力された前記総合倍率に応じて、前記第1および第2光学系の組合せの変更、および前記第2光学系の前記第2倍率の変化の少なくとも一方を制御するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする観察装置の制御プログラム。
(付記13)
付記12記載の観察装置の制御プログラムにおいて、
前記操作部として、前記総合倍率の入力を受け付ける操作画面を前記表示部に表示するステップをさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする観察装置の制御プログラム。
(付記14)
付記13記載の観察装置の制御プログラムにおいて、
前記操作画面には、前記総合倍率を示す対数目盛と、前記対数目盛に沿って移動されるスライダを表示することを特徴とする観察装置の制御プログラム。
(付記15)
各々の第1倍率が固定の複数の第1光学系と、
第2倍率が可変な第2光学系と、
一つの前記第1光学系と前記第2光学系の組合せによって前記第1倍率および前記第2倍率の積からなる総合倍率で観察された試料の画像を表示する表示部と、
を含む観察装置の制御プログラムであって、
前記第1光学系の切り換えによる前記第1および第2光学系の組合せの変更を検出するステップと、
前記第1光学系の切り換えに連動して前記第2光学系の前記第2倍率を制御するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする観察装置の制御プログラム。
(付記16)
付記15記載の観察装置の制御プログラムにおいて、
さらに、前記表示部に、現在の前記第1および第2光学系の前記第1および第2倍率を実時間で表示する表示領域を出力するステップを前記コンピュータに実行させることを特徴とする観察装置の制御プログラム。
(付記17)
付記12または付記15記載の観察装置の制御プログラムにおいて、
前記観察装置の前記第1光学系は対物レンズであり、前記第2光学系はズームレンズであることを特徴とする観察装置の制御プログラム。
2 駆動制御部
3 制御端末
4 モニタ
31 CPU
32 ROM
33 RAM
34a カメラI/F部
34b 駆動制御部I/F部
34c モニタI/F部
35 バス線
36 制御プログラム
37 制御データ
102 ハーフミラー
103 ズームレンズ群
103 ズーム光学系
104 ズームレンズ
105 レボルバ
106 レボルバモータ
106a ドライバ
106b 現在位置カウンタ
107 マウンタ
108 対物レンズ
108a 低倍対物レンズ
108b 高倍対物レンズ
109 試料
110 ステージ
111 カメラ
113 結像レンズ
114 照明光学系
115 ファイバー
116 ズームレンズモータ
116a ドライバ
116b 現在位置カウンタ
117 レボルバセンサ群
117a センサレジスタ
118 顕微鏡ケーブル
120 同軸落射光源
120a 照明光
120b 観察光
121 カメラケーブル
121a カメラ制御コマンド信号
121b 撮影画像
122 モニタケーブル
130 駆動制御部ケーブル
130a 制御命令
201 CPU
202 ROM
202a 制御プログラム
202b 制御データ
203 RAM
204a ズームレンズI/F部
204b レボルバI/F部
204c 制御端末I/F部
205 バス線
300 操作画面
301 カメラ画像表示部
302 倍率調整スクロール部
302a 倍率目盛
302b スクロールバー
303 倍率表示部
304 対物レンズ選択部
305 マウスポインタ
310 操作画面
311 カメラ画像表示部
312 倍率調整スクロール部
312a 倍率目盛
312b スクロールバー
313 倍率表示部
410 操作画面
411 カメラ画像表示部
412 倍率表示部
413 倍率調整スクロール部
413a 目盛
413b スクロールバー
413c 枠線
413d 枠線
K1 観察装置
Claims (3)
- 倍率の異なる複数の第一光学素子としての対物レンズ及び第二光学素子としてのズームレンズを介して試料の光学像を得る光学系と、
前記対物レンズの倍率を離散的に変えるレボルバ駆動切換手段と、
前記対物レンズの倍率の離散的な切換えを検出する検出手段と、
前記ズームレンズの倍率を前記対物レンズよりも小さい刻み間隔で変化させるズーム倍率駆動手段と、
前記レボルバ駆動切換手段及び前記ズーム倍率駆動手段を相互に連動させて制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えが行われる場合、前記ズーム倍率駆動手段を連動させ、前記対物レンズの倍率と前記ズームレンズの倍率との組み合わせからなる総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように前記ズームレンズの倍率を共に変化させる制御を行い、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えにより前記総合倍率が前記対物レンズの切換え前より大きくなる場合であって、前記ズームレンズの倍率を変化させても、前記総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように制御できない場合には、前記ズームレンズの倍率を該ズームレンズの変更可能な倍率の範囲の内、最小倍率に変化させる制御を行う、
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 倍率の異なる複数の第一光学素子としての対物レンズ及び第二光学素子としてのズームレンズを介して試料の光学像を得る光学系と、
前記対物レンズの倍率を離散的に変えるレボルバ駆動切換手段と、
前記対物レンズの倍率の離散的な切換えを検出する検出手段と、
前記ズームレンズの倍率を前記対物レンズよりも小さい刻み間隔で変化させるズーム倍率駆動手段と、
前記レボルバ駆動切換手段及び前記ズーム倍率駆動手段を相互に連動させて制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えが行われる場合、前記ズーム倍率駆動手段を連動させ、前記対物レンズの倍率と前記ズームレンズの倍率との組み合わせからなる総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように前記ズームレンズの倍率を共に変化させる制御を行い、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えにより前記総合倍率が前記対物レンズの切換え前より小さくなる場合であって、前記ズームレンズの倍率を変化させても、前記総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように制御できない場合には、前記ズームレンズの倍率を該ズームレンズの変更可能な倍率の範囲の内、最大倍率に変化させる制御を行う、
ことを特徴とする顕微鏡装置。 - 請求項1および2記載の顕微鏡装置において、
前記制御手段は、前記対物レンズの倍率の離散的な切換えが手動で行われる場合、前記ズーム倍率駆動手段を連動させ、前記対物レンズの倍率と前記ズームレンズの倍率との組み合わせからなる総合倍率が前記対物レンズの切換えの前後で変化しないように前記ズームレンズを共に変化させる制御を行う、
ことを特徴とする顕微鏡装置。
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