JP6362435B2 - 顕微鏡システム - Google Patents
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Description
〔顕微鏡システムの構成〕
図1は、本実施の形態1に係る顕微鏡システムの機能構成を示すブロック図である。図1において、顕微鏡システム1が載置される平面をxy平面とし、xy平面と垂直な方向をz方向として説明する。
まず、顕微鏡装置2の構成について説明する。
顕微鏡装置2は、標本SPが載置されるステージ21と、側面視略C字状をなし、ステージ21を支持するとともに、レボルバ22を介して対物レンズ23を保持する顕微鏡本体部24と、顕微鏡本体部24に設けられ、標本SPに同軸照明用の照明光を出射する同軸照明部25と、顕微鏡本体部24に設けられ、標本SPに照射する偏光照明用の照明光を出射する偏射照明部26と、を備える。
次に、撮像装置3の構成について説明する。
撮像装置3は、対物レンズ23、ハーフミラー243、アナライザ244および結像レンズ246を介して入力された標本SPの観察像(観察光)を撮像して標本SPの画像データを生成する。撮像装置3は、標本SPの観察像を受光して光電変換を行うことによって、光を電気信号(アナログ信号)に変換する複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子31と、撮像素子31から出力される電気信号に増幅(ゲイン調整)等の信号処理を施した後、A/D変換を行うことによってデジタルの標本SPの画像データに変換して撮像制御部4へ出力する信号処理部(図示せず)と、を用いて構成される。撮像装置3は、撮像制御部4の制御のもと、標本SPの画像データを微小な時間間隔で連続的に生成して撮像制御部4へ出力する。また、撮像装置3は、所定のフレームレート、例えば15fpsで画像データを生成する。なお、本実施の形態1では、撮像装置3が観察部として機能する。また、本実施の形態1では、撮像装置3に換えて、観察部を接眼レンズが内蔵された接眼部であっても適用することができる。
次に、表示装置5の構成について説明する。
表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等からなる表示パネルおよび駆動ドライバを用いて構成される。表示装置5は、撮像制御部4から入力される標本SPの画像データに対応する画像を表示する。
次に、入力部6の構成について説明する。
入力部6は、同軸照明部25および偏射照明部26の少なくとも一方の点灯を指示する指示信号の入力を受け付ける。入力部6は、スイッチやボタン等を用いて構成される。
次に、顕微鏡制御装置7の構成について説明する。
顕微鏡制御装置7は、CPU等を用いて構成され、顕微鏡装置2の駆動を制御する。顕微鏡制御装置7は、照明制御部71を有する。
次に、上述の構成を有する顕微鏡システム1における観察の原理について説明する。図3は、顕微鏡システム1における観察の原理を示す模式図である。なお、図3においては、ポラライザ242およびアナライザ244の位置関係は、ポラライザ242を透過する同軸照明光の偏光成分の振動方向とアナライザ244を透過する反射光の偏光成分の振動方向とが直交するクロスニコルの状態で配置されているものとする。
次に、顕微鏡システム1が実行する処理について説明する。図4は、顕微鏡システム1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS107において、標本SPの観察を終了する場合(ステップS107:Yes)、顕微鏡システム1は、本処理を終了する。これに対して、標本SPの観察を終了しない場合(ステップS107:No)、顕微鏡システム1は、上述したステップ101へ戻る。
次に、本実施の形態1の変形例1について説明する。本実施の形態1の変形例1では、入力部の構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態1の変形例1に係る顕微鏡システムの入力部の構成を説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本実施の形態1の変形例2について説明する。本実施の形態1の変形例2では、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システムの入力部の構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態1の変形例2に係る顕微鏡システムの入力部の構成を説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本実施の形態1の変形例3について説明する。本実施の形態1の変形例3では、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システムの入力部の構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態1の変形例3に係る顕微鏡システムの入力部の構成を説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る顕微鏡システムは、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1の構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態2に係る顕微鏡システムの構成を説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図10は、本実施の形態2に係る顕微鏡システムの機能構成を示すブロック図である。図10に示す顕微鏡システム1aは、顕微鏡装置2と、撮像装置3と、撮像制御部4と、撮像装置3が生成した標本SPの画像データに対応する画像を表示する表示装置5aと、顕微鏡制御装置7と、顕微鏡システム1aの各部を統括的に制御する処理装置8と、を備える。
表示装置5aは、処理装置8の制御のもと、撮像装置3が生成した標本SPの画像データに対応する画像や顕微鏡システム1aの操作に関する情報を表示する表示部51と、表示部51の表示領域に重畳して設けられ、外部からの物体の接触位置を検出し、この接触位置に応じた位置信号の入力を受け付けるタッチパネル52と、を有する。
処理装置8は、各種の情報の入力を受け付ける入力部81と、顕微鏡システム1aを動作させるためのプログラムや各種処理中のデータを記録する記録部82と、顕微鏡システム1aを制御する処理制御部83と、を備える。
図11は、観察情報記録部821が記録する観察情報の一例を示す図である。
次に、本実施の形態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、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1の構成と異なる。このため、以下においては、本実施の形態3に係る顕微鏡システムの構成を説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図15は、本実施の形態3に係る顕微鏡システムの機能構成を示すブロック図である。図15に示す顕微鏡システム1bは、標本SPを観察する顕微鏡装置2aと、撮像装置3と、撮像制御部4と、表示装置5aと、顕微鏡装置2aの駆動を制御する顕微鏡制御装置7aと、顕微鏡システム1bの各部を制御する処理装置8aと、を備える。
まず、顕微鏡装置2aの構成について説明する。
顕微鏡装置2aは、上述した顕微鏡装置2のアナライザ操作部245に換えて、アナライザ244を対物レンズ23の光軸を中心にして回転させるアナライザ駆動部27を有する。
次に、顕微鏡制御装置7aの構成について説明する。
顕微鏡制御装置7aは、CPU等を用いて構成され、処理装置8aの制御のもと、顕微鏡装置2aの駆動を制御する。顕微鏡制御装置7aは、照明制御部71と、駆動制御部72と、を有する。
次に、処理装置8aの構成について説明する。
処理装置8aは、入力部81と、顕微鏡システム1bを動作させるためのプログラムや各種処理中のデータを記録する記録部82aと、処理制御部83と、を有する。
次に、本実施の形態1〜3の変形例1について説明する。本実施の形態1〜3の変形例1では、上述した実施の形態1〜3に係る顕微鏡装置の光学系および照明系が異なる。このため、以下においては、本実施の形態1〜3の変形例1に係る顕微鏡装置の光学系および照明系の構成について説明する。なお、以下においては、上述した実施の形態1に係る顕微鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本発明では、顕微鏡装置、撮像装置、画像処理装置および顕微鏡制御装置を備えた顕微鏡システムを例に説明したが、たとえば標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能、および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、たとえばビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。
2,2a,2b,2c 顕微鏡装置
3 撮像装置
4 撮像制御部
5,5a 表示装置
6,6a,6b,6c,81 入力部
7,7a 顕微鏡制御装置
8,8a 処理装置
21 ステージ
22 レボルバ
23,23b 対物レンズ
24 顕微鏡本体部
25 同軸照明部
26,26a 偏射照明部
27 アナライザ駆動部
28 位置検出部
31 撮像素子
51 表示部
52 タッチパネル
61 偏射照明入力部
61a,62a スライダ
62 同軸照明入力部
63 点滅スイッチ
63a,64b 切替レバー
64 切替スイッチ
71 照明制御部
72,712 駆動制御部
82,82a 記録部
83 処理制御部
231 集光レンズ
232 放物ミラー
241 照明レンズ
242 ポラライザ
243 ハーフミラー
244 アナライザ
245 アナライザ操作部
246 結像レンズ
821,821a 観察情報記録部
L1,L2 同軸照明光
L3 散乱光
L4,L5 偏射照明光
T1,T2 観察情報テーブル
W1 操作画面
W11 サンプル画像表示部
W12 ライブ画像表示部
W13 操作受付部
W131 選択画面
Claims (8)
- 標本が載置されるステージと、
前記ステージに対向して配置された対物レンズと、
前記対物レンズを介して前記標本を照射するための同軸照明光を出射する同軸照明部と、
前記対物レンズの外周または外部から前記標本を照射するための偏射照明光を出射する偏射照明部と、
前記同軸照明部が出射した前記同軸照明光を前記対物レンズに向けて反射する一方、前記対物レンズを介して入射する前記標本で反射した反射光を透過する光学部材と、
前記同軸照明部と前記光学部材との光路上に配置され、前記同軸照明部が出射する前記同軸照明光の1方向の偏光成分のみを透過させるポラライザと、
前記対物レンズの光軸上に前記対物レンズの光軸を中心として回転可能に配置され、前記対物レンズを介して入射される前記標本からの前記反射光の1方向の偏光成分であって、基準位置からの回転角度に応じた前記反射光の偏光成分のみを透過させるアナライザと、
前記アナライザを透過した前記反射光を集光して結像した前記標本の標本像を観察可能な観察部と、
複数の観察対象と、該複数の観察対象それぞれに適した前記同軸照明光の光量および前記偏射照明光の光量と、を対応付けた観察条件を示す観察情報を記録する記録部と、
前記複数の観察対象それぞれに関する複数の情報を表示する表示部と、
前記表示部が表示する前記複数の情報のいずれか1つを選択する選択信号の入力を受け付ける入力部と、
前記入力部から入力される前記選択信号および前記記録部が記録する前記観察情報に基づいて、前記同軸照明部および前記偏射照明部それぞれの光量を制御して点灯させる照明制御部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。 - 標本が載置されるステージと、
前記ステージに対向して配置された対物レンズと、
前記対物レンズを介して前記標本を照射するための同軸照明光を出射する同軸照明部と、
前記対物レンズの外周または外部から前記標本を照射するための偏射照明光を出射する偏射照明部と、
前記同軸照明部が出射した前記同軸照明光を前記対物レンズに向けて反射する一方、前記対物レンズを介して入射する前記標本で反射した反射光を透過する光学部材と、
前記同軸照明部と前記光学部材との光路上に配置され、前記同軸照明部が出射する前記同軸照明光の1方向の偏光成分のみを透過させるポラライザと、
前記対物レンズの光軸上に前記対物レンズの光軸を中心として回転可能に配置され、前記対物レンズを介して入射される前記標本からの前記反射光の1方向の偏光成分であって、基準位置からの回転角度に応じた前記反射光の偏光成分のみを透過させるアナライザと、
前記アナライザを透過した前記反射光を集光して結像した前記標本の標本像を観察可能な観察部と、
前記アナライザを回転させる駆動部と、
複数の観察対象と、該複数の観察対象それぞれに適した前記同軸照明光の光量および前記偏射照明光の光量と、前記アナライザの位置と、を対応付けた観察条件を示す観察情報を記録する記録部と、
前記複数の観察対象それぞれに関する複数の情報を表示する表示部と、
前記表示部が表示する前記複数の情報のいずれか1つを選択する選択信号の入力を受け付ける入力部と、
前記入力部から入力される前記選択信号および前記記録部が記録する前記観察情報に基づいて、前記駆動部を制御することによって前記アナライザを回転させる駆動制御部と、
前記入力部から入力される前記選択信号および前記記録部が記録する前記観察情報に基づいて、前記同軸照明部および前記偏射照明部それぞれの光量を制御して点灯させる照明制御部と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 - 前記照明制御部は、前記同軸照明部および前記偏射照明部のどちらか一方を所定の間隔で点滅させるとともに、他方を点灯させることを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡システム。
- 前記同軸照明部が出射する前記同軸照明光の光量および前記偏射照明部が出射する前記偏射照明光の光量それぞれを指示する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記入力部は、前記同軸照明部が出射する前記同軸照明光の光量および前記偏射照明部が出射する前記偏射照明光の光量のどちらか一方を所定の光量に固定し、他方を変更可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡システム。 - 前記入力部は、前記同軸照明部が出射する前記同軸照明光の光量および前記偏射照明部が出射する前記偏射照明光の光量を指示する指示信号の入力を受け付け可能であり、
前記照明制御部は、前記同軸照明光の光量および前記偏射照明光の光量のどちらか一方の光量が変更された場合、他方の光量を前記一方の光量に対して所定の比率になるように連動して変更することを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡システム。 - 前記観察部は、
前記標本の標本像を撮像し、該標本の画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部の撮像を制御する撮像制御部と、
を有し、
前記照明制御部は、前記観察情報を参照して、前記同軸照明光の光量および前記偏射照明光の光量の比率を変化させて前記同軸照明部および前記偏射照明部に出射させ、
前記撮像制御部は、前記同軸照明光の光量および前記偏射照明光の光量の比率を変化する毎に前記標本の観察像を撮像し、複数の前記画像データを生成し、
前記表示部は、前記撮像部が生成した複数の前記画像データに対応する複数の画像を表示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。 - 前記観察部は、
前記標本の標本像を撮像し、該標本の画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部の撮像を制御する撮像制御部と、
を有し、
前記撮像制御部は、前記アナライザが回転する毎に前記標本の観察像を撮像し、複数の前記画像データを生成し、
前記表示部は、前記撮像部が生成した複数の前記画像データに対応する複数の画像を表示することを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡システム。 - 前記ポラライザおよび前記アナライザの位置関係は、前記ポラライザを透過する前記同軸照明光の偏光成分の振動方向と前記アナライザを透過する前記反射光の偏光成分の振動方向とが直交するクロスニコルの状態で配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
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