JPH02272413A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、研究、教育用として観察視野をＴＶモニタ等
の画像表示装置で表示するようにした顕微鏡装置に関す
る。

〔従来の技術〕

最近、顕微鏡による観察においても、接眼レンズによる
観察の煩わしさ等のため、又研究、教育等の場における
観察像を供覧する必要性が高まっていることにより、接
眼レンズによる観察像と同じ像をＴＶモニタにて観察が
できるようにすることが望まれている。

接眼レンズによる観察像と同じ像をＴＶモニタに表示す
る装置として一般的なものとしては、テレビカメラを用
いる顕微鏡装置があげられる。この場合、顕微鏡の観察
光路をビームスプリッタで分岐し、分岐された一方の光
路にテレビカメラとそのテレビカメラを取付けるための
結像アダプタを設置する構成になっており、観察像と同
じ像をテレビカメラによって撮像し、その映像信号出力
をＴＶモニタに表示するということにより、接眼レンズ
による観察像と同じ像がＴＶモニタにて得られるように
なされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来装置のＴＶモニタに得られる観察画像は
、その解像度がテレビカメラ又ＴＶモニタの解像力に依
存しており、接眼レンズによる観察像と比較すると、現
状のＴＶモニタにて得られる観察像の解像力は劣ってい
る。現状では、テレビカメラが撮像管タイプ、ＣＣＤタ
イプであるかに依らず、ＴＶモニタにて接眼レンズによ
る観察像と同等の解像度を有する画像を得ることは困難
である。

近年、ハイビジョンシステムの開発が進み、その解像力
の高いテレビカメラを用いると、前記の顕微鏡観察にお
いても、ＴＶモニタにて、接眼レンズ（こよる観察像と
比較しても十分な解像度を有する画像が得られると言わ
れている。ところが、ハイビジョンシステムは、実用性
という点から考えれば、非常に高価であり且つ大型であ
るという点で現状では顕微鏡システムには適当ではない
。

一方、ハイビジョンシステムと同等の解像度を有する画
像を得る手段が静止画用の撮像装置であれば、比較的安
価で実現が可能である。ところが、静止画用撮像装置で
は、顕微鏡観察における準焦。

変倍若しくは試料の移動等の操作時には観察像が静止画
ではなくなるために撮像不能となり、その結果観察像が
ＴＶモニタにて得られなくなってしまうため接眼レンズ
による観察を強いられることになるという問題があった
。

本発明は、上記問題点に鑑み、顕微鏡観察において、Ｔ
Ｖモニタにて高解像画像が得られ、且っ準焦、変倍、試
料の移動操作もＴＶモニタにて観察しながら行なうこと
が可能となるようにした顕微鏡装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段及び作用］本発明による顕
微鏡装置は、観察光路を分岐又は切換える分岐又は切換
え部材を有し、該分岐又は切換え部材により分岐又は切
換えられた一方の光路には静止画用高解像撮像装置を他
方の光路には動画用撮像装置を夫々設けて成る顕微鏡装
置において、観察像変化検出部と、前記観察像変化検出
部からの観察像変化検出信号により前記静止画用高解像
撮像装置からの高解像映像出力と前記動画用撮像装置か
らの映像出力の何れかを選択してＴＶモニタに表示する
装置及び／又は録画する装置を備えていることを特徴と
している。

これについて、第１図に示した概念図に基づき説明する
。■は顕微鏡鏡体であって、照明用光学系と光源装置と
変倍光学系と準焦駆動部とステージ駆動部と更に各々の
制御部（何れも図示しない）を内蔵し、更に観察光路を
分岐させる光路分岐部と準焦、変倍、試料の移動等の操
作による観察像の変化を検出する観察像変化検出部（何
れも図示しない）をも内蔵している。２は静止画用高解
像撮像装置であって、顕微鏡鏡体りの前記光路分岐部に
より分岐された一方の光路に設置されている。３は撮像
装置であって、顕微鏡鏡体１の他方の光路に設置されて
いる。４は制御部であって、顕微鏡鏡体ｌの観察像変化
検出部の出力である観察像変化検出信号りに従って静止
画用高解像撮像装置２により得られる高解像映像出力Ａ
及び撮像装置３により得られる映像出力Ｂの何れかを選
択し、ＴＶモニタ５に映像出力Ｃとして出力するよう構
成された選択回路部（図示せず）を有している。

次に作用について説明する。

顕微鏡観察における変倍、準焦、ステージを移動させる
ことによる試料の移動等の操作時は、観察像は変化して
いる状態になる。そこでこのような観察像変化を顕微鏡
鏡体ｌに内蔵された観察像変化検出部により検出し、そ
の検出出力信号である観察像変化検出信号りを制御部４
へ出力する。

制御部４では、前記観察像変化検出信号りにより観察像
変化、を検知し、観察像変化状態では撮像装置３からの
映像出力Ｂ−ｆ−ＴＶモニタ５へ映像出力Ｃとして出力
する。そして、観察像無変化状態となると、静止画用高
解像撮像装置からの高解像映像出力Ａを選択回路部にて
選択し、ＴＶモニタ５へ映像出力Ｃとして出力する。

従って、顕微鏡観察において、変倍、準焦、試料の移動
等の操作は撮像装置３より得られる画像を観察しながら
行なうことができ、操作終了後には静止画用高解像撮像
装置による高解像画像にて観察が可能となる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明による顕微鏡装置の第１実施例のブロッ
ク図である。ＩＯは顕微鏡鏡体であって、図示しない観
察光学系と、変倍駆動部１１と、変倍駆動部１１からの
信号の入力により変倍操作を検出してその検出出力であ
る変倍操作検出信号ｆを後述の制御部３１へ出力する変
倍検出部１２と、準焦駆動部１３と準焦駆動部１３から
の信号の入力により準焦操作を検出してその検出出力で
ある準焦検出信号ｇを制御部３１へ出力する準焦検出部
１４と、ステージ駆動部１５と、ステージ駆動部１５か
らの信号の入力によりステージ移動操作を検出してその
検出出力であるステージ移動検出信号りを制御部３１へ
出力するステージ移動検出部１６とを有し、更に観察光
路１７を切換えるための光路切換えミラ一部１８を有し
ている。光路切換えミラ一部１８により切換えられる一
方の光路には、結像光学系を内蔵した結像アダプタ１９
を介して静止画用高解像撮像装置２０が設けられ、他方
の光路には結像光学系を内蔵した結像アダプタ２１を介
して撮像装置２２が装着されている。

撮像装置２２は、ＣＣＤ　（固体撮像素子）又は撮像管
を用いた実用的なテレビカメラであって、それはカメラ
コントロールユニット２３に接続すれている。そして、
カメラコントロールユニット２３の撮像出力Ｃは制御部
３１に出力されるようになっている。

第３図は静止画用高解像撮像装置２０のブロック図であ
る。２４は、観察光路中に位置する約２０００画素程度
のＣＣＤラインセンサーと、該ＣＣＤラインセンサーを
その画素の整列方向と直角に移動させる駆動部を有する
ラインセンサ一部である。２５はセンサ駆動回路であっ
て、２次元画像が得られるようにラインセンサ一部２４
にラインセンサー操作面２６（第２図）上を面走査させ
るための駆動信号ｑをラインセンサ一部２４に出力する
と共に、観察光路中に位置するＲＧＢフィルタ２７をラ
インセンサ一部２４の面走査に対して同期させるための
同期信号ｐをフィルタ駆動部２８へ出力するようになっ
ている。フィルタ駆動部２８は同期信号ｐに応じてＲＧ
Ｂフィルタ２７を駆動するように構成されている。２９
はラインセンサ一部２４からの出力信号を増幅し、Ａ／
Ｄ変換する増幅・Ａ／Ｄ変換回路、３０は増幅・Ａ／Ｄ
変換回路２９からの出力を画像信号として形成して記憶
し、出力する映像出力回路である。

制御部３１は、変倍操作検出信号ｆと準焦操作検出信号
ｇとステージ移動検出信号りがＯＲ回路にて構成した観
察像変化検出回路（図示しない）に入力されることによ
り、観察像変化を検出するよう構成されており、さらに
観察像変化の検出に基づいて光路切換ミラ一部１８へ光
路切換ミラー駆動信号ｅを出力し、撮像装置２２とカメ
ラコントロールユニット２３からの映像出力Ｃと、静止
画用高解像撮像装置２０からの高解像映像出力ａとの何
れかを選択し、ＴＶモニタ３２へ映像出力ｄとして出力
するように構成されている。

本実施例は上述の如く構成されているから、顕微鏡観察
における、変倍、準焦、ステージ移動の操作時には、変
倍、準焦、ステージ移動の各操作が夫々変倍検出部１２
．準焦検出部１・１．ステージ移動検出部１６にて各々
検出され各々の検出信号ｆ、ｇ、ｈが制御部３１へ出力
される。制御部３１では観察像変化検出回路に入力され
た変倍操作検出信号ｆ、準焦操作検出信号ｇ、ステージ
移動検出信号りにより変倍、準焦、ステージ移動の操作
を検知し、観察像が変動状態であることを判定する。又
、変倍、準焦、ステージ移動の非操作時には、同様にし
て観察像が静止状態であることを判定する。

上記判定により、観察像が静止状態と判断された場合、
光路切換ミラ一部１８へ制御部３１から光路切換ミラー
駆動信号ｅが出力されて光路切換ミラーが１８２の位置
に設定され、観察像が静止画用高解像撮像装置２０へ結
像アダプタ１９を介して導かれる。そして静止画用高解
像撮像装置２０からの高解像映像出力ａが制御部３１に
て選択され、ＴＶモニタ３２へ出力される。この時、静
止面用高解像撮像装置２０では、センサ駆動回路２５に
より、ＲＧＢフィルタ２７においてまずＲフィルタ部を
観察光路内に挿入し且つラインセンサーをラインセンサ
ー走査面２６上を面走査させる。そして、ラインセンサ
ーからの出力を増幅・Ａ／Ｄ変換回路２９に入力し、増
幅、積分、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、映像出力回路３
０にてＲ画像信号として形成し記憶しておく。２画像走
査が終了すると、ラインセンサーは最初の位置へ戻され
、次にＲＧＢフィルタ２７においてＧフィルタ部が観察
光路内に挿入され、以下は同様にしてＧ画像信号が得ら
れる。更に、次には同様にしてＢフィルタが観察光路内
に挿入され、Ｂ画像信号が得られる。このように映像出
力回路３０にて得られたＲ、Ｇ、Ｂの各々の画像信号を
映像出力Ｃとして制御部３１に出力する。ここで得られ
るＲｌＧ、Ｂの各画像は各々約４００万画素（２０００
ｘ２０００）分の分解能を有する２次元ＣＯＤで撮像さ
れた場合と同等の画像となる。更にラインセンサーの画
素数を増すことにより水平方向の分解能を上げることが
でき、前記ラインセンサーの面走査における垂直方向の
走査数を増やすことにより、垂直方向の分解能を上げる
ことが可能である。

又、制御部３１にて観察像が変動状態であると判断した
場合は、光路切換ミラ一部１８への制御部３１からの光
路切換ミラー駆動信号ｅにより光路切換ミラーが１８１
の位置に切換えられ、観察像が撮像装置２２へ結像アダ
プタ２１を介して導かれる。そして、撮像装置２２によ
り撮像され、カメラコントロールユニット２３により出
力される映像出力Ｃが制御部３１にて選択され、ＴＶモ
ニタ３２へ出力される。

かくして、本実施例によれば、変倍、準焦、試料の移動
等の操作をＴＶモニタにて観察しながら行なうことが可
能となり、その操作終了後にはＴＶモニタにて高解像画
像による観察が可能となる。

又、本実施例は、光路切換ミラ一部により光路をテレビ
カメラと静止画用高解像撮像装置の何れかの方向へ切換
えているために照明光ｌが観察光路をハーフミラ−等で
分岐させる方法より少量ですむという利点もある。

尚、特に図示はしないが、制御部３１に録画のための画
像メモリー手段を接続すれば、後に再生が可能となり、
複数の画像の比較等が簡単に実施できることは言うまで
もない。

又、静止画用高解像撮像装置２０において、ラインセン
サ一部２４にＣＣＤラインセンサーの各画素に順次Ｒ，
Ｇ、Ｂのフィルタを設置して成る約２５００画素のカラ
ーＣＣＤラインセンサーを用いることも可能であり、こ
れを用いた場合、度の走査でＲ，Ｇ、Ｂ各々の画像が得
られることになるので、ＲＧＢフィルタ２７及びフィル
タ駆動部２８が不要になる。

第４図は第２実施例を示しており、第１実施例と同じ構
成要素は同じ符号を付してその説明は省略する。

顕微鏡鏡体３３には、観察光学系、変倍駆動部。

準焦駆動部、ステージ駆動部（何れも図示しない）が設
けられ、観察光路１７にはビームスプリッタ３４が設け
られている。そして、ビームスプリッタ３４により分岐
された一方の光路には結像アダプタ１９と静止画用高解
像撮像装置２０が、他方の光路には結像アダプタ２２と
撮像装置２３が各々設けられている。又、撮像装置２２
に接続されたカメラコントロールユニット２３からは制
御部３１の制御回路３５と観察像変化検出回路３６へ映
像出力Ｃが出力されている。

観察像変化検出回路３６は、第５図に示した如＜、Ａ／
Ｄ変換回路３７．３８と、映像出力Ｃに同期してスイッ
チ３９を切換える同期回路４０と、Ａ／Ｄ変換回路３７
からの出力をＡ／Ｄ変換回路３８からの出力と同期させ
るためのデイレイ回路４Ｉと、そのデイレイ回路４１と
Ａ／Ｄ変換回路３８からの出力を比較するコンパレート
回路とを有している。

本実施例は上述の如く構成されており、光路分岐のため
にビームスプリッタ３４を用いているので静止画用高解
像撮像装置２０及び撮像装置２２には観察像が常時導か
れ、そのため高解像映像出カａと映像出力Ｃは常に出力
可能となっている。

観察像変化検出部３６においては同期回路４０により動
作せしめられるスイッチ３９により最初の映像出力Ｃが
Ａ／Ｄ変換回路３７に入力される。

Ａ／Ｄ変換回路３７からの出力は、デイレイ回路４１に
入力される。スイッチ３９は同期回路４０により映像出
力Ｃに同期して切換えられるため、次に描出された映像
出力Ｃ′は（図示せず）はＡ／Ｄ変換回路３８に入力さ
れる。同期回路４０とスイッチ３９により選択され描出
される映像出力ｃ、ｃ”は適宜等時間間隔で選択され、
その間隔としては１００　ｍ５ｅｃ程度で十分である。

又、その間映像出力は、Ａ／Ｄ変換回路３７．３８のど
ちらにも入力されない。Ａ／Ｄ変換回路３８の出力とデ
イレイ回路４１の出力は同期してコンパレータ回路４２
に入力され比較される。この結果、前記両人力信号に相
異がある場合は観察像変化状態即ち変倍、準焦、試料の
移動等の操作中であると判断し、観察像が静止状態でな
いことを示す信号として観察像変化検出信号りを制御回
路３５へ出力する。制御回路３５では、第１実施例と同
様に観察像変化検出信号りに基づいて、変倍、準焦。

試料の移動等の操作中は撮像装置２２からの映像出力Ｃ
をＴＶモニタ３２へ映像出力ｄとして出力し、観察像静
止状態であれば高解像撮像装置２０からの高解像映像出
力ａをＴＶモニタ３２へ映像出力ｄとして出力する。

以上のように、本実施例は、ビームスプリッタ３４を用
いているので、撮像装置２２からは常に像が得られるこ
とになる。従って、撮像装置２２から得られる映像出力
より観察像変化を検出することができるため、変倍、準
焦、ステージ移動等の各操作の検出部を鏡体まわりに設
ける必要がなくなり、このことにより鏡体部の構成が簡
単になり、小型化につながるため、操作空間が増し、操
作性が向上する。

尚、本実施例において、撮像装置２２をピント検出セン
サとして用いることもでき、これを利用してオートフォ
ーカス機構を設けると操作性を一層向上させることも可
能となる。

〔発明の効果〕

本発明による顕微鏡装置は、顕微鏡観察における変倍、
準焦、試料の移動等の操作は撮像装置により得られる映
像を用いてＴＶモニタ画像によって実施することができ
、更に操作が終了した後は静止画用高解像撮像装置によ
りＴＶモニタにて高解像の画像による観察が可能となる
。その結果ハイビジョンシステムを用いなくとも高解像
な画像がＴＶモニタにて得られ且つ接眼レンズによる観
察を不要とすることができる。又、ハイビジョンレベル
の高解像の画像を得るための装置としては静止画用であ
るため、安価な構成とすることができ、実用的となる。

又、研究、教育等の場において供覧するという場合に操
作性が一層向上するという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による顕微鏡装置の概念図、第２図は第
１実施例のブロック図、第３図は第１実施例の静止画用
高解像撮像装置のブロック図、第４図は第２実施例のブ
ロック図、第５図は第２実施例の観察像変化検出回路の
ブロック図である。 １．１０．３３・・・・顕微鏡鏡体、２，２０・・・・
静止画用高解像撮像装置、３，２２・・・・撮像装置、
４．３１・・・・制御部、５・・・・ＴＶモニタ、１１
・・・・変倍駆動部、１２・・・・変倍検出部、１３・
・・・準焦駆動部、■４・・・・準焦検出部、１５・・
・・ステージ駆動部、１６・・・・ステージ移動検出部
、１７・・・・観察光路、１８・・・・光路切換ミラ一
部、１２゜２１・・・・結像アダプタ、２３・・・・カ
メラコントロールユニット、２４・・・・ラインセンサ
一部、２５・・・・センサ駆動回路、２６・・・・ライ
ンセンサー走査面、２７・・・・ＲＧＢフィルタ、２８
・・・・フィルタ駆動部、２９・・・・増幅・Ａ／Ｄ変
換回路、３０・・・・映像出力回路、３１・・・・制御
部、３２・・・・ＴＶモニタ、３４・・・・ビームスプ
リッタ、３５・・・・制御回路、３６・・・・観察像変
化検出部、３７，３８・・・・Ａ／Ｄ変換回路、３９・
・・・スイッチ、４０・・・・同期回路、４１・・・・
デイレイ回路、４２・・・・コンパレート回路。 １Ｐ２図 手 続 補 正 書（自発） 平成 １年 ５月２４日 ｌ。 事 件 の 表 不 特願平１−９４０７７号 ２゜ 発 明 の 名 称 顕 微 鏡 装 置 ４゜ 代 理 人 〒１０５東京都港区新橋５の１９ ５゜ 補 正 の 対 象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６゜ 補正の内容 明細書第７頁４行目の 「第１図」 を ［第２ 図」 と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 観察光路を分岐又は切換える分岐又は切換え部材を有し
   、該分岐又は切換え部材により分岐又は切換えられた一
   方の光路には静止画用高解像撮像装置を他方の光路には
   動画用撮像装置を夫々設けて成る顕微鏡装置において、
   観察像変化検出部と、前記観察像変化検出部からの観察
   像変化検出信号により前記静止画用高解像撮像装置から
   の高解像映像出力と前記動画用撮像装置からの映像出力
   の何れかを選択して画像表示装置に表示する装置及び／
   又は録画する装置を備えていることを特徴とする顕微鏡
   装置。