JP2004061942A

JP2004061942A - 顕微鏡システム

Info

Publication number: JP2004061942A
Application number: JP2002221520A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogiwara; 荻原　康史
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US7167305B2; US20040240050A1; US20070081232A1; US7262908B2

Abstract

【課題】コントラスト方式のＡＦ機能を備えた顕微鏡システムにおいて、素早く合焦位置を検出することのできるシステムを提供する。
【解決手段】合焦位置を記憶するための記憶部と、記憶部の記憶内容をリセットするために特定の動作を検出するリセット検出部とを備える構成とする。合焦位置検出部は、記憶部に合焦位置Ｚ１が記憶されている場合には、合焦位置Ｚ１を読み出して、Ｚ１を中心に、予め定めた第２の範囲（例えばＺ１±２０μｍ）を移動範囲としてステージを移動させ合焦位置Ｚ２を検出する。また、リセット検出部が、特定動作を検出した場合には、記憶部に記憶されている合焦位置Ｚ１を消去する。これにより、狭い範囲のサーチで合焦位置を検出できるため、ＡＦ動作を高速化できる。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス（以下ＡＦと称する）機能を備えた顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像コントラスト方式のＡＦ装置を備えた顕微鏡システムが知られている。この顕微鏡システムは、撮像した画像のコントラストを検出しながら試料ステージをＺ軸方向に移動させ、コントラスト値が最大になるＺ座標を合焦位置とするものである。ＡＦ装置の動作としては、例えば、ステージをＺ軸のプラス方向に移動させながら、検出されたコントラストをプロファイルし、図１４のグラフのように山形のプロファイルを得る。この山形のプロファイルのコントラスト最大値のＺ座標（図１４では座標Ｚ_Ｆ）を求め、求めた座標Ｚ_Ｆまで、ステージをＺ軸のマイナス方向に移動させて戻る。これによりステージを合焦位置の座標Ｚ_Ｆで停止させることができ、合焦完了となる。
【０００３】
このとき問題となるのが、合焦位置をサーチするためのステージのＺ軸の移動範囲（図１４の範囲ａ）に対して山型のプロファイルが得られる範囲（図１４の範囲ｂ）が一般的には非常に小さいことである。範囲ａに渡ってステージを移動させるには時間を要するため、ＡＦ動作の開始から合焦位置の座標Ｚ_Ｆで最終的にステージを停止させるまでの時間を短縮することが難しい。時間短縮のための手法の一例としては、Ｚ軸方向にステージが移動する範囲ａを予めユーザーが限定できるようにして、その範囲内のみをサーチする方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにサーチする範囲ａをユーザが限定できるようにした場合、サーチする範囲ａの外側に合焦位置が存在する場合がある。例えば、試料としてスライドガラスに挟まれた標本を観察する場合、スライドガラスの厚さ、スライドガラスとカバーガラスとの間に封入された標本自体の厚さ、等は一定ではなくバラツキがあるため、サーチ範囲を極端に狭くすると標本によってはサーチ範囲の外側に合焦位置が存在してしまう場合もでてくる。このため、サーチ範囲ａを狭めることには限界がある。
【０００５】
本発明は、コントラスト方式のＡＦ機能を備えた顕微鏡システムにおいて、素早く合焦位置を検出することのできるシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような顕微鏡システムが提供される。
【０００７】
すなわち、標本を搭載するステージと、標本像を形成する光学系と、前記標本像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像のコントラスト値を検出するコントラスト検出部と、前記コントラスト検出部の検出したコントラスト値を取り込み、該コントラスト値に基づき合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記合焦位置検出部の動作を指示する検出指示操作部と、前記検出指示操作部の指示により前記合焦位置検出部が一旦前記合焦位置を検出すると、リセット動作がなされるまで前記合焦位置を記憶するための記憶部と、前記記憶部の記憶内容をリセットするために前記リセット動作を検出するリセット検出部とを有し、
前記合焦位置検出部は、前記検出指示操作部の指示動作が入る毎に、前記記憶部に記憶されている合焦位置を読み出して、読み出した合焦位置を中心に予め定めた範囲を設定して、該範囲を移動範囲として前記ステージと前記光学系とを相対的に移動させ前記合焦位置を検出し、前記リセット検出部が前記リセット動作を検出し、前記記憶部の記憶内容が消去されるまで、繰り返し同一の前記合焦位置が読み出されることを特徴とする顕微鏡システムが提供される。
【０００８】
上記顕微鏡システムにおいて、前記リセット検出部は、前記リセット動作である、前記ステージからの前記標本取り外し動作を検出する構成にすることができる。
【０００９】
上記顕微鏡システムにおいて、前記ステージ、前記光学系、および、前記撮像部は、筐体内に収容された構成にすることができ、前記ステージは、標本を載置する載物台と、前記筐体に設けられた開口から前記載物台を外部に突出させる移動部とを有する構成にし、前記リセット検出部は、前記リセット動作として、前記移動部が前記載物台を前記筐体から外部に突出させる動作を検出するよう構成することができる。
【００１０】
上記顕微鏡システムにおいて、前記ステージの初期位置を記憶するための第２記憶部をさらに有する構成にすることができ、前記合焦位置検出部は、前記記憶部に合焦位置が記憶されていない場合には、現在の前記ステージ位置を前記第２記憶部に記憶させた後、前記移動範囲より広い予め定めた第２の移動範囲において前記ステージを移動させ前記合焦位置を検出し、この動作により合焦位置が検出できなかった場合には、前記第２記憶部に記憶されている前記ステージ位置まで前記ステージを戻す構成にすることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、以下のような顕微鏡システムが提供される。
【００１２】
すなわち、標本を搭載するステージと、標本像を形成する光学系と、前記標本像を撮像してコントラストを検出する撮像装置を取り付けるための取付部と、前記撮像装置から前記コントラスト値を取り込んで、該コントラスト値に基づき合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記合焦位置検出部が検出した前記合焦位置を記憶するための記憶部と、前記記憶部の記憶内容をリセットするためのリセット動作を検出するリセット検出部とを有し、
前記合焦位置検出部は、前記記憶部に記憶されている合焦位置を読み出して、読み出した合焦位置を中心に予め定めた範囲を設定して、該範囲を移動範囲として前記ステージを移動させ前記合焦位置を検出し、前記リセット検出部が前記リセット動作を検出した場合には、前記記憶部の記憶内容を消去することを特徴とする顕微鏡システムである。
【００１３】
また、本発明によれば、以下のような顕微鏡システムが提供される。
【００１４】
すなわち、顕微鏡に用いられ、標本にピントが合う観察光学系の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記合焦位置検出手段により検出された前記合焦位置情報を記憶する合焦位置記憶手段と、
前記合焦位置情報からサーチ範囲を決定し、前記サーチ範囲内で前記観察光学系の合焦位置検出動作を行うように前記合焦位置検出手段に指示するサーチ手段と、
前記記憶手段に記憶された前記合焦位置情報をリセットするリセット手段と、前記合焦位置記憶手段に前記合焦位置情報が一旦記憶されると、前記リセット手段が作動するまで、前記記憶を維持させ、前記記憶された合焦位置情報に基づき決められたサーチ範囲内で前記サーチ手段を動作させる制御手段と、
を備えた顕微鏡システムである。
【００１５】
上記顕微鏡システムにおいて、前記標本を保持するスライドガラスの差し替え動作を検出するスライドガラス検出部と、前記スライドガラスに付与された固有の識別情報を検出する識別情報検出部とを有する構成にすることが可能であり、この場合、前記リセット手段は、前記スライドガラス検出部からの検出信号に基づき前記リセット動作を行い、前記制御手段は、前記スライドガラス検出部の検出信号に基づき、前記スライドガラスの取り出し動作を検出した場合には、前記スライドガラスに付与された固有の識別情報と、前記合焦位置情報とを関連付けて記憶し、一方、前記スライドガラスの装着動作を検出した場合には、前記識別情報検出部により前記識別情報を検知し、前記識別情報に対応する前記合焦位置情報を読み出し、前記合焦位置記憶手段に前記読み出した合焦位置情報を記憶させる構成にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の顕微鏡システムについて説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の顕微鏡システムについて図１、図２を用いて説明する。
【００１７】
第１の実施の形態の顕微鏡システムは、図１のように顕微鏡１０と、オートフォーカス（ＡＦ）装置とを有する。ＡＦ装置は、顕微鏡１０に接続されたカメラヘッド３１、画像処理装置３３、テレビモニタ３４を含んでいる。顕微鏡１０は、試料を搭載するステージ２０、対物レンズ１４、鏡筒１６，接眼レンズ１７，直筒１８、光源１２，コンデンサレンズ１３、および、これらを支持する本体１１を含んでいる。ＡＦ装置のカメラヘッド３１は、直筒１８に取り付けられている。また、本体１１の内部には、ステージ２０を対物レンズ１４の光軸方向（Ｚ方向）に上下動させるためのモータおよび機構部が備えられている。ＡＦ装置が動作している際は、モータは画像処理装置３３の出力信号により制御され、これによりステージ２０をＺ方向に移動させて合焦位置のサーチを行う。
【００１８】
また、ステージ２０には、図３に示したように、標本ホルダ２１が２つのクランプネジ２４により固定されている。ステージ２０は、標本ホルダ２１をｘ方向、ｙ方向にそれぞれ移動させる機構を有している。標本ホルダ２１は、図４，図５のように固定爪２２および可動爪２３を含み、バネ機構２３ａで付勢された可動爪２３と固定爪２２との間に、試料として標本を搭載したスライドガラス１をはさみ込むことにより、スライドガラス１を保持する。また、固定爪２２には、検出レバー３２を備えたマイクロスイッチ３１が固定されている。マイクロスイッチ３１は、検出レバー３２がスライドガラス１によって押し込まれた位置にあるか（図４）、検出レバー３２が開放されて突出した位置にあるか（図５）を検出することにより、スライドガラス１が標本ホルダ２１に装着されているか否かを検出することができる。
【００１９】
このような顕微鏡システムにおいて、試料としてスライドガラス１とカバーガラスに挟んだ標本を、ステージ２０上の標本ホルダ２１に保持させ観察する場合、光源１２から出射された光は、コンデンサレンズ１３で集光され、スライドガラス１上の標本に照射される。標本からの光は、対物レンズ１４、鏡筒１６、直筒１８を経てカメラヘッド３１に内蔵されているＣＣＤ撮像面（不図示）に光学像として結像する。光学像はＣＣＤにより画像信号に変換され、画像処理装置３３に送られる。画像処理装置３３は、画像をテレビモニタ３４に映像として表示させる。また、接眼レンズ１７によりユーザが直接標本像を観察することもできる。
【００２０】
以下、ＡＦ装置の合焦動作について図２、図６，図７を用いて説明する。
【００２１】
画像処理装置３３は、ＣＰＵ３３ｂとメモリ３３ｃとを内蔵する。ＣＰＵ３３ｂは、メモリ３３ｃ内に予め格納されたコントラスト検出プログラムを読み込んで実行することにより、カメラヘッド３１が取り込んだ画像を処理して、コントラストを検出する機能を有する。また、ＣＰＵ３３ｂは、メモリ３３ｃ内に予め格納されたＡＦ制御プログラムを読み込んで実行することにより、ステージ２０を最終的に合焦位置に移動させるＡＦ動作を行う機能を有する。また、画像処理装置３３の筐体には、ユーザによるＡＦ動作の開始の指示を受け付けるためのＡＦボタン３３ａが備えられている。また、メモリ３３ｃ内には、合焦位置のＺ座標を格納するための領域（以下、ピント位置メモリ３３ｄと称する）と、ＡＦ動作開始前のＺ座標を格納するための領域（以下、初期値メモリ３３ｅ）とが設けられている。
【００２２】
まず、ユーザがステージ２０のＸ，Ｙ駆動機構を操作し、図６のように、スライドガラス１とカバーガラス２に挟まれた標本６０１の点Ａ（Ｘ１，Ｙ１）を対物レンズ１４に対向させ、観察を開始する場合について説明する。この段階では、点Ａは対物レンズ１４には合焦しておらず、Ｚ座標は、初期値である座標Ｚ０（図７）にある。ユーザが、ＡＦボタン３３ａを押下することによりＡＦ動作の開始を指示した場合には、ＣＰＵ３３ｂは、それを検出し、ピント位置メモリ３３ｄ内にすでに合焦位置のＺ座標が格納されているかどうかを確認する（図２のステップ２０１，２０２）。格納されていない場合には、現在のＺ座標Ｚ０を初期値として初期値メモリ３３ｅに格納する。その後、サーチ範囲を設定するために予め定められているＺ座標であるＺｍｉｎとＺｍａｘとをメモリ３３ｃから読み出す（ステップ２０６，２０７）。座標Ｚｍｉｎと座標Ｚｍａｘは、ステージ２０の可動範囲内で予め定められた絶対座標であり、座標Ｚｍｉｎから座標Ｚｍａｘまで距離は、ここでは０．５０ｍｍである。この０．５０ｍｍという数値は、スライドガラスの厚さの規格が、０．９ｍｍから１．２ｍｍであることを考慮して定めた値である。
【００２３】
つぎに、ステップ２０４に進み、ステージ２０の駆動モータに制御信号を出力し、設定したＺ座標の範囲である座標Ｚｍｉｎから座標Ｚｍａｘまでステージ２０を移動させる（ステップ２０４）。ステージ２０が座標Ｚｍｉｎから座標Ｚｍａｘまで移動している間、予め定めたサンプリング間隔で、ＣＰＵ３３ｂは、カメラヘッド３１が取り込んだ画像のコントラストを検出し、検出したコントラスト値とＺ座標との関係をプロファイルする（ステップ２０５）。得られたプロファイルの中に合焦位置を表す山形のプロファイルが含まれているかどうかを判断し（ステップ２０８）、含まれていればコントラストのピーク位置のＺ座標Ｚ１（図７）を求めることにより合焦位置を算出する（ステップ２０９）。そして、検出した合焦位置の座標Ｚ１までステージ２０を移動させるように、モータに制御信号を出力する（ステップ２１０）。これにより、ステージ２０は、合焦位置の座標Ｚ１まで移動して停止する。これにより、ユーザは合焦状態で観察を行うことができる。さらにＣＰＵ３３ｂは、ピント位置メモリ３３ｄに合焦位置のＺ座標のデータが既に格納されているかどうかを確認する（ステップ２１５）。ここでは、まだピント位置メモリ３３ｄにはＺ座標は格納されていないので、ステップ２１６で、ステップ２０９で検出した座標Ｚ１をピント位置メモリ３３ｄに格納する。つぎに、ステップ２１８に進み、マイクロスイッチ３１の出力を確認し、スライドガラス１が装着されているかどうかを確認する。装着されている場合には、同じ試料で観察が続行されていると判断してステップ２０１に戻る。
【００２４】
次に、例えばユーザが図６のように観察位置を点Ｂ（Ｘ２，Ｙ２）にずらしたため、点ＢでＡＦ動作を実行させたい場合や、ユーザが点Ａの位置のままで自分の好みでステージ２０をＺ方向に移動させたため、再度点ＡでＡＦ動作を実行させたい場合、ユーザは再びＡＦボタン３３ａを押す。ＣＰＵ３３ｂはステップ２０１でこれを検出し、ステップ２０２においてピント位置メモリ３３ｄにＺ座標が格納されているかどうかを確認する。ピント位置メモリ３３ｄには、先ほどステップ２１６で格納した座標Ｚ１が記憶されているので、今度はステップ２０３に進む。ステップ２０３では、ピント位置メモリ３３ｄに格納されている座標Ｚ１を読み出して、これを中心に予め定めた範囲を設定して、サーチ範囲を決定する。具体的には、ピント位置メモリ３３ｄに格納されている座標Ｚ１に予め定めた±２０μｍを加えることにより、座標（Ｚ１−２０μｍ）から座標（Ｚ１＋２０μｍ）の範囲をサーチ範囲として決定する。この範囲は、ステップ２０７で設定した０．５ｍｍのサーチ範囲よりも１０分の１以下の狭い範囲である。
【００２５】
つぎにステップ２０４、２０５において、設定したＺ１±２０μｍのサーチ範囲について、ステージ２０を移動させ、コントラストを検出し、プロファイルを得る。山形のプロファイルが含まれている場合には、ピークのコントラスト値のＺ座標を検出することにより、あらたな合焦位置の座標Ｚ２を求める（ステップ２０８，２０９）。求めた合焦位置の座標Ｚ２までステージ２０を移動させ停止させることにより、合焦状態で観察を行うことができる。なお、この場合は、既にピント位置メモリ３３ｄに点Ａの合焦位置の座標Ｚ１が格納されているので、ステップ２１５ではあらたな座標Ｚ２の格納は行わず、そのままステップ２１８に進む。スライドガラス１が外されていなければ、同じ試料で観察を続行していると判断して、そのままステップ２０１に戻る。
【００２６】
このように、既にピント位置メモリ３３に合焦位置の座標が格納されている場合には、同じスライドガラス１の標本の厚さにばらつきがあることによるピントずれのみを考慮すればよいため、ステップ２０３で決定するサーチを行うＺ範囲を、初期のサーチ範囲（ステップ２０７）よりも大幅に狭めることができるため、同じ試料についての２回目以降のＡＦ動作を高速に行うことができる。なお、サーチ範囲は、ここでは初期のステップ２０７では絶対座標の座標Ｚｍｉｎと座標Ｚｍａｘで定める０．５ｍｍの範囲、２回目以降を１回目の合焦位置の座標Ｚ１±２０μｍと定めているが、数値はこれに限定されるものではなく、ステージ２０のＺ方向のストローク、ユーザが通常用いる標本の厚さのばらつきを考慮して決定することができる。なお、２回目以降のサーチ範囲の数値（ここでは±２０μｍ）をユーザが入力するように構成することも可能である。
【００２７】
また、ステップ２０８で、山形のプロファイルが得られなかった場合には、スライドガラス１上で標本の存在しない部分を観察していると考えられるので、そのことを知らせるエラー表示をモニター３４に表示させる（ステップ２１１）。その後、ピント位置メモリ３３ｄに合焦位置の座標が格納されているかどうかを確認し、合焦位置の座標Ｚ１が格納されている場合にはそれを読み出して、ステージ２０を座標Ｚ１に移動させる。ピント位置メモリ３３ｄに座標が格納されていない場合には、初期値メモリ３３ｅに格納されている初期座標Ｚ０を読み出し、ステージ２０を初期座標Ｚ０に格納する。これにより、山形プロファイルが得られなかった場合であっても、同じ試料についての前回以前の合焦位置の座標Ｚ１、もしくは、初期位置Ｚ０に戻ることができる。
【００２８】
また、ステップ２１８でスライドガラス１が外されたことを検出した場合には、すでに格納した合焦位置の座標Ｚ１および初期値Ｚ０は別の試料には使えないため、ピント位置メモリ３３ｄおよび初期値メモリ３３ｅ内のデータをすべて消去する。
【００２９】
このように、第１の実施の形態の顕微鏡システムによれば、１回目のＡＦ動作で検出した座標Ｚ１をピント位置メモリ３３ｄに格納することにより、ユーザが同じ試料内でＸ、Ｙ座標を移動させた場合や、同じＸ，Ｙ座標であってもユーザがＺ座標を移動させた場合に、座標Ｚ１を中心に狭いサーチ範囲で合焦位置を検出できるため、素早く合焦位置を検出することができる。また、スライドガラス１上の標本がない部位でユーザがＡＦ動作を行わせた場合であっても、１回目の合焦位置の座標Ｚ１もしくは初期座標Ｚ０に戻ることができる。
【００３０】
また、試料が別の試料に交換された場合には、それをステップ２１８で検出してピント位置メモリ３３ｄ、初期値メモリ３３ｅを消去するため、試料ごとにＺ座標をリセットすることができる。
【００３１】
なお、上述の第１の実施の形態では、１回目のＡＦ動作で検出した座標Ｚ１を、別の試料に交換されない限り、ピント位置メモリ３３ｄに格納し続ける構成であるが、ステップ２１５でイエスであった場合に、ステップ２１８の前に、今回のＡＦ動作でステップ２０９で検出した座標、例えばＺ２をピント位置メモリ３３ｄに格納することにより、ピント位置メモリ３３ｄの記憶する座標をＡＦ動作の度に、毎回更新する構成にすることも可能である。
（第２の実施の形態）
つぎに、本発明の第２の実施の形態の顕微鏡システムについて説明する。
【００３２】
本発明の実施形態の顕微鏡システム８１０は、図８，図９のように顕微鏡の構成要素である、光源１２、コンデンサレンズ１３、ステージ２０、対物レンズ１４、第２対物レンズ１５等の光学系およびステージ２０の駆動機構は、全て箱状のハウジング４１に収められている。また、第２の実施の形態の顕微鏡システムは、接眼レンズ１７は備えず、撮像素子３２を内蔵している。撮像素子３２によって取得した信号は、ハウジング内に配置された画像処理部３３で処理され、画像をモニタ３４に写しだす構成である。ステージの移動、ピント合わせ、倍率の切換等の駆動機構は、全て電動化されており、付属のコントロールパット３６によって操作する。
【００３３】
ステージ２０は、Ｙ方向に移動するクロスローラガイド２５の上にＸ方向に移動するクロスローラガイド２６が搭載された形状となっている。それぞれに、ステッピングモータ（不図示）とリードネジ（不図示）を含んでいる。Ｘ方向のクロスローラガイド２６には載物台２７が搭載されている。よって、載物台２７は、クロスローラーガイド２５，２６によって、Ｘ方向、Ｙ方向に電動駆動させることができる。また、Ｙ方向クロスローラガイド２５は、不図示のＺ機構に搭載され、モータによりＺ方向に駆動することができる。載物台２７には矩形の開口部が設けられており、スライドガラス１を保持することができる。ステージ２０は、Ｘ方向の可動範囲が大きくとられており、載物台２７のスライドガラス保持部の全てを、ハウジング４１のスリット状の開口部４１ａからハウジング４１の外まで移動することができる。観察者が、付属のコントロールパッド３６によりディスプレイ上の表示されているローディングボタン３５をクリックすると、載物台２７を開口４１ａからロード（外部からハウジング４１内への引き込み）、アンロード（ハウジング４１から外部への吐き出し）を行うことができる。
【００３４】
画像処理部３３の動作は、第１の実施の形態とほとんど同様であるが、第２の実施の形態では、ローディングの操作が標本交換と判断できるので、図２のステップ２１８でスライドガラス１が外されたかどうかを判断するために、ＣＰＵ３３ｂは、観察者がアンロードの操作を行ったかどうかを判断する。ユーザがアンロードの操作を行った場合には、ステップ２１９でピント位置メモリを消去する。これにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
なお、第２の実施の形態の顕微鏡システムにおいて、載物台２７にスライドガラスが装着されているかどうかを検出するための検出部を配置し、この検出部の検出結果により、図２のステップ２１８でスライドガラス１が外されたかどうか検出する構成にすることも可能である。
（第３の実施の形態）
本発明の実施の形態の顕微鏡システムを図１０に示す。本実施形態の構成は第２実施の形態の顕微鏡システムと同様の構成であるが、ハウジング４１の開口４１ａの内側に、スライドガラス１に付されたバーコード等の識別記号を読み取る読みとり部４２を付加したものである。よって、スライドガラス１として、図１１に示したようにスライドガラス１ごとの固有の記号であるバーコード３が添付されているものを用いることにより、載物台２７に搭載されたスライドガラス１を特定することができる。
【００３６】
第３の実施の形態では、ハウジング４１内の画像処理部３３は、メモリ３３ｃ内に、ピント位置メモリ３３ｄと初期値メモリ３３ｅの他に、バーコード３の情報と合焦位置のＺ座標とを対応させたテーブルを格納するための領域であるバーコード情報メモリ３３ｆをさらに有している。
【００３７】
画像処理部３３の動作は、図１２，図１３に示したように第１の実施の形態の図２とほぼ同様であるが、図１２のようにステップ２０１の前に、観察者が付属のコントロールパッド３６で試料をロードする操作をした場合には、ステップ１２０１で読みとり部４２にバーコードの読みとりを指示し、読みとったバーコード情報をバーコード情報メモリ３３ｆのテーブルに参照し、同じバーコード情報が格納されているかどうか検索する。同じ情報がある場合には、対応するＺ座標の情報を読み出し、これがこのスライドガラス１について前回以前のＡＦ動作で格納した合焦位置のＺ座標であるので、ピント位置メモリ３３ｄに、このＺ座標を格納する。この後、ステップ２０１以降に進む。これにより、そのスライドガラス１について以前ＡＦ動作を行っていれば、そのときのＺ座標を用いてステップ２０３で狭いサーチ範囲を決定することができるので、狭い範囲をサーチして素早く合焦位置を検出できる。
【００３８】
また、図１３のステップ２１８でアンロードされたことを検出した場合、もしくはスライドガラス１が外されたことを検出した場合には、ステップ１３０１に進み、ステップ１２０１で検出したバーコード情報と同じ情報がバーコード情報メモリ３３ｆに格納されているかどうか確認し、格納されていない場合には、ピント位置メモリ３３ｄに現在格納されているＺ座標をバーコード情報と対応させて、バーコード情報メモリ３３ｆに格納する。その後、ステップ２１９に進み、ピント位置メモリ３３ｄ内のデータを消去する。これにより、次回、同じスライドガラス１が載物台２７に搭載された場合には、今回格納したＺ座標をステップ１２０３で読み出して用いることができる。
【００３９】
このように、第３の実施の形態の顕微鏡システムによれば、スライドガラス１ごとに固有の合焦位置のＺ座標を記憶することができるため、過去にスライドガラス１についてＡＦ動作を行っていれば、狭い範囲のサーチで素早く合焦位置を検出することができる。
【００４０】
なお、上述の第１、第２、第３の実施の形態では、図２のようにＡＦボタン３３ａが操作されたならばＡＦ動作を開始し、ＡＦ動作終了後は再びＡＦボタン３３ａが操作されない限りＡＦ動作を開始しない構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、一旦ＡＦボタン３３ａが押下されたならば連続的にＡＦ動作を行う構成することも可能である。これは、図２の場合、例えばステップ２１８でＮＯであった場合に、ステップ２０２に戻るようにすることにより実現可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明では、コントラスト方式のＡＦ機能を備えた顕微鏡システムにおいて、素早く合焦位置を検出することのできるシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態のＡＦ装置を備えた顕微鏡システムの全体構成を示す説明図である
【図２】図２は、図１の顕微鏡システムのＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１の顕微鏡システムのステージ２０の上面図である。
【図４】図４は、図３のステージの標本ホルダ２１がスライドガラス１を保持している状態の上面図である。
【図５】図５は、図３のステージの標本ホルダ２１がスライドガラス１を保持していない状態の上面図である。
【図６】図６は、スライドガラス１上の標本６０１を示す説明図である。
【図７】図７は、図１の顕微鏡システムのＡＦ動作の際の、ステージ２０のＺ方向のサーチ範囲を示す説明図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態のＡＦ装置を備えた顕微鏡システムの全体構成を示す説明図である。
【図９】図９は、図８の顕微鏡システムの顕微鏡８１０の内部構造を示す切り欠き斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態のＡＦ装置を備えた顕微鏡システムの顕微鏡１０１０の構成を示す切り欠き斜視図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態の顕微鏡システムで用いるスライドガラス１とそのバーコード３を示す上面図である。
【図１２】図１２は、第３の実施の形態の顕微鏡システムのＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態の顕微鏡システムのＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、従来のＡＦ動作で得られるコントラスト値を縦軸、そのときのステージのＺ座標を横軸としてプロファイルしたグラフである。
【符号の説明】
１　スライドガラス
２　カバーガラス
３　識別記号
１０　顕微鏡
１１　顕微鏡本体
１２　光源
１３　コンデンサ
１４　対物レンズ
１５　第２対物レンズ
１６　鏡筒
１７　接眼レンズ
１８　直筒
２０　ステージ
２１　標本ホルダ
２２　固定爪
２３　可動爪
２４　固定ネジ
２５　Ｙ方向クロスローラガイド
２６　Ｘ方向クロスローラガイド
２７　載物台
３１　カメラヘッド
３３　画像処理部
３３ａ　ＡＦボタン
３３ｂ　ＣＰＵ
３３ｃ　メモリ
３３ｄ　ピント位置メモリ
３３ｅ　初期値メモリ
３３ｆ　バーコード情報メモリ
３４　モニタ
３５　ロードボタン表示
３６　操作パッド
４１　ハウジング
４２　読み取り部

Claims

標本を搭載するステージと、標本像を形成する光学系と、前記標本像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像のコントラスト値を検出するコントラスト検出部と、前記コントラスト検出部の検出したコントラスト値を取り込み、該コントラスト値に基づき合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記合焦位置検出部の動作を指示する検出指示操作部と、前記検出指示操作部の指示により前記合焦位置検出部が一旦前記合焦位置を検出すると、リセット動作がなされるまで前記合焦位置を記憶するための記憶部と、前記記憶部の記憶内容をリセットするために前記リセット動作を検出するリセット検出部とを有し、
前記合焦位置検出部は、前記検出指示操作部の指示動作が入る毎に、前記記憶部に記憶されている合焦位置を読み出して、読み出した合焦位置を中心に予め定めた範囲を設定して、該範囲を移動範囲として前記ステージと前記光学系とを相対的に移動させ前記合焦位置を検出し、前記リセット検出部が前記リセット動作を検出し、前記記憶部の記憶内容が消去されるまで、繰り返し同一の前記合焦位置が読み出されることを特徴とする顕微鏡システム。
請求項１に記載の顕微鏡システムにおいて、前記リセット検出部は、前記リセット動作である、前記ステージからの前記標本取り外し動作を検出することを特徴とする顕微鏡システム。
請求項２に記載の顕微鏡システムにおいて、前記ステージ、前記光学系、および、前記撮像部は、筐体内に収容され、
前記ステージは、標本を載置する載物台と、前記筐体に設けられた開口から前記載物台を外部に突出させる移動部とを有し、
前記リセット検出部は、前記リセット動作として、前記移動部が前記載物台を前記筐体から外部に突出させる動作を検出することを特徴とする顕微鏡システム。
請求項１に記載の顕微鏡システムにおいて、前記ステージの初期位置を記憶するための第２記憶部をさらに有し、
前記合焦位置検出部は、前記記憶部に合焦位置が記憶されていない場合には、現在の前記ステージ位置を前記第２記憶部に記憶させた後、前記移動範囲より広い予め定めた第２の移動範囲において前記ステージを移動させ前記合焦位置を検出し、この動作により合焦位置が検出できなかった場合には、前記第２記憶部に記憶されている前記ステージ位置まで前記ステージを戻すことを特徴する顕微鏡システム。
標本を搭載するステージと、標本像を形成する光学系と、前記標本像を撮像してコントラストを検出する撮像装置を取り付けるための取付部と、前記撮像装置から前記コントラスト値を取り込んで、該コントラスト値に基づき合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記合焦位置検出部が検出した前記合焦位置を記憶するための記憶部と、前記記憶部の記憶内容をリセットするためのリセット動作を検出するリセット検出部とを有し、
前記合焦位置検出部は、前記記憶部に記憶されている合焦位置を読み出して、読み出した合焦位置を中心に予め定めた範囲を設定して、該範囲を移動範囲として前記ステージを移動させ前記合焦位置を検出し、前記リセット検出部が前記リセット動作を検出した場合には、前記記憶部の記憶内容を消去することを特徴とする顕微鏡システム。
顕微鏡に用いられ、標本にピントが合う観察光学系の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記合焦位置検出手段により検出された前記合焦位置情報を記憶する合焦位置記憶手段と、
前記合焦位置情報からサーチ範囲を決定し、前記サーチ範囲内で前記観察光学系の合焦位置検出動作を行うように前記合焦位置検出手段に指示するサーチ手段と、
前記記憶手段に記憶された前記合焦位置情報をリセットするリセット手段と、
前記合焦位置記憶手段に前記合焦位置情報が一旦記憶されると、前記リセット手段が作動するまで、前記記憶を維持させ、前記記憶された合焦位置情報に基づき決められたサーチ範囲内で前記サーチ手段を動作させる制御手段と、
を備えた顕微鏡システム。
請求項６に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記標本を保持するスライドガラスの差し替え動作を検出するスライドガラス検出部と、
前記スライドガラスに付与された固有の識別情報を検出する識別情報検出部とを有し、
前記リセット手段は、前記スライドガラス検出部からの検出信号に基づき前記リセット動作を行い、
前記制御手段は、前記スライドガラス検出部の検出信号に基づき、前記スライドガラスの取り出し動作を検出した場合には、前記スライドガラスに付与された固有の識別情報と、前記合焦位置情報とを関連付けて記憶し、一方、前記スライドガラスの装着動作を検出した場合には、前記識別情報検出部により前記識別情報を検知し、前記識別情報に対応する前記合焦位置情報を読み出し、前記合焦位置記憶手段に前記読み出した合焦位置情報を記憶させることを特徴とする顕微鏡システム。