JP2006323075A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】標本上の任意の位置の観察像を取得するための位置にステージを移動させるだけの簡単な操作で、時間を掛けずにそれぞれ異なる少なくとも２つの観察像を取得して同時に表示させて観察すること。
【解決手段】標本２上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ１を移動し、このステージ１の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部２２の画面上に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対物レンズを通して観察される標本の観察像を撮像装置により撮像し、この撮像により取得された観察像を表示部に表示する顕微鏡システムに関する。

顕微鏡によってそれぞれ異なる２つの検鏡法、例えば明視野照明と暗視野照明との各検鏡法によって標本の各観察像の画像データを取得する場合がある。このような各画像データを取得するには、例えば先ず、標本をステージ上に載置し、顕微鏡の光学系を明視野照明の検鏡法に設定し、標本上の任意の位置の観察像が対物レンズを通して取得できる位置にステージを移動させる。次に、明視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示を行うと、ＣＣＤ等からなる撮像装置によって対物レンズを通して標本の明視野観察像が撮像され、この撮像により取得された明視野観察像の画像データが画像メモリ等に保存される。

次に、ステージを移動させずにそのままの位置に停止させ、この状態で例えば暗視野用プリズムを光学系に挿入して暗視野照明の検鏡法に切り替える。次に、暗視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示を行うと、ＣＣＤ等からなる撮像装置によって対物レンズを通して標本の暗視野観察像が撮像され、この撮像により取得された暗視野観察像の画像データが画像メモリ等に保存される。

次に、明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを表示させる指示を行うと、これら明視野観察像と暗視野観察像との各画像データが共にディスプレイ等の表示画面に表示される。

又、検鏡法を切り替える顕微鏡としては、例えば特許文献１に開示されている技術がある。この特許文献１には、落射照明光学系と透過照明光学系との各照明光学系を備え、これら照明光学系の選択に連動してハーフミラーユニットを観察光路に挿脱し、落射照明又は透過照明を行うことが開示されている。
特開平５−２０３８８０号公報

このように明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを共に表示させて観察するには、観察者は、標本上の任意の位置の観察像を取得できる位置にステージを移動させる指示の操作と、明視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示の操作と、暗視野照明の観察法に切り替える操作と、暗視野観察像を撮像してその画像データを保存させる指示の操作とを行う必要がある。

標本上の任意の１箇所の明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを取得するにも上記各操作を行わなければならない。このため、標本上に観察したい位置が複数あると、観察者は、これら標本上の各位置毎に上記各操作を行わなければならず、観察者に大きな負担がかかる。

又、標本上の任意の位置における明視野観察像と暗視野観察像との各画像データを共に表示させ、これら明視野観察像と暗視野観察像とを比較観察できるようになるまで時間が掛かる。

又、特許文献１では、落射照明光学系と透過照明光学系との各検鏡法に切り替えられるが、これら落射照明と透過照明とによる各観察像を比較観察するためには、落射照明光学系に設定された状態で観察像を撮像してその画像データを取得し、次にハーフミラーユニットを観察光路に挿脱して透過照明光学系に切り替え、この透過照明光学系に設定された状態で観察像を撮像してその画像データを取得しなければならない。

このため、特許文献１でも上記同様に、標本上に観察したい位置が複数あると、観察者は、これら標本上の各位置毎にハーフミラーユニットを観察光路に挿脱しての落射照明光学系又は透過照明光学系への切り替え操作や撮像の操作を行わなければならず、観察者に大きな負担がかかる。

本発明は、標本を載置するステージと、標本を照明し、かつ対物レンズを通して標本の観察像を取得する光学系と、光学系により取得された観察像を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像された観察像を表示する表示部とを有する顕微鏡システムにおいて、標本上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージを移動させるステージ駆動部を有し、ステージがステージ位置に移動した後、光学系により取得される標本上の任意の位置の観察像をそれぞれ異なる少なくとも２つの像に切り替え制御する顕微鏡制御部と、顕微鏡制御部による切り替え制御により光学系により取得される少なくとも２つの観察像を撮像装置によりそれぞれ撮像させる撮像制御部と、撮像装置の撮像により取得された少なくとも２つの観察像の各画像データを表示部に同時に表示させる表示制御部とを具備した顕微鏡システムである。

本発明は、標本上の任意の位置の観察像を取得するための位置にステージを移動させるだけの簡単な操作で、時間を掛けずにそれぞれ異なる少なくとも２つの観察像を取得して同時に表示させて観察することができる顕微鏡システムを提供できる。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は顕微鏡システムの構成図を示す。ステージ１上には、標本２が載置されている。このステージ１には、ステージ駆動部としてのステージ駆動モータ３が設けられている。このステージ１は、ステージ駆動モータ３の駆動によってＸＹ平面内で移動する。

落射投光管４がステージ１の上方に設けられている。この落射投光管４は、ステージ１上の標本２に対してそれぞれ異なる検鏡法として例えば明視野照明又は暗視野照明を行う。この落射投光管４の一端側には、光源５が設けられている。この光源５から放射される照明光の照明光路Ｌ_１上には、回動ミラー６、ハーフミラー７が設けられている。このハーフミラー７は、照明光路Ｌ_１と観察光路Ｌ_２との交点上に設けられている。なお、照明光路Ｌ_１上には、図示しない開口絞りやレンズが設けられている。

落射投光管４の他端側の下面には、レボルバ８が設けられ、このレボルバ８に明暗視野対物レンズ９が取り付けられている。この明暗視野対物レンズ９は、明視野照明と暗視野照明との兼用になっている。この明暗視野対物レンズ９は、観察光路Ｌ_２上に取り付けられる。

なお、光源５を含めて照明光路Ｌ_１と観察光路Ｌ_２とに配置されている図示しない開口絞りやレンズ、ハーフミラー７、明暗視野対物レンズ９等によって光学系が構成されている。

回動ミラー６は、ミラー駆動モータ１０の駆動によって矢印Ａ方向に回動し、照明光路Ｌ_１上から外れた第１の位置Ｓ_１、又は照明光路Ｌ_１に対して例えば角度４５°となる第２の位置Ｓ_２に配置される。

回動ミラー６が第２の位置Ｓ_２に配置された場合の当該回動ミラー６の反射光路Ｌ_３上には、光ファイバ１１の一端部１１ａが設けられている。この光ファイバ１１の他端部１１ｂは、明暗視野対物レンズ９に設けられている。

従って、回動ミラー６が第１の位置Ｓ_１に配置されると、光源５から放射された照明光は、照明光路Ｌ_１上を進行し、ハーフミラー７で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ９を通って標本２を明視野照明する。

一方、回動ミラー６が第２の位置Ｓ_２に配置されると、光源５から放射された照明光は、回動ミラー６で反射し、照明光路Ｌ_３上を進行して光ファイバ１１に入射し、この光ファイバ１１内を伝播してレボルバ８に導かれ、ここで環状に整形され、明暗視野対物レンズ９を通って標本２に照射される。これにより、標本２は、暗視野照明される。

落射投光管４の他端側の上面には、鏡筒１２を介して撮像装置としてのカメラ１３が設けられている。これらカメラ１３及び鏡筒１２は、観察光路Ｌ_２上に設けられている。カメラ１３は、明視野照明又は暗視野照明された標本２の観察像を撮像してその画像信号を出力する。

次に、制御系について説明する。

主制御部１４は、ＣＰＵを有する。この主制御部１４には、顕微鏡を動作制御する顕微鏡制御部１５と、カメラ１３を動作制御するカメラ制御部１６と、観察位置記憶部１７と、画像記憶部１８と、プログラム記憶部１９と、キーボートやマウスを有する操作部２０と、表示制御部２１と、この表示制御部２１により表示制御される例えば液晶ディスプレイを有する表示部２２とが接続されている。

主制御部１４は、プログラム記憶部１９に予め格納されている画像取得プログラムを実行することにより顕微鏡制御部１５、カメラ制御部１６及び表示制御部２１にそれぞれ各命令を発し、標本２上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージ１を移動させ、検鏡法として例えば明視野照明と暗視野照明との切り替えを行って標本２を照明し、これら明視野照明と暗視野照明とを行っているときにカメラ１３をそれぞれ各撮像動作させ、このカメラ１３の撮像により取得された明視野照明と暗視野照明との各観察像を表示部２２の画面上に同時に表示させる。

観察位置記憶部１７は、例えばＲＡＭからなり、観察したい標本２上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置の情報を記憶する。このステージ位置の情報は、標本２上の任意の位置に対応したステージ１の座標として記憶されており、複数の座標を記憶することが可能である。このステージ位置の情報は、例えば操作部２０に対する観察者の操作によって入力され、主制御部１４の命令で観察位置記憶部１７に記憶される。

顕微鏡制御部１５は、ステージ１を移動させるステージ駆動モータ３を駆動し、標本２上の任意の位置の観察像を取得するためのステージ位置にステージ１を移動させ、このステージ１が観察像を取得するためのステージ位置に移動完了すると、カメラ１３による例えば１回の撮像動作を行い、撮像動作を行ったことを確認した後に、ミラー駆動モータ１０を駆動させて回動ミラー６を例えば第１の位置Ｓ_１から第２の位置Ｓ_２に回動させ、光学系を検鏡法として例えば明視野照明から暗視野照明に切り替え、又、回動ミラー６が第２の位置Ｓ_２にあれば、回動ミラー６を第２の位置Ｓ_２から第１の位置Ｓ_１に回動し、光学系を検鏡法として例えば暗視野照明から明視野照明に切り替える。

この顕微鏡制御部１５は、ステージ１が観察像を取得するためのステージ位置に移動完了すると、移動完了通知を主制御部１４へ発し、かつ回動ミラー６を回動させて明視野照明から暗視野照明へ切り替え又は暗視野照明から明視野照明へ切り替え、この切り替えが完了すると、当該切り替え完了通知を主制御部１４へ発する。

カメラ制御部１６は、主制御部１４から発せられる撮像命令を受けてカメラ１３を撮像動作させ、かつカメラ１３から出力される例えば静止画の画像信号を主制御部１４に送る。なお、観察したい標本２上の同じ位置に対して光学系が暗視野照明と明視野照明とに切り替るので、カメラ制御部１６は、暗視野照明と明視野照明との各状態でそれぞれカメラ１３を撮像動作させる。

表示制御部２１は、カメラ制御部１６を通してカメラ１３から出力される例えば暗視野照明と明視野照明との各検鏡法での静止画の各画像信号をそれぞれ取り込み、これら画像信号を明視野照明と暗視野照明との各観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納し、これら画像データを画像記憶部１８から読み出して表示部２２の画面上に同時に表示する。

この表示制御部２１は、例えば画像記憶部１８の記憶領域を明視野照明用領域と暗視野照明用領域とに分割し、このうち明視野照明用領域に明視野照明による観察像の画像データを格納し、暗視野照明用領域に暗視野照明による観察像の画像データを格納する。

又、表示制御部２１は、例えば表示部２２の画面上を例えば左右２つの画面表示領域に分割し、一方の画面表示領域に明視野照明による観察像の画像データを表示し、他方の画面表示領域に暗視野照明による観察像の画像データを表示する。

次に、上記の如く構成された顕微鏡システムの動作について図２に示す画像取得フローチャートに従って説明する。

ここで、例えば回動ミラー６は、第１の位置Ｓ_１に配置されている。光源５から放射された照明光は、照明光路Ｌ_１上を進行し、ハーフミラー７で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ９を通って標本２を明視野照明する。

この状態で、観察者の操作部２０に対する操作によって観察したい標本２上の任意の位置が入力されると、主制御部１４は、ステップ＃１において、操作部２０から入力された観察したい標本２上の任意の位置をステージ位置の情報として観察位置記憶部１７に記憶する。このステージ位置の情報は、標本２上の任意の位置に対応したステージ１の座標として少なくとも１箇所記憶される。

次に、主制御部１４は、ステップ＃２において、顕微鏡制御部１５に対して移動命令を発する。この顕微鏡制御部１５は、主制御部１４からの移動命令を受けると、観察位置記憶部１７に記憶されているステージ位置の情報を読み出し、このステージ位置の情報に応じた移動制御信号をステージ１のステージ駆動モータ３に発する。

この移動制御信号を受けてステージ駆動モータ３が回転し、これによってステージ１は、ＸＹ平面内で移動する。このステージ１の移動により標本２上の任意の位置がステージ位置、すなわち明暗視野対物レンズ９により観察可能な位置に到達すると、ステージ１の移動が停止する。

このステージ１の移動停止と共に、顕微鏡制御部１５は、主制御部１４に対して移動完了通知を出力する。主制御部１４は、ステップ＃３において、顕微鏡制御部１５からの移動完了通知を受けてステージ１が移動完了したことを判断し、次のステップ＃４に移ってカメラ制御部１６に対して撮像命令を発する。

カメラ制御部１６は、主制御部１４から発せられる撮像命令を受けてカメラ１３を撮像動作させる。このカメラ１３は、明視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ９を通して撮像し、その画像信号を出力する。

カメラ制御部１６は、カメラ１３から出力された画像信号を主制御部１４に送る。この主制御部１４は、ステップ＃５において、表示制御部２１に対して画像の格納命令を発する。この表示制御部２１は、明視野照明されている標本２の静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納し、この画像データの格納を完了すると、画像取り込み完了通知を主制御部１４に出力する。

次に、主制御部１４は、画像取り込み完了通知を受けると、ステップ＃６において、顕微鏡制御部１５に対して照明切替命令を発する。この顕微鏡制御部１５は、主制御部１４からの照明切替命令を受けると、ミラー駆動モータ１０を駆動させて回動ミラー６を例えば第１の位置Ｓ_１から第２の位置Ｓ_２に回動させる。

これにより、光源５から放射された照明光は、回動ミラー６で反射し、照明光路Ｌ_３上を進行して光ファイバ１１に入射し、この光ファイバ１１内を伝播してレボルバ８に導かれる。ここで、光源５から放射された照明光は、環状に整形され、明暗視野対物レンズ９を通って標本２に照射される。これにより、標本２は、暗視野照明される。

明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、顕微鏡制御部１５は、切り替え完了通知を主制御部１４へ出力する。この主制御部１４は、顕微鏡制御部１５からの切り替え完了通知を受けると、ステップ＃７において、明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了したことを判断する。

次に、主制御部１４は、ステップ＃８において、カメラ制御部１６に対して撮像命令を発する。このカメラ制御部１６は、主制御部１４から発せられる撮像命令を受けてカメラ１３を再び撮像動作させる。このカメラ１３は、暗視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像、すなわち先の明視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置と同一位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ９を通して撮像し、その画像信号を出力する。

カメラ制御部１６は、カメラ１３から出力された画像信号を主制御部１４に送る。この主制御部１４は、ステップ＃９において、表示制御部２１に対して画像の格納命令を発する。この表示制御部２１は、暗視野照明されている標本２の静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を暗視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納し、この画像データの格納を完了すると、画像取り込み完了通知を主制御部１４に出力する。

次に、主制御部１４は、画像取り込み完了通知を受けると、ステップ＃１０において、画像記憶部１８に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部２２の画面上に表示する。この主制御部１４は、例えば図３に示すように表示部２２の画面上を例えば左右の２つの画面表示領域に分割し、一方の画面表示領域に明視野照明による観察像の画像データを表示し、他方の画面表示領域に暗視野照明による観察像の画像データを表示する。

次に、主制御部１４は、ステップ＃１１において、観察位置記憶部１７に記憶されているステージ位置の情報を読み出し、次の標本２上の任意の位置に対応したステージ１の座標があるか否かを判断する。この判断により次の標本２上の任意の位置に対応したステージ１の座標が無ければ、画像取得の動作を終了する。

次の標本２上の任意の位置に対応したステージ１の座標があれば、主制御部１４は、ステップ＃１に戻り、顕微鏡制御部１５に対して移動命令を発する。これ以降、主制御部１４は、上記同様に、ステップ＃２〜＃１１を実行し、明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部２２の画面上に表示させる。

なお、上記次の標本２上の任意の位置の明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとの取得は、先の各画像データの取得の終了時に暗視野照明に切り替わっているので、先ず暗視野照明の観察像の画像データが取得され、次に明視野照明の観察像の画像データが取得される。

このように上記第１の実施の形態によれば、標本２上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ１を移動し、このステージ１の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部２２の画面上に表示する。

これにより、観察者は、標本２上の観察したい任意の位置を操作部２０に入力するだけの簡単な操作で、自動的に時間を掛けずに明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを連続して取得でき、かつこれら検鏡法の異なる明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを並べて同時に表示できる。これにより、標本２上の同一位置を検鏡法の異なる明視野照明と暗視野照明との各画像を比較して観察することができ、その観察の効率を高くできる。例えば、半導体ウエハ等の標本２を検査する場合、標本２上の同一位置を異なる検鏡法により検査する工程があり、かかる工程における検査効率を高くすることができる。

従って、標本２上の観察したい任意の位置が複数存在しても、これら任意の各位置の観察像を取得できる各ステージ位置にステージ１を自動的に移動させる毎に、明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データを自動的に取得するので、観察者に大きな負担を掛けることなく、標本２上の任意の各位置での明視野照明と暗視野照明との比較観察ができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

図４は顕微鏡システムの構成図を示す。ステージ１には、ハンドル移動操作部３０が設けられている。このハンドル移動操作部３０は、ハンドル部３１とクラッチ３２とからなる。このハンドル移動操作部３０は、例えば観察者がハンドル部３１とクラッチ３２とを共に把持することによりステージ１のＸＹ方向への移動のロックを解除し、かつハンドル部３１とクラッチ３２との把持を放すことによりステージ１のＸＹ方向への移動をロックする。

このハンドル移動操作部３０のクラッチ３２には、把持センサとして例えば光センサ３２ａが設けられている。この光センサ３２ａは、観察者がクラッチ３２を把持しているか否かを光の入射の有無により検出し、その検出信号を出力する。この光センサ３２ａから出力される検出信号は、顕微鏡制御部１５に送られる。

次に、上記の如く構成された顕微鏡システムの動作について図５に示す画像取得フローチャートに従って説明する。この画像取得フローチャートは、図２に示す画像取得フローチャートから各ステップ＃１、＃２を無くしたものである。

例えば回動ミラー６は、第１の位置Ｓ_１に配置されている。光源５から放射された照明光は、照明光路Ｌ_１上を進行し、ハーフミラー７で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ９を通って標本２を明視野照明する。

この状態で、観察者がハンドル部３１とクラッチ３２とを共に把持すると、ステージ１のＸＹ方向への移動のロックが解除される。観察者は、観察したい標本２上の任意の位置が明暗視野対物レンズ９により観察可能な位置に到達するように、ハンドル部３１とクラッチ３２とを把持した状態で手動によりステージ１をＸＹ平面上に移動させる。

観察したい標本２上の任意の位置が明暗視野対物レンズ９により観察可能な位置に到達し、観察者が手動によるステージ１の移動を停止し、ハンドル部３１とクラッチ３２との把持を放すと、ハンドル移動操作部３０は、ステージ１のＸＹ方向への移動をロックする。これと共に、クラッチ３２に設けられている光センサ３２ａは、観察者によるクラッチ３２への把持を放すことによる光の入射を検出し、この把持を放したことを示す検出信号を出力する。この検出信号は、顕微鏡制御部１５に送られる。

この顕微鏡制御部１５は、光センサ３２ａからの把持を放したことを示す検出信号を入力すると、この時点にステージ１の移動完了通知を主制御部１４に送る。

この主制御部１４は、ステップ＃３において、顕微鏡制御部１５からの移動完了通知を受けてステージ１が移動完了したことを判断し、次のステップ＃４に移ってカメラ制御部１６に対して撮像命令を発する。

これ以降、主制御部１４は、上記同様に、ステップ＃５〜＃１１を実行し、明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図３に示すように同時に表示部２２の画面上に表示する。

このように上記第２の実施の形態によれば、標本２上の観察したい任意の位置の観察像が取得されるようにステージ１をハンドル移動操作部３０によって手動により移動させ、このステージ１２の移動が完了すると、例えば明視野照明の観察像の画像データを取得し、次に明視野照明から暗視野照明に切り替えを行って暗視野照明の観察像の画像データを取得し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを同時に表示部２２の画面上に表示するので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。

特にクラッチ３２に設けられた光センサ３２ａからの把持を放したことを示す検出信号をトリガとして明視野照明と暗視野照明とによる各観察像の各画像データを取得するので、ハンドル移動操作部３０を操作してステージ１を手動により移動させながら任意の位置でステージ１を停止させれば、このステージ１の停止の毎に明視野照明と暗視野照明とによる各観察像の各画像データを取得できる。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。

例えば、明視野照明と暗視野照明との切り替えは、次のように各方式を用いることができる。図６は顕微鏡システムに用いる明視野照明と暗視野照明との切り替え機構の構成図を示す。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

落射投光管４における照明光路Ｌ_１と観察光路Ｌ_２との交差する部分には、明視野照明と暗視野照明との切り替え機構としての落射明暗視野切り替えユニット（以下、キューブと称する）４０が例えばＹ軸方向（矢印Ｂ方向）に移動可能に設けられている。

図７はキューブの構成図を示す。キューブ４０には、明視野用ハーフミラー４１と暗視野用ハーフミラー４２とが設けられている。なお、暗視野用ハーフミラー４２は、環状に形成されている。

このキューブ４０には、キューブ駆動モータ４３が設けられ、このキューブ駆動モータ４３の駆動によってキューブ４０が例えばＹ軸方向（矢印Ｂ方向）に移動し、照明光路Ｌ_１と観察光路Ｌ_２との交差点上に明視野用ハーフミラー４１又は暗視野用ハーフミラー４２が配置される。このキューブ駆動モータ４３は、顕微鏡制御部１５によって駆動制御される。

なお、レボルバ８には、対物レンズ４４が取り付けられている。

このような構成であれば、例えば明視野用ハーフミラー４１が照明光路Ｌ_１と観察光路Ｌ_２との交差点上に配置されている。これにより、光源５から放射された照明光は、照明光路Ｌ_１上を進行し、明視野用ハーフミラー４１で下方に折り曲げられ、対物レンズ４４を通って標本２を明視野照明する。

この状態に、主制御部１４から顕微鏡制御部１５に対して移動指令が発せられると、この顕微鏡制御部１５は、観察位置記憶部１７に記憶されているステージ位置に応じた移動制御信号をステージ１のステージ駆動モータ３に発する。これによってステージ１は、ＸＹ平面内で移動し、対物レンズ４４により観察可能な位置に到達すると、ステージ１の移動が停止する。

このステージ１の移動停止と共に、主制御部１４からカメラ制御部１６に対して撮像命令が発せられると、このカメラ制御部１６は、カメラ１３を撮像動作させる。このカメラ１３は、例えば明視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を対物レンズ４４を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部２１は、明視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納する。

次に、主制御部１４は、顕微鏡制御部１５に対して照明切替命令を発するので、この顕微鏡制御部１５は、キューブ４０のキューブ駆動モータ４３を駆動し、明視野用ハーフミラー４１から暗視野用ハーフミラー４２に切り替える。

これにより、光源５から放射された照明光は、暗視野用ハーフミラー４２で反射して環状に整形され、対物レンズ４４を通って標本２に照射される。これにより、標本２は、暗視野照明される。

明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、主制御部１４からカメラ制御部１６に対して撮像命令が発せられ、このカメラ制御部１６は、カメラ１３を撮像動作させる。このカメラ１３は、例えば暗視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を対物レンズ４４を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部２１は、暗視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納する。

次に、表示制御部２１は、画像記憶部１８に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図３に示すように同時に表示部２２の画面上に表示する。

次に、明視野照明と暗視野照明との別の切り替え方式について説明する。

図８は別の明視野照明と暗視野照明との切り替え機構の構成図を示す。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

光源５０は、２つのランプボックス５１、５２内にそれぞれ各ランプ５３、５４が設けられている。各ランプボックス５１、５２には、それぞれ各光ファイバ５５、５６の各一端が接続されている。このうち光ファイバ５５の他端は、落射投光管４の一端に接続されている。光ファイバ５５の他端は、明暗視野対物レンズ９に接続されている。

各ランプボックス５１、５２には、それぞれ各シャッタ部品５７、５８及びその各シャッタ駆動モータ５９、６０が設けられている。各シャッタ部品５７、５８は、それぞれ各シャッタ駆動モータ５９、６０の駆動によって各ランプ５３、５４と各光ファイバ５５、５６との光路を開放又は遮光する。

図９は各シャッタ部品５７、５８による光路の開放、遮光の動作を示す。これらシャッタ部品５７、５８は、それぞれ各シャッタ駆動モータ５９、６０の駆動によって各軸６１、６２を中心に矢印Ｃ、Ｄ方向に回動する。これらシャッタ駆動モータ５９、６０は、顕微鏡制御部１５によって開閉制御される。

この顕微鏡制御部１５は、一方のシャッタ駆動モータ５９に対して遮光制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ６０に対して開放制御信号を送出し、又は一方のシャッタ駆動モータ５９に対して開放制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ６０に対して遮光制御信号を送出する。

このような構成であれば、例えばシャッタ部品５７によってランプ５３と光ファイバ５５との光路が開放された状態にあり、シャッタ部品５８によってランプ５４と光ファイバ５６との光路が遮光された状態にある。

これにより、ランプ５３から放射された照明光は、光ファイバ５５を伝播して落射投光管４内に入射し、照明光路Ｌ_１上を進行し、ハーフミラー７で下方に折り曲げられ、明暗視野対物レンズ９を通って標本２を明視野照明する。

この状態に、主制御部１４から顕微鏡制御部１５に対して移動命令が発せられると、この顕微鏡制御部１５は、観察位置記憶部１７に記憶されているステージ位置に応じた移動制御信号をステージ１のステージ駆動モータ３に発する。これによってステージ１は、ＸＹ平面内で移動し、明暗視野対物レンズ９により観察可能な位置に到達すると、ステージ１の移動が停止する。

このステージ１の移動停止と共に、主制御部１４からカメラ制御部１６に対して撮像命令が発せられると、このカメラ制御部１６は、カメラ１３を撮像動作させる。このカメラ１３は、例えば明視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ９を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部２１は、明視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納する。

次に、主制御部１４は、顕微鏡制御部１５に対して検鏡法の切替命令を発するので、この顕微鏡制御部１５は、一方のシャッタ駆動モータ５９に対して遮光制御信号を送出すると共に、他方のシャッタ駆動モータ６０に対して開放制御信号を送出する。これにより、図９に示すように一方のシャッタ部品５７は、ランプ５３と光ファイバ５５との光路を遮光し、他方のシャッタ部品５８は、ランプ５４と光ファイバ５６との光路を開放する。

これにより、ランプ５４から放射された照明光は、光ファイバ５６に入射し、この光ファイバ５６内を伝播してレボルバ８に導かれる。ここで、ランプ５４から放射された照明光は、環状に整形され、明暗視野対物レンズ９を通って標本２に照射される。これにより、標本２は、暗視野照明される。

明視野照明から暗視野照明への切り替りが完了すると、主制御部１４からカメラ制御部１６に対して撮像命令が発せられ、このカメラ制御部１６は、カメラ１３を撮像動作させる。このカメラ１３は、例えば暗視野照明されている標本２上の観察したい任意の位置の観察像の静止画を明暗視野対物レンズ９を通して撮像し、その画像信号を出力する。これにより、表示制御部２１は、暗視野照明の状態での静止画の画像信号を取り込み、この画像信号を明視野照明の観察像の画像データとして画像記憶部１８に格納する。

次に、表示制御部２１は、画像記憶部１８に格納されている明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを共に読み出し、これら明視野照明の観察像の画像データと暗視野照明の観察像の画像データとを例えば図３に示すように同時に表示部２２の画面上に表示する。

一方、上記各実施の形態及び上記各変形例では、明視野照明と暗視野照明とを切り替えてこれら検鏡法の各観察像を同時に表示することに適用した場合について説明したが、これに限らず、レボルバ８を回転させて倍率の異なる各対物レンズ９に切り替え、標本２上の観察したい任意の位置に対して各倍率の異なる各観察像を同時に表示するようにしてもよい。

検鏡法としては、明視野照明と暗視野照明とに限らず、透過照明に切り替えることも可能である。

標本２上の観察したい任意の位置に対して同時に表示するのは、明視野照明と暗視野照明との各観察像や倍率の異なる２つの観察像に限らず、２つ以上の複数の異なる観察像を同時に表示するようにしてもよい。

この場合、図１０に示すように主制御部１４は、標本２上の観察したい任意の位置の各観察像に対する各画像データを画像記憶部１８に格納した回数をカウントするカウンタ７０を有する。

例えば、明視野照明と暗視野照明との各観察像、同位置における明視野照明での倍率の異なる観察像、同位置における暗視野照明での倍率の異なる観察像の計４枚の各画像データを画像記憶部１８に格納する場合、カウンタ７０には、カウント設定値「４」が設定される。しかるに、上記計４枚の各画像データが画像記憶部１８に格納されてカウント値が「４」に達すると、カウンタ７０は、主制御部１４に対して画像データの取得の終了通知を送出する。

画像データの取得の終了通知を受けた主制御部１４は、画像記憶部１８に格納された明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データと、同位置における明視野照明での倍率の異なる観察像の画像データと、同位置における暗視野照明での倍率の異なる観察像の画像データとを読み出し、これら画像データを表示部２２に同時に表示する。

このような４枚の画像データの取得及びその同時の表示では、主制御部１４は、図１１に示す画像取得フローチャートに従い、ステップ＃２０において、各画像データを画像記憶部１８に格納する毎にカウンタ７０のカウント値を更新する。

次に、主制御部１４は、ステップ＃２１において、カウンタ７０のカウント値が「４」になったか否かを判断し、カウント値「４」でなければ、ステップ＃６に戻って観察法を切り替える。なお、カウンタが「４」に達すると、主制御部１４は、ステップ＃２２において、カウンタを「０」にクリアする。

表示部２２の画面に表示する明視野照明と暗視野照明との各観察像の各画像データは、例えば図３に示すように左右２分割して表示するのに限らず、上下２分割で表示したり、画面を格子状に複数の領域に分割して複数の観察像を表示するようにしてもよい。

又、明視野照明と暗視野照明との各観察像などの各画像データを取り込むタイミングは、例えばステージ１の移動を検出するセンサをステージ１に設けたり、又はステージ１の移動距離を検出するセンサをステージ１に設け、これらセンサから出力される検出信号からステージ１が停止したことを検出し、この停止の検出タイミングに同期してカメラ１３等の撮像装置を撮像動作させてその画像データを取り込んでもよい。

又、カメラ１３等の撮像装置の撮像により取得される画像から標本２の移動の有無を検出し、この停止の検出タイミングに同期してカメラ１３等の撮像装置を撮像動作させてその画像データを取り込んでもよい。

本発明に係る顕微鏡システムの第１の実施の形態を示す構成図。 同顕微鏡システムにおける画像取得フローチャート。 同顕微鏡システムにおける明視野照明と暗視野照明とによる観察像の各画像データの同時表示を示す図。 本発明に係る顕微鏡システムの第２の実施の形態を示す構成図。 同顕微鏡システムにおける画像取得フローチャート。 本発明に係る顕微鏡システムの変形例を示す構成図。 同顕微鏡システムにおける明視野照明と暗視野照明との切り替え機構を示す構成図。 同顕微鏡システムにおける別の明視野照明と暗視野照明との切り替え機構を示す構成図。 同顕微鏡システムにおける別の明視野照明と暗視野照明との切り替え機構における各シャッタ部品による光路の開放、遮光の動作を示す図。 本発明に係る顕微鏡システムの変形例を示す主制御部の構成図。 同顕微鏡システムにおける画像取得フローチャート。

符号の説明

１：ステージ、２：標本、３：ステージ駆動モータ、４：落射投光管、５：光源、６：回動ミラー、７：ハーフミラー、８：レボルバ、９：明暗視野対物レンズ、１０：ミラー駆動モータ、１１：光ファイバ、１１ａ：光ファイバの一端部、１１ｂ：光ファイバの他端部、１２：鏡筒、１３：カメラ、１４：主制御部、１５：顕微鏡制御部、１６：カメラ制御部、１７：観察位置記憶部、１８：画像記憶部、１９：プログラム記憶部、２０：操作部、２１：表示制御部、２２：表示部、３０：ハンドル移動操作部、３１：ハンドル部、３２：クラッチ、３２ａ：光センサ、４０：落射明暗視野切り替えユニット（キューブ）、４１：明視野用ハーフミラー、４２：暗視野用ハーフミラー、４３：キューブ駆動モータ、５０：光源、５１，５２：ランプボックス、５３，５４：ランプ、５５，５６：光ファイバ、５７，５８：シャッタ部品、５９，６０：シャッタ駆動モータ、６１，６２：軸、７０：カウンタ。

Claims (8)

1. 標本を載置するステージと、前記標本を照明し、かつ対物レンズを通して前記標本の観察像を取得する光学系と、前記光学系により取得される前記観察像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像される前記観察像を表示する表示部とを有する顕微鏡システムにおいて、
   前記標本の所望の位置に前記ステージを移動するステージ駆動部と、
   前記ステージが前記標本の所望の位置に移動した後、前記光学系における観察法を切り替え制御する顕微鏡制御部と、
   前記顕微鏡制御部による前記観察法の切り替えにより前記光学系により取得される少なくとも２つの観察像を前記撮像装置によりそれぞれ撮像させる撮像制御部と、
   前記撮像装置の撮像により取得された前記少なくとも２つの観察像の各画像データを前記表示部に同時に表示させる表示制御部と、
   を具備したことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記ステージ駆動部は、前記標本の前記所望の位置が予め設定され、前記所望の位置情報に従って前記ステージを自動的に移動制御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. 前記ステージ駆動部は、前記ステージを手動により前記所望の位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
4. 前記ステージを手動により移動させるハンドル移動操作部と、
   前記ハンドル移動操作部に設けられ、当該ハンドル移動操作部に対して把持されているか否かを検出する把持センサとを備え、
   前記撮像制御部は、前記ハンドル移動操作部に対して把持を放したときに前記把持センサから出力される検出信号をトリガとして前記撮像装置を撮像動作させる、
   ことを特徴とする請求項３記載の顕微鏡システム。
5. 前記顕微鏡制御部は、前記撮像装置による前記少なくとも２つの観察像の撮像を自動的に連続して行わせることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
6. 前記顕微鏡制御部は、前記観察法として少なくとも明視野照明と暗視野照明とに切り替えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
7. 前記顕微鏡制御部は、前記観察法として前記対物レンズの倍率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。
8. 前記表示制御部は、前記光学系における前記観察法を切り替える毎に取得される少なくとも２つの前記観察像の前記各画像データを画像メモリに格納し、前記画像メモリに格納されている前記各画像データを前記表示部の画面上に同時に表示させることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。

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