顕微鏡システム、位置検出方法および位置検出プログラム
【課題】初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上することができる顕微鏡システム、位置検出方法および位置検出プログラムを提供すること。
【解決手段】対物レンズを保持する対物レンズ側本体部に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、ステージを保持するステージ側本体部に設けられ、複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、対物レンズ側本体部を対物レンズの光軸と平行な方向に移動・停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、検知された指標部を判定し、対物レンズ側本体部の位置を決定する制御部と、を備え、駆動制御部は、検知部による指標部の検知動作を行う際、対物レンズ側本体部を、対物レンズが標本から離れる方向に移動させる。
【解決手段】対物レンズを保持する対物レンズ側本体部に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、ステージを保持するステージ側本体部に設けられ、複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、対物レンズ側本体部を対物レンズの光軸と平行な方向に移動・停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、検知された指標部を判定し、対物レンズ側本体部の位置を決定する制御部と、を備え、駆動制御部は、検知部による指標部の検知動作を行う際、対物レンズ側本体部を、対物レンズが標本から離れる方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、照明光を標本に照射し、標本が反射した光をもとに生成された標本像を取得する顕微鏡システム、この顕微鏡システム等の初期化動作における位置検出方法および位置検出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡装置を有する顕微鏡システムが用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡装置が利用されている。標本の観察を行う顕微鏡システムとして、目視によるものの他、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を用いて標本像を撮像し、モニタ表示する構成を有するものが知られている。
【０００３】
顕微鏡システムでは、電源投入時に各駆動部の初期化動作が行われる。初期化動作では、各駆動部の駆動範囲の原点位置まで駆動し、原点位置を検出後、電源投入時の位置に戻る動作を行う。このとき、顕微鏡システムの制御部では、駆動部を駆動開始位置から原点位置まで駆動させたパルス数を計測する。これにより、電源投入時の駆動部の現在位置がわかる。また、原点位置を検出した後は、計測したパルス数をもとに、駆動開始時の位置に戻ることができる。
【０００４】
ところで、対物レンズおよびステージの少なくとも一方を駆動する駆動部に対して初期化動作を行う場合、例えばマウスやラットのような小動物のような厚みのある標本を観察するような顕微鏡装置であると、駆動部の駆動範囲が、通常４０ｍｍ程度であるのに対して８０ｍｍ程度必要となる。これに伴い、初期化動作にかかる時間も増大してしまうという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、対物レンズと標本とが離れる方向および近づく方向のそれぞれの移動限界位置、およびその中間位置にセンサ（第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサ）をそれぞれ配設し、駆動方向または駆動範囲を制限することによって、初期化動作に要する時間を短縮することができる顕微鏡システムが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この顕微鏡システムでは、対物レンズの先端位置を検出する複数のセンサを用いて、いずれかのセンサで対物レンズの先端位置を検出し、検出したセンサ位置に対して、設定された駆動範囲に応じたオフセット値を減算することによって原点位置の設定を行ない、駆動部の駆動範囲を短くすることで初期化動作に要する時間を短縮している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１が開示する初期化動作では、初期化動作中に対物レンズが標本に対して近接する方向に移動する場合がある。ここで、標本の大きさ（高さ）によっては、対物レンズ先端位置のステージに対する最近接可能位置より高くなっている場合があり、このときに対物レンズを標本に対して近接する方向に移動させてしまうと、標本と対物レンズとが衝突してしまい、標本および／または対物レンズを損傷してしまうおそれがあった。
【０００８】
また、上述した特許文献１が開示する初期化動作では、第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサのいずれかのセンサで検出した後、この検出位置に応じてオフセット値を減算して原点位置を設定しているが、このオフセット値が、第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサを装置に組み付けた際のずれまでを考慮したものではなく、このずれにより、設定される原点位置にもずれが生じるため、センサによる位置再現性が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上することができる顕微鏡システム、位置検出方法および位置検出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡システムは、標本が載置されるステージと、少なくとも前記ステージ上の前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、少なくとも前記対物レンズを保持する対物レンズ側本体部と、少なくとも前記ステージを保持するステージ側本体部と、前記対物レンズ側本体部および前記ステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、前記ステージ側本体部に設けられ、前記複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを駆動して、該対物レンズ側本体部または該ステージを前記対物レンズの光軸と平行な方向に移動させるとともに、前記検知部からの前記指標部の検知に応じて前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、前記検知部によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した前記位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する制御部と、を備え、前記駆動制御部は、少なくとも前記検知部による前記指標部の検知動作を行う際、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記発明において、前記検知部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って当該検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記駆動制御部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記発明において、前記位置情報は、前記複数の指標部のうちの基準となる指標部と他の指標部との相対位置で決定されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる位置検出方法は、対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動ステップと、前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知ステップと、前記検知ステップによって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止ステップと、前記検知ステップによって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる位置検出方法は、上記発明において、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記停止ステップは、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる位置検出プログラムは、対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動手順と、前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知手順と、前記検知手順によって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止手順と、前記検知手順によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる位置検出プログラムは、上記発明において、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記停止手順は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、対物レンズ側本体部またはステージの異なる位置を検出する２つのセンサのいずれか一方によってヘッド本体部の位置を検知するとともに、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動させ、各センサの相対位置をもとに原点位置を設定するようにしたので、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの構成の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかか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３】図３は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの表示入力部の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の構成の一例を示す概念図である。図２は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の機能構成を示すブロック図である。なお、図１および図２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。
【００２１】
図１および図２に示すように、顕微鏡システム１は、標本Ｓを観察する顕微鏡装置２と、顕微鏡装置２を駆動制御する顕微鏡制御部３と、顕微鏡装置２を介して標本Ｓを撮像して画像データを生成する撮像装置４と、撮像装置４の駆動を制御する撮像制御部５と、撮像装置４が撮像した画像データに対応する画像を表示するとともに、顕微鏡システム１の各種の操作の入力を受け付ける表示入力部６と、顕微鏡制御部３、撮像装置４、撮像制御部５および表示入力部６を制御する制御端末７と、を備える。顕微鏡装置２、顕微鏡制御部３、撮像装置４、撮像制御部５、表示入力部６および制御端末７は、データが送受信可能に有線または無線で接続されている。
【００２２】
顕微鏡装置２は、標本Ｓを保持する顕微鏡基部２ａ（ステージ側本体部）と、顕微鏡基部２ａに保持されるヘッド部２ｂと、を備える。顕微鏡基部２ａは、標本Ｓが載置されるステージ２１を支持する支持部２２を有する。ヘッド部２ｂは、ノーズピース２３を介して対物レンズ２４を保持するとともに、Ｚ方向に移動可能なヘッド本体部２５と、標本Ｓを照明する照明光を射出する落射照明用光源２６と、を有する。また、顕微鏡装置２は、顕微鏡基部２ａおよびヘッド部２ｂを連結し、ヘッド部２ｂをＺ方向に移動させるＺ駆動部２７を有する。
【００２３】
ステージ２１は、ＸＹ方向に移動自在に構成されている。ステージ２１は、モータ２１１によってＸＹ平面内で移動自在である。ステージ２１は、顕微鏡制御部３の制御のもと、図示しないＸＹ位置の原点センサによってＸＹ平面における所定の原点位置を検出し、この原点位置を基点としてモータ２１１の駆動量が制御されることによって、標本Ｓ上の観察箇所を移動する。ステージ２１は、観察時のＸ位置およびＹ位置に関する位置信号（ＸＹ座標）を顕微鏡制御部３に出力する。
【００２４】
ノーズピース２３は、ヘッド本体部２５に対してスライド自在に設けられたスライダ２３１を介して、所望の対物レンズ２４を標本Ｓの上方に配置する。ノーズピース２３は、スライダ２３１によって倍率（観察倍率）が異なる複数の対物レンズ２４（２４１，２４２）を保持する。ノーズピース２３は、顕微鏡制御部３の制御のもと、モータ２３２によってスライダ２３１をＸ方向にスライドさせることによって、観察光の光路上に挿入されて標本Ｓの観察に用いる対物レンズ２４を択一的に切換える。なお、ノーズピース２３は、電動レボルバを代わりに用いる構成であってもよい。
【００２５】
対物レンズ２４は、たとえば１倍，２倍，４倍の比較的倍率の低い対物レンズ２４１（以下、「低倍対物レンズ２４１」という）と、１０倍，２０倍，４０倍の低倍対物レンズ２４１の倍率に対して高倍率である対物レンズ２４２（以下、「高倍対物レンズ２４２」という）とを少なくとも一つずつスライダ２３１に装着させる。なお、低倍対物レンズ２４１および高倍対物レンズ２４２の倍率は一例であり、高倍対物レンズ２４２が低倍対物レンズ２４１に対して高ければよい。
【００２６】
ヘッド本体部２５は、上述したノーズピース２３を保持するとともに、ファイバー２６１を介して落射照明用光源２６から射出された照明光Ｌ１（以下、「落射照明光Ｌ１」という）を集光する照明レンズ２５１と、落射照明光Ｌ１の光路を対物レンズ２４の光軸に沿って偏向させるハーフミラー２５２と、標本Ｓを拡大するズームレンズ２５３と、対物レンズ２４、ズームレンズ２５３およびハーフミラー２５２を介して入射される標本Ｓの反射光を集光して観察像を結像する結像レンズ２５４とが内部に設けられている。
【００２７】
ズームレンズ部２５３は、ズームレンズ群およびズームレンズ群を駆動するズームレンズモータ（図示せず）等を用いて構成される。ズームレンズモータは、顕微鏡制御部３の制御のもと、ズームレンズ群を光軸方向に沿って移動させることにより、ズームレンズ部のズーム倍率を変更する。
【００２８】
また、ヘッド本体部２５は、後述するヘッド保持部２７１に保持され、モータ２７４によってＺ方向に移動自在である。ヘッド本体部２５は、顕微鏡制御部３の制御のもと、ヘッド本体部２５のＺ方向における所定の原点位置を基点としてモータ２７４の駆動量が制御されることによって、所定の高さ範囲内の任意のＺ位置に標本Ｓを焦準移動させる。なお、本実施の形態では、ヘッド本体部２５およびヘッド保持部２７１によって対物レンズ側本体部を構成する。
【００２９】
落射照明用光源２６は、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成される。落射照明用光源２６は、ファイバー２６１を介して標本Ｓの観察像を形成するための落射照明光Ｌ１を出射する。
【００３０】
落射照明光Ｌ１は、照明レンズ２５１、ハーフミラー２５２、ズームレンズ２５３および対物レンズ２４を経て標本Ｓに照射される。標本Ｓで反射した反射光Ｌ２（以下、「観察光Ｌ２」という）は、対物レンズ２４、ズームレンズ２５３、ハーフミラー２５２および結像レンズ２５４を経て撮像装置４に入射する。
【００３１】
図３は、本実施の形態にかかるＺ駆動部２７の構成を示す模式図である。図１〜３に示すＺ駆動部２７は、ヘッド本体部２５を保持するとともに、支持部２２に対してＺ方向に移動可能なヘッド保持部２７１と、ヘッド保持部２７１に設けられ、Ｘ方向に略板状をなして突出し、互いに異なる位置の指標をなす２つの指標部としての旗２７２ａ，２７２ｂと、支持部２２に設けられ、旗２７２ａ，２７２ｂをそれぞれ検知する検知部２７３と、ヘッド保持部２７１をＺ方向に駆動させるモータ２７４と、を有する。また、検知部２７３は、旗２７２ａを検知する第１センサ２７３ａと、旗２７２ｂを検知する第２センサ２７３ｂと、を有する。
【００３２】
第１センサ２７３ａと旗２７２ａとは、Ｚ方向における同軸上に設けられる。また、第２センサ２７３ｂと旗２７２ｂとは、Ｚ方向における第１センサ２７３ａおよび旗２７２ａの軸と異なる軸に対して同軸上に設けられる。
【００３３】
第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂは、Ｚ方向から見た側面が略凹状をなし、この凹状の内部空間を通過する旗２７２ａおよび旗２７２ｂをそれぞれ検知する。第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂは、フォトインタラプタや、フォトリフレクタ等を用いて実現され、旗２７２ａ，２７２ｂによる遮光の有無を判断することにより検知する。
【００３４】
旗２７２ａは、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの凹状の内部空間に収容された状態において、ヘッド本体部２５が最上限位置付近に配置される位置に設けられる。また、旗２７２ｂは、旗２７２ｂが第２センサ２７３ｂの凹状の内部空間に収容された状態において、ヘッド本体部２５が最上限位置と最下限位置との中間位置に配置される位置に設けられる。
【００３５】
例えば、ヘッド本体部２５の最上限位置と最下限位置との間の距離が１１０ｍｍである場合、旗２７２ａは、第１センサ２７３ａの凹状の内部空間に収容された状態でヘッド本体部２５が最上限位置に位置するよう設けられる。また、旗２７２ｂは、第２センサ２７３ｂの凹状の内部空間に収容された状態でヘッド本体部２５が最上限位置から５５ｍｍ下方となる位置に設けられる。
【００３６】
顕微鏡制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、制御端末７の制御のもと、顕微鏡装置２を構成する各部の動作を統括的に制御する。具体的には、顕微鏡制御部３は、スライダ２３１を駆動させて観察光Ｌ２の光路上に配置する対物レンズ２４を切換える切換処理、モータ２１１またはモータ２７４を駆動することにより、ステージ２１およびヘッド本体部２５の駆動処理、および標本Ｓの観察に伴う顕微鏡装置２の各部の調整を行う調整処理等を行う。また、顕微鏡制御部３は、顕微鏡装置２を構成する各部の状態、例えばステージ２１の位置情報（ＸＹ位置）、ヘッド本体部２５の位置情報（Ｚ位置）およびスライダ２３１に装着された対物レンズ２４の種類情報等を制御端末７に出力する。
【００３７】
撮像装置４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子４１を用いて構成される。撮像装置４は、撮像制御部５の制御のもと、結像レンズ２５４を経て入射された標本Ｓの観察像を撮像して標本Ｓの画像データを連続して生成する。撮像装置４は、カメラケーブルを介して生成した標本Ｓの画像データを制御端末７へ出力する。
【００３８】
撮像制御部５は、ＣＰＵ等を用いて構成され、撮像装置４の動作を制御する。具体的には、撮像制御部５は、撮像装置４の自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ切換処理、ゲインの設定処理およびフレームレートの設定処理等を行って撮像装置４の撮影動作を制御する。撮像制御部５は、ＡＥ処理部５１と、ＡＦ処理部５２と、を有する。
【００３９】
ＡＥ処理部５１は、撮像装置４が生成した画像データに基づいて、撮像装置４の露出条件を自動的に設定する。具体的には、ＡＥ処理部５１は、制御端末７を介して取得した画像データから輝度を算出し、算出した輝度に基づいて撮像装置４の露出条件、たとえば露光時間を決定することで撮像装置４の自動露出を行う。
【００４０】
ＡＦ処理部５２は、撮像装置４が生成した画像データに基づいて、撮像装置４のピントを自動的に調整する。具体的には、ＡＦ処理部５２は、画像データに含まれるコントラストを評価し、合焦している合焦位置（焦点位置）を検出することにより、撮像装置４のピントを自動的に調整する。なお、ＡＦ処理部５２は、画像データに基づいて、ヘッド本体部２５の各Ｚ位置における画像のコントラストを評価することにより、合焦している焦点位置（Ｚ位置）を検出してもよい。
【００４１】
表示入力部６は、制御端末７との通信を行う表示通信部６１と、画像を表示する表示部６２と、外部からの物体の接触に応じた位置信号を出力するタッチパネル６３と、を有する。
【００４２】
表示通信部６１は、制御端末７との通信を行うための通信インターフェースである。表示通信部６１は、制御端末７から出力される画像データを表示部６２へ出力する。
【００４３】
表示部６２は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部６２は、表示通信部６１を介して入力される画像データに対応する画像を表示する。表示部６２は、顕微鏡システム１の各種操作情報等を表示する。
【００４４】
タッチパネル６３は、表示部６２の表示画面上に設けられ、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付ける。具体的には、タッチパネル６３は、ユーザが表示部６２に表示される操作アイコンに従ってタッチ（接触）した位置を検出し、この検出したタッチ位置に応じた位置信号を制御端末７へ出力する。たとえば、図４に示すように、タッチパネル６３は、表示部６２が顕微鏡システム１の各種操作情報を画像表示領域Ａ１内で表示することで、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）として機能する。一般に、タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等がある。本実施の形態では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。
【００４５】
制御端末７は、顕微鏡制御部３、撮像制御部５および表示入力部６との通信を行う制御通信部７１と、顕微鏡システム１の各種情報を記憶する記憶部７３と、顕微鏡システム１の各部の駆動を指示する駆動指示信号の入力を受け付ける入力部７２と、顕微鏡システム１の各部を制御する制御部７４と、を備える。
【００４６】
制御通信部７１は、顕微鏡制御部３、撮像制御部５および表示入力部６それぞれとの通信を行うための通信インターフェースである。また、制御通信部７１は、カメラケーブルを介して撮像装置４から出力される画像データを制御部７４へ出力する。
【００４７】
入力部７２は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を制御部７４に出力する。
【００４８】
記憶部７３は、制御端末７の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部７３は、顕微鏡システム１に実行させる各種プログラム（例えば、位置検出プログラム）、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。また、記憶部７３は、制御部７４の処理中の情報を一次的に記憶する。記憶部７３は、撮像装置４が撮像した画像データを記憶する画像データ記憶部７３１と、ヘッド本体部２５の位置（例えば旗２７２ａ，２７２ｂの位置）に関する位置情報を記憶する位置情報記憶部７３２と、を有する。なお、記憶部７３は、外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。
【００４９】
制御部７４は、ＣＰＵ等を用いて構成され、入力部７２およびタッチパネル６３からの駆動指示信号、位置信号および切換信号等に応じて顕微鏡システム１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム１の動作を統括的に制御する。また、検知部２７３が検知した旗を判定し、ヘッド本体部２５の位置を設定する処理を行う。
【００５０】
また、制御部７４は、画像処理部７４１と、駆動制御部７４２と、表示制御部７４３と、を有する。
【００５１】
画像処理部７４１は、制御通信部７１を介して入力される画像データに対して、所定の画像処理を施して表示部６２で表示する表示画像を生成する。具体的には、画像処理部７４１は、画像データに対して、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、同時化処理、カラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。画像処理部７４１は、画像データを所定の方式、たとえばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式で圧縮し、圧縮した画像データを画像データ記憶部７３１へ出力する。
【００５２】
駆動制御部７４２は、例えばタッチパネル６３または入力部７２からの入力に応じて顕微鏡装置２を構成する電動ユニット（ステージ２１、ヘッド本体部２５）を駆動する駆動制御を行う。駆動制御部７４２は、例えば、ヘッド本体部２５を対物レンズ２４の光軸と平行な方向に移動させるとともに、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂによる旗２７２ａまたは旗２７２ｂの検知に応じてヘッド本体部２５の移動を停止させる駆動制御を行う。
【００５３】
表示制御部７４３は、表示部６２の表示態様を制御する。具体的には、表示制御部７４３は、画像データ記憶部７３１が記憶する複数の画像データの各々の画像を表示部６２に表示させる。表示制御部７４３は、顕微鏡システム１の各々の動作に関する操作情報、たとえば、ステージ２１またはヘッド本体部２５の操作情報等を表示部６２に表示させる。
【００５４】
このように構成された顕微鏡システム１は、制御部７４の制御のもと、撮像装置４で撮像された標本Ｓの画像データを表示部６２に表示することによってユーザに標本Ｓの画像を観察させることができる。さらに、顕微鏡システム１は、タッチパネル６３から入力される位置信号に基づいて、制御部７４が顕微鏡システム１の各部に指示信号や駆動信号を出力することにより、顕微鏡装置２および撮像装置４が駆動する。
【００５５】
図５は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の要部の構成を示す模式図であって、Ｚ駆動部２７の動作を説明する図である。図６は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１が行う処理の概要を説明する図である。まず、２つの旗２７２ａ，２７２ｂが第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂより紙面下方に位置する状態において（図５（ａ））、ヘッド保持部２７１が上方に移動すると、旗２７２ｂが第２センサ２７３ｂ内に挿通し、第２センサ２７３ｂによって、旗２７２ｂが検知される（図５（ｂ））。この状態においてヘッド保持部２７１がさらに上方に移動すると、旗２７２ａが第１センサ２７３ａ内に挿通し、第１センサ２７３ａによって、旗２７２ａが検知される（図５（ｃ））。
【００５６】
このとき、例えば第１センサ２７３ａは、ヘッド本体部２５の移動に伴って第１センサ２７３ａに対して相対的に移動する旗２７２ａを検知する検知ラインＳＬ１が設けられ、この検知ラインＳＬ１に旗２７２ａが位置して遮光されることによって、旗２７２ａを検知する（図６参照）。検知ラインＳＬ１は、例えば、第１センサ２７３ａの中心部を通過し、旗２７２ａの端面と平行となるように設定される。
【００５７】
続いて、第１および第２センサによる旗の位置検出処理について説明する。図７は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１が行う位置検出処理の概要を示すフローチャートである。図８は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。なお、図８では、一例として旗２７２ａおよび第１センサ２７３ａの動作を示す。
【００５８】
まず、顕微鏡制御部３は、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗を検知したか否かを判断し、制御通信部７１を介して制御部７４に出力する（ステップＳ１０１）。制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知した旨を受信した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に移行する。
【００５９】
また、制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗を検知していない旨を受信した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ヘッド本体部２５を上方向（紙面上方向（Ｚ方向））に移動させるよう駆動制御部７４２に指示する（ステップＳ１０２、図８（ａ））。駆動制御部７４２は、モータ２７４を駆動してヘッド本体部２５を上方向に移動させる。駆動制御部７４２は、旗を検知するまでヘッド本体部２５を上方向に移動させる（ステップＳ１０３：Ｎｏ）。
【００６０】
ヘッド本体部２５が上方向に移動し、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、図８（ｂ））、駆動制御部７４２は、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ１０４）。このとき、第１センサ２７３ａが検知ラインＳＬ１で旗２７２ａを検知してから駆動制御部７４２がヘッド本体部２５の移動動作を停止させるまでのオーバーランにより、図８（ｃ）に示すように、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１を通過し、旗２７２ａの上端の高さが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１の高さより高くなっている。
【００６１】
このため、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を下方向に移動させる（ステップＳ１０５、図８（ｃ））。駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａの検知結果をもとに（ステップＳ１０６）、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１から離れる位置（上方向への移動に対して検知ラインＳＬ１よりも手前側の位置）までヘッド本体部２５を下方向に移動させながら検知結果を受信する（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）。なお、このときの移動速度は、ヘッド本体部２５が上方向に移動する移動速度と比して小さい。
【００６２】
駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知しない、すなわち、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１から離れると（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ１０７、図８（ｄ））。
【００６３】
その後、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を上方向に微小量移動させる（ステップＳ１０８）。このときの移動速度は、上述した下方向にヘッド本体部２５を移動させる移動速度と比して小さい。駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を微小量移動させて移動動作を停止させた後（ステップＳ１０９）、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知しているか判断する（ステップＳ１１０）。駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知するまでヘッド本体部２５の微小量移動および移動動作停止を繰り返す（ステップＳ１１０：Ｎｏ）。
【００６４】
制御部７４は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ、図８（ｅ））、旗を検知したセンサを判定する（ここでは、第１センサ２７３ａであると判定する、ステップＳ１１１）。このとき、旗２７２ａの上端が検知ラインＳＬ１と一致する。制御部７４は、検知したセンサを判定後、位置検出処理を終了する。なお、上述した位置検出処理は、第１センサ２７３ａによって旗２７２ａの位置を検知するものとして説明したが、第２センサ２７３ｂおよび旗２７２ｂにおいても同様である。
【００６５】
上述した位置検出処理によって、制御部７４は、ヘッド本体部２５の位置の検出を行なう。複数のセンサを用いた位置検出処理によって、位置検出および設定にかかる時間を短縮することができる。
【００６６】
また、上述したオーバーランによって、ヘッド本体部２５の停止位置が所望の停止位置を通過している。このため、特に最上限位置において、ヘッド本体部２５の上端が顕微鏡装置２の最上限位置を越えないように設定される。
【００６７】
ここで、制御部７４は、第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂにおける検知ライン位置に応じた位置情報を参照してヘッド本体部２５の位置を決定する。位置情報は、例えば第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂのセンサ間距離に応じて設定される。
【００６８】
図９は、本実施の形態にかかるセンサ間距離設定処理の概要を示すフローチャートである。センサ間距離設定処理では、まず第１センサ２７３ａで旗２７２ａを検知する（ステップＳ２０１）。このとき、上述したように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて検知ラインＳＬ１と旗２７２ａの上端とを一致させる。このときのヘッド本体部２５の位置を第１検知位置とし、この第１検知位置を０に設定する（ステップＳ２０２）。
【００６９】
その後、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を下方向に移動させ（ステップＳ２０３）、第２センサ２７３ｂで旗２７２ｂを検知する（ステップＳ２０４）。このとき、上述したように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて第２センサ２７３ｂの検知ラインと旗２７２ｂの上端とを一致させる。このときのヘッド本体部２５の位置を第２検知位置とする。この第２検知位置は、第１検知位置からの移動量に対応し、この移動量ｄを第２検知位置として設定し、位置情報記憶部７３２に記憶する（ステップＳ２０５）。なお、第１検知位置が０以外の値である場合、例えばｄ０であるとすると、第２検知位置は、ｄ０＋ｄとなる。
【００７０】
上述したセンサ間距離設定処理によって、第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂにそれぞれ対応した第１検知位置および第２検知位置が設定される。なお、このセンサ間距離設定処理では、旗２７２ａに対する旗２７２ｂの相対位置から第１検知位置および第２検知位置が決定される。制御部７４は、この位置情報を参照して、ヘッド本体部２５の位置を決定することができる。
【００７１】
ここで、本実施の形態における顕微鏡システム１の初期化動作処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態にかかる初期化動作処理の概要を示すフローチャートである。初期化動作処理は、装置に電源が投入された場合、またはタッチパネル６３や入力部７２から初期化動作指示が入力された場合に行う処理である。
【００７２】
まず、制御部７４の制御のもと、顕微鏡制御部３は、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知したか否かを判断し、制御通信部７１を介して制御部７４に出力する（ステップＳ３０１）。制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知した旨を受信した場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に移行する。
【００７３】
制御部７４は、旗を検知したセンサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定する（ステップ３０２）。ここで、制御部７４は、旗を検知したセンサが第１センサ２７３ａである場合（ステップＳ３０２：第１）、ステップＳ３０７に移行する。また、制御部７４は、旗を検知したセンサが第２センサ２７３ｂである場合（ステップＳ３０２：第２）、ステップＳ３０３に移行する。
【００７４】
一方、制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知していない旨を受信した場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に移行する。制御部７４は、ヘッド本体部２５を上方向（紙面上方向（Ｚ方向））に移動させるよう駆動制御部７４２に指示する（ステップＳ３０３）。駆動制御部７４２は、モータ２７４を駆動してヘッド本体部２５を上方向に移動させる。駆動制御部７４２は、旗を検知するまでヘッド本体部２５を上方向に移動させる（ステップＳ３０４：Ｎｏ）。
【００７５】
ヘッド本体部２５が上方向に移動し、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、駆動制御部７４２は、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ３０５）。移動動作停止後、制御部７４は、旗を検出したセンサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定し（ステップＳ３０６）、判定されたセンサを検知センサとして記憶する（ステップＳ３０７）。
【００７６】
その後、上述したステップＳ１０５〜Ｓ１１０ように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて検知ラインと旗の上端とを一致させる処理を行う（ステップＳ３０８〜Ｓ３１３）。制御部７４は、センサが旗を検知すると（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７で記憶した検知センサを参照し、検知センサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定する（ステップＳ３１４）。
【００７７】
制御部７４は、ステップＳ３１４において判定されたセンサが第１センサ２７３ａである場合（ステップＳ３１４：第１）、例えば図８に示すセンサ間距離設定処理で設定された第１検知位置を参照して、ヘッド本体部２５の位置を０として設定し（ステップＳ３１５）、初期化動作処理を終了する。
【００７８】
また、制御部７４は、判定されたセンサが第２センサ２７３ｂである場合（ステップＳ３１４：第２）、第２検知位置を参照して、ヘッド本体部２５の位置をｄとして設定し（ステップＳ３１６）、初期化動作処理を終了する。
【００７９】
上述した初期化動作処理によって、制御部７４は、ヘッド本体部２５の位置の初期化を行なう。この初期化動作処理によって、位置検出および設定にかかる時間を短縮し、初期化動作処理全体に要する時間を短縮することができる。また、ヘッド本体部２５の位置を検知する際、ヘッド本体部２５は、初期動作として上方向に移動するため、ステージ２１に載置された標本Ｓに対して離れる方向に移動し、標本Ｓとの衝突を回避することができる。
【００８０】
なお、初期化動作処理後、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を初期化動作処理直前の位置に移動させてもよいし、初期化動作処理後の位置に配置するようにしてもよい。初期化動作処理後にヘッド本体部２５を初期化動作処理直前の位置に移動させる場合、ステップＳ３０３のヘッド本体部２５の移動開始とともに、符号付き駆動パルスのカウントを開始させ、ステップＳ３１３におけるヘッド本体部２５の移動終了とともに、駆動パルスのカウントを終了させる。この間で記憶された駆動パルス分の移動の各ステップを各々の位置に挿入し、ヘッド本体部２５を移動させる。
【００８１】
ここで、ヘッド本体部２５の移動は、観察者によって任意に移動できるものであってもよい。観察者は、タッチパネル６３または入力部７２を操作してヘッド本体部２５の移動を入力指示することができる。このとき、ヘッド本体部２５の移動は、観察者の入力によって駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を所定距離移動させるものであってよいし、観察者が入力している間（例えば入力ボタンを押下している間）ヘッド本体部２５を移動させるようにしてもよい。このとき、第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂを用いて、ヘッド本体部２５の移動量の制御を行ってもよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、ステップＳ３０２において、旗を検知したセンサが第２センサ２７３ｂである場合、次ステップであるステップＳ３０７に移行すると、ヘッド本体部２５が下方向に移動して標本Ｓと衝突するおそれがあるため、ステップＳ３０３に移行させることで検知センサを第１センサ２７３ａに変更する制御を行っている。
【００８３】
上述した本実施の形態によれば、ヘッド本体部の異なる位置を検出する２つのセンサのいずれか一方によってヘッド本体部の位置を検知するようにしたので、位置検出および設定にかかる時間を短縮して初期化動作処理全体に要する時間を短縮することができる。また、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動するようにしたので、ステージに載置された標本に対して離れる方向に移動し、対物レンズと標本との衝突を回避することができる。
【００８４】
また、上述した本実施の形態によれば、センサ間距離設定処理によって設定された各センサの相対位置をもとに原点位置を設定するようにしたので、センサを装置に組み付けた際にずれが生じた場合であっても、原点位置設定を確実に行うことができ、位置再現性を向上することができる。
【００８５】
ここで、従来では、取り付けられる対物レンズの光軸方向の長さが異なる等、対物レンズの移動限界位置が変わる場合、初期化動作時等、対物レンズの下方向の移動によって標本または標本を載置するステージと対物レンズとが衝突するおそれがあり、対物レンズと標本とが近づく方向の移動限界位置のセンサの位置を変更する必要がある。これに対して、本実施の形態は、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動するため、対物レンズに応じてセンサの配設位置を変更することなく、初期化動作時の対物レンズと標本との衝突を回避することができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態において、電源を切断する際に、ヘッド本体部２５の位置を移動させるようにしてもよい。このとき、旗２７２ａの上端の位置が第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１の若干下方に位置するように配置されることが好ましい。この位置に配置することによって、図１０に示す初期化動作処理を開始した際、ステップＳ３０１からステップＳ３０３に移行して、ヘッド本体部２５を若干量上方向に移動させれば第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知することができるため、処理にかかる時間を一段と短縮することが可能となる。また、第１センサ２７３ａの検知処理により、ヘッド本体部２５は、顕微鏡装置２の最上限位置近傍で初期化動作処理を行うため、標本Ｓとの衝突リスクを一段と確実に回避することができる。
【００８７】
また、上述した実施の形態において、旗およびセンサの数は２つに限らず、３以上の複数個有するものであってもよく、１つのセンサが複数の旗を検知するものであってもよい。さらに、旗の移動方向の長さを長くし、センサが、旗に対して光を遮断する上端位置と、光の遮断を解除させる下端位置との２箇所を検知するものであってもよい。検知箇所を増やすことによって、一段と精密な制御および処理の時間短縮を実現することができる。なお、指標部が、図示したように、平板状をなす旗であるものとして説明したが、検知ラインに位置した際に遮光できる形状であれば、如何なる形状をなすものであってもよい。
【００８８】
また、上述した実施の形態において、ヘッド本体部２５の移動速度が遅く、駆動制御部７４２によって旗の上端を検知ライン上で停止させることができれば、ヘッド本体部２５の上下動による停止位置の微調整を行わなくてもよい。さらに、標本Ｓに対して移動させる低倍対物レンズと高倍対物レンズとに応じて、ヘッド本体部２５の移動分解能を変えるようにしてもよい。このとき、低倍対物レンズを標本Ｓに対して移動させる場合、高倍対物レンズの移動と比して低い移動分解能で移動させる。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、対物レンズ（ヘッド本体部）側がＺ方向に移動するものとして説明したが、例えばステージ２１側がＺ方向に移動するものであってもよいし、対物レンズ２４およびステージ２１がそれぞれＺ方向に移動するものであってもよい。なお、ステージ２１がＺ方向に移動する場合、Ｚ駆動部２７をステージ２１と支持部２２との間に設け、ステージ２１が、少なくとも支持部２２側のセンサによってステージ２１の最上限位置付近を検知する指標部（旗）を有することが好ましい。
【００９０】
また、上述した実施の形態おけるセンサおよび旗の位置関係は逆であってもよく、例えば、支持部２２側に旗を配置し、ヘッド保持部２７１またはステージ２１がセンサを有するものであってもよい。
【００９１】
また、上述した実施の形態では、顕微鏡装置として正立型顕微鏡装置を例に説明したが、たとえば倒立型顕微鏡装置であっても本発明を適用することができる。さらに、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった各種システムにも、本発明を適用することができる。
【００９２】
また、上述した実施の形態では、表示入力部と制御端末とが別々に構成されていたが、たとえば表示入力部と制御端末とが一体的に形成された携帯型端末であってもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態では、顕微鏡装置、撮像装置、表示入力部および制御端末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。
【００９４】
以上のように、本発明にかかる顕微鏡システム、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上するのに有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 顕微鏡システム
２ 顕微鏡装置
２ａ 顕微鏡基部
２ａ ヘッド部
３ 顕微鏡制御部
４ 撮像装置
５ 撮像制御部
６ 表示入力部
７ 制御端末
２１ ステージ
２２ 支持部
２３ ノーズピース
２４ 対物レンズ
２５ ヘッド本体部
２６ 落射照明用光源
４１ 撮像素子
５１ ＡＥ処理部
５２ ＡＦ処理部
６１ 表示通信部
６２ 表示部
６３ タッチパネル
７１ 制御通信部
７２ 入力部
７３ 記憶部
７４ 制御部
２１１，２３２，２７４ モータ
２５１ 照明レンズ
２５２ ハーフミラー
２５３ ズームレンズ部
２５４ 結像レンズ
７３１ 画像データ記憶部
７３２ 位置情報記憶部
７４１ 画像処理部
７４２ 駆動制御部
７４３ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、照明光を標本に照射し、標本が反射した光をもとに生成された標本像を取得する顕微鏡システム、この顕微鏡システム等の初期化動作における位置検出方法および位置検出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡装置を有する顕微鏡システムが用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡装置が利用されている。標本の観察を行う顕微鏡システムとして、目視によるものの他、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を用いて標本像を撮像し、モニタ表示する構成を有するものが知られている。
【０００３】
顕微鏡システムでは、電源投入時に各駆動部の初期化動作が行われる。初期化動作では、各駆動部の駆動範囲の原点位置まで駆動し、原点位置を検出後、電源投入時の位置に戻る動作を行う。このとき、顕微鏡システムの制御部では、駆動部を駆動開始位置から原点位置まで駆動させたパルス数を計測する。これにより、電源投入時の駆動部の現在位置がわかる。また、原点位置を検出した後は、計測したパルス数をもとに、駆動開始時の位置に戻ることができる。
【０００４】
ところで、対物レンズおよびステージの少なくとも一方を駆動する駆動部に対して初期化動作を行う場合、例えばマウスやラットのような小動物のような厚みのある標本を観察するような顕微鏡装置であると、駆動部の駆動範囲が、通常４０ｍｍ程度であるのに対して８０ｍｍ程度必要となる。これに伴い、初期化動作にかかる時間も増大してしまうという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、対物レンズと標本とが離れる方向および近づく方向のそれぞれの移動限界位置、およびその中間位置にセンサ（第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサ）をそれぞれ配設し、駆動方向または駆動範囲を制限することによって、初期化動作に要する時間を短縮することができる顕微鏡システムが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この顕微鏡システムでは、対物レンズの先端位置を検出する複数のセンサを用いて、いずれかのセンサで対物レンズの先端位置を検出し、検出したセンサ位置に対して、設定された駆動範囲に応じたオフセット値を減算することによって原点位置の設定を行ない、駆動部の駆動範囲を短くすることで初期化動作に要する時間を短縮している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１が開示する初期化動作では、初期化動作中に対物レンズが標本に対して近接する方向に移動する場合がある。ここで、標本の大きさ（高さ）によっては、対物レンズ先端位置のステージに対する最近接可能位置より高くなっている場合があり、このときに対物レンズを標本に対して近接する方向に移動させてしまうと、標本と対物レンズとが衝突してしまい、標本および／または対物レンズを損傷してしまうおそれがあった。
【０００８】
また、上述した特許文献１が開示する初期化動作では、第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサのいずれかのセンサで検出した後、この検出位置に応じてオフセット値を減算して原点位置を設定しているが、このオフセット値が、第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサを装置に組み付けた際のずれまでを考慮したものではなく、このずれにより、設定される原点位置にもずれが生じるため、センサによる位置再現性が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上することができる顕微鏡システム、位置検出方法および位置検出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡システムは、標本が載置されるステージと、少なくとも前記ステージ上の前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、少なくとも前記対物レンズを保持する対物レンズ側本体部と、少なくとも前記ステージを保持するステージ側本体部と、前記対物レンズ側本体部および前記ステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、前記ステージ側本体部に設けられ、前記複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを駆動して、該対物レンズ側本体部または該ステージを前記対物レンズの光軸と平行な方向に移動させるとともに、前記検知部からの前記指標部の検知に応じて前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、前記検知部によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した前記位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する制御部と、を備え、前記駆動制御部は、少なくとも前記検知部による前記指標部の検知動作を行う際、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記発明において、前記検知部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って当該検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記駆動制御部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記発明において、前記位置情報は、前記複数の指標部のうちの基準となる指標部と他の指標部との相対位置で決定されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる位置検出方法は、対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動ステップと、前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知ステップと、前記検知ステップによって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止ステップと、前記検知ステップによって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる位置検出方法は、上記発明において、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記停止ステップは、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる位置検出プログラムは、対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動手順と、前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知手順と、前記検知手順によって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止手順と、前記検知手順によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる位置検出プログラムは、上記発明において、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、前記停止手順は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、対物レンズ側本体部またはステージの異なる位置を検出する２つのセンサのいずれか一方によってヘッド本体部の位置を検知するとともに、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動させ、各センサの相対位置をもとに原点位置を設定するようにしたので、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの構成の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかか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３】図３は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの表示入力部の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の構成の一例を示す概念図である。図２は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の機能構成を示すブロック図である。なお、図１および図２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。
【００２１】
図１および図２に示すように、顕微鏡システム１は、標本Ｓを観察する顕微鏡装置２と、顕微鏡装置２を駆動制御する顕微鏡制御部３と、顕微鏡装置２を介して標本Ｓを撮像して画像データを生成する撮像装置４と、撮像装置４の駆動を制御する撮像制御部５と、撮像装置４が撮像した画像データに対応する画像を表示するとともに、顕微鏡システム１の各種の操作の入力を受け付ける表示入力部６と、顕微鏡制御部３、撮像装置４、撮像制御部５および表示入力部６を制御する制御端末７と、を備える。顕微鏡装置２、顕微鏡制御部３、撮像装置４、撮像制御部５、表示入力部６および制御端末７は、データが送受信可能に有線または無線で接続されている。
【００２２】
顕微鏡装置２は、標本Ｓを保持する顕微鏡基部２ａ（ステージ側本体部）と、顕微鏡基部２ａに保持されるヘッド部２ｂと、を備える。顕微鏡基部２ａは、標本Ｓが載置されるステージ２１を支持する支持部２２を有する。ヘッド部２ｂは、ノーズピース２３を介して対物レンズ２４を保持するとともに、Ｚ方向に移動可能なヘッド本体部２５と、標本Ｓを照明する照明光を射出する落射照明用光源２６と、を有する。また、顕微鏡装置２は、顕微鏡基部２ａおよびヘッド部２ｂを連結し、ヘッド部２ｂをＺ方向に移動させるＺ駆動部２７を有する。
【００２３】
ステージ２１は、ＸＹ方向に移動自在に構成されている。ステージ２１は、モータ２１１によってＸＹ平面内で移動自在である。ステージ２１は、顕微鏡制御部３の制御のもと、図示しないＸＹ位置の原点センサによってＸＹ平面における所定の原点位置を検出し、この原点位置を基点としてモータ２１１の駆動量が制御されることによって、標本Ｓ上の観察箇所を移動する。ステージ２１は、観察時のＸ位置およびＹ位置に関する位置信号（ＸＹ座標）を顕微鏡制御部３に出力する。
【００２４】
ノーズピース２３は、ヘッド本体部２５に対してスライド自在に設けられたスライダ２３１を介して、所望の対物レンズ２４を標本Ｓの上方に配置する。ノーズピース２３は、スライダ２３１によって倍率（観察倍率）が異なる複数の対物レンズ２４（２４１，２４２）を保持する。ノーズピース２３は、顕微鏡制御部３の制御のもと、モータ２３２によってスライダ２３１をＸ方向にスライドさせることによって、観察光の光路上に挿入されて標本Ｓの観察に用いる対物レンズ２４を択一的に切換える。なお、ノーズピース２３は、電動レボルバを代わりに用いる構成であってもよい。
【００２５】
対物レンズ２４は、たとえば１倍，２倍，４倍の比較的倍率の低い対物レンズ２４１（以下、「低倍対物レンズ２４１」という）と、１０倍，２０倍，４０倍の低倍対物レンズ２４１の倍率に対して高倍率である対物レンズ２４２（以下、「高倍対物レンズ２４２」という）とを少なくとも一つずつスライダ２３１に装着させる。なお、低倍対物レンズ２４１および高倍対物レンズ２４２の倍率は一例であり、高倍対物レンズ２４２が低倍対物レンズ２４１に対して高ければよい。
【００２６】
ヘッド本体部２５は、上述したノーズピース２３を保持するとともに、ファイバー２６１を介して落射照明用光源２６から射出された照明光Ｌ１（以下、「落射照明光Ｌ１」という）を集光する照明レンズ２５１と、落射照明光Ｌ１の光路を対物レンズ２４の光軸に沿って偏向させるハーフミラー２５２と、標本Ｓを拡大するズームレンズ２５３と、対物レンズ２４、ズームレンズ２５３およびハーフミラー２５２を介して入射される標本Ｓの反射光を集光して観察像を結像する結像レンズ２５４とが内部に設けられている。
【００２７】
ズームレンズ部２５３は、ズームレンズ群およびズームレンズ群を駆動するズームレンズモータ（図示せず）等を用いて構成される。ズームレンズモータは、顕微鏡制御部３の制御のもと、ズームレンズ群を光軸方向に沿って移動させることにより、ズームレンズ部のズーム倍率を変更する。
【００２８】
また、ヘッド本体部２５は、後述するヘッド保持部２７１に保持され、モータ２７４によってＺ方向に移動自在である。ヘッド本体部２５は、顕微鏡制御部３の制御のもと、ヘッド本体部２５のＺ方向における所定の原点位置を基点としてモータ２７４の駆動量が制御されることによって、所定の高さ範囲内の任意のＺ位置に標本Ｓを焦準移動させる。なお、本実施の形態では、ヘッド本体部２５およびヘッド保持部２７１によって対物レンズ側本体部を構成する。
【００２９】
落射照明用光源２６は、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成される。落射照明用光源２６は、ファイバー２６１を介して標本Ｓの観察像を形成するための落射照明光Ｌ１を出射する。
【００３０】
落射照明光Ｌ１は、照明レンズ２５１、ハーフミラー２５２、ズームレンズ２５３および対物レンズ２４を経て標本Ｓに照射される。標本Ｓで反射した反射光Ｌ２（以下、「観察光Ｌ２」という）は、対物レンズ２４、ズームレンズ２５３、ハーフミラー２５２および結像レンズ２５４を経て撮像装置４に入射する。
【００３１】
図３は、本実施の形態にかかるＺ駆動部２７の構成を示す模式図である。図１〜３に示すＺ駆動部２７は、ヘッド本体部２５を保持するとともに、支持部２２に対してＺ方向に移動可能なヘッド保持部２７１と、ヘッド保持部２７１に設けられ、Ｘ方向に略板状をなして突出し、互いに異なる位置の指標をなす２つの指標部としての旗２７２ａ，２７２ｂと、支持部２２に設けられ、旗２７２ａ，２７２ｂをそれぞれ検知する検知部２７３と、ヘッド保持部２７１をＺ方向に駆動させるモータ２７４と、を有する。また、検知部２７３は、旗２７２ａを検知する第１センサ２７３ａと、旗２７２ｂを検知する第２センサ２７３ｂと、を有する。
【００３２】
第１センサ２７３ａと旗２７２ａとは、Ｚ方向における同軸上に設けられる。また、第２センサ２７３ｂと旗２７２ｂとは、Ｚ方向における第１センサ２７３ａおよび旗２７２ａの軸と異なる軸に対して同軸上に設けられる。
【００３３】
第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂは、Ｚ方向から見た側面が略凹状をなし、この凹状の内部空間を通過する旗２７２ａおよび旗２７２ｂをそれぞれ検知する。第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂは、フォトインタラプタや、フォトリフレクタ等を用いて実現され、旗２７２ａ，２７２ｂによる遮光の有無を判断することにより検知する。
【００３４】
旗２７２ａは、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの凹状の内部空間に収容された状態において、ヘッド本体部２５が最上限位置付近に配置される位置に設けられる。また、旗２７２ｂは、旗２７２ｂが第２センサ２７３ｂの凹状の内部空間に収容された状態において、ヘッド本体部２５が最上限位置と最下限位置との中間位置に配置される位置に設けられる。
【００３５】
例えば、ヘッド本体部２５の最上限位置と最下限位置との間の距離が１１０ｍｍである場合、旗２７２ａは、第１センサ２７３ａの凹状の内部空間に収容された状態でヘッド本体部２５が最上限位置に位置するよう設けられる。また、旗２７２ｂは、第２センサ２７３ｂの凹状の内部空間に収容された状態でヘッド本体部２５が最上限位置から５５ｍｍ下方となる位置に設けられる。
【００３６】
顕微鏡制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、制御端末７の制御のもと、顕微鏡装置２を構成する各部の動作を統括的に制御する。具体的には、顕微鏡制御部３は、スライダ２３１を駆動させて観察光Ｌ２の光路上に配置する対物レンズ２４を切換える切換処理、モータ２１１またはモータ２７４を駆動することにより、ステージ２１およびヘッド本体部２５の駆動処理、および標本Ｓの観察に伴う顕微鏡装置２の各部の調整を行う調整処理等を行う。また、顕微鏡制御部３は、顕微鏡装置２を構成する各部の状態、例えばステージ２１の位置情報（ＸＹ位置）、ヘッド本体部２５の位置情報（Ｚ位置）およびスライダ２３１に装着された対物レンズ２４の種類情報等を制御端末７に出力する。
【００３７】
撮像装置４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子４１を用いて構成される。撮像装置４は、撮像制御部５の制御のもと、結像レンズ２５４を経て入射された標本Ｓの観察像を撮像して標本Ｓの画像データを連続して生成する。撮像装置４は、カメラケーブルを介して生成した標本Ｓの画像データを制御端末７へ出力する。
【００３８】
撮像制御部５は、ＣＰＵ等を用いて構成され、撮像装置４の動作を制御する。具体的には、撮像制御部５は、撮像装置４の自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ切換処理、ゲインの設定処理およびフレームレートの設定処理等を行って撮像装置４の撮影動作を制御する。撮像制御部５は、ＡＥ処理部５１と、ＡＦ処理部５２と、を有する。
【００３９】
ＡＥ処理部５１は、撮像装置４が生成した画像データに基づいて、撮像装置４の露出条件を自動的に設定する。具体的には、ＡＥ処理部５１は、制御端末７を介して取得した画像データから輝度を算出し、算出した輝度に基づいて撮像装置４の露出条件、たとえば露光時間を決定することで撮像装置４の自動露出を行う。
【００４０】
ＡＦ処理部５２は、撮像装置４が生成した画像データに基づいて、撮像装置４のピントを自動的に調整する。具体的には、ＡＦ処理部５２は、画像データに含まれるコントラストを評価し、合焦している合焦位置（焦点位置）を検出することにより、撮像装置４のピントを自動的に調整する。なお、ＡＦ処理部５２は、画像データに基づいて、ヘッド本体部２５の各Ｚ位置における画像のコントラストを評価することにより、合焦している焦点位置（Ｚ位置）を検出してもよい。
【００４１】
表示入力部６は、制御端末７との通信を行う表示通信部６１と、画像を表示する表示部６２と、外部からの物体の接触に応じた位置信号を出力するタッチパネル６３と、を有する。
【００４２】
表示通信部６１は、制御端末７との通信を行うための通信インターフェースである。表示通信部６１は、制御端末７から出力される画像データを表示部６２へ出力する。
【００４３】
表示部６２は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部６２は、表示通信部６１を介して入力される画像データに対応する画像を表示する。表示部６２は、顕微鏡システム１の各種操作情報等を表示する。
【００４４】
タッチパネル６３は、表示部６２の表示画面上に設けられ、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付ける。具体的には、タッチパネル６３は、ユーザが表示部６２に表示される操作アイコンに従ってタッチ（接触）した位置を検出し、この検出したタッチ位置に応じた位置信号を制御端末７へ出力する。たとえば、図４に示すように、タッチパネル６３は、表示部６２が顕微鏡システム１の各種操作情報を画像表示領域Ａ１内で表示することで、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）として機能する。一般に、タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等がある。本実施の形態では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。
【００４５】
制御端末７は、顕微鏡制御部３、撮像制御部５および表示入力部６との通信を行う制御通信部７１と、顕微鏡システム１の各種情報を記憶する記憶部７３と、顕微鏡システム１の各部の駆動を指示する駆動指示信号の入力を受け付ける入力部７２と、顕微鏡システム１の各部を制御する制御部７４と、を備える。
【００４６】
制御通信部７１は、顕微鏡制御部３、撮像制御部５および表示入力部６それぞれとの通信を行うための通信インターフェースである。また、制御通信部７１は、カメラケーブルを介して撮像装置４から出力される画像データを制御部７４へ出力する。
【００４７】
入力部７２は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を制御部７４に出力する。
【００４８】
記憶部７３は、制御端末７の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部７３は、顕微鏡システム１に実行させる各種プログラム（例えば、位置検出プログラム）、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。また、記憶部７３は、制御部７４の処理中の情報を一次的に記憶する。記憶部７３は、撮像装置４が撮像した画像データを記憶する画像データ記憶部７３１と、ヘッド本体部２５の位置（例えば旗２７２ａ，２７２ｂの位置）に関する位置情報を記憶する位置情報記憶部７３２と、を有する。なお、記憶部７３は、外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。
【００４９】
制御部７４は、ＣＰＵ等を用いて構成され、入力部７２およびタッチパネル６３からの駆動指示信号、位置信号および切換信号等に応じて顕微鏡システム１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行って顕微鏡システム１の動作を統括的に制御する。また、検知部２７３が検知した旗を判定し、ヘッド本体部２５の位置を設定する処理を行う。
【００５０】
また、制御部７４は、画像処理部７４１と、駆動制御部７４２と、表示制御部７４３と、を有する。
【００５１】
画像処理部７４１は、制御通信部７１を介して入力される画像データに対して、所定の画像処理を施して表示部６２で表示する表示画像を生成する。具体的には、画像処理部７４１は、画像データに対して、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、同時化処理、カラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。画像処理部７４１は、画像データを所定の方式、たとえばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式で圧縮し、圧縮した画像データを画像データ記憶部７３１へ出力する。
【００５２】
駆動制御部７４２は、例えばタッチパネル６３または入力部７２からの入力に応じて顕微鏡装置２を構成する電動ユニット（ステージ２１、ヘッド本体部２５）を駆動する駆動制御を行う。駆動制御部７４２は、例えば、ヘッド本体部２５を対物レンズ２４の光軸と平行な方向に移動させるとともに、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂによる旗２７２ａまたは旗２７２ｂの検知に応じてヘッド本体部２５の移動を停止させる駆動制御を行う。
【００５３】
表示制御部７４３は、表示部６２の表示態様を制御する。具体的には、表示制御部７４３は、画像データ記憶部７３１が記憶する複数の画像データの各々の画像を表示部６２に表示させる。表示制御部７４３は、顕微鏡システム１の各々の動作に関する操作情報、たとえば、ステージ２１またはヘッド本体部２５の操作情報等を表示部６２に表示させる。
【００５４】
このように構成された顕微鏡システム１は、制御部７４の制御のもと、撮像装置４で撮像された標本Ｓの画像データを表示部６２に表示することによってユーザに標本Ｓの画像を観察させることができる。さらに、顕微鏡システム１は、タッチパネル６３から入力される位置信号に基づいて、制御部７４が顕微鏡システム１の各部に指示信号や駆動信号を出力することにより、顕微鏡装置２および撮像装置４が駆動する。
【００５５】
図５は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１の要部の構成を示す模式図であって、Ｚ駆動部２７の動作を説明する図である。図６は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１が行う処理の概要を説明する図である。まず、２つの旗２７２ａ，２７２ｂが第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂより紙面下方に位置する状態において（図５（ａ））、ヘッド保持部２７１が上方に移動すると、旗２７２ｂが第２センサ２７３ｂ内に挿通し、第２センサ２７３ｂによって、旗２７２ｂが検知される（図５（ｂ））。この状態においてヘッド保持部２７１がさらに上方に移動すると、旗２７２ａが第１センサ２７３ａ内に挿通し、第１センサ２７３ａによって、旗２７２ａが検知される（図５（ｃ））。
【００５６】
このとき、例えば第１センサ２７３ａは、ヘッド本体部２５の移動に伴って第１センサ２７３ａに対して相対的に移動する旗２７２ａを検知する検知ラインＳＬ１が設けられ、この検知ラインＳＬ１に旗２７２ａが位置して遮光されることによって、旗２７２ａを検知する（図６参照）。検知ラインＳＬ１は、例えば、第１センサ２７３ａの中心部を通過し、旗２７２ａの端面と平行となるように設定される。
【００５７】
続いて、第１および第２センサによる旗の位置検出処理について説明する。図７は、本実施の形態にかかる顕微鏡システム１が行う位置検出処理の概要を示すフローチャートである。図８は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う処理の概要を説明する図である。なお、図８では、一例として旗２７２ａおよび第１センサ２７３ａの動作を示す。
【００５８】
まず、顕微鏡制御部３は、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗を検知したか否かを判断し、制御通信部７１を介して制御部７４に出力する（ステップＳ１０１）。制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知した旨を受信した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に移行する。
【００５９】
また、制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗を検知していない旨を受信した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ヘッド本体部２５を上方向（紙面上方向（Ｚ方向））に移動させるよう駆動制御部７４２に指示する（ステップＳ１０２、図８（ａ））。駆動制御部７４２は、モータ２７４を駆動してヘッド本体部２５を上方向に移動させる。駆動制御部７４２は、旗を検知するまでヘッド本体部２５を上方向に移動させる（ステップＳ１０３：Ｎｏ）。
【００６０】
ヘッド本体部２５が上方向に移動し、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、図８（ｂ））、駆動制御部７４２は、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ１０４）。このとき、第１センサ２７３ａが検知ラインＳＬ１で旗２７２ａを検知してから駆動制御部７４２がヘッド本体部２５の移動動作を停止させるまでのオーバーランにより、図８（ｃ）に示すように、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１を通過し、旗２７２ａの上端の高さが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１の高さより高くなっている。
【００６１】
このため、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を下方向に移動させる（ステップＳ１０５、図８（ｃ））。駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａの検知結果をもとに（ステップＳ１０６）、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１から離れる位置（上方向への移動に対して検知ラインＳＬ１よりも手前側の位置）までヘッド本体部２５を下方向に移動させながら検知結果を受信する（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）。なお、このときの移動速度は、ヘッド本体部２５が上方向に移動する移動速度と比して小さい。
【００６２】
駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知しない、すなわち、旗２７２ａが第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１から離れると（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ１０７、図８（ｄ））。
【００６３】
その後、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を上方向に微小量移動させる（ステップＳ１０８）。このときの移動速度は、上述した下方向にヘッド本体部２５を移動させる移動速度と比して小さい。駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を微小量移動させて移動動作を停止させた後（ステップＳ１０９）、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知しているか判断する（ステップＳ１１０）。駆動制御部７４２は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知するまでヘッド本体部２５の微小量移動および移動動作停止を繰り返す（ステップＳ１１０：Ｎｏ）。
【００６４】
制御部７４は、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ、図８（ｅ））、旗を検知したセンサを判定する（ここでは、第１センサ２７３ａであると判定する、ステップＳ１１１）。このとき、旗２７２ａの上端が検知ラインＳＬ１と一致する。制御部７４は、検知したセンサを判定後、位置検出処理を終了する。なお、上述した位置検出処理は、第１センサ２７３ａによって旗２７２ａの位置を検知するものとして説明したが、第２センサ２７３ｂおよび旗２７２ｂにおいても同様である。
【００６５】
上述した位置検出処理によって、制御部７４は、ヘッド本体部２５の位置の検出を行なう。複数のセンサを用いた位置検出処理によって、位置検出および設定にかかる時間を短縮することができる。
【００６６】
また、上述したオーバーランによって、ヘッド本体部２５の停止位置が所望の停止位置を通過している。このため、特に最上限位置において、ヘッド本体部２５の上端が顕微鏡装置２の最上限位置を越えないように設定される。
【００６７】
ここで、制御部７４は、第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂにおける検知ライン位置に応じた位置情報を参照してヘッド本体部２５の位置を決定する。位置情報は、例えば第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂのセンサ間距離に応じて設定される。
【００６８】
図９は、本実施の形態にかかるセンサ間距離設定処理の概要を示すフローチャートである。センサ間距離設定処理では、まず第１センサ２７３ａで旗２７２ａを検知する（ステップＳ２０１）。このとき、上述したように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて検知ラインＳＬ１と旗２７２ａの上端とを一致させる。このときのヘッド本体部２５の位置を第１検知位置とし、この第１検知位置を０に設定する（ステップＳ２０２）。
【００６９】
その後、駆動制御部７４２は、ヘッド本体部２５を下方向に移動させ（ステップＳ２０３）、第２センサ２７３ｂで旗２７２ｂを検知する（ステップＳ２０４）。このとき、上述したように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて第２センサ２７３ｂの検知ラインと旗２７２ｂの上端とを一致させる。このときのヘッド本体部２５の位置を第２検知位置とする。この第２検知位置は、第１検知位置からの移動量に対応し、この移動量ｄを第２検知位置として設定し、位置情報記憶部７３２に記憶する（ステップＳ２０５）。なお、第１検知位置が０以外の値である場合、例えばｄ０であるとすると、第２検知位置は、ｄ０＋ｄとなる。
【００７０】
上述したセンサ間距離設定処理によって、第１センサ２７３ａおよび第２センサ２７３ｂにそれぞれ対応した第１検知位置および第２検知位置が設定される。なお、このセンサ間距離設定処理では、旗２７２ａに対する旗２７２ｂの相対位置から第１検知位置および第２検知位置が決定される。制御部７４は、この位置情報を参照して、ヘッド本体部２５の位置を決定することができる。
【００７１】
ここで、本実施の形態における顕微鏡システム１の初期化動作処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態にかかる初期化動作処理の概要を示すフローチャートである。初期化動作処理は、装置に電源が投入された場合、またはタッチパネル６３や入力部７２から初期化動作指示が入力された場合に行う処理である。
【００７２】
まず、制御部７４の制御のもと、顕微鏡制御部３は、第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知したか否かを判断し、制御通信部７１を介して制御部７４に出力する（ステップＳ３０１）。制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知した旨を受信した場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に移行する。
【００７３】
制御部７４は、旗を検知したセンサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定する（ステップ３０２）。ここで、制御部７４は、旗を検知したセンサが第１センサ２７３ａである場合（ステップＳ３０２：第１）、ステップＳ３０７に移行する。また、制御部７４は、旗を検知したセンサが第２センサ２７３ｂである場合（ステップＳ３０２：第２）、ステップＳ３０３に移行する。
【００７４】
一方、制御部７４は、顕微鏡制御部３から第１センサ２７３ａまたは第２センサ２７３ｂが旗２７２ａまたは旗２７２ｂを検知していない旨を受信した場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に移行する。制御部７４は、ヘッド本体部２５を上方向（紙面上方向（Ｚ方向））に移動させるよう駆動制御部７４２に指示する（ステップＳ３０３）。駆動制御部７４２は、モータ２７４を駆動してヘッド本体部２５を上方向に移動させる。駆動制御部７４２は、旗を検知するまでヘッド本体部２５を上方向に移動させる（ステップＳ３０４：Ｎｏ）。
【００７５】
ヘッド本体部２５が上方向に移動し、第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知すると（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、駆動制御部７４２は、モータ２７４の駆動を停止し、ヘッド本体部２５の移動動作を停止する（ステップＳ３０５）。移動動作停止後、制御部７４は、旗を検出したセンサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定し（ステップＳ３０６）、判定されたセンサを検知センサとして記憶する（ステップＳ３０７）。
【００７６】
その後、上述したステップＳ１０５〜Ｓ１１０ように、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を上下動させて検知ラインと旗の上端とを一致させる処理を行う（ステップＳ３０８〜Ｓ３１３）。制御部７４は、センサが旗を検知すると（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７で記憶した検知センサを参照し、検知センサが第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂであるかを判定する（ステップＳ３１４）。
【００７７】
制御部７４は、ステップＳ３１４において判定されたセンサが第１センサ２７３ａである場合（ステップＳ３１４：第１）、例えば図８に示すセンサ間距離設定処理で設定された第１検知位置を参照して、ヘッド本体部２５の位置を０として設定し（ステップＳ３１５）、初期化動作処理を終了する。
【００７８】
また、制御部７４は、判定されたセンサが第２センサ２７３ｂである場合（ステップＳ３１４：第２）、第２検知位置を参照して、ヘッド本体部２５の位置をｄとして設定し（ステップＳ３１６）、初期化動作処理を終了する。
【００７９】
上述した初期化動作処理によって、制御部７４は、ヘッド本体部２５の位置の初期化を行なう。この初期化動作処理によって、位置検出および設定にかかる時間を短縮し、初期化動作処理全体に要する時間を短縮することができる。また、ヘッド本体部２５の位置を検知する際、ヘッド本体部２５は、初期動作として上方向に移動するため、ステージ２１に載置された標本Ｓに対して離れる方向に移動し、標本Ｓとの衝突を回避することができる。
【００８０】
なお、初期化動作処理後、駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を初期化動作処理直前の位置に移動させてもよいし、初期化動作処理後の位置に配置するようにしてもよい。初期化動作処理後にヘッド本体部２５を初期化動作処理直前の位置に移動させる場合、ステップＳ３０３のヘッド本体部２５の移動開始とともに、符号付き駆動パルスのカウントを開始させ、ステップＳ３１３におけるヘッド本体部２５の移動終了とともに、駆動パルスのカウントを終了させる。この間で記憶された駆動パルス分の移動の各ステップを各々の位置に挿入し、ヘッド本体部２５を移動させる。
【００８１】
ここで、ヘッド本体部２５の移動は、観察者によって任意に移動できるものであってもよい。観察者は、タッチパネル６３または入力部７２を操作してヘッド本体部２５の移動を入力指示することができる。このとき、ヘッド本体部２５の移動は、観察者の入力によって駆動制御部７４２がヘッド本体部２５を所定距離移動させるものであってよいし、観察者が入力している間（例えば入力ボタンを押下している間）ヘッド本体部２５を移動させるようにしてもよい。このとき、第１センサ２７３ａであるか第２センサ２７３ｂを用いて、ヘッド本体部２５の移動量の制御を行ってもよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、ステップＳ３０２において、旗を検知したセンサが第２センサ２７３ｂである場合、次ステップであるステップＳ３０７に移行すると、ヘッド本体部２５が下方向に移動して標本Ｓと衝突するおそれがあるため、ステップＳ３０３に移行させることで検知センサを第１センサ２７３ａに変更する制御を行っている。
【００８３】
上述した本実施の形態によれば、ヘッド本体部の異なる位置を検出する２つのセンサのいずれか一方によってヘッド本体部の位置を検知するようにしたので、位置検出および設定にかかる時間を短縮して初期化動作処理全体に要する時間を短縮することができる。また、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動するようにしたので、ステージに載置された標本に対して離れる方向に移動し、対物レンズと標本との衝突を回避することができる。
【００８４】
また、上述した本実施の形態によれば、センサ間距離設定処理によって設定された各センサの相対位置をもとに原点位置を設定するようにしたので、センサを装置に組み付けた際にずれが生じた場合であっても、原点位置設定を確実に行うことができ、位置再現性を向上することができる。
【００８５】
ここで、従来では、取り付けられる対物レンズの光軸方向の長さが異なる等、対物レンズの移動限界位置が変わる場合、初期化動作時等、対物レンズの下方向の移動によって標本または標本を載置するステージと対物レンズとが衝突するおそれがあり、対物レンズと標本とが近づく方向の移動限界位置のセンサの位置を変更する必要がある。これに対して、本実施の形態は、位置検知におけるヘッド本体部の初期動作を上方向（標本から離れる方向）に移動するため、対物レンズに応じてセンサの配設位置を変更することなく、初期化動作時の対物レンズと標本との衝突を回避することができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態において、電源を切断する際に、ヘッド本体部２５の位置を移動させるようにしてもよい。このとき、旗２７２ａの上端の位置が第１センサ２７３ａの検知ラインＳＬ１の若干下方に位置するように配置されることが好ましい。この位置に配置することによって、図１０に示す初期化動作処理を開始した際、ステップＳ３０１からステップＳ３０３に移行して、ヘッド本体部２５を若干量上方向に移動させれば第１センサ２７３ａが旗２７２ａを検知することができるため、処理にかかる時間を一段と短縮することが可能となる。また、第１センサ２７３ａの検知処理により、ヘッド本体部２５は、顕微鏡装置２の最上限位置近傍で初期化動作処理を行うため、標本Ｓとの衝突リスクを一段と確実に回避することができる。
【００８７】
また、上述した実施の形態において、旗およびセンサの数は２つに限らず、３以上の複数個有するものであってもよく、１つのセンサが複数の旗を検知するものであってもよい。さらに、旗の移動方向の長さを長くし、センサが、旗に対して光を遮断する上端位置と、光の遮断を解除させる下端位置との２箇所を検知するものであってもよい。検知箇所を増やすことによって、一段と精密な制御および処理の時間短縮を実現することができる。なお、指標部が、図示したように、平板状をなす旗であるものとして説明したが、検知ラインに位置した際に遮光できる形状であれば、如何なる形状をなすものであってもよい。
【００８８】
また、上述した実施の形態において、ヘッド本体部２５の移動速度が遅く、駆動制御部７４２によって旗の上端を検知ライン上で停止させることができれば、ヘッド本体部２５の上下動による停止位置の微調整を行わなくてもよい。さらに、標本Ｓに対して移動させる低倍対物レンズと高倍対物レンズとに応じて、ヘッド本体部２５の移動分解能を変えるようにしてもよい。このとき、低倍対物レンズを標本Ｓに対して移動させる場合、高倍対物レンズの移動と比して低い移動分解能で移動させる。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、対物レンズ（ヘッド本体部）側がＺ方向に移動するものとして説明したが、例えばステージ２１側がＺ方向に移動するものであってもよいし、対物レンズ２４およびステージ２１がそれぞれＺ方向に移動するものであってもよい。なお、ステージ２１がＺ方向に移動する場合、Ｚ駆動部２７をステージ２１と支持部２２との間に設け、ステージ２１が、少なくとも支持部２２側のセンサによってステージ２１の最上限位置付近を検知する指標部（旗）を有することが好ましい。
【００９０】
また、上述した実施の形態おけるセンサおよび旗の位置関係は逆であってもよく、例えば、支持部２２側に旗を配置し、ヘッド保持部２７１またはステージ２１がセンサを有するものであってもよい。
【００９１】
また、上述した実施の形態では、顕微鏡装置として正立型顕微鏡装置を例に説明したが、たとえば倒立型顕微鏡装置であっても本発明を適用することができる。さらに、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった各種システムにも、本発明を適用することができる。
【００９２】
また、上述した実施の形態では、表示入力部と制御端末とが別々に構成されていたが、たとえば表示入力部と制御端末とが一体的に形成された携帯型端末であってもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態では、顕微鏡装置、撮像装置、表示入力部および制御端末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。
【００９４】
以上のように、本発明にかかる顕微鏡システム、初期化動作にかかる時間を短縮するとともに、標本の損傷を防止し、原点位置設定の位置再現性を向上するのに有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 顕微鏡システム
２ 顕微鏡装置
２ａ 顕微鏡基部
２ａ ヘッド部
３ 顕微鏡制御部
４ 撮像装置
５ 撮像制御部
６ 表示入力部
７ 制御端末
２１ ステージ
２２ 支持部
２３ ノーズピース
２４ 対物レンズ
２５ ヘッド本体部
２６ 落射照明用光源
４１ 撮像素子
５１ ＡＥ処理部
５２ ＡＦ処理部
６１ 表示通信部
６２ 表示部
６３ タッチパネル
７１ 制御通信部
７２ 入力部
７３ 記憶部
７４ 制御部
２１１，２３２，２７４ モータ
２５１ 照明レンズ
２５２ ハーフミラー
２５３ ズームレンズ部
２５４ 結像レンズ
７３１ 画像データ記憶部
７３２ 位置情報記憶部
７４１ 画像処理部
７４２ 駆動制御部
７４３ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本が載置されるステージと、
少なくとも前記ステージ上の前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、
少なくとも前記対物レンズを保持する対物レンズ側本体部と、
少なくとも前記ステージを保持するステージ側本体部と、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、
前記ステージ側本体部に設けられ、前記複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、
各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、
前記対物レンズ側本体部または前記ステージを駆動して、該対物レンズ側本体部または該ステージを前記対物レンズの光軸と平行な方向に移動させるとともに、前記検知部からの前記指標部の検知に応じて前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、
前記検知部によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した前記位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、少なくとも前記検知部による前記指標部の検知動作を行う際、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記検知部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って当該検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記駆動制御部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記位置情報は、前記複数の指標部のうちの基準となる指標部と他の指標部との相対位置で決定され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。
【請求項４】
対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動ステップと、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知ステップと、
前記検知ステップによって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止ステップと、
前記検知ステップによって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】
前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記停止ステップは、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項４に記載の位置検出方法。
【請求項６】
対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動手順と、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知手順と、
前記検知手順によって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止手順と、
前記検知手順によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項７】
前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記停止手順は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項６に記載の位置検出プログラム。
【請求項１】
標本が載置されるステージと、
少なくとも前記ステージ上の前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、
少なくとも前記対物レンズを保持する対物レンズ側本体部と、
少なくとも前記ステージを保持するステージ側本体部と、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部と、
前記ステージ側本体部に設けられ、前記複数の指標部をそれぞれ検知する複数の検知部と、
各指標部の相対位置に対応する前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置情報を記憶する記憶部と、
前記対物レンズ側本体部または前記ステージを駆動して、該対物レンズ側本体部または該ステージを前記対物レンズの光軸と平行な方向に移動させるとともに、前記検知部からの前記指標部の検知に応じて前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる駆動制御を行う駆動制御部と、
前記検知部によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した前記位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、少なくとも前記検知部による前記指標部の検知動作を行う際、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記検知部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って当該検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記駆動制御部は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記位置情報は、前記複数の指標部のうちの基準となる指標部と他の指標部との相対位置で決定され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。
【請求項４】
対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動ステップと、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知ステップと、
前記検知ステップによって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止ステップと、
前記検知ステップによって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】
前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記停止ステップは、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項４に記載の位置検出方法。
【請求項６】
対物レンズを保持する対物レンズ側本体部、または標本が載置されるステージの少なくともどちらか一方を、前記対物レンズの光軸と平行な方向であって、前記対物レンズが前記標本から離れる方向に移動させる移動手順と、
前記対物レンズ側本体部および前記ステージを保持するステージの一方に設けられ、互いに異なる位置の指標をなす複数の指標部のうち、いずれかの指標部を検知部によって検知する検知手順と、
前記検知手順によって前記指標部が検知された場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させる停止手順と、
前記検知手順によって検知された指標部が前記複数の指標部のうちいずれであるかを判定し、該検知された指標部に対応した位置情報をもとに、前記対物レンズ側本体部または前記ステージの位置を決定する決定手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項７】
前記対物レンズ側本体部または前記ステージの移動に伴って前記検知部に対して相対的に移動する前記指標部を検知する検知ラインが設定され、
前記停止手順は、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを停止させた際、移動方向の先端側の端部が前記検知ラインを通過した場合、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向と逆方向に移動させて、前記先端側の端部を前記移動方向に沿って前記検知ラインよりも手前側に配置し、前記対物レンズ側本体部または前記ステージを前記移動方向に微少量移動させて前記先端側の端部と前記検知ラインとを一致させることを特徴とする請求項６に記載の位置検出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７２９９３（Ｐ２０１３−７２９９３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１６２３（Ｐ２０１１−２１１６２３）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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