顕微鏡
【課題】利便性を向上させる。
【解決手段】本体２１は、試料１３からの観察光を結像する結像光学系３５と、結像光学系３５からの観察光を受光して、試料１３の観察画像を撮像するCCD３６とを備えており、画像処理部４２が、CCD３６により撮像された観察画像を画像処理し、制御基板４３が、その画像処理結果に基づいて、試料１３の種類を判別し、試料１３の種類に応じた観察条件を設定する。本発明は、例えば、スタンドとスタンドに着脱可能な本体とからなる顕微鏡に適用できる。
【解決手段】本体２１は、試料１３からの観察光を結像する結像光学系３５と、結像光学系３５からの観察光を受光して、試料１３の観察画像を撮像するCCD３６とを備えており、画像処理部４２が、CCD３６により撮像された観察画像を画像処理し、制御基板４３が、その画像処理結果に基づいて、試料１３の種類を判別し、試料１３の種類に応じた観察条件を設定する。本発明は、例えば、スタンドとスタンドに着脱可能な本体とからなる顕微鏡に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルマイクロスコープと呼ばれる顕微鏡が知られている。デジタルマイクロスコープは、筒形状の本体と、本体を機械的に保持するスタンドとからなる顕微鏡であり、本体には対物レンズ等からなる光学系と、光学系により導かれた、試料からの観察光を撮像するCCD（Charge Coupled Devices）とが設けられている。
【０００３】
このようなデジタルマイクロスコープにおいて、例えば、特許文献１に開示されているように、各種の照明条件の調整または変更を行うことができる。
【０００４】
一般的な顕微鏡やデジタルマイクロスコープで観察の対象となる試料を変更する際、試料に応じた観察条件を設定するのに時間を要したり、試料に応じた最適な観察条件を決定するのには検鏡者の経験も必要となったりするため、利便性が低かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９８２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、顕微鏡観察における観察条件を最適な条件に設定し、利便性を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の顕微鏡は、撮像手段により撮像された観察画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段による画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類を判別し、判別された試料の種類に応じた観察条件を設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の顕微鏡においては、撮像手段により撮像された観察画像が画像処理され、その画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類が判別されて、判別された試料の種類に応じた観察条件が設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の顕微鏡によれば、顕微鏡観察における観察条件を最適な条件に設定し、利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願発明を適用した顕微鏡観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】本体を先端側から見た図である。
【図３】観察処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した顕微鏡観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【００１３】
この顕微鏡観察システムは、顕微鏡１１と、顕微鏡１１に接続されたモニタ１２とからなり、顕微鏡観察システムにより観察対象の試料１３が観察される。
【００１４】
顕微鏡１１は、試料１３を観察するための光学系、撮像素子、各部を制御する電気系等が設けられた本体２１と、本体２１が固定されるスタンド２２とからなり、本体２１はスタンド２２に対して着脱可能となっている。図１の例では、本体２１とスタンド２２とは、機械的にかつ電気的に接続された状態となっており、スタンド２２に設けられたステージ３１上に試料１３が載置されている。なお、本体２１は、スタンド２２から取り外された状態であっても、本体２１単体で１つの顕微鏡として機能するようになされている。
【００１５】
本体２１におけるステージ３１側の端の対物レンズ３３に隣接する位置には、本体２１の筐体内壁に沿って複数のLED（Light Emitting Diode）３２が輪帯状に並べられて固定されており、LED３２は試料１３に照明光を照射することで、試料１３を照明する。図２を参照して後述するように、本体２１では、複数のLED３２の全部を一度に点灯させたり、一部のLED３２のみを点灯させて試料１３を偏斜照明したりすることが可能とされている。
【００１６】
また、本体２１内部のステージ３１側の端には、LED３２に囲まれるように対物レンズ３３が設けられ、本体２１内部の中央には、試料１３からの観察光の像の倍率を変化させるズーム光学系３４と、観察光の像を形成する結像光学系３５とが設けられている。
【００１７】
試料１３の像は、ズーム光学系３４を通過することで、ズーム光学系３４が備えるレンズ群（図示せず）により任意の倍率に変更される。また、ズーム光学系３４の途中にある瞳の位置には、絞り３４ａが設けられており、ズーム光学系３４を通過する光量を絞り３４ａにより調節することで、試料１３の像のコントラストや焦点深度などが変更される。ズーム光学系３４のレンズ群は、図示しないガイド、カム、モータなどからなる駆動機構により電動駆動可能とされている。
【００１８】
さらに、本体２１内部の対物レンズ３３が設けられた端と反対側の端には、結像光学系３５により形成された観察光の像を撮像することで、試料１３の観察画像、より詳細には観察画像の画像データを得るCCD３６と、CCD３６により撮像された観察画像の画像データを画像処理する画像処理部４２とが設けられている。
【００１９】
本体２１には、液晶モニタなどからなり、CCD３６により撮像された観察画像を表示する小型モニタ３７と、本体２１に対して着脱自在であり、観察画像を記録するメモリ３８とが設けられている。この小型モニタ３７は、図１のように本体２１の側面に設けてもよいが、好ましくはモニタを保持する保持部材（不図示）が、本体２１に対して開閉可能なようにヒンジ構造等により配置される。このようなヒンジ構造を利用することにより、モニタを使用者側に向けて位置決めすることが可能となり、より使い勝手が向上する。
【００２０】
なお、小型モニタ３７は、観察画像の他、例えば、観察状態を示す状態情報を表示することができ、図１の例では、ズーム光学系３４のズーム倍率を示す文字「zoom 8.5×」と、照明光の明るさを示す文字「Light 70％」が表示されている。
【００２１】
また、本体２１には、ズーム光学系３４のズーム倍率を変化させるときに操作されるズームスイッチ３９が設けられており、ズームスイッチ３９の操作に応じてズーム光学系３４が電動駆動される。また、本体２１には、LED３２からの照明光の光量等を調整するときに操作される調光スイッチ４０ａと、LED３２による照明光の照射方向などを切り替えるときに操作される切り替えスイッチ４０ｂと、観察画像のキャプチャを指示するときに操作されるキャプチャボタン４１とが設けられている。
【００２２】
また、本体２１内部には、本体２１全体の動作を制御する制御基板４３と、本体２１の各部、例えばLED３２、小型モニタ３７、CCD３６、制御基板４３、画像処理部４２等に電力を供給するバッテリ４４とが設けられている。バッテリ４４は本体２１に対して着脱可能であり、バッテリ４４を本体２１から外して、図示せぬ専用の充電器により充電することができるようになされている。
【００２３】
さらに、本体２１およびスタンド２２には、それぞれ本体２１とスタンド２２とを接続するための一対のコネクタ４５−１およびコネクタ４５−２が設けられている。これらのコネクタ４５−１とコネクタ４５−２とが接続されると、本体２１とスタンド２２とが機械的に接続され、かつ電気的にも接続される。なお、以下、コネクタ４５−１およびコネクタ４５−２を個々に区別する必要のない場合、単にコネクタ４５とも称する。
【００２４】
また、本体２１には、本体２１がスタンド２２に接続されたときに、本体２１をスタンド２２に対して固定するためのクランプ４６が設けられている。
【００２５】
さらに、スタンド２２には、ステージ３１を図中、スタンド２２の長手方向（以下、上下方向）に移動させるときに操作される上下動ハンドル４７が設けられている。上下動ハンドル４７が操作されると、ステージ３１が駆動され、移動する。これにより、本体２１をスタンド２２に装置した状態でステージ３１上の試料１３への焦準を行うことができる。
【００２６】
なお、ステージ３１は、図示せぬハンドル等により、図中、横方向および奥行き方向にも移動可能とされている。また、ステージ３１は機械的な機構により、手動で駆動されてもよく、電動駆動されてもよい。さらに、ステージ３１が回転したり、傾斜したりするような機構が設けられてもよい。
【００２７】
また、スタンド２２には、本体２１が接続されるアーム４８が設けられており、アーム４８は、スタンド２２に設けられた上下動ハンドル４９が操作されると、スタンド２２の長手方向（以下、上下方向）に移動する。検鏡者は、上下動ハンドル４７や上下動ハンドル４９を操作することで、ステージ３１や本体２１を上下方向に移動させ、ピント調整を行うことができる。なお、アーム４８も手動または電動の何れにより駆動されてもよい。
【００２８】
なお、アーム４８は、スタンド２２から突出して設けられているが、例えば、スタンド
２２の長手方向に沿ってスタンド２２にアリを設け、これに沿って移動可能なように本体
２１を設置してもよい。このとき、アリはコネクタ４５の機能を備え、電気的な接続も達
成するようにしてもよい。
【００２９】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１をスタンド２２に取り付ける場合に、本体２１が、アーム４８のコネクタ４５−２が設けられている当接面４８ａで係止されるようになっている。そのため、本体２１を当接面４８ａに押し当てて、クランプ４６により本体２１をアーム４８に固定すれば、本体２１の安定性を向上させることができる。
【００３０】
スタンド２２には、本体２１をスタンド２２に装着して使用するときに用いられ、ズーム光学系３４のズーム倍率を変化させるときに操作されるズームスイッチ５０、LED３２からの照明光の光量等を調整するときに操作される調光スイッチ５１ａ、およびLED３２による照明光の照射方向などを切り替えるときに操作される切り替えスイッチ５１ｂが設けられている。
【００３１】
また、スタンド２２には、本体２１をスタンド２２に装着して使用するときに用いられ、スタンド２２に接続された図示せぬ電源からの電力を、コネクタ４５を介して本体２１の各部、例えばLED３２、小型モニタ３７、CCD３６、制御基板４３等に供給する給電部５２が設けられている。給電部５２は、充電ユニット５３を備えており、充電ユニット５３は図示せぬ電源から給電部５２に供給された電力を、コネクタ４５を介してバッテリ４４に供給することで、バッテリ４４を充電することも可能である。
【００３２】
さらに、スタンド２２には、スタンド２２全体の動作を制御する制御基板５４が設けられており、制御基板５４は、コネクタ４５を介して制御基板４３と電気的に接続される。
【００３３】
例えば、制御基板５４は、コネクタ４５を介して制御基板４３から観察画像が供給されると、供給された観察画像を、スタンド２２に接続された外部のモニタ１２に表示させる。なお、本体２１をスタンド２２に装着した際に画像を表示するモニタは、外部のモニタ
１２とすることが好ましい。これは、外部モニタ１２の方が、大きなモニタである場合に
有効で、取得した画像をより大画面で観察可能となるからである。
【００３４】
また、制御基板５４は、ズームスイッチ５０や調光スイッチ５１ａが操作されると、ズームスイッチ５０や調光スイッチ５１ａから供給される信号に応じて、コネクタ４５を介して制御基板４３にズーム倍率の変更や、LED３２の光量の変更を指示する。
【００３５】
モニタ１２の表示部には、図示せぬタッチパネルが重畳されて設けられており、検鏡者はタッチパネルを操作することで、観察画像のキャプチャ等、試料１３の観察時に行われる顕微鏡１１の各種の動作を指示することができる。検鏡者によりタッチパネルが操作されると、その操作に応じた信号がモニタ１２から制御基板５４に供給される。
【００３６】
また、検鏡者は、モニタ１２のタッチパネルを操作することで、メモリ３８に記録されている観察画像を示す情報、例えばファイル名やサムネイル画像、観察画像自体をモニタ１２に表示させることもできる。
【００３７】
このように構成されている顕微鏡１１では、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像に対して画像処理部４２が画像処理を施した画像処理結果に基づいて、制御基板４３が、試料１３の種類を判別し、試料１３の種類に応じて最適な観察条件で観察が行われるように、顕微鏡１１の各部を制御する。
【００３８】
例えば、制御基板４３は、試料１３の種類に基づいて、図２に示すように、LED３２の点灯／消灯を制御する。
【００３９】
図２は、図１の矢印Ａ方向から本体２１の先端側を見た図であり、図２Ａに示すように、本体２１は、対物レンズ３３を囲うように、８個のLED３２ａ乃至３２ｈが配設されている。
【００４０】
例えば、試料１３の全体を均一に照明するときには、図２Ｂに示すように、LED３２ａ乃至３２ｈの全てが点灯される。
【００４１】
また、試料１３を特定の一方向から照明するとき、いわゆる偏斜照明を行うときには、図２Ｃに示すように、片側のLED３２ａ乃至３２ｄが点灯され、LED３２ｅ乃至３２ｈが消灯される。例えば、輪郭や微小な凹凸を表現したい試料１３に対して、偏斜照明が行われる。
【００４２】
そして、LED３２ａ乃至３２ｈの８個のLEDを、上側、下側、右側、左側、全灯、および全消灯の６段階の切り替えを行うことが可能である。この切り替えは、本体２１の切り替えスイッチ４０ｂ、およびスタンド２２の切り替えスイッチ５１ｂにより行うことができる。例えば、切り替えスイッチ４０ｂおよび切り替えスイッチ５１ｂのいずれかを、１回押すたびに、全灯、上側、右側、下側、左側、および全消灯という順番に、照明光の照射方向および点灯／消灯が切り替えられるように設定することができる。
【００４３】
ところで、図２Ａに示すように、本体２１とスタンド２２とは、本体２１に設けられたメスアリ８１と、アーム４８に設けられたオスアリ８２により、機械的に接続される。
【００４４】
すなわち、本体２１のアーム４８と当接する面には、図１のスタンド２１の長手方向（以下、Ｚ方向とも称する）に長い溝が設けられてメスアリ８１とされている。また、アーム４８の本体２１と当接する面には、メスアリ８１と嵌合するＺ方向に長い突出部が形成され、オスアリ８２とされている。
【００４５】
そして、本体２１とスタンド２２とを機械的に接続させる場合には、検鏡者は、本体２１が所望の位置となるように、メスアリ８１とオスアリ８２とが嵌合された状態で、本体２１をスタンド２２に対してＺ方向にスライドさせて位置合わせを行う。さらに、本体２１が所望の位置となると、検鏡者は、棒状のクランプ４６（図１）により本体２１のメスアリ８１の部分をアーム４８のオスアリ８２の部分に押し付けて、本体２１をアーム４８に固定する。このようにして、本体２１はスタンド２２に機械的に接続される。クランプ４６はセットビスのようなねじ構造のものでもよい。但し、このクランプ４６は、必須ではなく、本体２１が適度な嵌合力でスタンド２２に設置されてもよい。
【００４６】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２に機械的に接続（固定）されると同時に、本体２１とスタンド２２とが電気的にも接続されるようになされている。
【００４７】
即ち、コネクタ４５は、本体２１とアーム４８が機械的に接続された状態となったときに、コネクタ４５−１とコネクタ４５−２も機械的に接続された状態となるように、顕微鏡１１に設けられている。コネクタ４５同士が機械的に接続されると、本体２１およびスタンド２２のそれぞれに設けられた、給電用の線や、制御基板４３と制御基板５４を接続する線等が相互に接続され、本体２１とスタンド２２とが電気的にも接続される。つまり、本体２１とスタンド２２とは、いわゆるワンアクションで機械的にも電気的にも接続される。
【００４８】
したがって、検鏡者は、本体２１をアーム４８に固定するだけで、機械的、電気的な接続を特に意識することなく、簡単に本体２１とスタンド２２とを機械的にも電気的にも接続することができる。
【００４９】
また、本体２１をアーム４８に固定するときに、何らかの理由により、本体２１のコネクタ４５−１が、スタンド２２のコネクタ４５−２に対してＺ方向と垂直な方向（以下、ＸＹ方向とも称する）にずれてしまう可能性がある。
【００５０】
したがって、本体２１のＺ方向の位置調整と、本体２１のＸＹ方向へのずれを考慮すると、例えば、ばね等を利用して、コネクタ４５がＺ方向およびＸＹ方向に多少のずれを許容できる機能を有するようにすることが望ましい。また、コネクタ４５が機械部品により保持されるようにし、その機械部品に、コネクタ４５のずれを許容する機構が設けられるようにしてもよい。
【００５１】
なお、本体２１とアーム４８とは、アリ形状を利用してメスアリ８１およびオスアリ８２により接続されると説明したが、アーム４８に対する本体２１の位置をＺ方向およびＸＹ方向に調整可能であり、本体２１およびスタンド２２を機械的、電気的に同時に接続可能であれば、どのように接続されてもよい。例えば、丸棒などの嵌合や、矩形のガイド形状などが利用されて、本体２１とスタンド２２とが接続されるようにしてもよい。
【００５２】
また、本体２１には、光源としてのLED３２、試料１３の像を結像するための対物レンズ３３乃至結像光学系３５、観察画像を撮像するCCD３６、観察画像を表示する小型モニタ３７、および本体２１の各部に電力を供給するバッテリ４４が設けられている。そのため検鏡者は、本体２１をスタンド２２から取り外し、本体２１を単体の顕微鏡として用いて試料１３を観察することができる。
【００５３】
本体２１がスタンド２２から分離された状態となると、制御基板４３は、本体２１への電力の供給元をスタンド２２（給電部５２）からバッテリ４４に切り替えるとともに、観察画像の供給先もスタンド２２から小型モニタ３７に切り替える。これにより、本体２１が単体で顕微鏡として機能し、観察画像が小型モニタ３７に表示される。
【００５４】
検鏡者は本体２１を手で持ち、試料１３の所望の部位を観察できるように、本体２１の対物レンズ３３を試料１３に向ける。すると、小型モニタ３７には、本体２１を近づけた試料１３の部位の観察画像が表示されるので、検鏡者は、表示された観察画像を見たり、キャプチャボタン４１を操作して観察画像をキャプチャさせたりして、試料１３を観察する。図示しないが本体２１に、本体２１に対して突出して設けられた把持部を形成してもよい。また、この把持部にキャプチャボタン４１を配置すれば、より操作性を向上させることが可能となる。
【００５５】
このように顕微鏡１１においては、本体２１をスタンド２２から取り外した場合には、本体２１が単体で顕微鏡として機能するので、ケーブル等により本体２１にモニタやコントローラを接続することなく、簡単に試料１３を観察することができる。これにより、顕微鏡１１の利便性を向上させることができる。
【００５６】
ここで、上述したように、顕微鏡１１では、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像に対して画像処理部４２が画像処理を施した画像処理結果に基づいて、制御基板４３により試料１３の種類が判別され、試料１３の種類に応じた最適な観察条件となるような設定が自動的に行われる。
【００５７】
制御基板４３が設定する観察条件としては、例えば、図２を参照して説明したようなLED３２ａ乃至３２ｈごとの点灯／消灯の他、試料１３を観察する際の観察条件としては、LED３２ａ乃至３２ｈによる照明光の光量や、絞り３４ａによる絞り値などの照明条件と、CCD３６の感度や、ゲイン、コントラストなどの撮像条件とがある。
【００５８】
顕微鏡１１では、試料１３として、例えば、ＩＣチップや、ウエハ、金属組織、実装基板など、あるいは、これら以外の多数の種類のものが観察の対象とされる。また、試料１３としては、全面の反射率が高いものまたは一部だけの反射率が高いものや、平坦なものまたは凹凸（高さの違い）があるもの、様々な色のものなどがある。
【００５９】
画像処理部４２は、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像の画像データを画像処理した結果として、試料１３の反射率または形状や、コントラストの高い範囲、色などの情報を含む画像処理結果データを制御基板４３に供給する。
【００６０】
例えば、ＩＣチップは、反射率が高く、平坦で、微細な構造物であるため、高倍率でなければくっきりとした線が現れないといった特徴があり、そのような特徴を含む画像処理結果データに基づいて、制御基板４３は、現在観察している試料１３がＩＣチップであると判別する。なお、試料が平坦であるか否かは、視野全体にわたるコントラストが所定の範囲内の値であるか否か（ピントが合っているか否か）で判断することができる。
【００６１】
また、実装基板は、リードやハンダ部などのように部分的に反射率が高く、凹凸（即ち、高さ方向に差）があり、低倍率であってもコントラストの高い像が得られるといった特徴があり、そのような特徴を含む画像処理結果データに基づいて、制御基板４３は、現在観察している試料１３が実装基板であると判別する。なお、凹凸があるか否かは、視野内でコントラストが異なるエリアが複数存在するか否かで判断することができる。
【００６２】
また、ＩＣチップや実装基板など以外に、アスベストや生物サンプルなどの様々な試料が顕微鏡１１による観察の対象となり、画像処理部４２が、それぞれの試料の特徴を含む画像処理結果データを制御基板４３に供給し、制御基板４３が、試料の種類を判別する。そして、制御基板４３は、判別した試料の種類に応じて、その試料での最適な観察条件となるように、絞り３４ａ、LED３２、およびCCD３６を制御する。
【００６３】
例えば、試料１３がＩＣチップであると判別された場合、制御基板４３は、反射率が高く平坦であるため、LED３２の明るさを抑え目（例えば、全灯の５０％）にし、図２Ｂに示すように、LED３２ａ乃至３２ｈの全てを点灯させる。さらに、制御基板４３は、CCD３６が光量超過でさちらないように感度を低下させ、コントラストをより強調するように、CCD３６を設定する。また、制御基板４３は、ＩＣチップが微細な構造であるため、絞り３４ａを全開に設定することで、より解像度良く観察することができるようにする。
【００６４】
また、例えば、試料１３が実装基板であると判別された場合、制御基板４３は、凹凸があるために焦点深度深く観察することが有効であることから、絞り３４ａを半分程度まで絞り、その分の光量低下を補うために、LED３２の光量を高く設定するとともに、CCD３６の感度を高く設定する。さらに、制御基板４３は、実装基板ではコントラストが強く現れるため、CCD３６のコントラストの設定をやや控えめに設定する。また、実装基板のリード部分やハンダ部の輝度が高い部分の白飛びを押さえるような設定を行うことで、良好に観察することができる観察画像を得ることができる。
【００６５】
このように、制御基板４３が、画像処理部４２からの画像処理結果データに基づいて判別した試料に応じて最適な観察条件となるように各部を設定することができるように、制御基板４３には、例えば、既知の試料を用いて予め取得された情報を登録したテーブルが記憶されており、制御基板４３は、そのテーブルを参照して観察処理を行う。
【００６６】
即ち、制御基板４３に記憶されているテーブルには、予め取得された画像処理結果データと、試料の種類とが対応付けられており、制御基板４３は、画像処理部４２から供給される画像処理結果データに基づいて、現在観察されている試料１３の種類を判別する。また、制御基板４３に記憶されているテーブルには、試料１３の種類に応じた最適な観察条件（上述のＩＣチップおよび実装基板を例に説明した観察条件）が対応付けられており、制御基板４３は、判別した試料１３の種類に対応付けられている観察条件に従って、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整する。
【００６７】
また、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料（例えば、ＩＣチップや実装基板など）と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料（例えば、車両の塗装など）とが異なる傾向があり、制御基板４３に記憶されているテーブルは、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料とで分類されて構成されている。
【００６８】
なお、制御基板４３は、試料１３の判別結果を小型モニタ３７またはモニタ１２に表示させることができ、観察者が、その判別結果と、実際に観察している試料１３とが一致しているか否かを確認することができる。例えば、制御基板４３の判別結果と、試料１３とが一致していない場合には、観察者が、図示しない入力手段を操作して、試料１３の種類を入力して制御基板４３に設定することができる。このような設定は、カメラなどにおける、いわゆるシーンモードの設定と同様のものである。
【００６９】
次に、図３のフローチャートを参照して、図１の顕微鏡１１により試料１３を観察する観察処理を説明する。
【００７０】
例えば、顕微鏡１１の電源がオンされて、顕微鏡１１の各部に電力が供給されると、観察処理が開始され、ステップＳ１１において、顕微鏡１１では、観察条件が基本設定に設定されて試料１３の撮像が行われる。
【００７１】
即ち、制御基板４３は、観察条件の基本設定に従って、ズーム光学系３４を通過する光量を絞り３４ａにより調節し、LED３２を点灯させ、CCD３６の感度、ゲイン、およびコントラストを設定して、CCD３６により試料１３を撮像させる。そして、CCD３６は、基本設定で試料１３を撮像した結果得られる観察画像の画像データを画像処理部４２に供給する。なお、基本設定としては、様々な試料における最適な観察条件の平均値が用いられる。
【００７２】
ステップＳ１１の処理後、処理はステップＳ１２に進み、画像処理部４２は、CCD３６から供給される画像データに対して画像処理を施し、画像処理結果データを制御基板４３に供給して、処理はステップＳ１３に進む。
【００７３】
ステップＳ１３において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に、電気的に接続されているか否かを判定する。
【００７４】
例えば、本体２１がスタンド２２に接続されているか否かの検出は、コネクタ４５に設けられた、不図示の機械的なスイッチやセンサなどにより行われる。また、例えば、本体２１とスタンド２２が電気的に接続されている状態のときに、制御基板５４から制御基板４３に、接続されている旨の信号が供給される機構などを顕微鏡１１に設け、その機構によりスタンド２２との接続が検出されるようにしてもよい。
【００７５】
ステップＳ１３において、制御基板４３が、本体２１がスタンド２２に接続されていると判定した場合、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料が登録されたテーブルを参照し、ステップＳ１２で画像処理部４２から供給された画像処理結果データに基づいて、現在観察されている試料１３の種類を判別する。そして、制御基板４３は、現在観察されている試料１３の種類に対応付けられている観察条件に基づいて、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整する。
【００７６】
ステップＳ１４の処理後、処理はステップＳ１５に進み、CCD３６は、ステップＳ１４で設定された観察条件の感度、ゲイン、およびコントラストで試料１３を撮像する。このとき、LED３２および絞り３４ａも、ステップＳ１４で設定された観察条件となっている。即ち、現在観察されている試料１３に最適な観察条件で試料１３が撮像される。
【００７７】
ステップＳ１５の処理後、処理はステップＳ１６に進み、制御基板４３は、ステップＳ１５で撮像されCCD３６から供給される観察画像の画像データを、コネクタ４５を介してスタンド２２の制御基板５４に供給する。すると制御基板５４は、制御基板４３からの観察画像をモニタ１２に供給し、表示させる。これにより、検鏡者は、モニタ１２に表示される観察画像を見て、試料１３を観察することができるようになる。例えば、スタンド２２に、小型モニタ３７よりも表示部の大きい（解像度の高い）モニタ１２を接続すれば、観察画像をより大きく鮮明に表示させて観察することができるようになる。
【００７８】
一方、ステップＳ１３において、制御基板４３が、本体２１がスタンド２２に接続されていないと判定した場合、処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料が登録されたテーブルを参照し、ステップＳ１２で画像処理部４２から供給された画像処理結果データから判別される試料１３の種類に応じた観察条件に基づいて、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整し、処理はステップＳ１８に進む。
【００７９】
ステップＳ１８において、CCD３６は、現在観察されている試料１３に最適な観察条件で試料１３を撮像し、ステップＳ１９において、制御基板４３は、ステップＳ１８で撮像されCCD３６から供給される画像データを小型モニタ３７に表示させる。
【００８０】
ステップＳ１６またはＳ１９の処理後、処理はステップＳ２０に進み、制御基板４３は、観察画像のキャプチャが指示されたか否かを判定する。
【００８１】
例えば、制御基板４３は、キャプチャボタン４１から供給された信号、または検鏡者によるモニタ１２のタッチパネルへの操作に応じて、制御基板５４から供給された信号に基づいて、観察画像のキャプチャが指示されたか否かを判定する。
【００８２】
ステップＳ２０においてキャプチャが指示されたと判定された場合、ステップＳ２１において、制御基板４３は、CCD３６から供給された観察画像をキャプチャする。そして、制御基板４３は、キャプチャにより得られた静止画像としての観察画像を、メモリ３８に供給して記録させ、処理はステップＳ２２に進む。なお、キャプチャされた観察画像がメモリ３８に記録されるだけでなく、モニタ１２に表示されるようにしてもよい。さらに、例えば、スタンド２２側にハードディスク等の大容量のメモリ手段を設け、優先的にこのハードディスクに記憶するようにしてもよい。
【００８３】
一方、ステップＳ２０においてキャプチャが指示されなかったと判定された場合、ステップＳ２１の処理をスキップして、処理はステップＳ２２に進む。
【００８４】
ステップＳ２２において、制御基板４３は、顕微鏡１１の電源をオフするか否かを判定する。例えば、検鏡者により図示せぬ電源スイッチが操作され、顕微鏡１１の電源のオフが指示されると、電源をオフすると判定される。
【００８５】
ステップＳ２２において、電源をオフしないと判定された場合、継続して試料１３の観察を行うので、処理はステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。なお、この場合、ステップＳ１２では、上述のステップＳ１５またはＳ１８で撮像された画像に対して画像処理が施される。
【００８６】
一方、ステップＳ２２において、電源をオフすると判定された場合、制御基板４３および制御基板５４は顕微鏡１１の電源をオフし、観察処理は終了する。
【００８７】
以上のように、顕微鏡１１では、画像処理部４２による画像処理結果に基づいて、試料１３の種類が判別され、試料１３の種類に応じた最適な観察条件に自動的に設定されて観察が行われるので、検鏡者が試料１３に応じて観察条件を設定（変更）する必要がなく、利便性を向上させることができる。
【００８８】
また、制御基板４３が参照するテーブルは、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料とで分類されて構成されており、本体２１がスタンド２２に接続さているか否かに基づいて、それぞれのテーブルを参照するので、試料１３の種類を判別する精度を向上させることができる。即ち、例えば、本体２１がスタンド２２に接続されているときには、試料１３の種類として、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料が選択されず、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料のみが選択され、これにより、試料１３の種類を判別する精度が向上する。
【００８９】
さらに、例えば、本体２１がスタンド２２に取り付けられている場合には、外部から本体２１に電力を供給することにより、本体２１側のバッテリ４４の消耗を抑制することができる。したがって、検鏡者は、本体２１をスタンド２２から取り外したときに、より長い時間、本体２１を使用することができる。
【００９０】
また、本体２１がスタンド２２に取り付けられている場合には、モニタ１２に観察画像を表示させるとともに、小型モニタ３７に状態情報を表示させることで、観察画像および状態情報を、より見やすく表示することができる。
【００９１】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２から取り外された場合には、本体２１が単体で顕微鏡として機能するようにし、かつ本体２１がスタンド２２に機械的に接続されたときには、同時に電気的にも接続されるようにしたので、利便性と試料１３の観察環境とを向上させることができる。
【００９２】
例えば、本体２１がスタンド２２から取り外された場合には、本体２１を単体で顕微鏡として機能させることで、ケーブル等により本体２１にモニタやコントローラを接続する必要がなくなり、利便性が向上する。つまり、検鏡者は、いちいちコントローラやモニタを持ち運ぶことなく、本体２１をスタンド２２から取り外すだけで、簡単かつ迅速に観察を開始することができる。
【００９３】
また、本体２１をスタンド２２に取り付けて試料１３を観察する場合、本体２１とスタンド２２とが機械的に接続されると、同時に本体２１およびスタンド２２が電気的にも接続されるので、本体２１とスタンド２２とをいちいちケーブルにより接続しなくてもよい。しかも、本体２１にはモニタ等の機器を接続する必要はないので、面倒なケーブルの引き回しにより作業性が低下してしまうこともない。
【００９４】
さらに、顕微鏡１１においては、本体２１にケーブル等で他の機器を接続する必要がないので、ケーブルの揺れなどにより、スタンド２２に固定された本体２１が振動してしまうこともなく、試料１３をより良好な環境で観察することができる。すなわち、試料１３の観察環境を向上させることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、本体２１に内蔵されている画像処理部４２および制御基板４３により、画像処理および試料１３の種類の判別が行われているが、例えば、CCD３６により撮像された観察画像をスタンド２２に供給し、スタンド２２側で画像処理および試料１３の種類の判別を行うようにしてもよい。
【００９６】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１１ 顕微鏡， １２ モニタ， １３ 試料， ２１ 本体， ２２ スタンド， LED３２ａ乃至３２ｈ，３２ LED， ３３ 対物レンズ， ３４ ズーム光学系， ３４ａ 絞り， ３５ 結像光学系， ３６ CCD， ３７ 小型モニタ， ３８ メモリ， ３９ ズームスイッチ， ４０ａ 調光スイッチ， ４０ｂ 切り替えスイッチ， ４１ キャプチャボタン， ４２ 画像処理部， ４３ 制御基板， ４４ バッテリ， ４５−１，４５−２，４５ コネクタ， ４８ アーム， ５０ ズームスイッチ， ５１ａ 調光スイッチ， ５１ｂ 切り替えスイッチ， ５３ 充電ユニット， ５４ 制御基板， ８１ メスアリ， ８２ オスアリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルマイクロスコープと呼ばれる顕微鏡が知られている。デジタルマイクロスコープは、筒形状の本体と、本体を機械的に保持するスタンドとからなる顕微鏡であり、本体には対物レンズ等からなる光学系と、光学系により導かれた、試料からの観察光を撮像するCCD（Charge Coupled Devices）とが設けられている。
【０００３】
このようなデジタルマイクロスコープにおいて、例えば、特許文献１に開示されているように、各種の照明条件の調整または変更を行うことができる。
【０００４】
一般的な顕微鏡やデジタルマイクロスコープで観察の対象となる試料を変更する際、試料に応じた観察条件を設定するのに時間を要したり、試料に応じた最適な観察条件を決定するのには検鏡者の経験も必要となったりするため、利便性が低かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９８２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、顕微鏡観察における観察条件を最適な条件に設定し、利便性を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の顕微鏡は、撮像手段により撮像された観察画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段による画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類を判別し、判別された試料の種類に応じた観察条件を設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の顕微鏡においては、撮像手段により撮像された観察画像が画像処理され、その画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類が判別されて、判別された試料の種類に応じた観察条件が設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の顕微鏡によれば、顕微鏡観察における観察条件を最適な条件に設定し、利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願発明を適用した顕微鏡観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】本体を先端側から見た図である。
【図３】観察処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した顕微鏡観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【００１３】
この顕微鏡観察システムは、顕微鏡１１と、顕微鏡１１に接続されたモニタ１２とからなり、顕微鏡観察システムにより観察対象の試料１３が観察される。
【００１４】
顕微鏡１１は、試料１３を観察するための光学系、撮像素子、各部を制御する電気系等が設けられた本体２１と、本体２１が固定されるスタンド２２とからなり、本体２１はスタンド２２に対して着脱可能となっている。図１の例では、本体２１とスタンド２２とは、機械的にかつ電気的に接続された状態となっており、スタンド２２に設けられたステージ３１上に試料１３が載置されている。なお、本体２１は、スタンド２２から取り外された状態であっても、本体２１単体で１つの顕微鏡として機能するようになされている。
【００１５】
本体２１におけるステージ３１側の端の対物レンズ３３に隣接する位置には、本体２１の筐体内壁に沿って複数のLED（Light Emitting Diode）３２が輪帯状に並べられて固定されており、LED３２は試料１３に照明光を照射することで、試料１３を照明する。図２を参照して後述するように、本体２１では、複数のLED３２の全部を一度に点灯させたり、一部のLED３２のみを点灯させて試料１３を偏斜照明したりすることが可能とされている。
【００１６】
また、本体２１内部のステージ３１側の端には、LED３２に囲まれるように対物レンズ３３が設けられ、本体２１内部の中央には、試料１３からの観察光の像の倍率を変化させるズーム光学系３４と、観察光の像を形成する結像光学系３５とが設けられている。
【００１７】
試料１３の像は、ズーム光学系３４を通過することで、ズーム光学系３４が備えるレンズ群（図示せず）により任意の倍率に変更される。また、ズーム光学系３４の途中にある瞳の位置には、絞り３４ａが設けられており、ズーム光学系３４を通過する光量を絞り３４ａにより調節することで、試料１３の像のコントラストや焦点深度などが変更される。ズーム光学系３４のレンズ群は、図示しないガイド、カム、モータなどからなる駆動機構により電動駆動可能とされている。
【００１８】
さらに、本体２１内部の対物レンズ３３が設けられた端と反対側の端には、結像光学系３５により形成された観察光の像を撮像することで、試料１３の観察画像、より詳細には観察画像の画像データを得るCCD３６と、CCD３６により撮像された観察画像の画像データを画像処理する画像処理部４２とが設けられている。
【００１９】
本体２１には、液晶モニタなどからなり、CCD３６により撮像された観察画像を表示する小型モニタ３７と、本体２１に対して着脱自在であり、観察画像を記録するメモリ３８とが設けられている。この小型モニタ３７は、図１のように本体２１の側面に設けてもよいが、好ましくはモニタを保持する保持部材（不図示）が、本体２１に対して開閉可能なようにヒンジ構造等により配置される。このようなヒンジ構造を利用することにより、モニタを使用者側に向けて位置決めすることが可能となり、より使い勝手が向上する。
【００２０】
なお、小型モニタ３７は、観察画像の他、例えば、観察状態を示す状態情報を表示することができ、図１の例では、ズーム光学系３４のズーム倍率を示す文字「zoom 8.5×」と、照明光の明るさを示す文字「Light 70％」が表示されている。
【００２１】
また、本体２１には、ズーム光学系３４のズーム倍率を変化させるときに操作されるズームスイッチ３９が設けられており、ズームスイッチ３９の操作に応じてズーム光学系３４が電動駆動される。また、本体２１には、LED３２からの照明光の光量等を調整するときに操作される調光スイッチ４０ａと、LED３２による照明光の照射方向などを切り替えるときに操作される切り替えスイッチ４０ｂと、観察画像のキャプチャを指示するときに操作されるキャプチャボタン４１とが設けられている。
【００２２】
また、本体２１内部には、本体２１全体の動作を制御する制御基板４３と、本体２１の各部、例えばLED３２、小型モニタ３７、CCD３６、制御基板４３、画像処理部４２等に電力を供給するバッテリ４４とが設けられている。バッテリ４４は本体２１に対して着脱可能であり、バッテリ４４を本体２１から外して、図示せぬ専用の充電器により充電することができるようになされている。
【００２３】
さらに、本体２１およびスタンド２２には、それぞれ本体２１とスタンド２２とを接続するための一対のコネクタ４５−１およびコネクタ４５−２が設けられている。これらのコネクタ４５−１とコネクタ４５−２とが接続されると、本体２１とスタンド２２とが機械的に接続され、かつ電気的にも接続される。なお、以下、コネクタ４５−１およびコネクタ４５−２を個々に区別する必要のない場合、単にコネクタ４５とも称する。
【００２４】
また、本体２１には、本体２１がスタンド２２に接続されたときに、本体２１をスタンド２２に対して固定するためのクランプ４６が設けられている。
【００２５】
さらに、スタンド２２には、ステージ３１を図中、スタンド２２の長手方向（以下、上下方向）に移動させるときに操作される上下動ハンドル４７が設けられている。上下動ハンドル４７が操作されると、ステージ３１が駆動され、移動する。これにより、本体２１をスタンド２２に装置した状態でステージ３１上の試料１３への焦準を行うことができる。
【００２６】
なお、ステージ３１は、図示せぬハンドル等により、図中、横方向および奥行き方向にも移動可能とされている。また、ステージ３１は機械的な機構により、手動で駆動されてもよく、電動駆動されてもよい。さらに、ステージ３１が回転したり、傾斜したりするような機構が設けられてもよい。
【００２７】
また、スタンド２２には、本体２１が接続されるアーム４８が設けられており、アーム４８は、スタンド２２に設けられた上下動ハンドル４９が操作されると、スタンド２２の長手方向（以下、上下方向）に移動する。検鏡者は、上下動ハンドル４７や上下動ハンドル４９を操作することで、ステージ３１や本体２１を上下方向に移動させ、ピント調整を行うことができる。なお、アーム４８も手動または電動の何れにより駆動されてもよい。
【００２８】
なお、アーム４８は、スタンド２２から突出して設けられているが、例えば、スタンド
２２の長手方向に沿ってスタンド２２にアリを設け、これに沿って移動可能なように本体
２１を設置してもよい。このとき、アリはコネクタ４５の機能を備え、電気的な接続も達
成するようにしてもよい。
【００２９】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１をスタンド２２に取り付ける場合に、本体２１が、アーム４８のコネクタ４５−２が設けられている当接面４８ａで係止されるようになっている。そのため、本体２１を当接面４８ａに押し当てて、クランプ４６により本体２１をアーム４８に固定すれば、本体２１の安定性を向上させることができる。
【００３０】
スタンド２２には、本体２１をスタンド２２に装着して使用するときに用いられ、ズーム光学系３４のズーム倍率を変化させるときに操作されるズームスイッチ５０、LED３２からの照明光の光量等を調整するときに操作される調光スイッチ５１ａ、およびLED３２による照明光の照射方向などを切り替えるときに操作される切り替えスイッチ５１ｂが設けられている。
【００３１】
また、スタンド２２には、本体２１をスタンド２２に装着して使用するときに用いられ、スタンド２２に接続された図示せぬ電源からの電力を、コネクタ４５を介して本体２１の各部、例えばLED３２、小型モニタ３７、CCD３６、制御基板４３等に供給する給電部５２が設けられている。給電部５２は、充電ユニット５３を備えており、充電ユニット５３は図示せぬ電源から給電部５２に供給された電力を、コネクタ４５を介してバッテリ４４に供給することで、バッテリ４４を充電することも可能である。
【００３２】
さらに、スタンド２２には、スタンド２２全体の動作を制御する制御基板５４が設けられており、制御基板５４は、コネクタ４５を介して制御基板４３と電気的に接続される。
【００３３】
例えば、制御基板５４は、コネクタ４５を介して制御基板４３から観察画像が供給されると、供給された観察画像を、スタンド２２に接続された外部のモニタ１２に表示させる。なお、本体２１をスタンド２２に装着した際に画像を表示するモニタは、外部のモニタ
１２とすることが好ましい。これは、外部モニタ１２の方が、大きなモニタである場合に
有効で、取得した画像をより大画面で観察可能となるからである。
【００３４】
また、制御基板５４は、ズームスイッチ５０や調光スイッチ５１ａが操作されると、ズームスイッチ５０や調光スイッチ５１ａから供給される信号に応じて、コネクタ４５を介して制御基板４３にズーム倍率の変更や、LED３２の光量の変更を指示する。
【００３５】
モニタ１２の表示部には、図示せぬタッチパネルが重畳されて設けられており、検鏡者はタッチパネルを操作することで、観察画像のキャプチャ等、試料１３の観察時に行われる顕微鏡１１の各種の動作を指示することができる。検鏡者によりタッチパネルが操作されると、その操作に応じた信号がモニタ１２から制御基板５４に供給される。
【００３６】
また、検鏡者は、モニタ１２のタッチパネルを操作することで、メモリ３８に記録されている観察画像を示す情報、例えばファイル名やサムネイル画像、観察画像自体をモニタ１２に表示させることもできる。
【００３７】
このように構成されている顕微鏡１１では、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像に対して画像処理部４２が画像処理を施した画像処理結果に基づいて、制御基板４３が、試料１３の種類を判別し、試料１３の種類に応じて最適な観察条件で観察が行われるように、顕微鏡１１の各部を制御する。
【００３８】
例えば、制御基板４３は、試料１３の種類に基づいて、図２に示すように、LED３２の点灯／消灯を制御する。
【００３９】
図２は、図１の矢印Ａ方向から本体２１の先端側を見た図であり、図２Ａに示すように、本体２１は、対物レンズ３３を囲うように、８個のLED３２ａ乃至３２ｈが配設されている。
【００４０】
例えば、試料１３の全体を均一に照明するときには、図２Ｂに示すように、LED３２ａ乃至３２ｈの全てが点灯される。
【００４１】
また、試料１３を特定の一方向から照明するとき、いわゆる偏斜照明を行うときには、図２Ｃに示すように、片側のLED３２ａ乃至３２ｄが点灯され、LED３２ｅ乃至３２ｈが消灯される。例えば、輪郭や微小な凹凸を表現したい試料１３に対して、偏斜照明が行われる。
【００４２】
そして、LED３２ａ乃至３２ｈの８個のLEDを、上側、下側、右側、左側、全灯、および全消灯の６段階の切り替えを行うことが可能である。この切り替えは、本体２１の切り替えスイッチ４０ｂ、およびスタンド２２の切り替えスイッチ５１ｂにより行うことができる。例えば、切り替えスイッチ４０ｂおよび切り替えスイッチ５１ｂのいずれかを、１回押すたびに、全灯、上側、右側、下側、左側、および全消灯という順番に、照明光の照射方向および点灯／消灯が切り替えられるように設定することができる。
【００４３】
ところで、図２Ａに示すように、本体２１とスタンド２２とは、本体２１に設けられたメスアリ８１と、アーム４８に設けられたオスアリ８２により、機械的に接続される。
【００４４】
すなわち、本体２１のアーム４８と当接する面には、図１のスタンド２１の長手方向（以下、Ｚ方向とも称する）に長い溝が設けられてメスアリ８１とされている。また、アーム４８の本体２１と当接する面には、メスアリ８１と嵌合するＺ方向に長い突出部が形成され、オスアリ８２とされている。
【００４５】
そして、本体２１とスタンド２２とを機械的に接続させる場合には、検鏡者は、本体２１が所望の位置となるように、メスアリ８１とオスアリ８２とが嵌合された状態で、本体２１をスタンド２２に対してＺ方向にスライドさせて位置合わせを行う。さらに、本体２１が所望の位置となると、検鏡者は、棒状のクランプ４６（図１）により本体２１のメスアリ８１の部分をアーム４８のオスアリ８２の部分に押し付けて、本体２１をアーム４８に固定する。このようにして、本体２１はスタンド２２に機械的に接続される。クランプ４６はセットビスのようなねじ構造のものでもよい。但し、このクランプ４６は、必須ではなく、本体２１が適度な嵌合力でスタンド２２に設置されてもよい。
【００４６】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２に機械的に接続（固定）されると同時に、本体２１とスタンド２２とが電気的にも接続されるようになされている。
【００４７】
即ち、コネクタ４５は、本体２１とアーム４８が機械的に接続された状態となったときに、コネクタ４５−１とコネクタ４５−２も機械的に接続された状態となるように、顕微鏡１１に設けられている。コネクタ４５同士が機械的に接続されると、本体２１およびスタンド２２のそれぞれに設けられた、給電用の線や、制御基板４３と制御基板５４を接続する線等が相互に接続され、本体２１とスタンド２２とが電気的にも接続される。つまり、本体２１とスタンド２２とは、いわゆるワンアクションで機械的にも電気的にも接続される。
【００４８】
したがって、検鏡者は、本体２１をアーム４８に固定するだけで、機械的、電気的な接続を特に意識することなく、簡単に本体２１とスタンド２２とを機械的にも電気的にも接続することができる。
【００４９】
また、本体２１をアーム４８に固定するときに、何らかの理由により、本体２１のコネクタ４５−１が、スタンド２２のコネクタ４５−２に対してＺ方向と垂直な方向（以下、ＸＹ方向とも称する）にずれてしまう可能性がある。
【００５０】
したがって、本体２１のＺ方向の位置調整と、本体２１のＸＹ方向へのずれを考慮すると、例えば、ばね等を利用して、コネクタ４５がＺ方向およびＸＹ方向に多少のずれを許容できる機能を有するようにすることが望ましい。また、コネクタ４５が機械部品により保持されるようにし、その機械部品に、コネクタ４５のずれを許容する機構が設けられるようにしてもよい。
【００５１】
なお、本体２１とアーム４８とは、アリ形状を利用してメスアリ８１およびオスアリ８２により接続されると説明したが、アーム４８に対する本体２１の位置をＺ方向およびＸＹ方向に調整可能であり、本体２１およびスタンド２２を機械的、電気的に同時に接続可能であれば、どのように接続されてもよい。例えば、丸棒などの嵌合や、矩形のガイド形状などが利用されて、本体２１とスタンド２２とが接続されるようにしてもよい。
【００５２】
また、本体２１には、光源としてのLED３２、試料１３の像を結像するための対物レンズ３３乃至結像光学系３５、観察画像を撮像するCCD３６、観察画像を表示する小型モニタ３７、および本体２１の各部に電力を供給するバッテリ４４が設けられている。そのため検鏡者は、本体２１をスタンド２２から取り外し、本体２１を単体の顕微鏡として用いて試料１３を観察することができる。
【００５３】
本体２１がスタンド２２から分離された状態となると、制御基板４３は、本体２１への電力の供給元をスタンド２２（給電部５２）からバッテリ４４に切り替えるとともに、観察画像の供給先もスタンド２２から小型モニタ３７に切り替える。これにより、本体２１が単体で顕微鏡として機能し、観察画像が小型モニタ３７に表示される。
【００５４】
検鏡者は本体２１を手で持ち、試料１３の所望の部位を観察できるように、本体２１の対物レンズ３３を試料１３に向ける。すると、小型モニタ３７には、本体２１を近づけた試料１３の部位の観察画像が表示されるので、検鏡者は、表示された観察画像を見たり、キャプチャボタン４１を操作して観察画像をキャプチャさせたりして、試料１３を観察する。図示しないが本体２１に、本体２１に対して突出して設けられた把持部を形成してもよい。また、この把持部にキャプチャボタン４１を配置すれば、より操作性を向上させることが可能となる。
【００５５】
このように顕微鏡１１においては、本体２１をスタンド２２から取り外した場合には、本体２１が単体で顕微鏡として機能するので、ケーブル等により本体２１にモニタやコントローラを接続することなく、簡単に試料１３を観察することができる。これにより、顕微鏡１１の利便性を向上させることができる。
【００５６】
ここで、上述したように、顕微鏡１１では、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像に対して画像処理部４２が画像処理を施した画像処理結果に基づいて、制御基板４３により試料１３の種類が判別され、試料１３の種類に応じた最適な観察条件となるような設定が自動的に行われる。
【００５７】
制御基板４３が設定する観察条件としては、例えば、図２を参照して説明したようなLED３２ａ乃至３２ｈごとの点灯／消灯の他、試料１３を観察する際の観察条件としては、LED３２ａ乃至３２ｈによる照明光の光量や、絞り３４ａによる絞り値などの照明条件と、CCD３６の感度や、ゲイン、コントラストなどの撮像条件とがある。
【００５８】
顕微鏡１１では、試料１３として、例えば、ＩＣチップや、ウエハ、金属組織、実装基板など、あるいは、これら以外の多数の種類のものが観察の対象とされる。また、試料１３としては、全面の反射率が高いものまたは一部だけの反射率が高いものや、平坦なものまたは凹凸（高さの違い）があるもの、様々な色のものなどがある。
【００５９】
画像処理部４２は、CCD３６により撮像された試料１３の観察画像の画像データを画像処理した結果として、試料１３の反射率または形状や、コントラストの高い範囲、色などの情報を含む画像処理結果データを制御基板４３に供給する。
【００６０】
例えば、ＩＣチップは、反射率が高く、平坦で、微細な構造物であるため、高倍率でなければくっきりとした線が現れないといった特徴があり、そのような特徴を含む画像処理結果データに基づいて、制御基板４３は、現在観察している試料１３がＩＣチップであると判別する。なお、試料が平坦であるか否かは、視野全体にわたるコントラストが所定の範囲内の値であるか否か（ピントが合っているか否か）で判断することができる。
【００６１】
また、実装基板は、リードやハンダ部などのように部分的に反射率が高く、凹凸（即ち、高さ方向に差）があり、低倍率であってもコントラストの高い像が得られるといった特徴があり、そのような特徴を含む画像処理結果データに基づいて、制御基板４３は、現在観察している試料１３が実装基板であると判別する。なお、凹凸があるか否かは、視野内でコントラストが異なるエリアが複数存在するか否かで判断することができる。
【００６２】
また、ＩＣチップや実装基板など以外に、アスベストや生物サンプルなどの様々な試料が顕微鏡１１による観察の対象となり、画像処理部４２が、それぞれの試料の特徴を含む画像処理結果データを制御基板４３に供給し、制御基板４３が、試料の種類を判別する。そして、制御基板４３は、判別した試料の種類に応じて、その試料での最適な観察条件となるように、絞り３４ａ、LED３２、およびCCD３６を制御する。
【００６３】
例えば、試料１３がＩＣチップであると判別された場合、制御基板４３は、反射率が高く平坦であるため、LED３２の明るさを抑え目（例えば、全灯の５０％）にし、図２Ｂに示すように、LED３２ａ乃至３２ｈの全てを点灯させる。さらに、制御基板４３は、CCD３６が光量超過でさちらないように感度を低下させ、コントラストをより強調するように、CCD３６を設定する。また、制御基板４３は、ＩＣチップが微細な構造であるため、絞り３４ａを全開に設定することで、より解像度良く観察することができるようにする。
【００６４】
また、例えば、試料１３が実装基板であると判別された場合、制御基板４３は、凹凸があるために焦点深度深く観察することが有効であることから、絞り３４ａを半分程度まで絞り、その分の光量低下を補うために、LED３２の光量を高く設定するとともに、CCD３６の感度を高く設定する。さらに、制御基板４３は、実装基板ではコントラストが強く現れるため、CCD３６のコントラストの設定をやや控えめに設定する。また、実装基板のリード部分やハンダ部の輝度が高い部分の白飛びを押さえるような設定を行うことで、良好に観察することができる観察画像を得ることができる。
【００６５】
このように、制御基板４３が、画像処理部４２からの画像処理結果データに基づいて判別した試料に応じて最適な観察条件となるように各部を設定することができるように、制御基板４３には、例えば、既知の試料を用いて予め取得された情報を登録したテーブルが記憶されており、制御基板４３は、そのテーブルを参照して観察処理を行う。
【００６６】
即ち、制御基板４３に記憶されているテーブルには、予め取得された画像処理結果データと、試料の種類とが対応付けられており、制御基板４３は、画像処理部４２から供給される画像処理結果データに基づいて、現在観察されている試料１３の種類を判別する。また、制御基板４３に記憶されているテーブルには、試料１３の種類に応じた最適な観察条件（上述のＩＣチップおよび実装基板を例に説明した観察条件）が対応付けられており、制御基板４３は、判別した試料１３の種類に対応付けられている観察条件に従って、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整する。
【００６７】
また、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料（例えば、ＩＣチップや実装基板など）と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料（例えば、車両の塗装など）とが異なる傾向があり、制御基板４３に記憶されているテーブルは、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料とで分類されて構成されている。
【００６８】
なお、制御基板４３は、試料１３の判別結果を小型モニタ３７またはモニタ１２に表示させることができ、観察者が、その判別結果と、実際に観察している試料１３とが一致しているか否かを確認することができる。例えば、制御基板４３の判別結果と、試料１３とが一致していない場合には、観察者が、図示しない入力手段を操作して、試料１３の種類を入力して制御基板４３に設定することができる。このような設定は、カメラなどにおける、いわゆるシーンモードの設定と同様のものである。
【００６９】
次に、図３のフローチャートを参照して、図１の顕微鏡１１により試料１３を観察する観察処理を説明する。
【００７０】
例えば、顕微鏡１１の電源がオンされて、顕微鏡１１の各部に電力が供給されると、観察処理が開始され、ステップＳ１１において、顕微鏡１１では、観察条件が基本設定に設定されて試料１３の撮像が行われる。
【００７１】
即ち、制御基板４３は、観察条件の基本設定に従って、ズーム光学系３４を通過する光量を絞り３４ａにより調節し、LED３２を点灯させ、CCD３６の感度、ゲイン、およびコントラストを設定して、CCD３６により試料１３を撮像させる。そして、CCD３６は、基本設定で試料１３を撮像した結果得られる観察画像の画像データを画像処理部４２に供給する。なお、基本設定としては、様々な試料における最適な観察条件の平均値が用いられる。
【００７２】
ステップＳ１１の処理後、処理はステップＳ１２に進み、画像処理部４２は、CCD３６から供給される画像データに対して画像処理を施し、画像処理結果データを制御基板４３に供給して、処理はステップＳ１３に進む。
【００７３】
ステップＳ１３において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に、電気的に接続されているか否かを判定する。
【００７４】
例えば、本体２１がスタンド２２に接続されているか否かの検出は、コネクタ４５に設けられた、不図示の機械的なスイッチやセンサなどにより行われる。また、例えば、本体２１とスタンド２２が電気的に接続されている状態のときに、制御基板５４から制御基板４３に、接続されている旨の信号が供給される機構などを顕微鏡１１に設け、その機構によりスタンド２２との接続が検出されるようにしてもよい。
【００７５】
ステップＳ１３において、制御基板４３が、本体２１がスタンド２２に接続されていると判定した場合、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料が登録されたテーブルを参照し、ステップＳ１２で画像処理部４２から供給された画像処理結果データに基づいて、現在観察されている試料１３の種類を判別する。そして、制御基板４３は、現在観察されている試料１３の種類に対応付けられている観察条件に基づいて、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整する。
【００７６】
ステップＳ１４の処理後、処理はステップＳ１５に進み、CCD３６は、ステップＳ１４で設定された観察条件の感度、ゲイン、およびコントラストで試料１３を撮像する。このとき、LED３２および絞り３４ａも、ステップＳ１４で設定された観察条件となっている。即ち、現在観察されている試料１３に最適な観察条件で試料１３が撮像される。
【００７７】
ステップＳ１５の処理後、処理はステップＳ１６に進み、制御基板４３は、ステップＳ１５で撮像されCCD３６から供給される観察画像の画像データを、コネクタ４５を介してスタンド２２の制御基板５４に供給する。すると制御基板５４は、制御基板４３からの観察画像をモニタ１２に供給し、表示させる。これにより、検鏡者は、モニタ１２に表示される観察画像を見て、試料１３を観察することができるようになる。例えば、スタンド２２に、小型モニタ３７よりも表示部の大きい（解像度の高い）モニタ１２を接続すれば、観察画像をより大きく鮮明に表示させて観察することができるようになる。
【００７８】
一方、ステップＳ１３において、制御基板４３が、本体２１がスタンド２２に接続されていないと判定した場合、処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、制御基板４３は、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料が登録されたテーブルを参照し、ステップＳ１２で画像処理部４２から供給された画像処理結果データから判別される試料１３の種類に応じた観察条件に基づいて、CCD３６、LED３２、および絞り３４ａの設定を調整し、処理はステップＳ１８に進む。
【００７９】
ステップＳ１８において、CCD３６は、現在観察されている試料１３に最適な観察条件で試料１３を撮像し、ステップＳ１９において、制御基板４３は、ステップＳ１８で撮像されCCD３６から供給される画像データを小型モニタ３７に表示させる。
【００８０】
ステップＳ１６またはＳ１９の処理後、処理はステップＳ２０に進み、制御基板４３は、観察画像のキャプチャが指示されたか否かを判定する。
【００８１】
例えば、制御基板４３は、キャプチャボタン４１から供給された信号、または検鏡者によるモニタ１２のタッチパネルへの操作に応じて、制御基板５４から供給された信号に基づいて、観察画像のキャプチャが指示されたか否かを判定する。
【００８２】
ステップＳ２０においてキャプチャが指示されたと判定された場合、ステップＳ２１において、制御基板４３は、CCD３６から供給された観察画像をキャプチャする。そして、制御基板４３は、キャプチャにより得られた静止画像としての観察画像を、メモリ３８に供給して記録させ、処理はステップＳ２２に進む。なお、キャプチャされた観察画像がメモリ３８に記録されるだけでなく、モニタ１２に表示されるようにしてもよい。さらに、例えば、スタンド２２側にハードディスク等の大容量のメモリ手段を設け、優先的にこのハードディスクに記憶するようにしてもよい。
【００８３】
一方、ステップＳ２０においてキャプチャが指示されなかったと判定された場合、ステップＳ２１の処理をスキップして、処理はステップＳ２２に進む。
【００８４】
ステップＳ２２において、制御基板４３は、顕微鏡１１の電源をオフするか否かを判定する。例えば、検鏡者により図示せぬ電源スイッチが操作され、顕微鏡１１の電源のオフが指示されると、電源をオフすると判定される。
【００８５】
ステップＳ２２において、電源をオフしないと判定された場合、継続して試料１３の観察を行うので、処理はステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。なお、この場合、ステップＳ１２では、上述のステップＳ１５またはＳ１８で撮像された画像に対して画像処理が施される。
【００８６】
一方、ステップＳ２２において、電源をオフすると判定された場合、制御基板４３および制御基板５４は顕微鏡１１の電源をオフし、観察処理は終了する。
【００８７】
以上のように、顕微鏡１１では、画像処理部４２による画像処理結果に基づいて、試料１３の種類が判別され、試料１３の種類に応じた最適な観察条件に自動的に設定されて観察が行われるので、検鏡者が試料１３に応じて観察条件を設定（変更）する必要がなく、利便性を向上させることができる。
【００８８】
また、制御基板４３が参照するテーブルは、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料と、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料とで分類されて構成されており、本体２１がスタンド２２に接続さているか否かに基づいて、それぞれのテーブルを参照するので、試料１３の種類を判別する精度を向上させることができる。即ち、例えば、本体２１がスタンド２２に接続されているときには、試料１３の種類として、本体２１がスタンド２２に接続されていないときに観察の対象となる試料が選択されず、本体２１がスタンド２２に接続されているときに観察の対象となる試料のみが選択され、これにより、試料１３の種類を判別する精度が向上する。
【００８９】
さらに、例えば、本体２１がスタンド２２に取り付けられている場合には、外部から本体２１に電力を供給することにより、本体２１側のバッテリ４４の消耗を抑制することができる。したがって、検鏡者は、本体２１をスタンド２２から取り外したときに、より長い時間、本体２１を使用することができる。
【００９０】
また、本体２１がスタンド２２に取り付けられている場合には、モニタ１２に観察画像を表示させるとともに、小型モニタ３７に状態情報を表示させることで、観察画像および状態情報を、より見やすく表示することができる。
【００９１】
さらに、顕微鏡１１では、本体２１がスタンド２２から取り外された場合には、本体２１が単体で顕微鏡として機能するようにし、かつ本体２１がスタンド２２に機械的に接続されたときには、同時に電気的にも接続されるようにしたので、利便性と試料１３の観察環境とを向上させることができる。
【００９２】
例えば、本体２１がスタンド２２から取り外された場合には、本体２１を単体で顕微鏡として機能させることで、ケーブル等により本体２１にモニタやコントローラを接続する必要がなくなり、利便性が向上する。つまり、検鏡者は、いちいちコントローラやモニタを持ち運ぶことなく、本体２１をスタンド２２から取り外すだけで、簡単かつ迅速に観察を開始することができる。
【００９３】
また、本体２１をスタンド２２に取り付けて試料１３を観察する場合、本体２１とスタンド２２とが機械的に接続されると、同時に本体２１およびスタンド２２が電気的にも接続されるので、本体２１とスタンド２２とをいちいちケーブルにより接続しなくてもよい。しかも、本体２１にはモニタ等の機器を接続する必要はないので、面倒なケーブルの引き回しにより作業性が低下してしまうこともない。
【００９４】
さらに、顕微鏡１１においては、本体２１にケーブル等で他の機器を接続する必要がないので、ケーブルの揺れなどにより、スタンド２２に固定された本体２１が振動してしまうこともなく、試料１３をより良好な環境で観察することができる。すなわち、試料１３の観察環境を向上させることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、本体２１に内蔵されている画像処理部４２および制御基板４３により、画像処理および試料１３の種類の判別が行われているが、例えば、CCD３６により撮像された観察画像をスタンド２２に供給し、スタンド２２側で画像処理および試料１３の種類の判別を行うようにしてもよい。
【００９６】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１１ 顕微鏡， １２ モニタ， １３ 試料， ２１ 本体， ２２ スタンド， LED３２ａ乃至３２ｈ，３２ LED， ３３ 対物レンズ， ３４ ズーム光学系， ３４ａ 絞り， ３５ 結像光学系， ３６ CCD， ３７ 小型モニタ， ３８ メモリ， ３９ ズームスイッチ， ４０ａ 調光スイッチ， ４０ｂ 切り替えスイッチ， ４１ キャプチャボタン， ４２ 画像処理部， ４３ 制御基板， ４４ バッテリ， ４５−１，４５−２，４５ コネクタ， ４８ アーム， ５０ ズームスイッチ， ５１ａ 調光スイッチ， ５１ｂ 切り替えスイッチ， ５３ 充電ユニット， ５４ 制御基板， ８１ メスアリ， ８２ オスアリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段により撮像された観察画像を画像処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段による画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類を判別し、判別された前記試料の種類に応じた観察条件を設定する設定手段と
を備えることを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記撮像手段と、前記試料からの観察光を結像する光学系とを備える本体と、
前記本体を着脱可能に固定するスタンドと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記設定手段は、前記画像処理手段による画像処理結果と、前記本体が前記スタンドに装着されているか否かの情報とに基づいて、前記試料の種類を判別する
ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記撮像手段が受光する観察光の光量を調節する絞り手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記観察条件として、前記絞り手段による絞り値を設定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記試料を照明する複数の照明手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記観察条件として、前記照明手段の光量、および、前記照明手段ごとの点灯／消灯の少なくともいずれかを設定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記設定手段は、前記観察条件として、前記撮像手段の感度、ゲイン、およびコントラストの少なくともいずれかを設定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【請求項１】
撮像手段により撮像された観察画像を画像処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段による画像処理結果に基づいて、観察する試料の種類を判別し、判別された前記試料の種類に応じた観察条件を設定する設定手段と
を備えることを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記撮像手段と、前記試料からの観察光を結像する光学系とを備える本体と、
前記本体を着脱可能に固定するスタンドと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記設定手段は、前記画像処理手段による画像処理結果と、前記本体が前記スタンドに装着されているか否かの情報とに基づいて、前記試料の種類を判別する
ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記撮像手段が受光する観察光の光量を調節する絞り手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記観察条件として、前記絞り手段による絞り値を設定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記試料を照明する複数の照明手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記観察条件として、前記照明手段の光量、および、前記照明手段ごとの点灯／消灯の少なくともいずれかを設定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記設定手段は、前記観察条件として、前記撮像手段の感度、ゲイン、およびコントラストの少なくともいずれかを設定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２６１９９６（Ｐ２０１０−２６１９９６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１０３９４（Ｐ２００９−１１０３９４）
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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