(57)【要約】【課題】試料を斜め方向から観察する際にも観察位置を迅速に認識できるようにする。【解決手段】対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂを備えており、ステージ１０２の載置面上に載置された試料１０１の光学像を得る光学系が鏡筒部１０６に備えられている。制御部は、この光学系に備えられている開口絞り１１２の開口径を、当該載置面に対するこの光学系の光軸の傾き角度に基づいて制御することによって、当該光学系の被写界深度を制御する。【選択図】      図１Ａ
2010054704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを備えており、ステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る光学系と、
前記載置面に対する前記光学系の光軸の傾き角度に基づいて該光学系の被写界深度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする観察装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光学系に備えられている開口絞りの開口径を前記傾き角度に基づいて制御することによって、前記被写界深度の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記開口径の制御を、前記対物レンズの種類に更に基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記開口径の制御を、前記光学系に備えられている変倍装置に設定されている倍率に更に基づいて行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の観察装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記開口径の制御後に、前記試料について合焦している光学像が前記光学系で得られるように該試料と前記対物レンズとの相対距離を変化させる合焦制御を更に行うことを特徴とする請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項６】
対物レンズを備えている光学系であってステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る該光学系を有する観察装置を制御する制御装置であって、
前記載置面に対する前記光学系の光軸の傾き角度の入力を取得する取得手段と、
前記傾き角度に基づいて前記光学系の被写界深度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記光学系に備えられている開口絞りの開口径を前記傾き角度に基づいて制御することによって、前記被写界深度の制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記開口径の制御後に、前記試料について合焦している光学像が前記光学系で得られるように該試料と前記対物レンズとの相対距離を変化させる合焦制御を更に行うことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
対物レンズを備えている光学系であってステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る該光学系を有する観察装置の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記載置面に対する前記光学系の光軸の傾き角度の入力を取得する傾き角度取得処理と、
前記傾き角度と前記光学系に備えられている開口絞りの開口径とが対応付けられているテーブルを参照して、前記傾き角度取得処理により取得した傾き角度に対応付けられている開口径を該テーブルから取得する開口径取得処理と、
前記開口絞りを制御して、該開口絞りの開口径を前記開口径取得処理により取得した開口径にする開口径制御処理と、
を該コンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムであって、
前記開口径制御処理による前記開口絞りの制御後に前記光学系により得られる前記試料の光学像を取得する光学像取得処理と、
前記試料と前記対物レンズとの相対距離を変化させることで、前記光学像取得処理により取得される前記光学像のコントラスト値を最大にする制御を行って、該試料について合焦している光学像が前記光学系で得られるようにする合焦処理と、
を更に前記コンピュータに行わせることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置やビデオマイクロスコープなどといった、試料の拡大観察を行う観察装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
実体顕微鏡やビデオマイクロスコープのような、試料の拡大観察を行う従来の観察装置は、例えば加工物の穴の内側面の観察のような、ある程度の高さを有している試料の斜め方向からの観察には不向きであった。
【０００３】
このような試料の斜め方向からの観察を行う技術が、例えば特許文献１に開示されている。この技術は、マイクロスコープのカメラのピント位置を回転中心として当該カメラを傾けることができる構造を備えることで、対象物の任意の位置を任意の方向から観察可能にしている。
【特許文献１】特開２００１−５９５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、カメラを傾ける前後のどちらにおいてもピントが合っているのは、傾斜前後でのピント合焦面の交線部分のみである。このため、とりわけ観察部位に高低差のある場合などにおいて、対象物におけるどの位置を観察しているのかを、ピントをカメラの傾斜後に再調整することなく認識することは容易ではない。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、試料を斜め方向から観察する際に観察位置を迅速に認識できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつである観察装置は、対物レンズを備えており、ステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る光学系と、該載置面に対する該光学系の光軸の傾き角度に基づいて該光学系の被写界深度を制御する制御手段と、を有するというものである。
【０００７】
なお、上述した観察装置において、該制御手段は、該光学系に備えられている開口絞りの開口径を該傾き角度に基づいて制御することによって、該被写界深度の制御を行うように構成することができる。
【０００８】
なお、このとき、該制御手段は、該開口径の制御を、該対物レンズの種類に更に基づいて行うように構成することができる。
また、このとき、該制御手段は、該開口径の制御を、該光学系に備えられている変倍装置に設定されている倍率に更に基づいて行うように構成することもできる。
【０００９】
あるいは、このとき、該制御手段は、該開口径の制御後に、該試料について合焦している光学像が該光学系で得られるように該試料と該対物レンズとの相対距離を変化させる合焦制御を更に行うように構成することができる。
【００１０】
また、本発明の別の態様のひとつである制御装置は、対物レンズを備えている光学系であってステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る該光学系を有する観察装置を制御する制御装置であって、該載置面に対する該光学系の光軸の傾き角度の入力を取得する取得手段と、該傾き角度に基づいて該光学系の被写界深度を制御する制御手段と、を有するというものである。
【００１１】
なお、上述した制御装置において、該制御手段は、該光学系に備えられている開口絞りの開口径を該傾き角度に基づいて制御することによって、該被写界深度の制御を行うように構成することができる。
【００１２】
なお、このとき、該制御手段は、該開口径の制御後に、該試料について合焦している光学像が該光学系で得られるように該試料と該対物レンズとの相対距離を変化させる合焦制御を更に行うように構成することができる。
【００１３】
また、本発明の更なる別の態様のひとつであるプログラムは、対物レンズを備えている光学系であってステージの載置面上に載置された試料の光学像を得る該光学系を有する観察装置の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、該載置面に対する該光学系の光軸の傾き角度の入力を取得する傾き角度取得処理と、該傾き角度と該光学系に備えられている開口絞りの開口径とが対応付けられているテーブルを参照して、該傾き角度取得処理により取得した傾き角度に対応付けられている開口径を該テーブルから取得する開口径取得処理と、該開口絞りを制御して、該開口絞りの開口径を該開口径取得処理により取得した開口径にする開口径制御処理と、を該コンピュータに行わせるというものである。
【００１４】
なお、上述したプログラムにおいて、該開口径制御処理による該開口絞りの制御後に該光学系により得られる該試料の光学像を取得する光学像取得処理と、該試料と該対物レンズとの相対距離を変化させることで、該光学像取得処理により取得される該光学像のコントラスト値を最大にする制御を行って、該試料について合焦している光学像が該光学系で得られるようにする合焦処理と、を更に該コンピュータに行わせるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以上のようにすることにより、試料を斜め方向から観察する際に観察位置を迅速に認識できるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず図１Ａについて説明する。図１Ａは、本発明を実施する観察装置である顕微鏡の構成を示している。
【００１７】
図１Ａにおいて、顕微鏡１には、試料１０１を載置面上に載置可能なステージ１０２と、ステージ１０２に対向してレボルバ１０３とが取り付けられている。
レボルバ１０３はマウンタ１０４を備えており、互いに倍率の異なる対物レンズ１０５ａ及び１０５ｂ（例えば１倍である低倍対物レンズ１０５ａと例えば１０倍である高倍対物レンズ１０５ｂ）を２つ設置することができる。なお、レボルバ１０３は、この他に、マウンタ１０４を回転させる不図示のレボルバモータと、不図示のレボルバセンサ群とを備えて構成されている。
【００１８】
レボルバセンサ群は、レボルバ接続センサ、レボルバセンサ、及び移動完了センサより構成されているが、いずれも不図示である。ここで、レボルバ接続センサは、レボルバ１０３が接続されていることを検知する。また、レボルバセンサは、顕微鏡１の光学系の光軸上に配置されているのがどの対物レンズであるかを識別する。更に、移動完了センサは、当該光軸への対物レンズの挿入完了を検知する。
【００１９】
なお、レボルバ１０３を省略して、鏡筒部１０６に単一の対物レンズを固定した構成としても構わない。
また、図１Ａにおいて破線で示す鏡筒部１０６は回動支持部１０７により支持されており、回動支持部１０７を通り顕微鏡１の光学系の光軸に垂直な軸を中心として、鏡筒部１０６を回動させることができる。つまり、鏡筒部１０６を回動させると、顕微鏡１の光学系の光軸が、ステージ１０２の載置面に対して傾くことになる。
【００２０】
また、図示していないが、鏡筒部１０６には角度目盛りがあり、この角度目盛りを見ることで観察者は鏡筒部１０６の現在の回動角度、すなわち、ステージ１０２の載置面に対する顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度を知ることができる。
【００２１】
試料１０１を照明するための光は、同軸落射光源１０８から発せられた後、照明光学系１０９を通ってハーフミラー１１０へと導かれる。この光は、ハーフミラー１１０で反射した後、顕微鏡１の光学系の光軸上に挿入されている対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂを通って試料１０１に照射される。
【００２２】
試料１０１で反射した光は、対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂ、ハーフミラー１１０、ズームレンズ群１１１、及び開口絞り１１２を通った後に、結像レンズ１１３によって試料１０１の像をカメラ１１４の受光面に結像させる。観察者は、カメラ１１４により得られる、試料１０１の像についての画像を、後述するようにして観察する。
【００２３】
なお、ズームレンズ群１１１は、低倍率から高倍率までの観察を実現させる不図示の機構と、不図示の複数のズームレンズと、各ズームレンズを駆動させる不図示のズームレンズモータとを備えて構成されている。また、開口絞り１１２は、絞り径を可変させる不図示の調節機構と、その調節機構を駆動させる開口絞り駆動モータ１１５とを備えて構成されている。
【００２４】
次に図１Ｂについて説明する。図１Ｂは、図１Ａに示した顕微鏡１を含む試料観察システムの構成を示している。
顕微鏡１に備えられている電動部である、レボルバ１０３、ズームレンズ群１１１、及び開口絞り１１２を制御する制御部２が、顕微鏡ケーブル１１６を介して顕微鏡１に接続されている。この制御部２は、制御部ケーブル１１７を介してＰＣ３にも接続されており、ＰＣ３から発せられる各種の指示を受信する。ＰＣ３には操作部ケーブル１１８を介して操作部４が接続されている。ＰＣ３は、観察者による操作部４への操作に対応付けられている各種の入力に従って所定の制御処理を実行し、制御部２への各種の指示の送信や、カメラケーブル１１９を介して接続されているカメラ１１４と、表示部ケーブル１２０を介して接続されている表示部５との制御を行う。
【００２５】
なお、制御部２は顕微鏡１の本体内又はＰＣ３に組み込まれている構成であっても構わない。
次に図２について説明する。図２は、図１Ｂに示した試料観察システムにおける電気系統の構成の第一の例を示している。
【００２６】
制御部２は、ＣＰＵ（中央演算装置）２０１、制御プログラムや固定のデータなどが格納されているＲＯＭ２０２、演算データなどの各種のデータが格納されるＲＡＭ２０３、及び各種電動部と制御部２とを接続している各種Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２０４ａ〜２０４ｅと、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、及び各種Ｉ／Ｆ部２０４ａ〜２０４ｅを相互に接続しているバス線２０５とより構成される。
【００２７】
制御部２は、各種Ｉ／Ｆ部２０４ａ〜２０４ｅとして、絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａ、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂ、レボルバＩ／Ｆ部２０４ｃ、光源Ｉ／Ｆ部２０４ｄ、及びＰＣＩ／Ｆ部２０４ｅを備えている。
【００２８】
絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａ、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂ、及びレボルバＩ／Ｆ部２０４ｃは、それぞれ、ＣＰＵ２０１からの駆動指示に応じて開口絞り駆動モータ１１５、ズームレンズモータ２０６、及びレボルバモータ２０７を指定の方向及び駆動量で駆動させる不図示のドライバと、これらのモータの現在の駆動位置を特定する不図示の現在位置カウンタとより構成されている。なお、レボルバＩ／Ｆ部２０４ｃは、不図示のレボルバセンサ群の検知状態を保持する不図示のセンサレジスタを更に備えている。
【００２９】
ＣＰＵ２０１は、ＰＣ３から発せられる後述する各電動部への制御命令を、ＰＣＩ／Ｆ部２０４ｅを介して受信し、当該制御命令に対応する駆動指示を、絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａ、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂ、及びレボルバＩ／Ｆ部２０４ｃへ与える。なお、このとき、ＣＰＵ２０１は、当該駆動指示を与えた後に、各電動部に備えられているセンサの検知結果を、絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａ、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂ、及びレボルバＩ／Ｆ部２０４ｃを介して取得する。ここで、当該駆動指示に応じた状態変化が当該検知結果に認められた場合には正常終了を示す情報をＰＣ３に返信し、当該駆動指示に応じた状態変化が当該検知結果に認めらない場合には、モータ等に異常があったとみなして、エラー情報をＰＣ３に返信する。
【００３０】
なお、光源Ｉ／Ｆ部２０４ｄは、同軸落射光源１０８が発する光の光量及び向きを、ＣＰＵ２０１からの駆動指示に応じて変化させる不図示の機構を制御する。
ＰＣ３は、制御部２と同様に、ＣＰＵ（中央演算装置）３０１、制御プログラムや固定のデータなどが格納されているＲＯＭ３０２、演算データなどの各種のデータが格納されるＲＡＭ３０３、並びに制御部２、操作部４、表示部５、及びカメラ１１４とＰＣ３とを接続している各種Ｉ／Ｆ部３０４ａ〜３０４ｄと、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、及び各種Ｉ／Ｆ部３０４を相互に接続しているバス線３０５とより構成される。ここで、ＰＣ３は、各種Ｉ／Ｆ部３０４ａ〜３０４ｄとして、操作Ｉ／Ｆ部３０４ａ、制御Ｉ／Ｆ部３０４ｂ、表示部Ｉ／Ｆ３０４ｃ、及びカメラＩ／Ｆ部３０４ｄを備えている。
【００３１】
ＣＰＵ３０１は、観察者により入力された指示を、操作Ｉ／Ｆ部３０４ａを介して操作部４から受信すると共に、各種電動部の制御信号や情報を制御部２との間で制御Ｉ／Ｆ部３０４ｂを介して送受信する。また、制御部２から受信した情報を、各種電動部の現在の状態を示す現在情報及びエラー情報として、表示部５へ表示部Ｉ／Ｆ３０４ｃを介して転送して表示させる。また、ＣＰＵ３０１は、カメラ画像転送スタート／ストップや、フレームレート等のカメラ設定の送信、カメラ画像情報の受信などの指示をカメラＩ／Ｆ部３０４ｄを介してカメラ１１４へ行い、更に、カメラ１１４での撮像画像を表示部５へ転送して表示させる。
【００３２】
なお、制御部２及びＰＣ３の各々により各種の処理は、それぞれ、当該処理を制御部２及びＰＣ３に行わせるための制御プログラムをＲＯＭ２０２及び３０２に予め格納しておき、ＣＰＵ２０１及び３０１が当該制御プログラムを読み出して実行することによって、実現される。
【００３３】
カメラ１１４は、ＰＣ３によって予め設定されたフレームレートで試料１０１の像を撮像する。このカメラ１１４は、撮像した画像の転送が、ＰＣ３からのカメラ画像転送スタート／ストップ指示に従って制御される。
【００３４】
次に図３について説明する。図３は、ＰＣ３が表示部５に表示させるＧＵＩ（Graphical User Interface）画面の例を示している。
図３に示すＧＵＩ画面は、カメラ画像表示部３０００、角度入力部３００１、及び倍率調整スクロール部３００２を備えている。ここで、カメラ画像表示部３０００は、カメラ１１４で撮像された画像の表示領域である。また、角度入力部３００１は、鏡筒部１０６の回動角度の指定を、図示のように、ラジオボタンを用いて行うように構成されている。また、倍率調整スクロール部３００２は、顕微鏡１の観察倍率の指定を、１倍から１００倍までの範囲で、図示のように、スクロールバーを用いて行うように構成されている。
【００３５】
次に図４について説明する。図４は、ＰＣ３内のＲＡＭ３０３における格納データの例を示したものである。
ＲＡＭ３０３において、ＡＳ＿ｐｏｓ番地には、開口絞り１１２の開口径を示す値が、全開を１００としたときの割合の値で格納される。ｚｏｏｍ＿ｐｏｓ番地には、１倍から１０倍までの範囲で、ズームレンズ群１１１の倍率値が格納される。また、ｒｅｖｏ＿ｐｏｓ番地には、顕微鏡１の光学系の光軸上に配置されている対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類を示す値が格納されている。例えば、この値が「０」ならば低倍対物レンズ１０５ａが配置されていることを示し、この値が「１」ならば、高倍対物レンズ１０５ｂが配置されていることを示す。なお、これらの値は、絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａ、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂ、及びレボルバＩ／Ｆ部２０４ｃから、駆動用の各モータの現在の駆動位置を特定する不図示の現在位置カウンタの値を制御部２がそれぞれ取得してＣＰＵ３０１へと送られてきたものを、ＣＰＵ３０１が格納したものである。
【００３６】
なお、ａｎｇｌｅ＿ｐｏｓ番地には、図３に例示したＧＵＩ画面の角度入力部３００１を用いて指定された回動角度（すなわち、ステージ１０２の載置面に対する顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度）を示す値が格納される。
【００３７】
次に図５について説明する。図５は、ＰＣ３内のＲＯＭ３０２に予め格納されているデータテーブルである、開口径表の例を示したものである。
図５のテーブルにおいて、ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｐｏｓは、顕微鏡１の観察倍率であり、この値は、ＲＡＭ３０３における前述したｚｏｏｍ＿ｐｏｓ番地の値とｒｅｖｏ＿ｐｏｓ番地の値との積の値である。また、ａｎｇｌｅ＿ｐｏｓは、図３に例示したＧＵＩ画面の角度入力部３００１を用いて指定された前述の傾き角度であり、ＲＡＭ３０３におけるａｎｇｌｅ＿ｐｏｓ番地の値である。つまり、図５のテーブルは、ＲＡＭ３０３におけるｚｏｏｍ＿ｐｏｓ番地、ｒｅｖｏ＿ｐｏｓ番地、及びａｎｇｌｅ＿ｐｏｓ番地の各値に基づいて、開口絞り１１２の適切な開口径の値を得るためのものである。また、このテーブルに示されている開口径の値は、全開を「１００」としたときの割合の値である。
【００３８】
この適切な開口径について、図６を用いて説明する。
例えば、カメラ１１４の撮像素子として、いわゆる１／３型のＣＣＤ（電荷結合素子）を用いると、顕微鏡１の視野（ＣＣＤのイメージサイズ）はおよそ４．８ｍｍ×３．６ｍｍである。図６における視野Ｆ０は、鏡筒部１０６の回動角度が０、すなわち、顕微鏡１の光学系の光軸が、ステージ１０２の載置面に対して垂直である状態を表しており、この状態においては、視野全体に亘りピントが合っている状態を想定している。なお、本実施形態では、この状態、すなわち、顕微鏡１の光学系の光軸がステージ１０２の載置面に垂直である状態における当該光軸の傾き角度を「０°」と表示することとする。
【００３９】
ここで、図６に示すように、視野の長手方向の中点を通り当該長手方向と直交する軸を中心にθだけ視野を回転させる（すなわち鏡筒部１０６を回動させて、顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度をθとする）。すると、視野の長手方向の両端の領域は、顕微鏡１の現在の被写界深度範囲を外れるために、ピントがずれた状態となり、ピントが合った状態が維持されるのは、前述した軸の近傍の領域（図６における斜線を付した領域）のみとなってしまう。ここで、このように視野を回転させても視野全体に亘ってピントがあった状態を維持するためには、被写界深度を深くして同図のＨとなるようにすればよい。そこで、図１Ｂの試料観察システムでは、鏡筒部１０６を回動させたときには、開口絞り１１２の開口径を変化させて被写界深度を変更することで、顕微鏡１の視野全体でピントが合うようにする。こうすることで、試料１０１を斜め方向から観察する際に観察位置を迅速に認識することができる。
【００４０】
なお、被写界深度は、観察に使用する対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類や、ズームレンズ群１１１の倍率によっても値が異なる。そこで、この試料観察システムでは、図５に示したテーブルを参照することで、ズームレンズ群１１１の倍率値、対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類、及び鏡筒部１０６の傾き角度に基づいた、開口絞り１１２の適切な開口径を得るようにしている。
【００４１】
なお、本実施形態においては、このテーブルには、適切な開口径の値の実測を予め行って得られたものを格納しておくようにする。
次に図７について説明する。図７は、図２に示した電気系統の構成の下でＰＣ３によって行われる制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【００４２】
まず、ステップ７０１において、図１Ｂに示した試料観察システムの電源がオンとされて各部に電力の供給が開始される。すると、ＰＣ３では、ＲＯＭ３０２に予め格納されている所定の制御プログラムをＣＰＵ３０１が読み出して実行することで、図７の以降の処理を開始し、図３に例示したＧＵＩ画面を表示部５に表示させる。
【００４３】
次に、ステップ７０２において、ＰＣ３は、開口絞り１１２の現在の開口径、ズームレンズ群１１１の現在の倍率、及び、顕微鏡１の光学系の光軸上に現在配置されている対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類を取得する処理を行う。すなわち、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、まず、開口絞り１１２の現在の開口径の取得指示を制御部２に与え、絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａから得た開口径を示す値を制御部２から取得して、ＲＡＭ３０３のＡＳ＿ｐｏｓ番地に格納する処理を行う。また、ＣＰＵ３０１は、ズームレンズ群１１１の現在の倍率の取得指示を制御部２に与え、ズームレンズＩ／Ｆ部２０４ｂから得た倍率を示す値を制御部２から取得して、ＲＡＭ３０３のｚｏｏｍ＿ｐｏｓ番地に格納する処理を行う。更に、ＣＰＵ３０１は、顕微鏡１の光学系の光軸上に現在配置されている対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類の取得指示を制御部２に与え、レボルバＩ／Ｆ部２０４ｃから得た当該種類を示す値を制御部２から取得して、ＲＡＭ３０３のｒｅｖｏ＿ｐｏｓ番地に格納する処理を行う。
【００４４】
次に、ステップ７０３において、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、カメラ画像転送スタートの指示をカメラ１１４へ送信して試料１０１の像の撮像の開始を指示する処理を行う。このとき、カメラ１１４は撮像を開始して得られた画像をＰＣ３に転送する。ＰＣ３は、カメラ１１４から画像を受け取ったときには、表示部５で表示中のＧＵＩ画面におけるカメラ画像表示部３０００に嵌め込んで表示する処理を行う。
【００４５】
その後、試料１０１の斜め方向からの観察のため、観察者は、鏡筒部１０６を傾けると共に、そのときの傾き角度を、表示部５に表示中のＧＵＩ画面における角度入力部３００１を利用してＰＣ３に指定する。ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、ステップ７０４において、この指定結果を取得して、ＲＡＭ３０３のａｎｇｌｅ＿ｐｏｓ番地に格納する処理を行う。
【００４６】
次に、ステップ７０５において、ＰＣ３は、開口絞り１１２の適切な開口径の値を取得する処理を行う。すなわち、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、まず、ＲＡＭ３０３におけるｚｏｏｍ＿ｐｏｓ番地の値とｒｅｖｏ＿ｐｏｓ番地の値との積を算出して顕微鏡１の現在の観察倍率ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｐｏｓを取得する処理を行う。続いて、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に予め格納されている、図５に例示した開口径表を参照し、取得した顕微鏡１の現在の観察倍率ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｐｏｓとＲＡＭ３０３におけるａｎｇｌｅ＿ｐｏｓ番地の値とから、当該開口径表においてこれらの値に対応する開口径の値を取得する処理を行う。この処理によれば、例えば、ズームレンズ群１１１の現在の倍率が３倍であり、対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類が１倍である低倍対物レンズ１０５ａであった場合に、傾き角度の指定が６０°であったならば、図５のテーブルからは、開口絞り１１２の適切な開口径の割合として、『６０』が得られる。
【００４７】
次に、ステップ７０６では、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、開口絞り１１２の開口径を前ステップで取得した値とする指示を制御部２へ与える処理を行う。制御部２は、この指示を受け取ると、この指示に対応する駆動指示を絞り駆動Ｉ／Ｆ部２０４ａに与えて、開口絞り１１２の開口径を前ステップで取得した割合になるようにモータを駆動させる。
【００４８】
以上のステップ７０６の処理を終えたときには、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、ステップ７０４へと処理を戻し、以降、上述した処理を繰り返し行う。
以上の制御処理をＰＣ３が行うことにより、開口絞り１１２の開口径を、鏡筒部１０６の回動に応じて変化させることが可能となり、顕微鏡１の被写界深度が変更される。その結果、鏡筒部１０６を回動させても顕微鏡１の視野全体でピントが合うので、試料１０１を斜め方向から観察する際にも観察位置を迅速に認識することができ、高い操作性の提供が可能となる。
【００４９】
次に図８について説明する。図８は、図１Ｂに示した試料観察システムにおける電気系統の構成の第二の例を示している。
この図８の構成は、焦準部駆動モータ４０１と照準部Ｉ／Ｆ４０２とが追加されていることを除けば、図２に示した構成の第一の例と同一である。従って、ここでは、同一の構成要素についての説明を省略する。
【００５０】
図８の構成では、顕微鏡１の光学系の光軸方向に鏡筒部１０６を上下させる焦準部駆動モータ４０１と、不図示のオートフォーカス機構とが、顕微鏡１の鏡筒部１０６に更に備えられている。
【００５１】
また、制御部２には、焦準部駆動モータ４０１を駆動させるための焦準部Ｉ／Ｆ４０２が備えられている。焦準部Ｉ／Ｆ４０２は、ＣＰＵ２０１からの駆動指示に応じて焦準部駆動モータ４０１を指定の方向及び駆動量で駆動させる不図示のドライバと、この焦準部駆動モータ４０１の現在の駆動位置を特定する不図示の現在位置カウンタとより構成されている。
【００５２】
次に図９について説明する。図９は、図８に示した電気系統の構成の下でＰＣ３によって行われる制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
図９にけるステップ８０１からステップ８０６にかけての処理は、図７に示した制御処理におけるステップ７０１からステップ７０６にかけての処理と同一であるので、説明は省略する。
【００５３】
ステップ８０６の処理の終了に続き、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、ステップ８０７の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ３０１は、ステップ８０７において、同軸落射光源１０８の光量を上げる旨の指示を制御部２へ与える処理を行う。制御部２のＣＰＵ２０１は、この指示を受け取ると、この指示に対応する駆動指示を絞り光源Ｉ／Ｆ部２０４ｄに与えて、同軸落射光源１０８から発せられる光の光量を上げる制御を行う。なお、この処理は、ステップ８０６の処理により開口絞り１１２が絞られたことによる光量の減少を補償するためのものである。
【００５４】
以降のステップ８０８からステップ８１０にかけての処理は、カメラ１１４で撮像した画像のコントラストが最大となるように鏡筒部１０６を上下動させることで、試料１０１に顕微鏡１の光学系のピントを合わせる、いわゆるコントラストＡＦ（オートフォーカス）機能を実現させるための処理である。
【００５５】
すなわち、まず、ステップ８０８では、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、顕微鏡１の光学系の光軸方向に鏡筒部１０６を所定量上下動させる旨の指示を制御部２へ与える処理を行う。制御部２のＣＰＵ２０１は、この指示を受け取ると、この指示に対応する駆動指示を焦準部Ｉ／Ｆ４０２に与えて焦準部駆動モータ４０１を駆動させて鏡筒部１０６を上下動させ、当該光軸上の対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂと、ステージ１０２の載置面上に載置されている試料１０１との相対距離を変化させる制御を行う。
【００５６】
次に、ステップ８０９では、ＰＣ３のＣＰＵ３０１は、カメラ１１４から転送されてくる試料１０１の撮像画像をキャプチャする処理を行う。そして、続くステップ８１０において、キャプチャした画像が、試料１０１にピントの合ったものとなっているか否かを判定する処理を行う。なお、この判定は、キャプチャした画像のコントラスト値が最大となっているか否かを以って行う。ここで、ＣＰＵ３０１は、キャプチャした画像が、試料１０１にピントの合ったものであったと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、オートフォーカスのための処理を終了してステップ８０４へと処理を戻し、以降、上述した処理を繰り返し行う。一方、ＣＰＵ３０１は、キャプチャした画像が、試料１０１にピントの合ったものではないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、ステップ８０８へと処理を戻し、鏡筒部１０６を更に所定量上下動させるための処理を行った上で、再度ステップ８０９及び８１０の処理を行う。
【００５７】
以上の制御処理をＰＣ３が行うことにより、開口絞り１１２の開口径を、鏡筒部１０６の回動に応じて変化させることが可能となり、更に、鏡筒部１０６の回動後にオートフォーカスが自動的に実行されて試料１０１にピントを合わせるので、より高い操作性の提供が可能となる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、対物レンズ１０５ａと対物レンズ１０５ｂとの切り替えを無くすと共に、ズームレンズ群１１１の倍率を固定とし、開口絞り１１２の開口径の制御を、顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度のみに基づいて行うようにすることができる。また、対物レンズ１０５ａと対物レンズ１０５ｂの切り替えのみをなくし、開口絞り１１２の開口径の制御を、顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度とズームレンズ群１１１の倍率とに基づいて行うようにすることもできる。更には、ズームレンズ群１１１の倍率のみを固定とし、開口絞り１１２の開口径の制御を、顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度と対物レンズ１０５ａ若しくは１０５ｂの種類とに基づいて行うようにすることもできる。
【００５９】
また、図７に示した制御処理において、開口絞り１１２の開口径の制御後に、当該制御で開口絞り１１２を絞ったことによる光量低下の補償のために、図９に示した制御処理と同様に、同軸落射光源１０８の光量を増加させるようにしてもよい。
【００６０】
また、図１Ａに示した顕微鏡１は、鏡筒部１０６の回動を観察者が手動で行うようにしているが、この代わりに、回動支持部１０７に回動モータを設け、鏡筒部１０６の回動を電動にしてもよい。また、鏡筒部１０６の回動による顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度を検出するセンサを顕微鏡１に設けることで、傾き角度のＰＣ３への入力を手動で行う代わりに、当該センサの検出結果をＰＣ３が直接受け取って開口絞り１１２の開口径の制御を自動的に行うようにしてもよい。
【００６１】
また、例えば図１０のようなチルトステージ１０００を用いて試料１０１側を回動可能とする一方で鏡筒部１０６を固定し、チルトステージ１０００を回動させることで、試料１０１の載置面に対する顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度を変化させるようにしてもよい。なお、このようにする場合には、図３に示したＧＵＩ画面における角度入力部３００１への入力は、チルトステージ１０００の傾斜角度を入力するようにすることは言うまでも無い。
【００６２】
また、開口絞り１１２の開口径の制御後に、当該制御で開口絞り１１２を絞ったことによる光量低下の補償を行うために、同軸落射光源１０８の光量を上げる代わりに、カメラ１１４のシャッター速度を下げてもよい。
【００６３】
また、図９の制御処理において、鏡筒部１０６の回動前後での取得画像の解像度の変化を避けるために、オートフォーカス制御処理の完了後に、同軸落射光源１０８の光量及び開口絞り１１２の開口径を、オートフォーカス制御処理の開始前の状態へ戻すようにしてもよい。
【００６４】
また、図５に示した開口径表を参照して開口絞り１１２の適切な開口径の値を得る代わりに、適切な開口径の値を、顕微鏡１の光学系の光軸の傾き角度と顕微鏡１の観察倍率とより算出する算出式を予め求めておき、この算出式に数値を代入して計算することで、適切な開口径の値を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】本発明を実施する顕微鏡の構成を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した顕微鏡を含む試料観察システムの構成を示している。を示す図である。
【図２】図１Ｂに示した試料観察システムにおける電気系統の構成の第一の例を示す図である。
【図３】ＧＵＩ画面の例を示している。
【図４】ＰＣ内のＲＡＭにおける格納データの例を示した図である。
【図５】開口径表の例を示す図である。
【図６】適切な開口径を説明する図である。
【図７】図２に示した電気系統の構成の下でＰＣによって行われる制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図８】図１Ｂに示した試料観察システムにおける電気系統の構成の第二の例を示す図である。
【図９】図８に示した電気系統の構成の下でＰＣによって行われる制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１０】チルトステージの例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  顕微鏡
２  制御部
３  ＰＣ
４  操作部
５  表示部
１０１  試料
１０２  ステージ
１０３  レボルバ
１０４  マウンタ
１０５ａ、１０５ｂ  対物レンズ
１０６  鏡筒部
１０７  回動支持部
１０８  同軸落射光源
１０９  照明光学系
１１０  ハーフミラー
１１１  ズームレンズ群
１１２  開口絞り
１１３  結像レンズ
１１４  カメラ
１１５  開口絞り駆動モータ
１１６  顕微鏡ケーブル
１１７  制御部ケーブル
１１８  操作部ケーブル
１１９  カメラケーブル
１２０  表示部ケーブル
２０１、３０１  ＣＰＵ
２０２、３０２  ＲＯＭ
２０３、３０３  ＲＡＭ
２０４ａ  絞り駆動Ｉ／Ｆ部
２０４ｂ  ズームレンズＩ／Ｆ部
２０４ｃ  レボルバＩ／Ｆ部
２０４ｄ  光源Ｉ／Ｆ部
２０４ｅ  ＰＣＩ／Ｆ部
２０５、３０５  バス線
３０４ａ  操作部Ｉ／Ｆ部
３０４ｂ  制御部Ｉ／Ｆ部
３０４ｃ  表示部Ｉ／Ｆ部
３０４ｄ  カメラＩ／Ｆ部
４０１  焦準部駆動モータ
４０２  焦準部駆動Ｉ／Ｆ
１０００  チルトステージ
３０００  カメラ画像表示部
３００１  角度入力部
３００２  倍率調整スクロール部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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