(57)【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、
前記標本に照射する照明光を射出する照明用光源と、
前記照明用光源から射出された前記照明光を分光して前記標本に照射するとともに、該分光した光が照射された前記標本からの光を干渉させる微分干渉観察光学系と、
前記微分干渉観察光学系により生成された干渉像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した干渉像の画像データを記憶する画像データ記憶部、および干渉によって現れる干渉色のうち、代表的な干渉色である代表干渉色を記憶する代表干渉色記憶部を有する記憶部と、
前記代表干渉色の代表干渉色画像を取得して、該代表干渉色画像を配列してカラーバーを作成するカラーバー作成部と、
前記カラーバーを表示する表示部と、
前記表示部上の前記カラーバーに対して選択する代表干渉色画像の選択指示情報を入力する入力部と、
前記入力部からの選択指示情報に応じて、リタデーション調整を行うリタデーション調整部と、
を備え、
前記カラーバー作成部は、前記画像データ記憶部に記憶された前記画像データが前記代表干渉色記憶部に記憶されている前記代表干渉色であるか否かを判断し、前記画像データが前記代表干渉色であると判断された場合、判断されたそれぞれの画像データに対応する前記代表干渉色画像を配列してカラーバーを作成する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記微分干渉観察光学系は、
前記照明光の光路に挿入され、該照明光を単一の振動面をもつ直線偏光にするポラライザと、
前記対物レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能であって、前記直線偏光を互いに直交する振動面をもつ２つの直線偏光に分解して射出するとともに、該射出された前記２つの直線偏光を照射した前記標本からの前記２つの直線偏光に応じた２つの光を、単一の振動面に統合して干渉させるノマルスキープリズムと、
前記ノマルスキープリズムを通過した光のみを通過させるアナライザと、
からなり、
前記ノマルスキープリズムの前記対物レンズの光軸と垂直な方向の移動を制御する駆動制御部をさらに備え、
前記カラーバー作成部は、前記代表干渉色画像を前記ノマルスキープリズムの移動方向に対応付けて配列す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】
前記記憶部は、前記駆動制御部によって駆動される前記ノマルスキープリズムの位置情報を記憶する位置情報記憶部を有し、
前記ノマルスキープリズムの移動に伴って順次取得される前記干渉像の画像データに基づいて、該干渉像の干渉色が最も暗い画像データであるかを判断する画像処理部をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記画像処理部が前記干渉像の干渉色が最も暗い画像データであると判断した場合、該画像データを取得した前記ノマルスキープリズムの位置を原点として設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記記憶部は、前記駆動制御部によって駆動される前記ノマルスキープリズムの位置情報を記憶する位置情報記憶部を有し、
前記リタデーション調整部は、前記入力部によって選択される前記カラーバーの画像を取得した前記位置情報に基づいて、前記ノマルスキープリズムの移動における原点を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記入力部は、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付けるタッチパネルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記表示部の表示態様を制御する表示制御部をさらに備え、
前記表示制御部は、
前記入力部によって指示された代表干渉色画像と、
前記入力部によって指示された代表干渉色画像に対応する代表干渉色近傍の干渉色の干渉色画像と、
を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光の干渉を利用して位相の差（リタデーション）を色彩のコントラストに変換する微分干渉観察を行う顕微鏡システ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】
また、電子デバイスに用いられるシリコンウエハなどの製造工程では、光の干渉を利用して位相の差（リタデーション）を色彩のコントラストに変換する微分干渉観察法を用いて、例えば透明膜の傷や透明膜の厚みのバラツキなどといった製造上の欠陥の有無の検査が行われている。
【０００４】
微分干渉観察法では、光学顕微鏡が備えている通常の光学系（照明レンズ、対物レンズ、結像レンズ）と、ポラライザ、ノマルスキープリズム、アナライザ等の光学素子とを用いて、微分干渉観察光学系を形成する。ポラライザは、照明光の光路に挿入され、照明光を特定方向（単一の振動面）の直線偏光にする。
【０００５】
ノマルスキープリズムは、このポラライザを透過した直線偏光を、振動方向が互いに直交している（互いに直交する振動面をもつ）２つの直線偏光に分解して射出するとともに、この２つの直線偏光を照射した標本からの２つの光を再び単一の振動面に統合して干渉させる微分干渉プリズムである。標本からの２つの光は、微分干渉プリズムによって干渉し、干渉像を生成する。微分干渉プリズムによって干渉した光のうち、ある波長の光は強め合い、ある波長の光は打ち消される。この光の組成変化によって現れる色を干渉色という。
【０００６】
アナライザは、ノマルスキープリズムを通過して統合された光のみを通過させ、それ以外の光を遮断する。アナライザは、干渉像の振動方向に平行な向き、すなわちポラライザと直交する向きに配置される。
【０００７】
微分干渉観察法による顕微鏡システムとして、ポラライザ、アナライザ、またはノマルスキープリズムを電動で駆動させるためのアクチュエータを備え、観察者が操作部を操作することでこれらの光学素子を駆動させることができる光学顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この光学顕微鏡では、観察者が微分干渉観察法を選択すると、制御部がアクチュエータに駆動指示を出してこれらの光学素子を光路に挿入させる。その後、観察者が操作部を操作してリタデーションの調整を行う指示を出すと、制御部がアクチュエータに駆動指示を出してノマルスキープリズムを移動させ、リタデーションの調整が行われる。
【０００８】
また、ノマルスキープリズムを電動で駆動させるためのアクチュエータを備え、観察者による操作により、位置情報と干渉色との対応関係を記憶したテーブルを参照して代表的な干渉色に自動で移動させるとともに、干渉色の微調整を行い、標本ごとのリタデーション位置の再現を容易に行うことができる光学顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。この光学顕微鏡により、特許文献１と比して、リタデーションの調整を一段と容易に行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−３２５２８１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、微分干渉観察法を用いた検査では、検査対象によっては特定の干渉色のみで検出することが可能な形状もあるため、リタデーション位置の設定（原点位置の設定）が重要となる。しかしながら、上述した特許文献２が開示する光学顕微鏡は、位置情報と干渉色との対応関係を記憶したテーブルを参照してノマルスキープリズムを移動させるため、位置情報と干渉色との対応関係が、ノマルスキープリズムを装置に組み付けた際に生じる装置間の差、または標本ごとによる固体差に対応しない場合が生じる。これにより、アクチュエータにより移動されたノマルスキープリズムの位置が所望の位置に配置されず、微調整を行わなければならなかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、微分干渉観察行う顕微鏡装置のリタデーション調整において、最適なリタデーション位置を高精度に設定できる顕微鏡システ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】
【００１２】
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、前記標本に照射する照明光を射出する照明用光源と、前記照明用光源から射出された前記照明光を分光して前記標本に照射するとともに、該分光した光が照射された前記標本からの光を干渉させる微分干渉観察光学系と、前記微分干渉観察光学系により生成された干渉像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した干渉像の画像データを記憶する画像データ記憶部、および干渉によって現れる干渉色のうち、代表的な干渉色である代表干渉色を記憶する代表干渉色記憶部を有する記憶部と、前記代表干渉色の代表干渉色画像を取得して、該代表干渉色画像を配列してカラーバーを作成するカラーバー作成部と、前記カラーバーを表示する表示部と、前記表示部上の前記カラーバーに対して選択する代表干渉色画像の選択指示情報を入力する入力部と、前記入力部からの選択指示情報に応じて、リタデーション調整を行うリタデーション調整部と、を備え、前記カラーバー作成部は、前記画像データ記憶部に記憶された前記画像データが前記代表干渉色記憶部に記憶されている前記代表干渉色であるか否かを判断し、前記画像データが前記代表干渉色であると判断された場合、判断されたそれぞれの画像データに対応する前記代表干渉色画像を配列してカラーバーを作成することを特徴とする。
【００１３】
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、前記微分干渉観察光学系は、前記照明光の光路に挿入され、該照明光を単一の振動面をもつ直線偏光にするポラライザと、前記対物レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能であって、前記直線偏光を互いに直交する振動面をもつ２つの直線偏光に分解して射出するとともに、該射出された前記２つの直線偏光を照射した前記標本からの前記２つの直線偏光に応じた２つの光を、単一の振動面に統合して干渉させるノマルスキープリズムと、前記ノマルスキープリズムを通過した光のみを通過させるアナライザと、からなり、前記ノマルスキープリズムの前記対物レンズの光軸と垂直な方向の移動を制御する駆動制御部をさらに備え、前記カラーバー作成部は、前記代表干渉色画像を前記ノマルスキープリズムの移動方向に対応付けて配列することを特徴とする。
【００１４】
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、前記記憶部は、前記駆動制御部によって駆動される前記ノマルスキープリズムの位置情報を記憶する位置情報記憶部を有し、前記ノマルスキープリズムの移動に伴って順次取得される前記干渉像の画像データに基づいて、該干渉像の干渉色が最も暗い画像データであるかを判断する画像処理部をさらに備え、前記駆動制御部は、前記画像処理部が前記干渉像の干渉色が最も暗い画像データであると判断した場合、該画像データを取得した前記ノマルスキープリズムの位置を原点として設定することを特徴とする。
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、前記記憶部は、前記駆動制御部によって駆動される前記ノマルスキープリズムの位置情報を記憶する位置情報記憶部を有し、前記リタデーション調整部は、前記入力部によって選択される前記カラーバーの画像を取得した前記位置情報に基づいて、前記ノマルスキープリズムの移動における原点を設定することを特徴とする。
【００１５】
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、前記入力部は、外部からの物体の接触位置に応じた入力を受け付けるタッチパネルであることを特徴とする。
【００１６】
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、前記表示部の表示態様を制御する表示制御部をさらに備え、前記表示制御部は、前記入力部によって指示された代表干渉色画像と、前記入力部によって指示された代表干渉色画像に対応する代表干渉色近傍の干渉色の干渉色画像と、を前記表示部に表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、設定された代表干渉色に対応する画像を配列することによって作成されたカラーバーにおける代表干渉色画像の選択情報に基づいてリタデーション調整を行うようにしたので、微分干渉観察行う顕微鏡装置のリタデーション調整において、最適なリタデーション位置を高精度に設定できるという効果を奏する。
【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表示入力部の一例を示す図である。
【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が行う処理の概要を示すフローチャートである。
【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が行う表示処理の一態様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示すフローチャートである。
【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示すフローチャートである。
【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表示処理の一態様を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態の変形例にかかる顕微鏡システムが行う表示処理の一態様を示す模式図である。
【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、制御端末７を介して撮像装置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が載置されるステージ２１と、側面視略Ｃ字状をなし、ステージ２１を支持するとともに、レボルバ２２を介して対物レンズ２３を保持する顕微鏡本体部２４と、標本試料Ｓに光を照射する落射照明用光源２５と、を備える。
【００２３】
ステージ２１は、ＸＹＺ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。また、ステージ２１は、モータ２１２によってＺ方向に移動自在である。ステージ２１は、顕微鏡制御部３の制御のもと、図示しないＺ位置の原点センサによってステージ２１のＺ方向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２１２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、焦準移動はステージをＺ方向に動かすだけでなく、対物レンズ２３または対物レンズ２３を含む観察光学系を上下動させることで行ってもよい。
【００２４】
レボルバ２２は、顕微鏡本体部２４に対してスライド自在または回転自在に設けられ、対物レンズ２３を標本Ｓの上方に配置する。レボルバ２２は、電動レボルバ等を用いて構成される。レボルバ２２は、マウンタ２２１によって倍率（観察倍率）が異なる複数の対物レンズ２３を保持する。レボルバ２２は、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２３を択一的に切換えるため、マウンタ２２１をスライドまたは回転させるレボルバ駆動部２２２と、レボルバ２２の接続状態等を検出するレボルバ検出部２２３と、を有する。
【００２５】
レボルバ駆動部２２２は、顕微鏡制御部３の制御のもと、マウンタ２２１をスライドまたは回転させる。レボルバ検出部２２３は、レボルバ２２が顕微鏡本体部２４に接続されていることを検知するレボルバ接続センサ（図示せず）と、対物レンズ２３が観察光の光路上に挿入された対物レンズ２３の種類を識別するレボルバセンサ（図示せず）と、対物レンズ２３が観察光の光路上に挿入されたことを検知する移動完了センサ（図示せず）と、を有する。レボルバ検出部２２３は、各種センサが検出した検出結果を顕微鏡制御部３へ出力する。
【００２６】
なお、レボルバ２２に代えて、ノーズピースを用いる構成であってもよい。ノーズピースは、対物レンズの光軸に直交する方向にスライド自在に設けられたスライダを介して、所望の対物レンズ２３を標本Ｓの上方に配置することができる。ノーズピースは、スライダによって倍率（観察倍率）が異なる複数の対物レンズ２３を保持する。ノーズピースは、顕微鏡制御部３の制御のもと、スライダを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２３を択一的に切換えることができる。
【００２７】
対物レンズ２３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２３１（以下、「低倍対物レンズ２３１」という）と、１０倍，２０倍，４０倍の低倍対物レンズ２３１の倍率に対して高倍率である対物レンズ２３２（以下、「高倍対物レンズ２３２」という）とを少なくとも一つずつマウンタ２２１に装着される。なお、低倍対物レンズ２３１および高倍対物レンズ２３２の倍率は一例であり、高倍対物レンズ２３２が低倍対物レンズ２３１に対して高ければよい。
【００２８】
顕微鏡本体部２４は、ファイバー２５１を介して落射照明用光源２５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２４１と、落射照明光Ｌ１の光路を対物レンズ２３の光軸に沿って偏向させるハーフミラー２４２と、対物レンズ２３およびハーフミラー２４２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２４３とが内部に設けられている。
【００２９】
また、顕微鏡本体部２４は、照射レンズ２４１とハーフミラー２４２との間に設けられるポラライザ２４４と、ハーフミラー２４２と対物レンズ２３との間に設けられるノマルスキープリズム２４５（以下、「プリズム２４５」という）と、ハーフミラー２４２と結像レンズ２４３との間に設けられるアナライザ２４６とが設けられている。このポラライザ２４４、プリズム２４５およびアナライザ２４６によって微分干渉観察光学系を形成する。ポラライザ２４４は、落射照明光Ｌ１の光路に挿入され、落射照明光Ｌ１を特定方向（単一の振動面）の直線偏光にする。ポラライザ２４４は、制御端末７の制御のもと、モータ２４４ａの駆動によって移動する。
【００３０】
プリズム２４５は、ポラライザ２４４を透過し、ハーフミラー２４２によって偏向された直線偏光を、振動方向が互いに直交している（互いに直交する振動面をもつ）２つの直線偏光に分解して射出するとともに、この２つの直線偏光を照射した標本Ｓからの２つの光を再び単一の振動面に統合して干渉させる微分干渉プリズムである。標本Ｓからの２つの光は、微分干渉プリズムによって干渉し、干渉像を生成する。プリズム２４５は、制御端末７の制御のもと、モータ２４５ａの駆動によって移動する。また、顕微鏡本体部２４には、このプリズム２４５が検出位置に配置された場合にプリズム２４５を検出するプリズム検出部２４５ｂが設けられている。なお、落射照明の場合には１つのノマルスキープリズムが照明光と観察法用とを兼ねるが、透過照明の場合には１対のノマルスキープリズムが必要となる。
【００３１】
アナライザ２４６は、プリズム２４５を通過して統合された光のみを通過させ、それ以外の光を遮断する。アナライザ２４６は、干渉像の振動方向に平行な向き、すなわちポラライザ２４４と直交する向きで配置される。アナライザ２４６は、制御端末７の制御のもと、モータ２４６ａの駆動によって移動する。
【００３２】
なお、ハーフミラー２４２とプリズム２４５との間に、標本Ｓを拡大するズームレンズ機構を有してもよい。ズームレンズ機構は、例えば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、ズームレンズ機構の倍率を変更することができる。
【００３３】
落射照明用光源２５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２５は、ファイバー２５１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。
【００３４】
落射照明光Ｌ１は、照明レンズ２４１、ハーフミラー２４２、微分干渉観察光学系および対物レンズ２３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２３、ハーフミラー２４２および結像レンズ２４３を経て撮像装置４に入射する。
【００３５】
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、レボルバ駆動部２２２を駆動することにより、マウンタ２２１をスライドまたは回転させて観察光Ｌ２の光路上に配置する対物レンズ２３を切換える切換処理、モータ２１１またはモータ２１２を駆動することにより、ステージ２１の駆動処理、モータ２４４ａ、モータ２４５ａおよびモータ２４６ａを駆動することにより、ポラライザ２４４、プリズム２４５およびアナライザ２４６からなる微分干渉観察光学系の駆動処理、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。顕微鏡制御部３は、顕微鏡装置２を構成する各部の状態、たとえばステージ２１の位置情報（ＸＹ位置、Ｚ位置）およびレボルバ２２に装着された対物レンズ２３の種類情報等を制御端末７に出力する。
【００３６】
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２４３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。なお、本実施の形態では、撮像装置４が撮像部として機能する。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、ステージ２１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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、表示通信部６１を介して制御端末７へ出力する。たとえば、図３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の各種操作情報や、撮像装置４によって連続して生成された画像データに対応するライブ画像、または撮像装置４によって撮像した撮像画像を画像表示領域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１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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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、得られた画像データの撮像位置等を示す位置情報を記憶する位置情報記憶部７３２と、微分干渉観察光学系によって得られる干渉色のうち、代表干渉色として設定された干渉色を記憶する代表干渉色記憶部７３３と、を有する。また、記憶部７３は、表示入力部６のタッチパネル６３から入力される接触位置を示す位置信を号一時的に記憶する。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、カラーバー作成部７４４と、リタデーション調整部７４５と、を有する。
【００５０】
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。
【００５１】
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、微分干渉観察光学系）を駆動する駆動制御を行う。
【００５２】
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、撮像装置４が生成するライブ画像や、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、制御通信部７１、表示通信部６１を介して表示部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の操作情報等を、制御通信部７１、表示通信部６１を介して表示部６２に表示させる。
【００５３】
カラーバー作成部７４４は、画像データから代表干渉色記憶部７３３に記憶されている代表干渉色の画像（代表干渉色画像）について、プリズム２４５の移動量に応じた順で画像を並べて合成したカラーバーを作成する。
【００５４】
リタデーション調整部７４５は、カラーバー作成部７４４が作成したカラーバーの代表干渉色画像に対する選択指示情報（選択指示信号の入力）に応じて、リタデーション調整を行う。
【００５５】
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、制御通信部７１、表示通信部６１を介して表示部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。また、顕微鏡システム１は、入力部７２やタッチパネル６３から入力される信号に基づいて、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。さらに、顕微鏡システム１は、カラーバー作成部７４４によって作成されたカラーバーを用いて、入力部７２やタッチパネル６３から入力される信号に基づいて微分干渉観察光学系を駆動処理して、リタデーションの調整を行う。
【００５６】
つぎに、リタデーションの調整を行うためのカラーバー生成処理について説明する。図４は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行うカラーバー生成処理の概要を示すフローチャートである。
【００５７】
カラーバー生成処理では、まず、制御部７４の制御のもと、０次暗黒点設定処理を行う（ステップＳ１０１）。この０次暗黒点設定処理では、装置毎の差を補正するため、制御部７４が、プリズム２４５が移動するための原点としての０次暗黒点の設定を行う。０次暗黒点設定処理によって、各干渉色（画像データ）とその座標（位置情報）を対応付けて記憶部７３の画像データ記憶部７３１および位置情報記憶部７３２にそれぞれ記憶させる。
【００５８】
ここで、本実施の形態で用いる０次暗黒点とは、例えば干渉像の背景色（干渉色）が最も暗い画像のことを指す。なお、微分干渉により得られる像（干渉像）は、位相の異なる２つの明視野像の合成像であって、各明視野像の位相差が、波長の１／２に近づくほど、得られる像（合成像）は暗いものとなる。０次暗黒点設定処理では、例えば、目視において最も暗く見える像や、画像全体として最も輝度値の小さい画像を０次暗黒点として設定する。
【００５９】
制御部７４は、０次暗黒点設定処理後、カラーバー作成処理を行う（ステップＳ１０２）。カラーバー作成処理では、カラーバー作成部７４４によって、リタデーション調整に用いるカラーバーの作成を行う。このカラーバー作成処理では、得られた画像が代表干渉色記憶部７３３に記憶されている代表干渉色であるかを識別して、代表干渉色であればその代表干渉色画像を取得し、この取得した代表干渉色画像を、プリズム２４５の移動方向に沿って配列することによってカラーバーを作成する。
【００６０】
図５は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行うカラーバー表示の一態様を示す模式図である。カラーバー８は、図５に示すように、それぞれ代表干渉色にそれぞれ該当する代表干渉色画像Ｇ１〜Ｇ８がプリズム２４５の移動方向に対応して一列に配列されて合成されたものである。各代表干渉色画像Ｇ１〜Ｇ８は、同一標本、同一視野の画像であり、本実施の形態では、例えばこの視野内に特徴点Ｐが存在しているものとする。
【００６１】
ここで、０次暗黒点として選択する代表干渉色画像では、例えば、特徴点Ｐの形状等により、他の代表干渉色画像Ｇ１〜Ｇ４，Ｇ６〜Ｇ８の特徴点Ｐと比して、代表干渉色画像Ｇ５の特徴点Ｐの明るさが異なる場合がある。０次暗黒点として選択する画像は、上述したように、最も暗く見える像や、画像における最も輝度値の小さい点をもとに判断されるが、他の画像と比して異なる明るさの特徴部分を判断して選択することも可能である。
【００６２】
カラーバー作成処理後、制御部７４は、得られたカラーバーを表示画面上に表示する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部７４は、表示制御部７４３に指示して図５に示すカラーバー８を、図３に示す表示画面上に表示させる。
【００６３】
つづいて、ステップＳ１０１における０次暗黒点設定処理について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行う０次暗黒点設定処理の概要を示すフローチャートである。まず、駆動制御部７４２は、プリズム２４５をプリズム検出部２４５ｂのセンサ検出位置までプリズム２４５を移動させる（ステップＳ２０１）。駆動制御部７４２は、プリズム２４５をセンサ検出位置まで移動させると、この位置を０に設定する（ステップＳ２０２）。
【００６４】
駆動制御部７４２は、位置設定後、対物レンズ２３の光軸に対して直交する方向（ステージ２１の標本Ｓ載置面に平行な方向）にプリズム２４５を移動させる（ステップＳ２０３）。このとき、移動パルスのカウントを開始する。
【００６５】
このとき、画像処理部７４１は、プリズム２４５の移動に伴って順次得られる画像をもとに、０次暗黒点であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。このとき、駆動制御部７４２は、画像処理部７４１から０次暗黒点である画像を判定した旨の信号を受信するまで、プリズム２４５の移動処理を繰り返す（ステップＳ２０４：Ｎｏ）。
【００６６】
また、駆動制御部７４２は、画像処理部７４１から０次暗黒点である画像を判定した旨の信号を受信すると（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、移動パルスのカウントを終了させて移動パルス数を取得する（ステップＳ２０５）。制御部７４は、移動パルス数を記憶部７３に記憶するとともに（ステップＳ２０６）、０次暗黒点が得られた時点のプリズム２４５の位置（移動パルス数に対応する位置）を原点として設定する（ステップＳ２０７）。
【００６７】
また、制御部７４は、得られた移動パルス数をもとに、プリズム２４５の可動範囲の設定を行う（ステップＳ２０８）。制御部７４は、設定した原点および可動範囲を位置情報記憶部７３２に記憶させる。
【００６８】
つづいて、ステップＳ１０２におけるカラーバー作成処理について、図７を参照して説明する。図７は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行うカラーバー作成処理の概要を示すフローチャートである。まず、駆動制御部７４２は、プリズム２４５を０次暗黒点設定処理によって設定された可動範囲の一端までプリズム２４５を移動させる（ステップＳ３０１）。
【００６９】
駆動制御部７４２は、プリズム２４５を可動範囲の一端まで移動させた後、他端側にプリズム２４５を移動させる（ステップＳ３０２）。このとき、プリズム２４５の移動方向は、上述したように、対物レンズ２３の光軸に対して直交する方向（ステージ２１の標本Ｓ載置面に平行な方向）である。
【００７０】
このとき、駆動制御部７４２は、設定されたパルスごとにプリズム２４５を移動させる。制御部７４は、プリズム２４５が停止している間に撮像制御部５によって標本Ｓの撮像処理を行わせて、標本Ｓの画像を取得する（ステップＳ３０３）。
【００７１】
ここで、カラーバー作成部７４４は、得られた画像が代表干渉色であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。このとき、カラーバー作成部７４４が、得られた画像が代表干渉色でないと判断した場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、制御部７４は、ステップＳ３０２に移行して、プリズム２４５の移動および標本Ｓの撮像処理を行わせる。
【００７２】
また、得られた画像が代表干渉色である場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、制御部７４は、代表干渉色の代表干渉色画像の画像データとこの代表干渉色の位置とを記憶部７３に記憶させる（ステップＳ３０５）。その後、駆動制御部７４２は、プリズム２４５の位置が、可動範囲の他端であるか否かを判断し(ステップＳ３０６)、他端でなければステップＳ３０２に移行してプリズム２４５を移動させる（ステップＳ３０６：Ｎｏ）。
【００７３】
一方、駆動制御部７４２が、プリズム２４５の位置が、可動範囲の他端であると判断した場合(ステップＳ３０６：Ｙｅｓ)、カラーバー作成部７４４は、画像データ記憶部７３１を参照して各代表干渉色の代表干渉色画像を取得し、取得した各代表干渉色の代表干渉色画像をプリズム２４５の移動方向に対応させて配列して合成し、カラーバーを作成する（ステップＳ３０７）。
【００７４】
次に、作成されたカラーバーをもとに、リタデーション調整を行う処理について、図８，９を参照して説明する。図８は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行うリタデーション調整処理の概要を示すフローチャートである。図９は、本実施の形態にかかる顕微鏡システムが行うカラーバー表示の一態様を示す模式図である。
【００７５】
まず、リタデーション調整を行う指示入力画面として、上述したカラーバー作成処理によって作成されたカラーバー８と、このカラーバー８における代表干渉色画像の配列方向に沿って移動可能であり、ＧＵＩとして入力指示可能なスライダ８１と、が表示され、この表示画面上にタッチパネル６３が設けられている。観察者は、この指示入力画面において、タッチパネル６３を介して指示入力画面上のＧＵＩ（スライダ８１）を操作する（ステップＳ４０１）。
【００７６】
観察者は、ＧＵＩ（スライダ８１）を操作して、カラーバー８として配列されている代表干渉色である各画像のうち、０次暗黒点として選択する代表干渉色画像（ここでは、代表干渉色画像Ｇ５）にスライダ８１を移動させて、代表干渉色画像Ｇ５が０次暗黒点である旨の選択指示信号を入力する。制御部７４は、０次暗黒点である旨の選択指示信号を受けると、選択された代表干渉色画像Ｇ５を０次暗黒点の画像として設定し、リタデーション調整部７４５が、位置情報記憶部７３２を参照してこの画像Ｇ５に対応する位置を原点として設定することによってリタデーション調整を行う（ステップＳ４０２）。なお、このときにプリズム２４５の可動範囲の再設定を行ってもよい。
【００７７】
その後、駆動制御部７４２が、リタデーション調整後の原点位置を基準としてプリズム２４５を移動させるとともに、画像処理部７４１および表示制御部７４３が、この原点位置を基準として撮像された画像データに対応した画像表示を行う（ステップＳ４０３）。
【００７８】
上述した各処理によって、装置によって自動で設定された原点位置に基づいて作成されたカラーバーをもとに、観察者がこのカラーバーを確認して直感的に０次暗黒点を選択してリタデーション調整を行うことによって、一段と正確なリタデーション調整および原点の設定を行うことができる。
【００７９】
上述した本実施の形態によれば、設定された代表干渉色に対応する画像を配列することによって作成されたカラーバーにおける代表干渉色画像の選択情報に基づいてリタデーション調整を行うようにしたので、微分干渉観察行う顕微鏡装置のリタデーション調整において、最適なリタデーション位置を高精度に設定することができる。
【００８０】
図１０は、本実施の形態の変形例にかかる顕微鏡システムが行う表示処理の一態様を示す模式図である。上述した実施の形態では、観察者が、ＧＵＩ（スライダ８１）を操作して、０次暗黒点とする代表干渉色画像を選択するものとして説明したが、表示制御部７４３が、選択された代表干渉色画像に対して、選択された画像に対応する代表干渉色近傍の干渉色の干渉色画像、例えば、プリズム２４５の移動方向に沿って隣接する隣接画像Ｇ５１，Ｇ５２を表示部６２に表示させてもよい。
【００８１】
ここで、隣接画像Ｇ５１，Ｇ５２は、画像処理部７４１が、予め撮像された画像を位置情報および画像データ記憶部７３１を参照して抽出するものであってもよいし、画像Ｇ５が選択された旨の情報を受けた制御部７４が、駆動制御部７４２に対して、画像Ｇ５に隣接する位置にプリズム２４５を配置するよう指示するとともに、撮像制御部５に対して隣接画像Ｇ５１，Ｇ５２を撮像するよう制御し、隣接画像Ｇ５１、Ｇ５２を取得するようにしてもよい。
【００８２】
また、表示された画像Ｇ５１，Ｇ５２を０次暗黒点として選択することも可能であり、０次暗黒点として選択する画像の自由度を向上させることができる。なお、この画像表示および隣接画像の選択にかかる処理では、観察者が、スライダ８１を操作してカラーバー８における代表干渉色画像を選択し、表示された隣接画像Ｇ５１，Ｇ５２をタッチ（接触）することによって、０次暗黒点とする画像の選択指示信号を入力することができる。また、隣接画像の表示は、図１０のようにカラーバー８の上方に表示するものであってよいし、選択画像Ｇ５および隣接画像Ｇ５１，Ｇ５２をポップアップ表示するものであってもよい。
【００８３】
なお、上述した本実施の形態にかかるカラーバー作成処理において、カラーバー作成部７４４が、得られた画像ごとにこの画像が代表干渉色であるか否かを判断するものとして説明したが、駆動制御部７４２が、プリズム２４５を移動させる際に、可動範囲の一端から他端まで移動させ、この間に画像処理部７４１またはカラーバー作成部７４４がＣＣＤカメラ等で、干渉色が代表干渉色であるかを順次判断して、代表干渉色である場合にその位置情報を位置情報記憶部７３２が記憶するようにし、他端側までプリズム２４５を移動させた後、記憶した位置情報をもとに代表干渉色の画像を取得するようにしてもよい。
【００８４】
また、上述した本実施の形態にかかるリタデーション調整は、装置ごとに行うものであってもよいし、観察する標本ごとに行うものであってもよい。なお、カラーバーは対物レンズの透過率または瞳位置、標本の反射率によって変化するため、対物レンズおよび標本を変えた際にリタデーション調整を行うことが好ましい。ここで、対物レンズごとに０次暗黒点を対応付けたテーブルを記憶部７３が記憶し、制御部７４が、このテーブルを参照して使用する対物レンズに応じて、リタデーション調整部７４５にリタデーション調整を行わせてもよい。
【００８５】
また、上述した本実施の形態にかかるカラーバーは、代表干渉色画像である矩形の画像をプリズムの移動方向に沿って配列するものとして説明したが、代表干渉色画像の位置情報をもとに、隣接して配置される代表干渉色画像とのプリズム位置の距離に応じて、画像における配列方向の長さを変えて、各代表干渉色画像とプリズム位置との相対的な距離を表現するものとしてもよい。
【００８６】
また、上述した本実施の形態にかかる代表干渉色は、記憶部７３に記憶されている干渉色から選択されるものであってもよいし、色情報（例えば、画像中に存在する色）等から観察者によって任意に選択されるものであってもよい。
【００８７】
また、上述した本実施の形態では、原点として選択するカラーバーにおける代表干渉色画像が、干渉像の背景色が最も暗い画像である０次暗黒点であるものとして説明したが、選択される画像は０次暗黒点に限らず、観察者が任意に選択する干渉色の画像であってもよい。標本の種類等に応じて、リタデーション調整による原点位置を変更することも可能である。
【００８８】
また、上述した実施の形態では、タッチパネル６３を介して入力指示するものとして説明したが、入力部７２によって入力指示を行うものであってもよく、キーボードによる操作や、マウス、ジョイスティック等によって表示画面上のポインタを操作して入力指示を行うものであってもよい。
【００８９】
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、例えば、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。
【００９０】
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、例えば、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。
【００９１】
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、例えば、微分干渉観察光学系を形成し、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、例えば、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。
【００９２】
以上のように、本発明にかかる顕微鏡システムは、微分干渉観察行う顕微鏡装置のリタデーション調整において、最適なリタデーション位置を高精度に設定するのに有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１  顕微鏡システム
２  顕微鏡装置
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  レボルバ
２３  対物レンズ
２４  顕微鏡本体部
２５  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
２１１，２１２，２４４ａ，２４５ａ，２４６ａ  モータ
２２２  レボルバ駆動部
２２３  レボルバ検出部
２４１  照明レンズ
２４２  ハーフミラー
２４３  結像レンズ
２４４  ポラライザ
２４５  プリズム
２４５ｂ  プリズム検出部
２４６  アナライザ
７３１  画像データ記憶部
７３２  位置情報記憶部
７３３  代表干渉色記憶部
７４１  画像処理部
７４２  駆動制御部
７４３  表示制御部
７４４  カラーバー作成部
７４５  リタデーション調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
0005904737.tif 000009
【図９】
0005904737.tif 000010
【図１０】
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