(57)【要約】【課題】より短時間かつ高解像度で、ウェル内部を撮像する。【解決手段】標本Ｓからの蛍光を集光するために択一的に使用される複数の対物レンズ１７と、対物レンズ１７により集光された蛍光に基づいて標本Ｓの画像情報を取得する検出部２５と、標本Ｓの観察範囲を調整するとともに観察範囲を検出部２５による撮影範囲に対応する１以上の観察領域に区画する観察範囲調整部４３とを備え、観察範囲調整部４３が、標本Ｓを収容するマルチプレートのウェルの大きさに関する情報と対物レンズ１７の対物倍率に関する情報とに基づき、観察範囲にウェル全体を収めた上で、観察領域の数を最小にしつつ解像度が最も高くなる観察倍率を算出し、算出された観察倍率に基づいて観察範囲を調整する顕微鏡システム１を提供する。【選択図】図１
2018022072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本からの観察光を集光するために択一的に使用される複数の対物レンズと、
該対物レンズにより集光された前記観察光に基づいて前記標本の画像を取得する画像取得部と、
前記標本の観察範囲を調整するとともに該観察範囲を前記画像取得部による撮影範囲に対応する１以上の観察領域に区画する観察範囲調整部とを備え、
該観察範囲調整部が、前記標本を収容する容器の収容部の大きさに関する情報と前記対物レンズの対物倍率に関する情報とに基づき、前記観察範囲に前記収容部全体を収めた上で、前記観察領域の数を最小にしつつ解像度が最も高くなる観察倍率を算出し、算出された観察倍率に基づいて前記観察範囲を調整する顕微鏡システム。
【請求項２】
光源から発せられた照明光を前記標本上で走査させる走査部を備え、
前記観察範囲調整部が、前記観察倍率に基づいて前記走査部によるズーム倍率を変更する請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
変倍光学系を備え、
前記観察範囲調整部が、前記観察倍率に基づき前記変倍光学系のズーム倍率を変更する請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記複数の対物レンズが互いに異なる対物倍率を有し、
前記観察範囲調整部が、前記観察光の光路上に配置する前記対物レンズを変更する請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記観察光の光路上に配置されている前記対物レンズを使用する固定モードと、前記複数の対物レンズのいずれかを選択して使用する変動モードとを切り替え可能なモード切替部を備え、
前記観察範囲調整部が、前記固定モードでは前記観察光の光路上に配置されている前記対物レンズの対物倍率に基づいて前記観察範囲を区画し、前記変動モードでは前記複数の対物レンズの内、前記観察範囲に前記収容部全体が収められ、かつ前記観察領域の数が最小となる前記対物レンズの対物倍率に基づいて前記観察範囲を区画する請求項１から請求項４のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記標本を載置し、前記対物レンズの光軸に交差する方向に移動可能なステージと、
前記観察範囲調整部により区画される前記観察領域ごとに、その観察領域の中心に前記対物レンズの光軸が位置するように前記ステージを移動させるステージ制御部とを備える請求項１から請求項５のいずれか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、顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロプレート（マルチウェルプレート）のウェルに収容された生体標本を観察する顕微鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。マイクロプレートを使用したアプリケーションでは、標本の状態を把握するために、標本が収容されているウェルの内部をくまなく撮像する必要があり、そのためには、ウェルの形状に合わせた観察範囲を設定することが好ましい。また、生体標本を観察する場合は、撮像に要する時間が短いことが好ましく、また、生体標本の状態を正しく把握するためには、高解像度で撮像することが好ましい。
【０００３】
特許文献１に記載の顕微鏡は、ユーザが対物レンズの倍率を設定すると、ウェル内部の全体をくまなく観察するためのフルスキャン設定機能を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の顕微鏡では、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）上でユーザが選択した対物レンズの倍率を基準にして、観察範囲が自動的に設定される。そのため、観察範囲を分割する領域の数が、ウェル内部をくまなく撮像するために必要な最低数になるとは限らず、撮像に要する時間が最短とならない場合があるという不都合がある。
【０００６】
また、算出される領域の数が最低数になったとしても、ズーム倍率はウェル内部をくまなく撮像するのに必要な最大の倍率であるとは限らない。そのため、無駄な部分が画像化され、画像の解像度を上げきれていない場合があるという不都合がある。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、より短時間かつ高解像度で、ウェル内部を撮像することができる顕微鏡システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、標本からの観察光を集光するために択一的に使用される複数の対物レンズと、該対物レンズにより集光された前記観察光に基づいて前記標本の画像を取得する画像取得部と、前記標本の観察範囲を調整するとともに該観察範囲を前記画像取得部による撮影範囲に対応する１以上の観察領域に区画する観察範囲調整部とを備え、該観察範囲調整部が、前記標本を収容する容器の収容部の大きさに関する情報と前記対物レンズの対物倍率に関する情報とに基づき、前記観察範囲に前記収容部全体を収めた上で、前記観察領域の数を最小にしつつ解像度が最も高くなる観察倍率を算出し、算出された観察倍率に基づいて前記観察範囲を調整する顕微鏡システムである。
【０００９】
本態様によれば、観察範囲調整部により区画される観察範囲の観察領域ごとに、対物レンズにより標本からの観察光が集光されて、画像取得部により画像が取得される。
【００１０】
したがって、観察範囲調整部により算出される観察倍率に基づいて観察範囲を調整することで、収容部全体をくまなく観察するのに必要な観察領域の数を最小に抑え、かつ無駄な部分を撮像しなくて済むような観察範囲を設定することができる。これにより、より短時間かつ高解像度でウェル内部を撮像することができる。
【００１１】
上記態様においては、光源から発せられた照明光を前記標本上で走査させる走査部を備え、前記観察範囲調整部が、前記観察倍率に基づいて前記走査部によるズーム倍率を変更することとしてもよい。
走査部によるズーム倍率を小さくするほど照明光の走査範囲が広くなり、ズーム倍率を大きくするほど照明光の走査範囲が狭くなる。したがって、このように構成することで、走査部によるズーム倍率を変更するだけの簡易な構成で、観察範囲を容易に調整することができる。
【００１２】
上記態様においては、変倍光学系を備え、前記観察範囲調整部が、前記観察倍率に基づき前記変倍光学系のズーム倍率を変更することとしてもよい。
変倍光学系によるズーム倍率を小さくするほど観察範囲が広くなり、ズーム倍率を大きくするほど観察範囲が狭くなる。このように構成することで、変倍光学系によるズーム倍率を変更するだけの簡易な構成で、観察範囲を容易に調整することができる。
【００１３】
上記態様においては、前記複数の対物レンズが互いに異なる対物倍率を有し、前記観察範囲調整部が、前記観察光の光路上に配置する前記対物レンズを変更することとしてもよい。
観察範囲に容器全体を収める場合は、容器の大きさと使用する対物レンズの対物倍率との関係に応じて、観察範囲を区画する観察領域の数が決まるので、このように構成することで、観察光の光路上に配置する対物レンズの対物倍率に応じた観察領域の数で、観察範囲を区画することができる。
【００１４】
上記態様においては、前記観察光の光路上に配置されている前記対物レンズを使用する固定モードと、前記複数の対物レンズのいずれかを選択して使用する変動モードとを切り替え可能なモード切替部を備え、前記観察範囲調整部が、前記固定モードでは前記観察光の光路上に配置されている前記対物レンズの対物倍率に基づいて前記観察範囲を区画し、前記変動モードでは前記複数の対物レンズの内、前記観察範囲に前記収容部全体が収められ、かつ前記観察領域の数が最小となる前記対物レンズの対物倍率に基づいて前記観察範囲を区画することとしてもよい。
【００１５】
このように構成することで、固定モードではユーザが所望する対物レンズを使用し、変動モードでは備えられている複数の対物レンズの中で観察領域の数が最小になる対物レンズを使用して、ウェル全体をくまなく観察するのに必要な観察領域の数を最小に抑え、かつ無駄な部分を撮像しなくて済むような観察範囲を設定することができる。
【００１６】
例えば、変動モードのときに光路上に液浸対物レンズが設定された場合は、自動的に固定モードに切り替えられるようにしてもよい。また、光路上に液浸対物レンズが設定されているときは、ユーザは固定モードから変動モードに切り替えることができないようにしてもよい。一方、光路上にドライ対物レンズが設定されている場合は、ユーザは変動モードと固定モードのどちらでも選択することができるようにしてもよい。
【００１７】
上記態様においては、前記標本を載置し、前記対物レンズの光軸に交差する方向に移動可能なステージと、前記観察範囲調整部により区画される前記観察領域ごとに、その観察領域の中心に前記対物レンズの光軸が位置するように前記ステージを移動させるステージ制御部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、観察範囲調整部により区画される観察領域ごとに画像取得部により標本の画像を取得して、観察範囲全体に亘る画像を生成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、より短時間かつ高解像度で、ウェル内部を撮像することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムの概略構成図である。
【図２】図１のモニタに表示されるＧＵＩの一例を示す図である。
【図３】観察範囲調整部による処理を説明するブロック図である。
【図４】スキャナの最適なズーム倍率と対物レンズの最適な対物倍率の算出方法を説明するフローチャートである。
【図５】（ａ）はａ＝１となる対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図であり、（ｂ）はａ＝１となる対物倍率の他の対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図６】（ａ）はａ＝２となる対物倍率の対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図であり、（ｂ）はａ＝２となる対物倍率の他の対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図７】従来の顕微鏡システムを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図８】図１の顕微鏡システムにより対物変動モードで１．２５倍ドライの対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図９】図１の顕微鏡システムにより対物変動モードで４倍ドライの対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図１０】観察範囲調整部による処理を説明するブロック図である。
【図１１】スキャナの最適なズーム倍率の算出方法を説明するフローチャートである。
【図１２】従来の顕微鏡システムを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図１３】図１の顕微鏡システムにより対物固定モードで４倍ドライの対物レンズを使用した場合の観察範囲の一例を示す図である。
【図１４】上記実施形態の変形に係る顕微鏡システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムについて図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１は、図１に示すように、顕微鏡本体３と、顕微鏡本体３を制御する制御ＰＣ５と、各種情報や画像を表示するモニタ７とを備えている。制御ＰＣ５には、ユーザに指示を入力させるマウスやキーボード等の入力部（図示略）が接続されている。
【００２１】
顕微鏡本体３は、標本Ｓを載置するステージ１１と、レーザ光（照明光）を発生するレーザ光源１３と、レーザ光源１３から発せられたレーザ光を走査させるスキャナ（走査部）１５と、スキャナ１５により走査されたレーザ光を標本Ｓに照射する一方、標本Ｓからの蛍光（観察光）を集光する複数の対物レンズ１７と、これら複数の対物レンズ１７を保持するレボルバ１９と、対物レンズ１７により集光されてレーザ光の光路を戻る蛍光をレーザ光の光路から分岐させるダイクロイックミラー２１と、ダイクロイックミラー２１によりレーザ光の光路から分岐された蛍光の内、標本Ｓにおける対物レンズ１７の焦点位置において発生した蛍光のみを通過させるピンホール２３と、ピンホール２３を通過した蛍光を検出して、その蛍光の輝度に応じた画像情報を出力する光電子増倍管等の検出部（画像取得部）２５とを備えている。
【００２２】
ステージ１１は、制御ＰＣ５の制御により、対物レンズ１７の光軸に交差するＸ，Ｙ方向に２次元的に移動することができるようになっている。
スキャナ１５としては、例えば、ガルバノスキャナやレゾナントスキャナ等が用いられる。このスキャナ１５は、制御ＰＣ５の制御により、レーザ光の走査範囲を広くしたり狭くしたりすることができるようになっている。
【００２３】
対物レンズ１７は、例えば、１．２５倍ドライ、４倍ドライ、１０倍ドライ、２０倍ドライ、２０倍オイル、３０倍シリコンオイル等、倍率と媒質が異なる複数種類が備えられている。
レボルバ１９は、制御ＰＣ５の制御により、これら複数種類の対物レンズ１７を蛍光の光路上に択一的に配置するようになっている。
【００２４】
ダイクロイックミラー２１は、レーザ光源１３からのレーザ光をスキャナ１５に向けて反射する一方、標本Ｓからスキャナ１５を介してレーザ光の光路を戻る蛍光をピンホール２３に向けて透過させるようになっている。
【００２５】
制御ＰＣ５には、顕微鏡制御ソフトウェア４４がインストールされている。顕微鏡制御ソフトウェア４４により、ユーザがパラメータを設定するためのＧＵＩとして、図２〜図３に示すように、穴数選択部２７、観察範囲自動設定指示部２９、ウェル指定部３１、対物モード選択部（モード切替部）３３、対物レンズ設定部３５、観察範囲表示部３７、およびズーム倍率設定部３９がモニタ７上に表示されるようになっている。
【００２６】
穴数選択部２７は、ユーザにマイクロプレート（容器）のウェル（収容部）の数（穴数）を選択させるようになっている。顕微鏡システム１は、ウェルの数と直径とが関係付けられたデータを予め保持しており、ユーザがウェルの数を選択することにより、ウェルの直径が決まるようになっている。
観察範囲自動設定指示部２９は、観察範囲の自動設定を指示するスタートボタンとして機能するようになっている。
【００２７】
ウェル指定部３１は、観察対象とするウェルをユーザに指定させるようになっている。図２において、符号Ｗはウェルを示している。
対物モード選択部３３は、蛍光の光路上に現在配置されている対物レンズ１７を使用する対物固定モード（固定モード）と、レボルバ１９に保持されている全ての対物レンズ１７のいずれかを選択して使用する対物変動モード（変動モード）とをユーザに選択させるようになっている。
【００２８】
対物変動モードに設定されている場合に、光路上に液浸対物レンズ（例えば、２０倍オイル、３０倍シリコンオイル）が設定されたときは、自動的に対物固定モードに切り替えられるようになっている。また、光路上に液浸対物レンズが設定されているときは、ユーザは対物固定モードから対物変動モードに切り替えることができないようになっている。一方、光路上にドライの対物レンズ（例えば、１．２５倍ドライ、４倍ドライ、１０倍ドライ、２０倍ドライ）が設定されているときは、ユーザは対物変動モードと対物固定モードのどちらでも選択することができるようになっている。
【００２９】
対物レンズ設定部３５は、使用する対物レンズ１７をユーザに設定させるようになっている。
観察範囲表示部３７は、標本Ｓの観察範囲を表示するようになっている。
ズーム倍率設定部３９は、スキャナ１５によるズーム倍率を表示するようになっている。
【００３０】
また、制御ＰＣ５は、各種情報を記憶する記憶装置４１と、ＧＵＩによりユーザが設定したパラメータに基づいて標本Ｓの観察範囲を調整する観察範囲調整部４３と、ステージ１１を制御するステージ制御部４５とを備えている。これら観察範囲調整部４３およびステージ制御部４５は、インストールされた顕微鏡制御ソフトウェア４４が保有するものである。
【００３１】
記憶装置４１には、マイクロプレートの種類に応じたウェルの直径の一覧と、レボルバ１９に保持されている対物レンズ１７の倍率および媒質に関する情報の一覧とが記憶されている。
【００３２】
観察範囲調整部４３は、観察範囲調整プログラムに基づいて、標本Ｓの観察範囲を調整するとともに、その観察範囲を検出部２５による撮影範囲に対応する１以上の観察領域に区画するようになっている。図２において、符号Ａは観察範囲を示し、符号Ｆは観察領域を示している。
【００３３】
具体的には、観察範囲調整部４３は、記憶装置４１から、計算対象となる対物レンズ１７を切り替え可能な対物レンズ一覧として抽出するようになっている。
例えば、ドライの対物レンズ１７のいずれかが現在選択されているときは、候補としてドライの対物レンズのみが抽出されるようになっている。本実施形態に示す例では、１，２５倍ドライの対物レンズ１７、４倍ドライの対物レンズ１７、１０倍ドライの対物レンズ１７、２０倍ドライの対物レンズ１７を抽出するようになっている。
【００３４】
また、観察範囲調整部４３は、ユーザが指定するマイクロプレートのウェルの大きさに関する情報と、抽出した対物レンズ一覧の情報とに基づいて、観察範囲にウェル全体を収めた上で、観察領域の数を最小にしつつ解像度が最も高くなる観察倍率を算出するようになっている。観察倍率としては、スキャナ１５のズーム倍率と使用する対物レンズ１７の対物倍率とを算出するようになっている。そして、観察範囲調整部４３は、算出したスキャナ１５のズーム倍率および対物レンズ１７の対物倍率に基づいて、標本Ｓの観察範囲を調整するようになっている。
【００３５】
ステージ制御部４５は、ステージ制御プログラムに基づいて、観察範囲調整部４３により区画される観察領域ごとに、その観察領域の中心に対物レンズ１７の光軸が位置するように、ステージ１１をＸ，Ｙ方向に２次元的に移動させるようになっている。
【００３６】
このように構成された顕微鏡システム１の作用について説明する。
本実施形態では、顕微鏡システム１により、標本Ｓが収容されているマイクロプレートのウェルを対物変動モードで観察する場合について説明する。
前提として、モニタ７上の対物レンズ設定部３５により、ユーザが選択した１０倍ドライの対物レンズ１７が光路上に配置されているものとする。
【００３７】
まず、ユーザは、モニタ７上の穴数選択部２７によりマイクロプレートの穴数を選択する。図２に示す例では、穴数として２４個が選択され、ウェル指定部３１に２４個のウェルＷが表示されている。また、ユーザは、モニタ７上のウェル指定部３１により、観察対象とするウェルＷを指定する。そして、ユーザは、モニタ７上の対物モード選択部３３により対物変動モードを設定する。
【００３８】
次いで、ユーザがモニタ７上の観察範囲自動設定指示部２９により設定開始を指示すると、観察範囲調整部４３により、観察範囲調整プログラムに基づいて処理が実行される。まず、観察範囲調整部４３により、図３に示すように、記憶装置４１からウェルの直径一覧が読み出され、穴数選択部２７により選択されたマイクロプレートの穴数情報と照らし合わされて、観察対象として指定されたウェルの直径が決定される。
【００３９】
次に、観察範囲調整部４３により、記憶装置４１から対物レンズ一覧が読み出されるとともに、対物レンズ設定部３５から現在選択されている対物レンズ１７の情報が読み出され、計算対象となる対物レンズ１７が切り替え可能な対物レンズ一覧として抽出される。
【００４０】
現在は１０倍ドライの対物レンズ１７が選択されているので、観察範囲調整部４３により、１，２５倍ドライの対物レンズ１７、４倍ドライの対物レンズ１７、１０倍ドライの対物レンズ１７、２０倍ドライの対物レンズ１７が切り替え可能な対物レンズ一覧として抽出される。
【００４１】
次に、観察範囲調整部４３により、決定したウェルの直径と、抽出した切り替え可能な対物レンズ一覧とから、スキャナ１５の最適なズーム倍率と対物レンズ１７の最適な対物倍率とが算出される。
【００４２】
以下、図４のフローチャートを参照して、観察範囲調整部４３によるスキャナ１５の最適なズーム倍率と対物レンズ１７の最適な対物倍率の算出方法を説明する。
まず、ウェルの直径２ｒ（μｍ）が、スキャナ１５のズーム倍率が１倍のときの観察領域の１辺の長さＬ１（μｍ）を超えない、すなわち、Ｌ１≧２ｒを満たす対物倍率を有する対物レンズ１７を対物レンズ一覧から探す（ステップＳＡ１）。
ここで、スキャナ１５のズーム倍率が１倍のときの観察領域の１辺の長さＬ１（μｍ）は、Ｌ１＝（１８００μｍ×√２）×（１０／Ｍ０）により算出される。ＭＯは現在選択されている対物レンズ１７の対物倍率である。
【００４３】
Ｌ１≧２ｒを満たす対物倍率の対物レンズ１７がある場合は、Ｘ，Ｙ方向の観察領域の数ａを１に確定し（ステップＳＡ２）、その対物倍率を算出する。Ｌ１≧２ｒを満たす対物倍率の対物レンズ１７を使用する場合は、観察範囲調整部４３により、例えば図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、観察範囲Ａが１つの観察領域Ｆに区画される。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）のように、ａ＝１となる対物レンズ１７が複数存在する場合は、対物倍率が最も高い対物レンズ１７に決定し（この場合は、図５（ａ））、ａ＝１となる対物レンズ１７が１つしかない場合は、その対物レンズ１７に決定する（ステップＳＡ３）。
【００４５】
対物レンズ１７を決定すると、この場合はａ＝１なので、Ｌ１×（１／ＭＺ）＝２ｒを満たすスキャナ１５のズーム倍率を算出する（ステップＳＡ４）。ＭＺは求めたいスキャナ１５のズーム倍率である。ＭＺの値に端数が出た場合は、観察範囲Ａにウェルが納まるように、端数の分だけズーム倍率を小さくする。切り捨てる端数の桁数はユーザが任意に設定することとすればよい。
【００４６】
ステップＳＡ１に戻り、Ｌ１≧２ｒを満たす対物倍率の対物レンズ１７が無い場合は、レボルバ１９に保持されている全ての対物レンズ１７の中で、Ｌ１×ａ≧２ｒを満たす最小のＸ，Ｙ方向の観察領域の数ａを決定し（ステップＳＡ５）、その対物倍率を算出する。例えば、ａ＝２となる対物倍率の対物レンズ１７を使用する場合は、観察範囲調整部４３により、図６（ａ）や図６（ｂ）に示すように、観察範囲が４つの観察領域Ｆに区画される。
【００４７】
図６（ａ），（ｂ）のように、最小のＸ，Ｙ方向の観察領域の数ａとなる対物倍率を有する対物レンズ１７が複数存在する場合は、対物倍率が最も高い対物レンズ１７に決定し（この場合は、図６（ｂ））、そのような対物倍率を有する対物レンズ１７が１つしかない場合は、その対物レンズ１７に決定する（ステップＳＡ６）。
【００４８】
対物レンズ１７を決定すると、この場合はａ≠１なので、Ｌ１×（１／ＭＺ）×ａ＝２ｒを満たすスキャナ１５のズーム倍率を算出する（ステップＳＡ７）。ＭＺの値に端数が出た場合は、観察範囲Ａにウェルが納まるように、端数の分だけズーム倍率を小さくする。
【００４９】
Ｘ，Ｙ方向の観察領域の数ａをａ＝１、または、ａ＝１とならない場合でも観察領域の数ａを最小にすることで、撮像に要する時間を極力短くすることができる。また、ズーム倍率を観察範囲がウェルの外径と略等しくなる値にすることで、観察範囲がウェルの外径よりも大きくなるズーム倍率にする場合と比較して、ウェルの外側の領域の無駄な画像化を削減して解像度を向上することができる。
【００５０】
スキャナ１５の最適なズーム倍率および対物レンズ１７の最適な対物倍率が決まると、観察範囲調整部４３により、図３に示すように、算出したスキャナ１５のズーム倍率に関する情報がズーム倍率設定部３９に送られるとともに、算出した対物レンズ１７の対物倍率に関する情報が対物レンズ設定部３５に送られる。
【００５１】
そして、観察範囲調整部４３により、観察範囲表示部３７に観察範囲が送られると同時に、スキャナ１５にズーム倍率の切り替えが指示されるとともに、レボルバ１９に対物レンズ１７の切り替えが指示される。これにより、新たなズーム倍率および対物レンズ１７に切り替えられて、Ｘ，Ｙ方向にａ×ａ個の観察領域に区画されるとともに、ウェルの外側に位置する領域が削除されてウェルの外径に近接する観察範囲に変更される。
【００５２】
例えば、マイクロプレートの穴数が９６個、ウェルの直径が６．３５ｍｍ、選択されている対物レンズ１７の対物倍率が１０倍、スキャナ１５のズーム倍率が１倍の場合、各観察領域の１辺の長さは１．２７ｍｍとなる。
この場合において、参考例として、従来の顕微鏡システムでは、現在選択されている対物倍率が１０倍の対物レンズ１７がそのまま使用され、図７に示すように、ウェルＷ全体の観察画像を取得するのに必要な観察領域Ｆが２５個となる。
【００５３】
これに対し、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、観察範囲調整部４３により、１．２５倍ドライの対物レンズ１７が設定され、スキャナ１５のズーム倍率が１．６倍に設定される。この場合は、図８に示すように、観察領域Ｆが１つで、ウェルＷの外径に近接した観察範囲Ａが設定される。仮に、１．２５倍ドライの対物レンズ１７が無い場合は、４倍ドライの対物レンズ１７が設定され、スキャナ１５のズーム倍率が１．０倍に設定される。この場合は、図９に示すように、観察領域Ｆが４つで、ウェルＷの外径に近接した観察範囲Ａが設定される。
【００５４】
次いで、切り替えられた対物レンズ１７が使用され、ステージ制御部４５によりステージ制御プログラムに従ってステージ１１が各観察領域に移動させられながら、設定されたスキャナ１５のズーム倍率で観察領域ごとにレーザ光の走査が順次行われ、ウェル全体の画像が取得される。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、観察範囲調整部４３により算出される観察倍率に基づいて観察範囲を調整することで、ウェル全体をくまなく観察するのに必要な観察領域の数を最小に抑え、かつ、ウェルの外側にはみ出た無駄な部分を極力撮像しなくて済むような観察範囲を設定することができる。これにより、観察領域の数を最小にする分だけより短時間で、かつ、ズーム倍率によりウェルの外側の領域の無駄な画像化を削減する分だけより高解像度で、ウェル内部を撮像することができる。
【００５６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。
本実施形態では、顕微鏡システム１により、標本Ｓが収容されているマイクロプレートのウェルを対物固定モードで観察する場合について説明する。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡システム１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、前提として、モニタ７上の対物レンズ設定部３５によりユーザが選択した４倍ドライの対物レンズ１７が光路上に配置されているものとする。
ユーザは、マイクロプレートの穴数を選択し、観察対象とするウェルを指定した後、モニタ７上の対物モード選択部３３により対物固定モードを設定する。
【００５８】
次いで、ユーザが観察範囲自動設定指示部２９により設定開始を指示すると、観察範囲調整部４３により、図１０に示すように、ユーザが観察対象として指定したウェルの直径が決定されるとともに、対物レンズ設定部３５から現在選択されている対物レンズ１７の対物倍率が読み出される。そして、観察範囲調整部４３により、決定したウェルの直径と現在選択されている対物レンズ１７の対物倍率とに基づいて、スキャナ１５の最適なズーム倍率が算出される。
【００５９】
以下、図１１のフローチャートを参照して、観察範囲調整部４３によるスキャナ１５の最適なズーム倍率の算出方法を説明する。
まず、Ｌ１×ａ≧２ｒを満たすＸ，Ｙ方向の観察領域の最小の数ａを決定する（ステップＳＢ１）。
次に、Ｌ１×（１／ＭＺ）×ａ＝２ｒを満たすスキャナ１５のズーム倍率を算出する（ステップＳＢ２）。ＭＺの値に端数が出た場合は、観察範囲Ａにウェルが納まるように、端数の分だけズーム倍率を小さくする。
【００６０】
Ｘ，Ｙ方向の観察領域の数ａを最小にすることで、撮像に要する時間を極力短くすることができるとともに、ズーム倍率を観察範囲がウェルの外径と略等しくなる値にすることで、ウェルの外側の領域の無駄な画像化を削減して解像度を向上することができる。
【００６１】
スキャナ１５の最適なズーム倍率が決まると、観察範囲調整部４３により、図１０に示すように、算出したスキャナ１５のズーム倍率に関する情報がズーム倍率設定部３９に送られる。そして、観察範囲調整部４３により、観察範囲表示部３７に観察範囲が送られると同時に、スキャナ１５にズーム倍率の切り替えが指示される。
【００６２】
これにより、現在選択されている４倍ドライの対物レンズ１７はそのまま使用され、新たなズーム倍率に切り替えられて、Ｘ，Ｙ方向にａ個の観察領域に区画されるとともに、ウェルの外側に位置する領域が削除されてウェルの外径に近接する観察範囲に変更される。
【００６３】
例えば、マイクロプレートの穴数が９６個、ウェルの直径が６．３５ｍｍ、選択されている対物レンズ１７の対物倍率が４倍、スキャナ１５のズーム倍率が２倍の場合、各観察領域の１辺の長さは１．５９ｍｍとなる。
この場合において、参考例として、従来の顕微鏡システムでは、現在選択されている対物倍率が４倍の対物レンズ１７がそのまま使用され、図１２に示すように、ウェルＷ全体の観察画像を取得するのに必要な観察領域Ｆが１６個となる。
【００６４】
これに対し、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、観察範囲調整部４３により、現在選択されている４倍ドライの対物レンズ１７がそのまま使用され、スキャナ１５のズーム倍率が１倍に設定される。この場合は、図１３に示すように、観察領域Ｆが４つで、ウェルＷの外形に近接した観察範囲Ａが設定される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、ユーザが所望する対物レンズ１７を使用して、ウェル全体をくまなく観察するのに必要な観察領域の数を最小に抑え、かつウェルの外側にはみ出た無駄な部分を極力撮像しなくて済むような観察範囲を設定することができる。これにより、より短時間かつ高解像度で、ウェル内部を撮像することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【００６７】
また、上記各実施形態では、画像取得部として光電子増倍管等の検出部２５を例示して説明したが、これに代えて、図１４に示すように、画像取得部としてＣＣＤなどのカメラ４７を採用し、照明光を照射することにより標本Ｓにおいて反射される観察光をカメラ４７によって撮影して画像を取得することとしてもよい。この場合、スキャナ１５およびピンホール２３に代えて、ダイクロイックミラー２１とカメラ４７との間の光路上に変倍光学系４９を配置し、観察範囲調整部４３により、変倍光学系４９のズーム倍率を変更することとすればよい。このようにした場合も上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１    顕微鏡システム
１１    ステージ
１５    スキャナ（走査部）
１７    対物レンズ
２５  検出部（画像取得部）
３３  対物モード選択部（モード切替部）
４３  観察範囲調整部
４５  ステージ制御部
４７  カメラ（画像取得部）
４９  変倍光学系
Ｓ    標本
Ｗ    ウェル（収容部）
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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