(57)【要約】【課題】最適に画定された品質の画像を提供する顕微鏡を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は少なくとも長方形のスロット（３）上に配置されるプレパラートスライド（４６）を拡大する光学装置（６）を含む顕微鏡に関し、それによりスライドの長さ全体がスロットの長さの少なくとも一部を覆い、スロットの幅がスライドの幅より小さい。本発明による顕微鏡は光学装置をスロットの縦方向にその全体の長さの端から端まで移動させる手段（１０）と、スライドをスロットの幅の方向にスライドの幅全体の端から端まで移動させるスライドキャリヤ（１）と、光学装置と結合するデジタルカメラ（９）と、装置及びスライドキャリヤの移動の間にカメラにより撮影された連続する列からスライドの部分的又は完全な画像を再構築する手段をさらに含む。【選択図】図１
2004524577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形のスロット（３）上に配置されるプレパラートスライド（４６）を拡大する少なくとも１つの光学装置（６；４１、４２）を含み、前記スライドの全体の長さが前記スロットの長さの少なくとも一部を覆い、前記スロットの幅が前記スライドの幅より小さい顕微鏡において、
光学装置をスロットの端から端まで縦方向に、その全体の長さに沿って移動させる手段（１０；４３１、４４１、４３２、４４２、４５，４６）と、
スライドをスロットの端から端まで横方向に、前記スライドの幅全体にわたって移動させるスライドホルダー（１）と、
前記光学装置と結合するデジタルカメラ（９）と、
前記装置及び前記スライドホルダーの移動の間に前記カメラにより撮影された連続する列及び段を基盤として、スライドの部分的又は全体の画像を再構築する手段（５０）をさらに含むことを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光学装置（６；４１、４２）が前記装置の移動の際に前記長方形のスロット（３）の下及び上をそれぞれ通過することができる、第１の及び第２の動かないように取り付けられた部分を含み、前記第１の部分が少なくとも１つの照明装置（７、７０、７１）を含み、及び前記第２の部分が前記照明装置及び前記スロットにより画定される光軸上に配置される少なくとも１つの対物レンズ（８、８１、８２、８３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記第１の部分の前記照明装置（７）が少なくとも１つの光源を含むことを特徴とする、請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
少なくとも１つの光源が前記光学装置上に取り付けられることを特徴とする、請求項３に記載の顕微鏡。
【請求項５】
少なくとも１つの光源が前記装置の外側にあり、光ファイバが前記拡大光学装置（６；４１、４２）の前記第１の部分に前記光源により放出されるビームを引き入れることを特徴とする、請求項３に記載の顕微鏡。
【請求項６】
少なくとも１つの光源が連続的な光源であることを特徴とする、請求項３から請求項５のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項７】
少なくとも１つの光源がパルス状の光源であることを特徴とする、請求項３から請求項５のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項８】
前記照明装置（７）が前記拡大光学装置（６；４１、４２）の前記第１の部分に取り付けられる焦点レンズ（７０）をさらに含み、それにより前記光源からの光ビームが前記スロット（３）に向かって集光されることを特徴とする、請求項３から請求項７のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記照明装置（７）が前記レンズ（７０）及び前記スロット（３）の間に入る絞り（７１）をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の顕微鏡。
【請求項１０】
前記拡大光学装置（６；４１）の前記第２の部分が複数の対物レンズ（８１、８２、８３）及び前記対物レンズの１つを光軸上に配置することができる選択手段を含むことを特徴とする、請求項２から請求項８のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１１】
前記選択手段がステップ制御可能なモータ（８５）を含み、前記モータ（８５）が前記複数の対物レンズ（８１、８２、８３）を含む引き出し（８４）を光軸に対して垂直に移動できることを特徴とする、請求項１０に記載の顕微鏡。
【請求項１２】
前記光学装置（６；４１、４２）の前記第２の部分が前記対物レンズ（８；８１、８２、８３）を前記光軸に沿って移動させる自己焦点手段をさらに含むことを特徴とする、請求項２から請求項１１のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１３】
前記自己焦点手段が前記光軸上で前記対物レンズ（８；８１、８２、８３）の上に配置された半導体レーザー（１３）を含み、圧電性要素（８６）が前記対物レンズと結合する及び前記再構築手段（５０）により制御されることを特徴とする、請求項１２に記載の顕微鏡。
【請求項１４】
前記拡大光学装置（６；４１、４２）を移動させる手段が前記ステップ制御可能なモータ（４５１、４５２）により駆動する少なくとも１つの制御要素（４４１、４４２）を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１５】
２つの拡大光学装置、つまり第１の高倍率装置（４１）及び第２の低倍率装置（４２）を含み、前記各装置がそれ自身の移動手段（４３１、４４１、４５１、４３２、４４２、４５２）と結合することを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１６】
前記スライドホルダー（１）が長方形で、スライド（４６）の長さと少なくとも等しい長さのＵ字形状を示すことを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１７】
制御要素（６１）が前記スライドホルダー（１）の前記スライド（４６）の停止部分と前記再構築手段（５０）によりステップ制御されるモータ（６０）を結合することを特徴とする、請求項１６に記載の顕微鏡。
【請求項１８】
前記スライドホルダー（１）がオプトタイプ（３０）を支持する固定部分（２９）をさらに含むことを特徴とする、請求項１６又は請求項１７に記載の顕微鏡。
【請求項１９】
前記光学装置（６；４１、４２）を移動させる手段と前記スライドを移動させる前記スライドホルダー（１）が実時間でのそれらの位置を前記再構築手段（５０）に出力することを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項２０】
前記デジタルカメラ（９）がＣＭＯＳカメラであることを特徴とする、請求項１から請求項１９のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項２１】
前記拡大光学装置（６；４１、４２）と結合する前記デジタルカメラ（９）が前記拡大光学装置の前記第２の部分に配置されることを特徴とする、請求項２及び請求項２０に記載の顕微鏡。
【請求項２２】
前記第２の部分が前記デジタルカメラ（９）に前記対物レンズ（８；８１、８２、８３）からくる光ビームを伝送する手段（１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項２１に記載の顕微鏡。
【請求項２３】
前記伝送手段が半透明の板（１１）であることを特徴とする、請求項２２に記載の顕微鏡。
【請求項２４】
絞り（１２）が前記半透明の板（１１）及び前記デジタルカメラ（９）の間に入ることを特徴とする、請求項２３に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡検査分野の機器類に関する。さらに具体的には、本発明は観察及び測定機器として使用できる顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡は生物学及び医学において顕微鏡画像分析による観察及び測定のために多数のアプリケーションで使用されている。顕微鏡は最初に設計されて以来、焦点深度、観察フィールドの大きさ、及びレンズエラー補正を改良できる光学機器の品質の点で基本的に進化してきた。しかし、観察者による直接観察専用のままである。
【０００３】
現在のこの状況は多くの不利益を有している。
【０００４】
第１に、プレパラート保管の課題がある。実際、一旦観察者がプレパラートを調査し終えると、それを後に再使用するためには、それを保管しなければならない。各プレパラートはスライドガラス、観察される対象物、及びガラスカバースリップの積み重ねで形成され、カバースリップは樹脂でスライド上に密封される。こうした積み重ねは特に、割れやすくて、分厚くそして重い。たった１つの研究所により管理されるこうしたプレパラートの数量及び性質には、補強された地面、気温、湿度制御などといったその保管のための具体的な設備が必要とされる。これは金銭面でも及び柔軟性の欠如という点でも不利である。実際、単純なやり方で試料を移動させることは、不可能ではないにしても、不便である。これは情報の普及を限定し、及び観察者と試料間の近接性を強要することとなる。
【０００５】
こうした顕微鏡使用の局在及び定住性の特徴は試料の範囲で観察される対象物の場所を検出するという最初の工程によりさらに強化される。この予備的工程は利用できる試料全体の調査を課し、遠隔で行うことはできない。
【０００６】
別の不利益は、推測的に似ている環境で得られた結果の変動にある。実際、腫瘍のＤＮＡ倍数性の分析又は酵素結合免疫収着マーカの強度といった顕微鏡画像分析では、顕微鏡設定が顕微鏡を使用する特定の観察者により行われる（光度、色温度、コントラスト絞り、フィールド絞り）。これらの設定は観察者独自の診断方法に応じて行われる。さらに、それらの記憶は組織的ではない。特定の観察者により得られたデータを再利用しても不十分なできとなる。従って、新たな分析には元の試料の新たな観察が課されることになる。
【０００７】
これらの課題を克服するために、設備をデジタル化して使用することが提供されてきた。しかし、異なる観察者により提供される画像をデジタル化することにより顕微鏡の画像データベースを構築するという最初の試みは、品質の点で非常に定まらない。このデジタル画像の不均衡は、すでに論じたように、部分的には各観察者独自に適切な顕微鏡設定によるものである。他方では、目にとって便利なこうした設定は一般に、収集及びデジタル化システムには不便である。もたらされた画像は遠くの観察者には十分でないコントラスト、色、光度、又は解像度を示す。さらに、そのようにして得られた画像は、同一の観察者によってさえも再現できない、又はほとんど再現できない。また、画像撮影要求はデジタル化された設備をこれまでの顕微鏡に加えることによって解決されてきた。システム全体は特に大きく、高価である。さらに、現在のシステムは低速で、プレパラートの部分的な画像を取得することしかできない。
【０００８】
さらに、得られた画像は決定された治療方法又は診断方法との関連で、観察者により前もって選択された画像である。その後新たな方法にはしばしば試料の新たな分析が課される。
【０００９】
遠隔制御された顕微鏡もまた提供されてきた。しかし、デジタル化された装置に関しては、例えば制御に必要な構成部品がこれまでの顕微鏡に加えられる。結果として生じた装置は特に大きく、高価で、現在の設備ではかえってますます非常に長い画像取得時間が課される。
【００１０】
さらに、文書デジタル化システムを使用することが提供されてきた。それらのシステムは顕微鏡のプレパラートを受け取ることができるように修正されている。こうした装置は光学解像度の低減という不利益を有する。実際、１０μｍ以上の大きさを有する要素だけがこうした装置によって観察できる。それ以下では、取得した画像を拡大するのに実行されるデジタル処理が低い性能を示す。さらに、現在の高性能スキャナは１０μｍ／画素の解像度でプレパラートの全体画像を得るために、数分という桁の比較的長い画像取得時間を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って本発明は、すでに論じた課題を克服する顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１２】
具体的には、本発明は、最適に画定された品質の画像を提供する顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明はまた、再現可能な画像を提供する顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明はまた、プレパラートの全体的な及び／又は部分的な画像を提供する顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明はまた、観察装置及び測定機器として使用できる顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明はまた、設定が自立して行われる、又は観察者の制御のもと行われる顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明はまた、自立して又は制御された方法で遠隔使用できる顕微鏡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】
【００１８】
これらの目的を達成するために、本発明は、長方形のスロット上に配置されるプレパラートスライドを拡大する少なくとも１つの光学装置を含み、それによりスライドの長さ全体がスロットの長さの少なくとも一部を覆い、スロットの幅がスライドの幅より小さい顕微鏡において、
光学装置をスロットの端から端まで縦方向に、この全体の長さに沿って移動させる手段と、
スライドをスロットの端から端まで横方向に、スライドの幅全体にわたって移動させるスライドホルダーと、
光学装置と結合するデジタルカメラと、
装置及びスライドホルダーの移動の間にカメラにより撮影される列及び段の連続を基盤としてスライドの部分的又は全体の画像を再構築する手段をさらに含むことを特徴とする顕微鏡を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの光学装置は、装置の移動の際に長方形のスロットの下及び上をそれぞれ通過することができる、第１の及び第２の動かないように取り付けられた部分を含む。第１の部分は少なくとも１つの照明装置を含み、第２の部分は照明装置及びスロットにより画定される光軸上に配置される少なくとも１つの対物レンズを含む。
【００２０】
本発明の実施形態によると、第１の部分の照明装置は少なくとも１つの光源を含む。
【００２１】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの光源は光学装置上に取り付けられる。
【００２２】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの光源が装置の外側にあり、光ファイバが拡大光学装置の第１の部分に光源から放たれるビームを引き入れる。
【００２３】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの光源は連続的な光源である。
【００２４】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの光源はパルス状の光源である。
【００２５】
本発明の実施形態によると、照明装置はさらに焦点レンズを含み、それは拡大光学装置の第１の部分に取り付けられる。それによって光源からくる光ビームがスロットに向かって集光する。
【００２６】
本発明の実施形態によると、照明装置はさらにレンズとスロット間に入る絞りを含む。
【００２７】
本発明の実施形態によると、拡大光学装置の第２の部分は複数の対物レンズ及び対物レンズの１つを光軸上に配置することができる選択手段を含む。
【００２８】
本発明の実施形態によると、選択手段はステップ制御可能なモータを含み、それは複数の対物レンズを含む引き出しを光軸に対して垂直に移動できる。
【００２９】
本発明の実施形態によると、光学装置の第２の部分は対物レンズを光軸に沿って移動させる自己焦点手段をさらに含む。
【００３０】
本発明の実施形態によると、自己焦点手段は光軸上で対物レンズの上に置かれた半導体レーザーを含み、圧電性要素が対物レンズと結合する及び再構築手段により制御される。
【００３１】
本発明の実施形態によると、拡大光学装置を移動させる手段はステップ制御可能なモータにより駆動する少なくとも１つの制御要素を含む。
【００３２】
本発明の実施形態によると、顕微鏡は２つの拡大光学装置、つまり第１の高倍率の装置及び第２の低倍率の装置を含み、各装置がそれ自身の移動手段と結合する。
【００３３】
本発明の実施形態によると、スライドホルダーは長方形であり、スライドの長さと少なくとも等しい長さのＵ字形状を示す。
【００３４】
本発明の実施形態によると、制御要素がスライドホルダーのスライドの停止部分と再構築手段によりステップ制御可能なモータを結合する。
【００３５】
本発明の実施形態によると、スライドホルダーはオプトタイプを支持する固定部分をさらに含む。
【００３６】
本発明の実施形態によると、光学装置を移動させる手段及びスライドを移動させるスライドホルダーは実時間での位置を再構築手段に出力する。
【００３７】
本発明の実施形態によると、デジタルカメラはＣＭＯＳカメラである。
【００３８】
本発明の実施形態によると、拡大光学装置と結合したデジタルカメラは拡大光学装置の第２の部分に配置される。
【００３９】
本発明の実施形態によると、第２の部分はデジタルカメラに対物レンズからくる光ビームを伝送する手段をさらに含む。
【００４０】
本発明の実施形態によると、伝送手段は半透明の板である。
【００４１】
本発明の実施形態によると、絞りは半透明の板とデジタルカメラの間に入る。
【００４２】
本発明の上述した目的、特徴及び利点は、添付の図面に関連し、以下の具体的な実施形態の非限定的な説明の中で詳細に論じられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
異なる図面では、同一の要素が同一の参照数字で示されている。さらに、各図面は一定の倍率に比例していない。
【００４４】
今後、「スライド」は、上述したように、スライドガラス上に対象物及びガラスカバースリップを積み重ねて形成される顕微鏡のプレパラートの従来の集合を示すのに使用され、カバースリップはスライド上で樹脂により密封される。
【００４５】
本発明による顕微鏡は基本的に、スライド（図示せず）を受け取ることのできる要素すなわち「スライドホルダー」、少なくとも１つの光学拡大装置すなわち「読み取りヘッド」、及び再構築手段を含む。これら３つの要素の構造及び連携は図１から図４の以下の記述から明らかとなる。
【００４６】
図１は、本発明による顕微鏡の内部構造の概略的な部分斜視図である。
【００４７】
長方形のスライドホルダー１は実質上水平な板、すなわちステージ２の上に載る。板２は長方形のスロット３を含む。スロット３の長さは少なくともスライドホルダー１の長さに等しい。しかしスロット３の幅はスライドの幅より小さい。スロット３の幅により画定される軸は今後Ｘと表され、このスロットの長さにより画定される軸はＹと表される。平面ＸＹに垂直な軸はＺと表される。スライドホルダー１はスロット３の上で平行に置かれ、それによりそれらの長さが重なる。
【００４８】
板２は図１に示されるように、固定基盤４に堅く取り付けられることにより固定される。スライドホルダー１は板２に対してＸ軸沿いに移動できる。板２に対するスライドホルダー１の移動性は図１の小さい車輪５で表される。スロット３上のスライドホルダー１の移動は、少なくともスライドの幅全体の端から端まで行われる。従って、スライドのすべての箇所がスロット３上に配置されることができる。スライドホルダー１の連続する位置が再構築手段（図示せず）に提供される。好ましくは、前記手段がスライドホルダー１の移動を制御する。
【００４９】
本発明による顕微鏡はまた、光学拡大装置、すなわち読み取りヘッド６を含む。ヘッド６の完全な構造はこの後図３に関連して詳述される。しかし、ヘッド６が低い部分に少なくとも１つの照明装置７を、及び高い部分に少なくとも１つの対物レンズ８を含むことにはすでに注目すべきである。照明装置７及び対物レンズ８は同一の垂線上に置かれる。対物レンズ８の出力はヘッド６の高い部分に配置されたデジタルカメラ９と結合する。カメラ９は再構築手段（図示せず）と結合し、対物レンズ８の出力を任意に撮影された画像とともに供給する及びそこから任意の適切な制御信号を受け取る。高い及び低い部分は以下のように移動する。
【００５０】
ヘッド６は基盤４に対して移動できる。このヘッド６の移動性は図１の小さい車輪１０で表される。読み取りヘッド６は水平な平面ＸＹにおいてＹ軸のみに沿って、すなわちスロット３の長さに沿って移動できる。ヘッド６はＣ字型で、ヘッド６が移動するときに、照明装置７が板２の下を通過し及び対物レンズ８が板２上を通過するように配置される。さらに詳細には、ヘッド６の構造及び板２に対する位置は、照明装置７及び対物レンズ８を通る垂線がスロット３と交差するようにある。照明装置７及び交差するスロット３からくる垂線は今後「光軸」と呼ばれる。ヘッド６の移動に際し、光軸はスロット３の長さをたどる。ヘッド６は少なくともスライドの長さに沿って移動できる。好ましくは、フロントエンド６はスロット３の幅全体に沿って移動できる。ヘッド６の連続する位置は再構築手段に提供される。好ましくは前記手段がそれ自身でヘッド６の移動を制御する。
【００５１】
スライドホルダー１及びヘッド６は以下の機能を有する再構築手段（図示せず）と結合する。スライドのスライドホルダー１への導入後、スライドホルダー１及びヘッド６は上述のように移動する。従って、カメラ９はスライド表面全体を走査する。カメラ９により提供される連続する列及び段に基づき、及びスライドホルダー１及びヘッド６により提供される位置情報に基づき、再構築手段はスライドの画像を再構築する。この画像はヘッド６が低倍率の対物レンズ８を含む場合には全体画像であり、ヘッド６が高倍率の対物レンズ８を含む場合には全体画像又は部分画像である。
【００５２】
再構築手段はまた、例えば照明装置７の型、対物レンズ８の型又はシステム安定性に関する情報といった画像取得の状況に関するすべてのデータを保存し、それらのいくつかはこの後図３及び図４に関して詳述される。
【００５３】
図２は概略的な部分上面図で、スロット３及びスライドホルダー１を含む図１の板２の部分を示している。スライドホルダー１は開いた水平型のＵ形状（すなわちあぶみ形状）を有し、スライドの導入及び取り返しができる。スライドホルダー１の寸法は少なくともスライドの寸法に等しい。スライドホルダー１におけるスライドの安定性は以下のように再現できるように確保される。
【００５４】
コンピュータフロッピー（登録商標）ディスクのそれと相似する受け取り及び取り出し装置はスライドの導入及び取り返しができる。この装置は取り出しピン２０及びプッシャー２１を含み、それらはレバー２２によって一緒に取り付けられる。受け取り及び取り出し装置は板２に取り付けられる。ピン２０はスロット３内にあり、板２の下にあるレバー２２はスロット３と分離している。プッシャー２１はレバー２２と協働し、そのためスライドの導入後プッシャー２１はスロット３内にある。
【００５５】
スライド（図示せず）の導入に際し、前記スライドはスライドホルダー１の底部に届き、それを押すピン２０に寄りかかる。このプッシングによりレバーが上がる及びプッシャー２１がスライドの背後に戻る。スライド位置はピン２０、プッシャー２１、側面のバネ２５、側面の先端２６及び端部の先端２７の協働により再現可能な形で確保される。バネ２５はスライドホルダー１の単一の側面上に存在し、スライドをスライドホルダー１の反対側面上に配置される先端２６に向かって押し返す。端部の先端２７は、スライドホルダー１を形成する水平なＵの閉じられた端部分２８上に取り付けられ、ピン２０とともにスライドの停止を確実にする。プッシャー２１及びピン２０はスライドホルダーの移動の際、固定されたままである。スライドの取り返しの際に、プッシャー２１は解除され、レバー２２は下がり、そしてスライドが取り出される。この取り出しはバネ２５及び先端２６のために直線的に行われる。
【００５６】
本発明の実施形態によると、スライド導入及びスライド取り返しの操作は装置にスライドローダを加えることにより自動化される。
【００５７】
１つの実施形態によると、スライドホルダー１は終端部分２８に取り付けられる要素を含み、終端部分２８は移動手段と協働できる。例えば、端部分２８はステップモータ（図示せず）により制御されるウォームネジシステムと協働するために指し示される。
【００５８】
１つの実施形態によると、スライドホルダーはまたスライド停止端部分２８の向こう側に固定部分２９を含む。スロット３はその後固定部分２９の下を走るようにも設計される。スライドホルダー１の移動はその後固定部分２９を越えた限定的な端部分により、又は好ましくはスライド及び固定部分２９を支持する部分間の中央部分により確保される。固定部分２９はまた、検査要素３０すなわち複数の透明な、半透明な又は不透明な領域、及び様々に刻まれた又は色の付いた要素で形成される「オプトタイプ」を含む。こうしたオプトタイプ３０の機能は図４に関連してこの後詳述される。
【００５９】
図３は単純化した部分的な断面図で、図１におけるような本発明による顕微鏡の読み取りヘッド６の実施形態を示している。
【００６０】
ヘッド６の下部はスロット３（図１）の下を走ることができ、照明装置７を含む。照明装置７は焦点レンズ７０及びフィールド絞り７１を含む。絞り７１はレンズ７０の出力とスロット３の間に入る。レンズ７０は光源（図示せず）から来る光ビームを集光し、その特徴は以下に記載される。
【００６１】
照明装置７に対するスロット３の他の側面では、ヘッド６が少なくとも１つの対物レンズ、例えば３つの対物レンズ８１、８２及び８３を含む。異なる対物レンズ８１、８２及び８３はそれらのうちの１つ、例えば８１を光軸７−３上に選択的に配置できるように分配される。動作中の対物レンズ８１はいつでも他の対物レンズ８２及び８３の任意の１つと入れ替え可能である。動作中の対物レンズの選択についてはこの後論じられる。
【００６２】
スライド（スロット３）及び動作中の対物レンズ８１と交差する照明装置７からの光ビームはその後デジタルカメラ９に向けられる。
【００６３】
１つの実施形態によると、こうした伝送は直接にではなく、半透明の板１１を介して行われる。半透明の板１１は対物レンズ８１により出力されたビームをカメラ９に反射させる。好ましくは、フィールド絞り１２が半透明の板１１とカメラ９の間に入る。カメラ９は上述したように、再構築手段５０と結合する。
【００６４】
光源の特徴は望ましい倍率、つまり、動作中の対物レンズ及び望ましい取得スピードに左右される。実際、望ましい倍率が高ければ高いほど、光度は高くなければならない。小さい倍率、つまり通常２ｘから１０ｘ、例えば４ｘの対物レンズに対しては、照明装置は下部分、レンズ７０の直接下に組立てられる。所定の倍率、一般的には１０ｘを越えると、必要とする光度は限られた寿命の光源に負担をかけ、著しい加熱を生み出す。その後好ましくはヘッド６の外側にあるこうした光源を使用し、観察に必要な光ビームは光ファイバー装置によりレンズ７０のレベルに至る。これにより取り扱いが容易になり、ヘッド体積が限定され、及び全装置の異なる構成部品が加熱から避けられる。
【００６５】
光源は好ましくは連続的な白色光源、例えば１００Ｗのハロゲンランプである。しかし、一定のアプリケーションで迅速な取得を可能にするためには、具体的には画像捕捉を１００Ｈｚ以上の周波数で課すためには、光源は好ましくはパルス状の半導体レーザーである。
【００６６】
使用される光源の選択は再構築手段５０により自動的に、又は観察者からの制御により行われる。再構築手段５０は画像取得の際に照明状況を記録する。
【００６７】
本発明の実施形態によると、光軸７−３上に配置される対物レンズ８１の選択は以下のように行われる。対物レンズ８１、８２及び８３はハウジングすなわち引き出し８４の中に互いに隣接して、直線的に、例えばスロット３の幅のＸ軸に沿って配置される。引き出し８４は対物レンズ８１、８２及び８３の配置軸、例えば軸Ｘに沿って移動できる。引き出し８４はドライバ８５と結合する。ドライバ８５は再構築手段５０と結合し、対物レンズを選択する指示を受け取る、こうした指示は再構築手段５０により自動的に、又は観察者の要求のもと送られる。
【００６８】
図示されていない代替案によると、対物レンズ８１、８２及び８３は、光軸７−３に対してオフセットする軸に沿って移動できるタレット上に配置される。タレットはその後ドライバ８５に似たドライバと結合する。その選択は上述したことに似た制御により行われる。
【００６９】
本発明の実施形態によると、動作中の対物レンズ８１は光軸に沿って移動できる。光軸７−３上の動作中の対物レンズ８１の位置の選択は以下のように行われる。移動要素、好ましくは圧電性要素８６が対物レンズ８１と結合する。圧電性要素８６は再構築手段５０により制御される。再構築手段５０はこうした制御信号を観察者の指示のもと、又は自動的に提供する。この後者の場合、動作中の対物レンズ８１の位置は自動焦点手段により決定される。
【００７０】
本発明の実施形態によると、自動焦点手段は光軸７−３上で、動作中の対物レンズ８１の出力に対して半透明の板１１の他の側面上に配置される半導体レーザー１３を含む。好ましくは、絞り１４が半導体レーザー１３及び半透明の板１１の間に入る。自動焦点の場合、半導体レーザー１３は光ビームを光軸７−３上に放つ。このビームは半透明の板１１及び動作中の対物レンズ８１と交差し、スロット３上に配置されるスライド（図示せず）に届く。その後ビームは連続的にカバースリップの上部表面、カバースリップの下部表面、観察される対象物、スライドガラスの上部表面及びスライドガラスの下部表面と交差する。２つの異なる媒体の間のインターフェースとそれぞれ交差する際、光ビームの一部分が反射する。これらの反射したビームは対物レンズ８１に送られ、それらをデジタルカメラ９に反射させる半透明の板１１に届く。デジタルカメラ９はそれを再構築手段５０に送信する。光軸７−３上の対物レンズ８１の位置に応じて、反射に連続的に対応する光度ピークがその後観察される。これらのピークは既知である。その後再構築手段５０は圧電性要素８６を制御してカバースリップの下部表面上の及びスライドの上部表面上の反射に対応する２つの位置間の対物レンズ８１の位置を変更する、つまり観察される対象物に対応するフィールド内のコントラストを最適化する。
【００７１】
本発明の実施形態によると、デジタルカメラ９はＣＭＯＳ技術のカメラである。
【００７２】
多くの変形が図２に関連して上述されたような読み取りヘッドにもたらされる。具体的には、低倍率の対物レンズは引き出し８４に提供されるが、好ましくは、本発明によると、高倍率（高解像度）の読み取りヘッドを低倍率（低解像度）の読み取りヘッドから引き離す。実際、低倍率は高倍率より少ない制約が、具体的には、照明及びコントラストの点で課される。従って本発明による低倍率ヘッドは単純な設計を有する。従って、動作中の対物レンズの光軸上の移動装置（圧電性要素８６）も、従って自動焦点手段も必要ない。さらに、低倍率装置は標準的に１ｘと４ｘの間の範囲の倍率を有する単一の対物レンズである。引き出し８４及びドライバ８５はその後もはや必要ない。従って本発明による低解像度ヘッドは好ましくは単一の固定対物レンズを含む。低倍率ヘッドを図２に関連して上述されたような高倍率ヘッドから引き離すことは多くの利点を有し、それについては図４に関連してこの後詳述される。２つのヘッドを使用することにより単一の複対物レンズ及び多機能ヘッドの構造の体積及び複雑さを低減することができることに注目すべきである。
【００７３】
図４は概略的な部分上面図で、２つの読み取りヘッド４１及び４２を伴う本発明による顕微鏡の実施形態を示している。
【００７４】
第１のヘッド４１は例えば３つの、例えば１０ｘ、２０ｘ及び４０ｘで、例えば図３に関連してすでに上述された構造を持ついくつかの対物レンズを含む高倍率ヘッドである。しかし第２のヘッド４２は例えば４ｘの対物レンズで、図３に関連してすでに上述されたような第１のヘッド４１と比較して単純な構造の単一の固定対物レンズを含む低倍率ヘッドである。ヘッド４１は少なくとも１つのシムガイド４３１上を移動でき、ステップモータ４５により制御される制御要素４４１に沿って移動する。ステップモータ４５は再構築手段５０により駆動する。同様に、再構築手段５０により制御されるモータ４６はヘッド４２を少なくとも１つのシムガイド４３２に沿って、制御要素４４２を介して移動できる。簡単に言うと、ヘッド４２は図４の単一の調節及び制御ガイドと結合する。必要なだけ多くのシムガイド４３、４７はヘッド４１、４２の安定性を確保するように提供される。例えば、図３のヘッドは、１つは照明装置７下の下部分で、１つは図３の引き出し８４の上及び右の高い部分と交差する２つのシムガイドと結合する。制御は例えばモータ４５、４６と結合するウォームネジであり、モータ４５、４６は例えばカメラ９下の下部分を走る。好ましくは、各ヘッド４１、４２の移動スピードは再構築手段５０により制御できる。
【００７５】
本発明の実施形態によると（図示せず）、各読み取りヘッドの調節及び／又は制御ガイド４３、４７の１つは光学マークに提供されるルーラーである。こうしたマークにより再構築手段５０は０．１μｍの精度で考慮された読み取りヘッドを精確に配置できる。
【００７６】
図４はまた、板２及びスロット３を示し、スライド４６はスライドホルダー１の位置にある。スライド４６はタグ部分４７及び「有効」部分４８を含む。
【００７７】
図４はまたウォームネジ６１と結合したステップモータ６０を示す。ウォームネジ６１はスライドホルダー１の中央部分２８と協働して、図２に関連して上述されたように、Ｘ軸に沿ってスライドホルダー１を移動させる。
【００７８】
本発明の実施形態による顕微鏡を使用してのプレパラートの処理は以下の通りである。
【００７９】
第１に、スライドが手動で、又はスライドローダにより、図２に関連して上述されたように導入される。
【００８０】
その後低倍率装置（低解像度）４２がこのスライドの第１の走査を行う。この走査はタグ部分４７から始まる。そこでは映像化されるプレパラートの識別参照符号が書き込まれる。その後、上述されたスライドホルダー１とヘッド４２の移動の組み合わせにより、全体的な及び比較的軽い倍率のプレパラートの画像が手段５０により再構築される。この画像は今後「ナビゲーション画像」と呼ばれる。このナビゲーション画像はアーカイブ保管される又は観察者に提示（表示）される、またはその両方が行われる。
【００８１】
ナビゲーション画像取得段階の終わりで、本発明による顕微鏡は低解像度（低倍率）読み取りヘッド４２をそのガレージ位置に持ってくる。ガレージ位置は有効部分４８の外側で、好ましくはタブ部分４７の上である。その後システムは高倍率モードに切換え、ヘッド４１が使えるようにする。スライドホルダー１とヘッド４２の組合わされた動きにより、スライドの新しい画像がその後取得される。これらの画像は有利なことに最大解像度及び非常に早い取得時間を示す。好ましくは、ヘッド４１の移動はタグ部分４７を避ける。しかしヘッド４１はオプトタイプ３０を含む固定部分２９上を移動する。好ましくは、ヘッド４１のガレージ位置はオプトタイプ３０上にまっすぐ配置される。
【００８２】
本発明の実施形態によると、高倍率の連続する画像の取得は、すべての利用できる対物レンズ及びスライド４６全体に対して自動的に行われる。これにより完全なデータベースが形成される。高倍率での画像取得はそれぞれ、その後現在の装置よりもかなり早く、かなりの精度をもって行われる。さらに、画像の光学品質及び行われる測定の精度はこの後記載されるように、信頼ある及び客観的な方法で求められる。
【００８３】
本発明の実施形態によると、高倍率での連続的な画像の取得は、オンラインで、選択的には観察者により行われる。実際、すでに見たように、低倍率装置４２はナビゲーション画像の取得を始める。従って、観察者が病理上又は診断上関心を引く部分を選択すること及び高解像度ヘッド４１の走査をスライド４６の減じた部分に限定することが可能である。さらに観察者が非常に素早く望ましい対物レンズを選択することが可能である。自動的に及び即座にデジタル化されたナビゲーション画像は本発明による顕微鏡のすぐ近くのディスプレイ、又はコンピュータネットワークを経由して遠隔のディスプレイに保存できる。さらに、再構築手段の制御は全体的にデジタルで、従ってコンピュータネットワークを介して遠隔からも行える。従って観察者は有利なことにもはや顕微鏡のすぐ近くにいる必要がない。
【００８４】
この第１段階はすでに類似の既存解決策（スキャナ）と比較して２つの主な利点を示す。一方では、解像度がかなり優れている。他方では本発明による顕微鏡が観察者から離れた位置に配置できる。
【００８５】
対物レンズの変更に際し、光軸上の対物レンズの照明及び位置決め調節は自動焦点装置及びスライドホルダー上に配置されたオプトタイプにより、図２に関連してすでに上述されたように自動的に実行される。異なる設定は再構築手段により記憶される及び関連する画像と結合される。
【００８６】
構築手段により前もって決定される及びユーザーによりあるいは修正できる多かれ少なかれ通常の間隔で、本発明による顕微鏡は顕微鏡の光学品質に関連する多くの客観的テストを行う。これらのテストは異なる型の対物レンズに対して実行される。それらを実行するために、再構築手段５０は上述したように（スライドホルダーとヘッド４２の組合わされた移動）オプトタイプ３０の１つの又はいくつかの選択部分の画像を取得することにより測定を行う。その後、参照データとの比較によりシステム安全性を求めることができる。
【００８７】
一旦結果が得られる及びアーカイブ保存されると、再構築手段は観察者により変更された前もって設定された状況に応じて、観察者に完全な装置操作の状態を示す又はその機能不良、具体的にはどのパラメータが外れているかを示す。
【００８８】
テストで機能不良が明らかになった場合、コンピュータシステムによる自動修正の可能性は純粋なデジタル処理により、又は取得状況、例えば光源の光度の増大及び縮小、又は対物レンズの移動の修正により提供される。しかし、それはシステムの自動介入の可能性を限定する又はそれらに観察者の同意を提示するためにも提供される。
【００８９】
従っていくつかのテストは可変頻度で行われる。従って、ある安定性テストは顕微鏡始動の際にのみ行われるが、一方フィールド同質性テスト、空間差異の再現性テスト、無作為の照明での局部的不安定度テスト、科学量論のコントラストドリフトテスト、線形性テスト、形態計測再現性テスト（表面又は長さの測定テスト）及び光度測定テストは、読み取り操作の間、例えば１時間に１回又は顕微鏡プレパラートのそれぞれの変更の際に、通常の間隔で実行される。
【００９０】
様々なテストの異なる結果、及び取得状況の可能な修正は記憶される及び各画像と関連づけられる。従って本発明による顕微鏡は有利なことに最適な光学品質で絶対的な方法で画定された画像を提供する。
【００９１】
高倍率ヘッド４１と低倍率ヘッド４２を引き離す利点は、複雑性の低減に加えて以下のようなものがある。ヘッド４２は比較的安定的で製造の際前もって設定される。しかし、ヘッド４１により提供される画像の品質が最適でなければならない。従ってその操作は上述したように実行されるテストによって検査されなければならない。ヘッドを引き離すことによりヘッド４１上のテストの少なくとも一部の間にナビゲーション画像を取得することができ、それにより取得時間が短くなる。
【００９２】
本発明による顕微鏡により得られた画像は有利なことに完全に再現可能である。それらの光学的品質は最適化され、それらの取得の正確な状況は再構築手段により絶対的な方法で記憶される。これにより所定の観察者による使用と結びつけられる個別の変更という上述した課題を克服することができる。さらに、すでに示されたように、本発明による顕微鏡は画像の光学的品質を求めることができる、またはこの改良路線を保持しながらそれを改良することすらできる。
【００９３】
本発明の別の利点は、観察者との双方向性である。実際、スキャナ型装置とは反対に、観察者はいつでも再構築手段を介して介入し、取得状況を修正することができる。さらに、システムはこれらの修正を絶対的な方法で記憶することができる。
【００９４】
本発明の別の利点は観察システムとアーカイブ保管システムを組合わせられることである。
【００９５】
本発明による顕微鏡の別の利点は、離れていてもそうでなくても観察者が利用できる観察システムであってプレパラートの概略的な見通しが得られること、及びまた測定機器を形成することである。この測定機器は有利なことに自動的に標準化された機器である。実際、オプトタイプ及び上述したようなテストにより、システムの可能な緩やかな変化を自動的に検出する及び評価する、又は修正さえすることが可能である。これにより結果間の差異の可能性が限定される。
【００９６】
本発明による顕微鏡の別の利点はその人間工学である。実際、すでに上述した装置全体はおよそ３０×２０ｃｍの作動空間という体積を有する読み取り器に適している。それは高さの点で既存の顕微鏡よりかなり体積が小さいという利点を有する。
【００９７】
非限定的な比較例として、図４に示されたような本発明による顕微鏡の主要素及び性能の特徴はこの後詳述される。
【００９８】
スライドは主として２５ｍｍから３０ｍｍの幅を有し、通常は２６ｍｍに標準化され、長さは７５ｍｍから８０ｍｍの桁で、通常は７６ｍｍに標準化され、１５ｍｍから２０ｍｍの桁、通常は１６ｍｍのタグ領域を有する。
【００９９】
スロットは３ｍｍから５ｍｍの範囲の幅を有する。
【０１００】
スライドホルダーはスライド寸法に対して２ｍｍ可変できる幅と長さで設計される。先端、ピン、プッシャー及びバネの組み合わせにより同一の顕微鏡プレパラートを０．５μｍの範囲で再位置決めすることができる。
【０１０１】
結合されたステップモータはスライドホルダーを０．１μｍの精度で、５０ｍｍ／ｓの速度で移動させることができる。
【０１０２】
デジタルカメラはＣＭＯＳ型の、少なくとも１２８０×１０２４の画像ポイント（画素）サイズで、例えば米国カリフォルニア州パサデマのPhotobit Coｍpanyから販売されているＰＢ＝ＭＶ１３メガピクセルＣＭＯＳ装置のようなものであって、それは２ｍｓ／フレームの桁（５００フレーム／秒）でフレームスピードが限定されており、そのため様々な対物レンズを使用しての取得性能は以下の通りである。
【０１０３】
高倍率ヘッド及び低倍率ヘッドのモータは似ている。それぞれが関連するヘッドを１ｃｍ／ｓから１０ｃｍ／ｓの範囲のスピードで移動させる。スピード選択は取得状況（動作中の対物レンズ、光源の型など）に応じて行われる。
【０１０４】
再構築手段は速度を自動的に、又は観察者の指示のもと選択する。
【０１０５】
４ｘの対物レンズの場合、４秒から３０秒の範囲の全体の時間、例えば１３秒が３μｍの桁の光学解像度を伴うナビゲーション画像を取得するのに必要である。
【０１０６】
１０ｘの対物レンズの場合、光学解像度は１．２μｍの桁である。顕微鏡のプレパラートの全体の有効部分は６０秒から２００秒の間の範囲の時間で、例えば６０秒の桁で取得される。
【０１０７】
２０ｘの対物レンズの場合、０．７μｍの光学解像度の連続画像が、顕微鏡のプレパラートの全体の有効部分に対して、１７０秒から５００秒の範囲の時間で、例えば３７０秒の桁で得られる。
【０１０８】
４０ｘの対物レンズの場合、０．５μｍの光学解像度の連続画像の取得は、顕微鏡のプレパラートの全体の有効部分に対して、４００秒から１０００秒の範囲の時間で、例えば７００秒の桁で行われる。
【０１０９】
ナビゲーション画像で画定される位置からの１０ｘ、２０ｘ又は４０ｘの対物レンズで得られる高解像度画像の通過時間は０．１秒から１秒の範囲、例えば０．２５秒の桁である。
【０１１０】
１０ｘ、２０ｘ又は４０ｘの対物レンズで得られる高解像度画像から同一の対物レンズで得られる別の隣接する画像への通過時間は０．１秒から０．５秒の間の範囲、例えば０．２５秒の桁である。
【０１１１】
もちろん、本発明は当業者が容易に思いつく様々な代替案、変更、及び改良を有する。特に、移動又は支持システムは上述したものとは異なることもある。同様に、任意の図面で行われた様々な構成要素の分配は図面上だけのことである。従って、図４の２つのヘッド４１及び４２はスライドの異なる側面に配置されうる。同様に、取得システム（半透明の板１１、デジタルカメラ９、コントラスト絞り１２）は図３及び図４に関して論じられたものとは異なることもある。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明によるデジタル顕微鏡を概略的に示している。
【図２】上面図で、本発明による顕微鏡のプレパラートの支持要素を示している。
【図３】本発明による顕微鏡の読み取りヘッドを概略的に示している。
【図４】本発明による実施形態を概略的に及び部分的に示している。
【符号の説明】
【０１１３】
１  スライドホルダー
２  板
３  スロット
４  固定基盤
５  小さい車輪
６  読み取りヘッド
７  照明装置
８  対物レンズ
９  デジタルカメラ
１０  小さい車輪
１１  半透明の板
１２  フィールド絞り
１３  半導体レーザー
２０  取り出しピン
２１  プッシャー
２２  レバー
２５  側面のバネ
２６  側面の先端
２７  端部の先端
２８  閉じられた端部分
２９  固定部分
３０  オプトタイプ
４１  読み取りヘッド
４２  読み取りヘッド
４６  スライド
４７  シムガイド
４８  有効部分
５０  再構築手段
６０  ステップモータ
７０  焦点レンズ
７１  絞り
８１  対物レンズ
８２  対物レンズ
８３  対物レンズ
８４  引き出し
８５  ドライバ
８６  圧電性要素
４３１  シムガイド
４３２  シムガイド
４４１  制御要素
４４２  制御要素
【国際公開パンフレット】
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2004524577.tif 000004
2004524577.tif 000005
2004524577.tif 000006
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2004524577.tif 000034
【国際調査報告】
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2004524577.tif 000036
2004524577.tif 000037
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2004524577.tif 000039
2004524577.tif 000040
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