JPH09197287A

JPH09197287A - 電動顕微鏡

Info

Publication number: JPH09197287A
Application number: JP8008801A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Nakamura; 竜中村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザー顕微鏡や高倍率の光学顕微鏡におい
て、標本31の位置を所定の観察視野内に位置させること
を容易に可能とする。【解決手段】電動ステージ17を有すると共に、観察視
野の映像を写し出す表示手段25を有する顕微鏡であっ
て、表示手段25における画面上の位置を指定して入力す
ることのできる位置入力手段27を有し、位置入力手段27
で指示された表示画面における指定位置に応じてステー
ジの移動を制御する制御手段29を有する電動顕微鏡とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動ステージを有
する顕微鏡に関し、特に、観察視野をＣＲＴなどのモニ
タ画面に写し出す電動顕微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、一般の光学顕微鏡においても、標
本や試料を載置するステージを電動ステージとし、ジョ
イスティクなどによりステージの移動操作を制御するも
のがある。又、対物レンズを取り付けたレボルバを電動
レボルバとし、スイッチ操作によって対物レンズを交換
することが可能とされた顕微鏡も使用されている。

【０００３】そして、電動ステージや電動レボルバを設
けたこれらの電動顕微鏡では、顕微鏡の観察視野をＣＲ
Ｔなどのモニタ画面に表示し、複数の者による観察や検
討を可能とするものがある。又、今日、レーザー顕微鏡
と呼ばれ、レーザービームを標本に照射して標本を発光
させ、標本からの光により映像信号を形成して標本像を
モニタ画面に写し出す顕微鏡がある。

【０００４】このレーザー顕微鏡は、レーザービームを
標本に照射するに際し、標本を走査するようにレーザー
ビームを移動させるものである。そして、標本から発せ
られる蛍光などの光を光電変換手段により電気信号に変
換する。このように、光電変換手段によりレーザービー
ムの照射位置に合わせた輝度信号を形成し、更に、水平
及び垂直同期信号を輝度信号に合成して映像信号とする
ものである。そして、この映像信号により、標本の映像
をＣＲＴなどのモニタ画面に表示することを可能として
いる。

【０００５】尚、このレーザー顕微鏡は、レーザー光源
からの光をＸＹ走査ミラーにより反射する角度を変化さ
せるものである。即ち、ＸＹ走査ミラーからの反射光に
より、電動ステージの所要部分をＸ方向及びＹ方向に走
査するようにして、レーザー光源からのレーザービーム
を標本に照射するものである。そして、ＸＹ走査ミラー
を高速で揺動させることにより、ビームの照射位置を高
速で移動させている。しかし、レーザー顕微鏡では、一
画面分の映像信号を形成するのに数秒乃至数十秒の時間
を要するものである。従って、この映像信号のデータを
メモリーに一旦記憶し、ビデオレートでメモリーから映
像信号を読み出すことにより、ＣＲＴなどのモニタ画面
に映像を表示している。

【０００６】そして、光学顕微鏡における電動顕微鏡や
レーザー光源を用いるレーザー顕微鏡などの電動顕微鏡
では、観察視野をモニタ画面に写し出すに際し、標本画
像を初めからモニタ画面に表示しておくことがある。こ
の場合は、モニタ画面の標本画像を観察しながらステー
ジを移動させて観察範囲を変更することが多い。又、光
学顕微鏡においては、接眼レンズを用いて観察範囲を特
定した後、モニタ画面にこの観察視野の映像を写し出す
こともある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、観察視
野を写し出すモニタ画面を表示手段として有する電動顕
微鏡では、接眼レンズにより観察位置を定め、この視野
をモニタ画面に表示すると、観察視野範囲とモニタ画面
に表示される範囲とがずれることがある。従って、モニ
タ画面に標本画像を表示するに際し、モニタ画面の標本
画像を観察しつつステージの位置を再調整しなければな
らない場合がある。

【０００８】又、ステージを手動又は電動により移動さ
せて接眼レンズにより標本や試料を観察しつつ視野を決
定するに際し、高倍率で標本や試料をステージと供に移
動させるとき、観察に必要な個所を正しく視野の中央に
合わせることが困難な場合が多かった。そして、レーザ
ー顕微鏡では、ステージを移動させることにより試料の
新しい観察領域の映像が表示されるまでに少なくとも数
秒の時間を要する。このため、適切な位置を決定するの
に手数と時間とを要する欠点があった。

【０００９】更に、レーザー顕微鏡では、ステージを移
動させて標本を観察視野内の適切と思われる位置に位置
させたとき、モニタ画面に表示された映像で観察要部が
ずれていることがある。この場合は、再度ステージを移
動させて画像を撮り直す必要が生じ、位置決めのために
レーザービームを照射して画像を取り込むことになる。
しかし、レーザービームの照射を繰り返すと、標本や試
料にダメージを与えることとなり、必要部位の適切な観
察を行うことが困難となることもあった。

【００１０】本発明は、このような欠点を排除し、モニ
タ画面に適切な観察範囲を表示するためのステージの位
置を決定することが容易な顕微鏡を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、電動ステージ
を有すると共に、観察視野の映像を写し出す表示手段を
有する顕微鏡であって、表示手段における表示画面上の
位置を指定して入力し得る位置入力手段を有し、位置入
力手段に入力された表示画面における指定位置に応じた
ステージの移動を制御する制御手段を有する電動顕微鏡
とするものである。

【００１２】このように、表示画面上の位置を指定して
入力し得る位置入力手段と、表示画面で指定された位置
に応じたステージの移動を行う制御手段と、を設けた電
動顕微鏡とするものである。従って、表示手段の表示画
面における特定位置を指定することにより、ステージの
移動を制御することができる。又、制御手段は、顕微鏡
の倍率を検出し、且つ、位置入力手段で特定された２位
置間の距離と方向とをステージ上の距離と方向とに換算
し、位置入力手段に入力された一方の位置を他方の位置
に表示画面上で移動させる距離と方向とに合わせて電動
ステージの移動方向及び移動距離を算出してステージを
移動させるようにステージ駆動手段を制御するものとす
る。

【００１３】このように、画面上で指示された位置に対
応するステージの位置を制御手段が換算してステージを
移動させる故、ステージの位置合わせが容易となる。更
に、制御手段は、位置入力手段の特定される２点の内の
一方の位置を表示画面中央とし、表示画面上で入力され
る指定位置と表示画面の中央位置との距離を前記電動ス
テージ上の距離に換算し、表示画面上で移動させる距離
と方向とに合わせて電動ステージを移動させるようにす
ることもある。

【００１４】このように、画面上で指示された位置に対
応するステージの位置を表示画面の中央に対応する観察
視野の中央に移動させる故、標本の観察部位を観察視野
の中央に合わせるステージの位置合わせが確実且つ極め
て容易となる。又、位置入力手段としてタッチパネルを
用い、位置入力手段を表示手段の表示画面に設けること
がある。

【００１５】このように、位置入力手段としてのタッチ
パネルを表示手段の表示画面に設ければ、表示画面に表
示された映像の特定の位置を指定することが極めて容易
となる。そして、表示手段の表示画面にファンクション
スイッチを表示させ、制御手段により各ファンクション
スイッチの操作を検出して顕微鏡の各動作を制御するこ
ともある。

【００１６】この場合は、顕微鏡の操作表示を表示手段
に集中させることができる。更に、位置入力手段により
電動ステージの操作と合わせて顕微鏡の各種動作を制御
することができる。尚、位置入力手段であるタッチパネ
ルの一部にファンクションスイッチを形成することもあ
る。

【００１７】このように、位置入力手段の一部にファン
クションスイッチを形成すると、顕微鏡の操作を表示手
段に集中させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、レ
ーザー顕微鏡に制御手段としてのコンピュータを設ける
ものがある。このレーザー顕微鏡は、図１に示すよう
に、標本31にレーザービームを照射するレーザー光源11
を有するものである。更に、レーザー光源11からのビー
ムはＸＹ走査ミラー13に送り、且つ、ＸＹ走査ミラー13
からの光は映像信号形成手段23に送るビームスプリッタ
12を有する。そして、ＸＹ走査ミラー13は、走査ミラー
駆動手段14によりＸ方向を軸として揺動させられるミラ
ーと、走査ミラー駆動手段14によりＹ方向を軸として揺
動させられるミラーと、を有するものである。従って、
このＸＹ走査ミラー13は、ビームスプリッタ12からのレ
ーザービームを反射するに際し、ビームの反射方向を高
速でＸ方向やＹ方向に振動させるように変化させ、ステ
ージ上の所定範囲をＸ方向及びＹ方向に走査するように
してステージにレーザービームを照射するものである。

【００１９】尚、ＸＹ走査ミラー13とステージとの間に
は、電動レボルバ駆動手段16により交換可能とされる対
物レンズ15を有するものである。従って、レーザー光源
11から照射されたレーザービームは、ビームスプリッタ
12で反射され、更にＸＹ走査ミラー13により方向を変化
させられつつ対物レンズ15を透過し、標本31の所定範囲
を走査するように照明することになる。

【００２０】そして、標本31は、適宜の蛍光色素により
染色されたものを使用し、ビームの照射位置が蛍光など
の光を発するものである。この標本31から発せられた光
は、対物レンズ15及びＸＹ走査ミラー13を介してビーム
スプリッタ12に戻り、ビームスプリッタ12を透過して結
像光学系21により映像信号形成手段23の受光部に結像さ
れる。

【００２１】この映像信号形成手段23としては、光電子
増倍管又は固体撮像素子などの光電変換器と信号処理回
路とを用いるものである。即ち、光電子増倍管などの光
電変換器により、結像光学系21を介して受光部に入力さ
れた光を輝度信号に変換するものである。又、信号処理
回路は、ＸＹ走査ミラー13のＸ方向振動速度及びＹ方向
振動速度に合わせて光電変換器が出力する輝度信号に水
平同期信号及び垂直同期信号を合成するものである。そ
して、同期信号が合成されて映像信号とされた輝度信号
を映像信号形成手段23に内蔵したメモリーに記憶する。
尚、１回の動作で一画面分の映像信号をメモリーに記録
するものである。更に、この映像信号形成手段23では、
メモリーの内容を１秒間に３０回読み取ることにより、
ビデオレートの映像信号を出力することが可能なものと
している。従って、このレーザー顕微鏡では、一画面分
の映像信号の記録に約１秒の時間を必要とするも、この
映像信号形成手段23からは、通常のＣＲＴに表示可能な
ビデオレートの映像信号を出力することができるもので
ある。

【００２２】又、この電動顕微鏡は、映像信号形成手段
23からの映像信号に基づき、ステージ上のビーム走査範
囲の映像を表示するＣＲＴなどの表示手段25を有するも
のである。そして、この表示手段25の表示部には、タッ
チパネル27などの位置入力手段を設ける。従って、位置
入力手段により、表示部である表示画面の所定位置を特
定して制御手段29に入力することができる。

【００２３】更に、この電動顕微鏡は、ステージ駆動手
段18により電動ステージ17をＸ方向及びＹ方向に平行移
動させ、観察視野を変更調整することができるようにし
ている。又、この電動顕微鏡は、走査ミラー駆動手段14
によりＸＹ走査ミラー13の揺動幅を変更することができ
るようにしている。従って、ステージ上の走査範囲を拡
大縮小して観察倍率の切り換えを可能としているもので
ある。尚、電動レボルバ駆動手段16により対物レンズ15
の交換を可能とし、前記走査範囲の拡大縮小と合わせ、
更に観察倍率を変更することができるようにしている。

【００２４】そして、コンピュータを用いた制御手段29
は、電動レボルバ駆動手段16から対物レンズ15のナンバ
ー、即ち光学的倍率を読み取るものとしている。更に、
制御手段29は走査ミラー駆動手段14からＸＹ走査ミラー
13の揺動範囲をも読み取るものとしている。又、この制
御手段29は、表示手段25に取り付けた位置入力手段とし
てのタッチパネル27の押圧点の座標を読み取り、この座
標値に基づいてステージ駆動手段18に制御信号を出力す
るものである。

【００２５】即ち、この制御手段29は、電動レボルバ駆
動手段16から読み取った光学的倍率と、走査ミラー駆動
手段14から読み取ったＸＹ走査ミラー13の揺動範囲とに
より、電動ステージ17上のレーザービームの走査範囲を
算出するものである。又、表示手段における表示画面の
大きさ、及び、位置入力手段としたタッチパネル27の大
きさから、当該モニタ画面に表示される映像の倍率をも
算出するものである。更に、位置入力手段としたタッチ
パネル27が押圧されたとき、押圧点の座標を検出し、こ
の押圧点からタッチパネル27の中央までのＸ方向距離及
びＹ方向距離をタッチパネル27のセンサの大きさと位置
により算出する。そして、前記倍率に基づいてタッチパ
ネル27の押圧点から中央までのＸ方向距離に対応するス
テージ上の長さ、及び、タッチパネル27の押圧点から中
央までのＹ方向距離に対応するステージ上の長さを算出
する。更に、この算出したステージ上の長さだけ電動ス
テージ17をＸ方向及びＹ方向に移動させる制御信号をス
テージ駆動手段18に出力するものである。

【００２６】このように、制御手段29は、タッチパネル
27の押圧点とタッチパネル27の中央との２点間の距離及
び方向を求め、顕微鏡の倍率に応じてこの距離をステー
ジ上の長さに換算するものである。そして、この制御手
段29は、タッチパネル27の２点間距離及び方向に応じた
ステージ上の距離及び方向に合わせてステージ駆動手段
18にステージを移動させる制御信号を出力するものであ
る。

【００２７】従って、標本31の映像が表示されている表
示画面において、画面上の所要の点を押圧すると、制御
手段29が押圧された点の映像が画面の中央に位置するよ
うにステージの移動方向及び距離を自動的に算出し、且
つ、制御手段29により電動ステージの移動を制御するこ
とができる。このように、ステージの位置を合わせるに
際し、一画面分の映像信号を形成した後、モニタ画面上
で中央に位置させるべき部位を指示すれば、制御手段29
がその部位を観察視野の中央に位置させるために必要な
電動ステージ17のＸ方向移動距離及びＹ方向移動距離を
算出し、ステージ駆動手段18により算出された移動距離
だけ電動ステージ17を移動させることができることにな
る。従って、電動ステージ17を所定の方向及び距離だけ
正確に移動させた後に、再度一画面分の映像信号を形成
して表示手段25に表示して観察を行うことができる。即
ち、レーザービームを繰り返して標本31に照射すること
なく標本31を観察視野の所定位置に正確に位置させるよ
うに移動させることができるものである。従って、標本
31の退色や疲労を少なくして効果的な観察を行うことが
できることになる。

【００２８】尚、制御手段29としたコンピュータには、
タッチパネル27における押圧点とタッチパネル27中央と
の方向及び距離をステージ上の方向及び距離に換算させ
る場合のみでなく、タッチパネル27における２箇所の押
圧点の方向及び距離をステージ上の方向及び距離に換算
させ、第１押圧点の映像が第２押圧点に移動するように
電動ステージを移動させることもある。

【００２９】更に、他の実施の形態としては、タッチパ
ネル27として表示画面の大きさよりも僅かに大きなタッ
チパネル27を使用することがある。この場合は、タッチ
パネル27の一部を表示画面の外に位置させるようにして
表示手段25に位置入力手段であるタッチパネル27を取り
付けるものである。そして、表示画面の外に位置したタ
ッチパネル27のセンサを所定の大きさの複数のブロック
に分けるものである。そして、複数とした各ブロックの
内の特定のブロックのセンサが押圧されたとき、制御手
段29から電動レボルバ駆動手段16に対してレンズの切換
えを指示する切換え制御信号を出力させるようにする。
又、他のブロックのセンサが押圧されたとき、走査ミラ
ー駆動手段14にＸＹ走査ミラー13の駆動範囲を変更させ
る倍率制御信号を出力させるようにするものである。

【００３０】更に、他のブロックのセンサが押圧された
とき、タッチパネル27における表示画面上の２点の押圧
点を検出し、第１押圧点の座標を第２押圧点の座標に移
動させる電動ステージ17の移動量を算出し、電動ステー
ジ17を移動させる制御信号をステージ駆動手段18に出力
するようにさせるように、移動制御を切り換えることも
ある。

【００３１】又、電動ステージ17が観察視野の中央を中
心に回転可能とされてるときは、ファンクションスイッ
チにより電動ステージ17の回転を制御することができる
ようにするものである。そして、電動ステージ17を回転
させるときは、この回転角も制御手段29に読み込ませ、
タッチパネル27上で指定された点を画面中央に移動させ
る際、又は第１押圧点を第２押圧点に移動させる際、電
動ステージ17のＸ方向移動量及びＹ方向移動量の算出に
用いることはいうまでもない。

【００３２】このように、タッチパネル27の一部に顕微
鏡の操作スイッチに相当するファンクションスイッチを
形成すれば、顕微鏡の操作を表示手段25に集中させるこ
とができ、顕微鏡の取り扱いを一層容易とすることがで
きる。尚、位置入力手段としては、タッチパネル27に限
るものでなく、ライトペンなどを用いる場合もある。こ
の場合も、ライトペンを表示画面に接触させることによ
り、画面上の位置座標を検出することができ、タッチパ
ネル27と同様に、電動ステージ17などを制御することが
できる。又、表示画面に接触又は押圧する指先や器具を
検出する位置センサを用い、表示画面上の操作点を検出
するセンサを表示手段25に設けることもある。

【００３３】そして、これらの場合も、表示手段25にお
ける表示画面の全面に観察視野を表示するのではなく、
表示画面の一部にファンクションスイッチをアイコン表
示することがある。即ち、ファンクションスイッチの表
示区画を画面上の下辺などに設けておくことがある。更
に、位置入力手段としてマウスを用い、映像信号による
顕微鏡の観察視野の映像にカーソルを合成し、表示手段
25における表示画面にカーソルを表示することがある。
この場合は、カーソルにより表示画面における指定位置
の確認を行いつつ、マウスにより位置指定を行うことが
できるものである。尚、表示画面には、顕微鏡の視野の
みでなく、ファンクションスイッチなどをアイコン表示
することもある。

【００３４】又、上記実施の形態は、レーザー顕微鏡を
用いたものである。しかし、通常の光学顕微鏡など、各
種の顕微鏡において、二次元固体撮像素子などの映像信
号形成手段23を用いて観察視野の映像信号を形成し、Ｃ
ＲＴなどの表示手段25を用いて試料などの標本31の観察
を行う顕微鏡であれば、実施することが可能である。即
ち、これらの顕微鏡において、表示手段における表示画
面の上で所定の位置を指定することにより、表示画面上
の位置を特定して入力し得る位置入力手段と、表示画面
の指定位置に対応したステージの移動を行う制御手段
と、を設けた電動顕微鏡とするものである。

【００３５】従って、レーザー顕微鏡と同様に、表示手
段25の表示画面などに位置入力手段を取り付けることに
より、電動ステージ17のＸＹ方向の移動を制御手段29に
よって制御することができる。又、光学顕微鏡では、対
物レンズ15の交換やステージとレンズとの距離の制御を
行うファンクションスイッチを位置入力手段などに形成
することもできるものである。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、表示画面の
上で所定の位置を指定することにより画面上の位置を特
定して入力し得る位置入力手段と、表示画面の指定位置
に対応したステージの移動を行う制御手段とを設けた電
動顕微鏡とするものである。従って、表示手段の表示画
面における特定位置を指定してステージの移動を制御で
きるため、ステージの操作が容易となる。

【００３７】更に、レーザー顕微鏡では、ステージの位
置合わせなどの操作が容易となり、観察要部の映像信号
を素早く形成することができる。従って、標本や試料の
損傷を少なくし、適切な観察検討を容易に行うことがで
きることになる。又、請求項２に記載した発明は、制御
手段が顕微鏡の倍率を検出し、且つ、位置入力手段で特
定された２位置間の距離と方向をステージ上の距離と方
向に換算し、位置入力手段に入力された一方の位置を他
方の位置に表示画面上で移動させる距離と方向にステー
ジを移動させるものである。

【００３８】従って、表示画面上の位置を指示すること
により、ステージの移動を制御することができ、ステー
ジの位置決めを容易とすることができる。更に、請求項
３に記載した発明は、制御手段が位置入力手段の特定さ
れる２点の内の一方の位置を表示画面中央とし、表示画
面上で入力される指定位置と表示画面の中央位置との距
離を前記電動ステージ上の距離に換算して距離と方向に
合わせて電動ステージを移動させるようにするものであ
る。

【００３９】従って、標本の観察したい部位を画面上で
指示することにより、この観察したい部位を観察視野の
中央に合わせることが極めて容易且つ正確とすることが
可能となる。そして、請求項４に記載した発明は、位置
入力手段を表示手段の表示画面に有するものである。

【００４０】従って、表示画面における特定の画像位置
を押圧又は接触するのみで、ステージを所望量だけ移動
させ、押圧した位置の映像を所定位置に移動させるよう
にして表示される映像を移動させることができる。又、
請求項５に記載した発明は、表示手段の一部にファンク
ションスイッチを表示させるものである。

【００４１】従って、このファンクションスイッチによ
り、顕微鏡の操作表示を表示画面に集中させ、顕微鏡の
取り扱いを一層容易とすることができる。更に、請求項
６に記載した発明は、位置入力手段の一部にファンクシ
ョンスイッチを形成するものである。従って、このファ
ンクションスイッチに顕微鏡の操作を割り付けることに
より、顕微鏡の操作を表示手段に集中させ、顕微鏡の取
り扱いを容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動顕微鏡の実施の形態における
概要を示すブロック図。

【符号の説明】

１１レーザー光源１２ビームスプリ
ッタ１３ＸＹ走査ミラー１４走査ミラー駆
動手段１５対物レンズ１６電動レボルバ
駆動手段１７電動ステージ１８ステージ駆動
手段２１結像光学系２３映像信号形成
手段２５表示手段２７タッチパネル２９制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動ステージを有すると共に、観察視野
の映像を写し出す表示手段を有する顕微鏡であって、前
記表示手段における表示画面上の位置を指定して入力す
ることのできる位置入力手段を有し、前記位置入力手段
で指定された前記表示画面における指定位置に応じて前
記電動ステージの移動を制御する制御手段を有すること
を特徴とする電動顕微鏡。
【請求項２】前記制御手段は、前記顕微鏡の倍率を検
出し、且つ、前記位置入力手段で特定された２位置間の
距離と方向とを前記電動ステージ上の距離と方向とに換
算し、前記位置入力手段に入力された一方の位置を他方
の位置に前記表示画面上で移動させる距離と方向に対応
した電動ステージの移動方向及び移動距離を算出して前
記電動ステージを移動させることを特徴とする請求項１
に記載した電動顕微鏡。
【請求項３】前記制御手段は、前記位置入力手段で特
定される２つの位置の一方の位置を表示画面中央として
固定し、前記位置入力手段に入力された前記表示画面上
の指定位置と前記表示画面の中央との距離を前記電動ス
テージ上の距離に換算した距離と方向とに合わせて電動
ステージを移動させることを特徴とする請求項２に記載
した電動顕微鏡。
【請求項４】前記位置入力手段としてのタッチパネル
を前記表示手段における表示画面に有することを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れかに記載した電動顕微
鏡。
【請求項５】前記表示手段における表示画面の一部に
ファンクションスイッチを表示し、制御手段により各フ
ァンクションスイッチの操作を検出して顕微鏡の各動作
を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何
れかに記載した電動顕微鏡。
【請求項６】前記位置入力手段であるタッチパネルの
一部にファンクションスイッチを形成したことを特徴と
する請求項４に記載した電動顕微鏡。