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Dokumentenidentifikation DE602004006340T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001491932
Titel Optisches Mikroskop und Verfahren zur Ausrichtung einer Kamera
Anmelder Olympus Corporation, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ishii, Yasuko, Tama-shi, Tokyo 206-0033, JP
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 602004006340
Vertragsstaaten DE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.06.2004
EP-Aktenzeichen 040143877
EP-Offenlegungsdatum 29.12.2004
EP date of grant 09.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse G02B 21/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G02B 21/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Querverweis zur verwandten Anmeldung

Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht den Vorteil der Priorität der älteren japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-184110, die in Japan am 27. Juni 2003 eingereicht worden ist.

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopsystem, das eine Schalteinheit für ein optisches Element sowie die Fähigkeit, ein Betrachtungsbild aufzunehmen aufweist.

Beschreibung des verwandten Fachgebiets

Eine Schalteinheit für ein optisches Element, das für ein Mikroskop bereitgestellt ist, weist zwischen dem beweglichen Teil und dem fixen Teil der Einheit ein mechanisches Verbindungssystem auf, so dass das optische Element in Übereinstimmung mit der optischen Achse eingestellt werden kann. Bei dem Verbindungssystem werden, jedes mal, wenn die mittlere Achse an der Stelle des optischen Elements, das für die Einheit vorgesehen ist, die Betrachtungsstelle der optischen Achse des optischen Bauelements des Mikroskops erreicht, das drehbare Revolverteil und das fixe Teil mechanisch verbunden, wodurch die Positionierung gehalten wird.

Es kann jedoch eine Verschiebung einer optischen Achse auftreten, die durch die mechanische Positionierung einer Schalteinheit für ein optisches Element relativ zu einem Mikroskopbild erzeugt wird. Darüber hinaus kann eine Verschiebung einer optischen Achse durch die Expansion und Kontraktion aufgrund der Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur etc. auftreten, auch wenn die mechanische Positionierung der Schalteinheit für das optische Element korrekt ist.

Ferner ist es bei optischen Elementen schwer, eine parallele Ebene mit einem planparallelen optischen Element korrekt zu bilden. Bei einer Objektivlinse ist es schwer, den Mittelpunkt der die Objektivlinse bildenden Linsen einzustellen. Daher kann je nach Genauigkeit der Verarbeitung eine Verschiebung einer optischen Achse auftreten.

Gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-313850 wird die durch den Schalter einer Objektivlinse und ein optisches Element des Mikroskops erzeugte Größe der Verschiebung eines Mikroskopbildes vorab gespeichert und der Objekttisch für eine Probe durch die Größe der Verschiebung bewegt, wodurch die Verschiebung des Mikroskopbildes beseitigt wird. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-075172 nimmt eine Aufnahmeeinheit ein Mikroskopbild für jede von einer Vielzahl unterschiedlicher Objektivlinsen auf, und die Größe der Verschiebung eines aufgenommenen Bildes jeder Objektivlinse wird unter Verwendung des Wertes eines Pixelabstands gemessen und gespeichert. Dann wird unter Verwendung des Pixelabstandswertes, der während der Betrachtung gespeichert worden ist, der Objekttisch des Mikroskops bewegt und die Verschiebung eines Mikroskopbildes beseitigt.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-313850 und in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-075172 ist das Problem der Verschiebung eines Mikroskopbildes durch den Schalter eines optischen Elements durch die Bewegung des Objekttisches um die Größe der Verschiebung gelöst worden.

Wenn jedoch ein zu betrachtendes, in einer Flüssigkeit befindliches Objekt betrachtet wird, wellt sich die Flüssigkeit, wenn sich der Objekttisch, auf dem das zu betrachtende Objekt angeordnet ist, bewegt. Daher ist es sehr gut möglich, dass sich das zu betrachtende Objekt bewegt und die Betrachtung schwierig ist. Wenn die Größe der Verschiebung sehr gering ist, ist es möglich, dass die Größe der Verschiebung nicht korrekt ist.

Weitere Systeme zum Einstellen bzw. Verschieben der Position eines Bildaufnahmesystems in einem Mikroskop sind aus der US 2003/011883 A1 und JP 11-2956111 A bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Verschiebung einer optischen Achse mit einem zu betrachtenden, ruhig auf dem Objekttisch liegenden Objekt zu korrigieren sowie die Verschiebung einer optischen Achse zu korrigieren, wenn ein Bild vergrößert wird, obwohl die Verschiebung einer optischen Achse sehr gering ist.

Das optische Mikroskopsystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:

ein optisches Element, das in einen optischen Pfad des Mikroskopsystems eingeführt und aus diesem entfernt werden kann;

eine Aufnahmeeinheit zum Erhalten eines Bildes einer Probe, die auf dem optischen Pfad angeordnet ist;

eine Detektor-Einheit zum Erfassen erster Ortinformationen, welche den Ort eines vorbestimmten Punktes in einem Bild anzeigen, das von der Aufnahmeeinheit durch das optische Element erhalten wird, wenn das optische Element in den optischen Pfad eingeführt wird, und zweiter Ortinformationen, welche einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem Bild entspricht, das ohne das optische Element erhalten wird, wenn das optische Element vom optischen Pfad entfernt ist;

eine Berechnungseinheit zum Berechnen einer relativen Verschiebungsgröße zwischen den von der Detektor-Einheit erfassten ersten Ortinformationen und zweiten Ortinformationen; und

eine Bewegungssteuereinheit zum Bewegen der Aufnahmeeinheit auf der Basis der durch die Berechnungseinheit berechneten Verschiebungsgröße.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das optische Mikroskopsystem gemäß der vorliegenden Erfindung:

eine Vielzahl von optischen Elementen; und

eine Schalteinheit zum Schalten eines ersten optischen Elements im optischen Pfad auf ein zweites optisches Element;

wobei die ersten Ortinformationen den Ort des vorbestimmten Punktes in dem Bild anzeigen, das durch das erste optische Element aufgenommen worden ist, und die zweiten Ortinformationen den Ort des Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem Bild entspricht, das durch das zweite optische Element aufgenommen worden ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 zeigt ein Aufrechtbild-Mikroskopsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 zeigt den &thgr;-Objekttisch gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

4 zeigt den XY-Objekttisch gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

5 zeigt den Z-Objekttisch gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6A und 6B zeigen die Arbeitsweise des Z-Objekttisches gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7A und 7B zeigen das Verschiebungsmuster der Position der optischen Achse eines planparallelen optischen Elements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8A und 8B zeigen das Verschiebungsmuster der Position der optischen Achse eines planparallelen optischen Elements (reflektierende Platte) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

9 zeigt die Grundkarte (Chart) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

10A und 10B zeigen das Mikroskopbild gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses zum Erhalten der Bewegungskorrekturgröße gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

12A und 12B sind Ablaufdiagramme, die Beispiele des Prozesses zum Erhalten der Bewegungskorrekturgröße gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses zum Erhalten der Bewegungskorrekturgröße gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

14 zeigt ein Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß des ersten Beispiels der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

15 zeigt ein Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß des zweiten Beispiels der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

16 zeigt ein Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß des dritten Beispiels der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

17 zeigt die Konfiguration der Hardware eines Computers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen <Erste Ausführungsform>

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 5, 6A und 6B genauer beschrieben. 1 und 2 zeigen die Grundkonfiguration eines Kehrbild-Mikroskops und eines Aufrechtbild-Mikroskops. In den 1 und 2 tritt das von einer Quelle 1 ausgehende Licht in ein Beleuchtungslinsensystem 2 ein, und es erfolgt eine Köhlersche Beleuchtung einer Probe 3 auf einem Objekttisch 4 durch ein planparalleles optisches Element 6a in einer optischen Elementeinheit 6 und eine Objektivlinse 5a in einer Objektivlinseneinheit 5. Das reflektierte Licht tritt in die Objektivlinse 5a der Objektivlinseneinheit 5 ein, dann tritt es in ein optisches Unendlich-Korrektursystem ein und durchläuft die planparallelen optischen Elemente 6a der optischen Elementeinheit 6. Eine bildformende Linse 7 erlaubt es dem Licht, ein Bild auf einer Aufnahmeeinheit 8 zu bilden, und eine CCD-Einrichtung 8a nimmt ein Mikroskopbild auf. Die optische Elementeinheit 6 ist mit einem planparallelen optischen Element wie einer Vielzahl von Bandpassfiltern, einer Vielzahl von ND-Filtern, einem dichroitischen Spiegel, u.dgl. ausgestattet.

Die Aufnahmeeinheit 8 besteht aus der CCD-Einrichtung 8a zum Aufnehmen eines Bildes, einem XY-Objekttisch 8b, einem Z-Objekttisch 8c und einem &thgr;-Objekttisch 8d zum Bewegen der CCD-Einrichtung 8a. Gemäß den Inhalten einer Betriebseinheit 10c wird der Aufnahmebetrieb der CCD 8a von einer CCD-Steuerung 9 durch eine Recheneinheit 10b gesteuert. Das aufgenommene Bild wird in einer Speichereinheit 10a von der Recheneinheit 10b durch die CCD-Steuerung 9 gespeichert. Der XY-Objekttisch 8b, der Z-Objekttisch 8c und der &thgr;-Objekttisch 8d werden durch eine Objekttischsteuerung 12 auf der Basis des von der Recheneinheit 10b angezeigten Wertes gesteuert.

Wenn das planparallele optische Element der optischen Elementeinheit 6 geschaltet wird, wird von der Betriebseinheit 10c ein Schaltbefehl an eine Würfel-Revolversteuerung 13 abgegeben. Auf Basis der von der Würfel-Revolversteuerung 13 bestimmten Steuerung wird ein Motor 13a angetrieben, wodurch die optische Elementeinheit 6 betrieben wird. Ein Sensor 13b erfasst, dass ein planparalleles optisches Zielelement 6a (bzw. 6b, und die planparallelen optischen Elemente 6a, 6b,... werden nachstehend im allgemeinen als planparallele optische Elemente 6x bezeichnet) in einen optischen Pfad eingeführt worden ist, und der Betrieb stoppt. Der Sensor 13b ist zum Beispiel aus einem Bildunterbrecher gebildet. Die Objektivlinse 5a kann manuell betätigt werden, und es kann eine Objektivlinse 5b verwendet werden (die Objektivlinsen 5a, 5b,... werden nachstehend im allgemeinen als eine Objektivlinse 5x bezeichnet).

Die vorstehend erwähnte Aufnahmeeinheit 8 kann eine in ein Mikroskopsystem eingebaute Einheit oder eine externe Einheit des Mikroskopsystems sein. Wenn die Aufnahmeeinheit 8 eine externe Einheit ist, kann sie durch ein Okular oder eine Digitalkamera ersetzt werden. Die optische Elementeinheit 6 und die Objektivlinseneinheit 5 kann jegliche Konstruktion aufweisen, solange ein optisches Element im optischen Pfad geschaltet werden kann. Gewöhnlich wird jedoch eine Revolver-Gleitkonstruktion verwendet.

Die Konfigurationen und die Betriebsvorgänge des &thgr;-Objekttisches 8b, des XY-Objekttisches 8c und des Z-Objekttisches 8d in der Aufnahmeeinheit 8 werden nachstehend mit Bezug auf die 3, 4, 5, 6A und 6B kurz beschrieben.

3 ist ein Aufriss des &thgr;-Objekttisches 8b. Die Konfiguration und der Bewegungsmechanismus des &thgr;-Objekttisches 8b sind nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben. Ein bewegbares Teil 8b-2 ist über einen feststehenden Tisch 8b-1, Federn 8b-3a, 8b-3b, 8b-3c und 8b-3d und piezoelektrische Substanzen 8b-4a und 8b-4b verbunden. Jeder Endbereich der piezoelektrischen Substanzen 8b-4a und 8b-4b ist am feststehenden Tisch 8b-1 befestigt. Die anderen Endbereiche der piezoelektrischen Substanzen 8b-4a und 8b-4b sind jeweils mit dem beweglichen Teil 8b-2 so verbunden, dass das bewegliche Teil 8b-2 parallel zum feststehenden Tisch 8b-1 in XY-Richtung wie in 3 dargestellt angeordnet werden kann, wenn die Spannung des halben Wertes der angelegten Spannung, mit der die piezoelektrischen Substanzen 8b-4a und 8b-4b am stärksten gedehnt werden, angelegt wird.

Nachstehend wird nun die Arbeitsweise des &thgr;-Objekttisches 8b beschrieben. Um das bewegliche Teil 8b-2 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen zu können, wird zunächst 8b-5a hochgezogen und 8b-5b wird heruntergezogen, indem die an die piezoelektrischen Substanzen 8b-4a und 8b-4b angelegte Spannung abfällt, wodurch das drehbare Teil 8b-2 mit der auf den Mittelpunkt eingestellten optischen Achse 11 dreht. Um das bewegliche Teil 8b-2 im Uhrzeigersinn drehen zu können, wird 8b-5a heruntergezogen und 8b-5b wird hochgezogen, indem an die piezoelektrischen Substanzen 8b-4a und 8b-4b eine Spannung angelegt wird, wodurch das bewegliche Teil 8b-2 mit der auf den Mittelpunkt eingestellten Achse 11 dreht.

Die Konfiguration und der Bewegungsmechanismus werden nachstehend mit Bezug auf den Aufriss des in 4 gezeigten XY-Objekttisches 8c erläutert. Der schattiert gefärbte Bereich einer Platte mit einer Dicke von ca. 5mm wird durch einen Leitungsentladungsprozessor unterbrochen, etc. Um dies zu erreichen, ist der Objekttisch dünn erstellt worden. Ein Ende eines jeden Armes 8c-4a, 8c-4b, 8c-5a und 8c-5b ist jeweils über Gelenke 8c-7a, 8c-7b, 8c-8a und 8c-8b an einem feststehenden Tisch 8c-1 befestigt. Somit kann ein mit den Armen 8c-4a, 8c-4b, 8c-5a und 8c-5b verbundenes bewegliches Teil 8c-2 auf der XY-Ebene bewegbar sein.

Die anderen Enden der Arme 8c-4a, 8c-4b, 8c-5a und 8c-5b sind jeweils über Antriebsfedern 8c-9a, 8c-9b, 8c-10a und 8c10-b mit dem beweglichen Teil 8c-2 verbunden. Piezoelektrische Stellglieder 8c-6a und 8c-6b sind so angeordnet, dass sie einen Teil der Arme 8c-4a und 8c-5a drücken.

Die Betriebsweisen sind nachfolgend erläutert. Zunächst wird die Betriebsweise erläutert, die durchgeführt wird, wenn das bewegliche Teil 8c-2 in Y-Richtung bewegt wird. Eine Spannung wird an die piezoelektrische Substanz 8c-6a angelegt. Wenn er ausgestreckt ist, dreht sich der Arm 8c-4a auf der XY-Ebene mit dem als eine Achse eingestellten Gelenk 8c-7a. Durch die Bewegung bewegt sich die Antriebsfeder 8c-9a in die Y-Richtung und das mit der Antriebsfeder 8c-9a verbundene bewegliche Teil 8c-2 bewegt sich ebenfalls in Y-Richtung.

Zu diesem Zeitpunkt sind die Antriebsfedern 8c-10a und 8c-10b, die in X-Richtung des beweglichen Teils 8c-2 verbunden sind, gebogen und deformiert. Da das bewegliche Teil 8c-2 jedoch symmetrisch um die Y-Achse angeordnet ist, bewegt es sich möglicherweise in Y-Richtung ohne einen Drehvorgang. Die identischen Betriebsvorgänge werden durchgeführt, wenn sich das bewegliche Teil 8c-2 in X-Richtung bewegt.

Die Konfiguration und der Bewegungsmechanismus sind nachfolgend mit Bezug auf den Aufriss des in 5 dargestellten Z-Objekttisches 8d erläutert. Der Z-Objekttisch 8d umfasst einen feststehenden Tisch 8d-1, einen vibrierenden Tisch 8d-2, eine Parallelfeder 8d-3 als Führungseinheit und eine piezoelektrische Substanz 8d-4. Bei diesem Beispiel ist der feststehende Tisch 8d-1 zylindrisch. Der vibrierende Tisch 8d-2 ist im Hohlbereich des feststehenden Tisches 8d-1 angeordnet. Der vibrierende Tisch 8d-2 ist zylindrisch und weist eine Halteeinheit 8d-2a auf, die sich in ihrem mittleren Bereich in den hohlen Bereich in Richtung der zentralen Achse erstreckt. Die Halteeinheit 8d-2a hält den Tisch entlang der zentralen Achse des feststehenden Tisches 8d-1.

Die piezoelektrische Substanz 8d-4 ist symmetrisch um eine optische Achse 11 zwischen der Halteeinheit 8d-2a des vibrierenden Tisches 8d-2 und dem feststehenden Tisch 8d-1 angeordnet. Die piezoelektrische Substanz 8d-4 dehnt sich aus und zieht sich zusammen gemäß einem elektrischen Signal. Der Vorgang des Ausdehnens und Zusammenziehens lässt den vibrierenden Tisch 8d-2 entlang der optischen Achse 11 vibrieren.

Die Parallelfedern 8d-3 sind symmetrisch um die optische Achse 11 angeordnet. Die Parallelfedern 8d-3 halten den vibrierenden Tisch 8d-2 auf dem feststehenden Tisch 8d-1 und sorgen für eine ruhige Parallelbewegung entlang der optischen Achse 11.

Die tatsächliche Arbeitsweise des Z-Objekttisches 8d wird mit Bezug auf die 6A und 66 erläutert. In diesem Fall werden die Parallelfedern 8d-3 bewegt, indem sie durch die beiden parallelen Blattfedern 8d-3c, 8d-3d, 8d-3e und 8d-3f zwischen zwei parallele mobile Objekte 8d-3a und 8d-3b wie in 6A gezeigt gekoppelt werden. Somit können die Parallelfedern 8d-3 die konstante Höhe des mobilen Objekts 8d-3a beibehalten. Das heißt, wenn sich das mobile Objekt 8d-3a um &Dgr;Z bewegt, wird durch die Arbeit der beiden Blattfedern das mobile Objekt 8d-3b um &Dgr;X (bzw. &Dgr;Y) zum mobilen Objekt 8d-3a bewegt, und das mobile Objekt 8d-3a hebt die Verschiebung zur X-Achse (bzw. Y-Achse) auf.

Wenn die Parallelfedern 8d-3 symmetrisch um die optische Achse 11 wie in 6B angeordnet sind, erzeugt somit die Vibration des vibrierenden Tisches 8d-2 nicht die Ziehkraft in orthogonaler Richtung zu der optischen Achse 11, wodurch der vibrierende Tisch 8d-2 ruhig parallel zur optischen Achse 11 (in Richtung Z-Achse) bewegt wird.

Somit kann durch jeden der vorstehend erwähnten Bewegungsmechanismen der XY-Objekttisch 8c auf einem vibrierenden Tisch 8d-6 des Z-Tisches 8d positioniert werden, der &thgr;-Objekttisch 8b kann auf dem beweglichen Teil 8c-2 des XY-Tisches 8c positioniert werden, die CCD-Einrichtung 8a kann am beweglichen Teil 8b-2 des &thgr;-Objekttisches 8b positioniert werden, und eine Spannung einer erforderlichen Stärke wird an jeden Objekttisch angelegt, wodurch die CCD 8a in XYT&thgr;-Richtung für einen Aufnahmevorgang bewegt wird. Der Z-Objekttisch 8d, der XY-Objekttisch 8c und der &thgr;-Objekttisch 8b können in jeder anderen Ordnung platziert werden.

Nachstehend wird der tatsächliche Korrekturvorgang beschrieben. Bei dem in 1 dargestellten Mikroskopsystem kann ein optisches Element, das eine Verschiebung einer optischen Achse erzeugt, beispielsweise eine Objektivlinse 5a und ein planparalleles optisches Element 6a sein.

Die Ursache für die Verschiebung einer optischen Achse ist nachstehend unter Verwendung des planparallelen optischen Elements 6a, das am ehesten eine Verschiebung einer optischen Achse erzeugt, als Beispiel unter Bezugnahme auf die 7A, 7B, 8A und 8B erläutert.

Das planparallele optische Element, das einfallendes Licht durchlässt, ist nachstehend mit Bezug auf die 7A und 7B erläutert. Wenn die Ebene des planparallelen optischen Elements wie in 7A gezeigt um &thgr;1 geneigt ist, bildet eine optische Achse 11a aus reflektiertem Licht ein Bild, wobei die Position eines Abstands Da von der idealen optischen Achse 11 auf den Mittelpunkt eingestellt ist. Ferner bildet, wie in 7B gezeigt, wenn das planparallele optische Element selbst um &thgr;1 geneigt ist, eine optische Achse 11b aus reflektiertem Licht ein Bild, wobei die Position eines Abstands Db von der idealen optischen Achse 11 auf den Mittelpunkt eingestellt ist.

Ein planparalleles optisches Element, das eine reflektierende Platte aufweist und auftreffendes Licht reflektiert ist nachstehend mit Bezug auf die 8A und 8B beschrieben. Wenn der Winkel der reflektierenden Platte im planparallelen optischen Element um &thgr;1 größer ist als 45°, wie in 8A gezeigt, wird ein Bild gebildet, wobei die optische Achse 11a von reflektiertem Licht um den Abstand Da von der idealen optischen Achse 11 auf der bildgebenden Ebene verschoben ist.

Wenn die Position der reflektierenden Platte um den Abstand Db nach unten verschoben ist, obwohl die Neigung der reflektierenden Platte 45° beträgt, wie in 8B gezeigt, wird die Position der optischen Achse 11b auf der bildgebenden Oberfläche um den Abstand Db von der idealen optischen Achse 11 verschoben, wenn ein Bild gebildet wird. Allerdings kann die Richtung der Verschiebung der reflektierenden Platte entweder aufwärts, abwärts, nach links oder nach rechts erfolgen, wie in 8B gezeigt. Die Links- und Rechtsverschiebungen werden durch das planparallele optische Element hervorgerufen, das zur optischen Achse gedreht wird und an dieser befestigt ist. Die Verschiebung einer optischen Achse aufgrund des planparallelen optischen Elements kann durch eine Kombination der vorstehend erwähnten verschiedenen Ursachen hervorgerufen werden. Daher ist eine Verschiebung einer optischen Achse sehr gut möglich.

Wie vorstehend beschrieben, wird der Verschiebungsabstand D von der idealen optischen Achse 11 als eine Bewegungskorrekturgröße unter Verwendung der Objekttisch-Umrechungstabelle etc. berechnet, und die berechnete Bewegungskorrekturgröße wird in einen Spannungswert zum Antreiben (Bewegen) des &thgr;-Objekttisches 8b, des XY-Objekttisches 8c und des Z-Objekttisches umgewandelt. Dann werden die Objekttische auf der Basis des erhaltenen Spannungswertes angetrieben, wodurch die Verschiebung der optischen Achse korrigiert wird. Das Verfahren zum Erhalten des Abstands D (einer Verschiebungsgröße) zu diesem Zeitpunkt wird mit Bezug auf die 9, 10A, 10B und 11 beschrieben.

9 ist eine Grundkarte (Chart) gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 10A zeigt einen vergrößerten Bereich der in 9 gezeigten Grundkarte, der auf einer Anzeigeeinheit 10d angezeigt wird. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses zum Erhalten der Bewegungskorrekturgröße zeigt, indem eine Verschiebung einer optischen Achse erhalten wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand d von der überkreuzungsstelle in dem in 9 gezeigten vergrößerten Bereich 14 erhalten worden.

Um eine ideale optische Achse erhalten zu können, wird zunächst ein optisches Element wie das planparallele optische Element 6a etc., das möglicherweise eine Verschiebung einer optischen Achse bewirkt, vom optischen Pfad entfernt (S100). Dann wird eine Grundkarte, in der die optische Achse 11 der überkreuzungsstelle 11a entspricht, auf dem Objekttisch 4 angeordnet (S101). Danach werden durch Drücken eines vorbestimmten Schalters der Betriebseinheit 10c (Betriebsschalter 10c) die Informationen zur Bestimmung der Aufnahme zur Recheneinheit 10b übertragen. Nach Erhalt der Informationen zur Bestimmung der Aufnahme steuert die Recheneinheit 10b die CCD-Steuerung 9, um ein Bild unter Verwendung der CCD 8a aufzunehmen (S102, siehe 10A).

Wie in 10A gezeigt, werden die Koordinaten der überkreuzungsstelle 11a, die den Mittelpunkt des durch die CCD 8a aufgenommenen Bildes anzeigt, erhalten und in der Speichereinheit 10a gespeichert (S103). Dann wird die Stelle der Grundkarte beibehalten wie sie ist, und das in S100 vom optischen Pfad entfernte planparallele optische Element 6a wird wieder auf dem optischen Pfad angeordnet (S104). Dann werden durch Drücken eines vorbestimmten Schalters der Betriebseinheit 10c (Betriebsschalter 10c) die Informationen zur Bestimmung der Aufnahme zur Recheneinheit 10b übertragen. Nach Erhalt der Informationen zur Bestimmung der Aufnahme steuert die Recheneinheit 10b die CCD-Steuerung 9, um ein Bild unter Verwendung der CCD 8a aufzunehmen (S105, siehe 10A). In S102 und S105 ist der Auslöser für die Aufnahme eines Bildes nicht auf die vorstehend erwähnte Betriebseinheit (Betriebsschalter) begrenzt. Beispielsweise kann der auf der Anzeigeeinheit 10d gezeigte Bildschirm mit der Maus oder dergl. für einen Aufnahmevorgang angeklickt werden. Die Funktion eines berührungssensitiven Bildschirms kann zum Beispiel ebenfalls bei der Anzeigeeinheit 10d verwendet werden, um ein Bild durch Berühren des angezeigten Bildschirmes aufzunehmen.

Wie bei S103 werden die Koordinaten der im Mittelpunkt des von der CCD 8a aufgenommenen Bildes angezeigten Überkreuzungsstelle erhalten und in der Speichereinheit 10a gespeichert (S106). Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Koordinaten der Überkreuzungsstelle von dem auf der Anzeigeeinheit 10d gezeigten Bild erhalten und über die Recheneinheit 10b in der Speichereinheit 10a gespeichert. Im allgemeinen kann mit einer Computermaus ein Bild angeklickt oder ein Bilderkennungsprozess durch Automatisierung eines ähnlichen Prozesses durchgeführt werden, um die Koordinaten erhalten zu können. Darüber hinaus können die Informationen, dass das planparallele optische Element 6a bei S104 in den optischen Pfad eingeführt worden ist, unter Verwendung eines Sensors oder dergl. automatisch erkannt werden. In diesem Fall kann der Sensor erfassen, dass das planparallele optische Element 6a eingeführt worden ist, die Erfassungsinformation wird an die Recheneinheit 10b weitergeleitet und die Recheneinheit 10b steuert die CCD-Steuerung 9 intern, um ein Bild durch die CCD 8a aufzunehmen, wodurch es der CCD 8a ermöglicht wird, ein Bild aufzunehmen.

Angenommen, die in S103 und S106 erhaltenen Koordinaten sind jeweils 11a (Xa, Ya) und 11b (Xb, Yb). Unter Verwendung der erhaltenen Koordinaten berechnet die Recheneinheit 10b die Größe der Verschiebung der Koordinaten 11b (Xb, Yb) von den Koordinaten 11a (Xa, Ya) (S107). Danach wird unter Verwendung der vorab in der Speichereinheit 10a gespeicherten Objekttisch-Umrechnungstabelle die Größe der Bewegungskorrektur des Objekttisches 4 aus der Größe der Verschiebung berechnet (S108). Die berechnete Bewegungskorrekturgröße wird in einen Spannungswert für den Antrieb (Bewegung) jedes Tisches des &thgr;-Objekttisch-Koordinatensystems und des XY-Objekttisch-Koordinatensystems umgewandelt und der Spannungswert in der Speichereinheit 10a gespeichert (S109).

Wenn das planparallele optische Element 6a in den optischen Pfad eingeführt ist, wird die CCD 8a bewegt, indem der &thgr;-Objekttisch 8b, der XY-Objekttisch 8c und der Z-Objekttisch 8d auf der Basis des in S109 unter Verwendung der Tischsteuerung 12 gespeicherten Spannungswertes bewegt werden, und die Koordinaten 11b (Xb, Yb) der optischen Achse werden in der Stelle von 11a (Xa, Ya) aufgenommen. Im Falle der Z-Richtung wird die Verschiebungsgröße durch die Autofokussierfähigkeit erhalten, auch wenn dies in den beigefügten Zeichnungen nicht dargestellt ist, und wird von der Größe der Verschiebung in einen Spannungswert umgewandelt, der der Bewegungskorrekturgröße unter Verwendung der Objekttisch-Umrechungstabelle entspricht.

Wenn eine Verschiebung einer optischen Achse für das optische Element korrigiert wird, das eine Verschiebung einer optischen Achse wie der Objektivlinse 5 erzeugt, wird die Verschiebungsgröße durch das Verfahren ähnlich dem vorstehend erwähnten Verfahren erhalten, und die Bewegungskorrekturgröße, die der Abstand für die Bewegung der CCD 8a ist, wird berechnet. Die Verschiebungsgröße kann mittels einer Vielzahl von optischen Elementen erhalten werden, die in den optischen Pfad eingeführt sind. Die Verschiebung einer optischen Achse kann ebenfalls korrigiert werden, wenn eine Vielzahl von optischen Elementen kombiniert und betrachtet wird, indem jede optische Elementeinheit in den optischen Pfad eingeführt und die berechneten Größen der Bewegungskorrektur aufaddiert werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Verschiebungsgröße der Koordinaten erhalten, indem ein Punkt in einem Bild verglichen wird, und die Verschiebungsgröße wird in einen Spannungswert für den Antrieb des Tisches umgewandelt, wodurch die Verschiebung einer optischen Achse korrigiert wird. Jedoch ist die Anzahl erhaltener Koordinaten bzw. sind die erhaltenen Koordinaten nicht spezifiziert, solange die Verschiebung einer optischen Achse tatsächlich erhalten wird. Darüber hinaus können weitere Muster verwendet werden, solange eine Korrekturstelle berechnet werden kann, obwohl eine Umgebung wie in der Grundkarte geändert ist.

<Zweite Ausführungsform>

Um die Belastung des Betrachters zu reduzieren, der mittels eines Mikroskops Betrachtungen durchführt, an dem eine Vielzahl von optischen Elementen befestigt ist, kann die Verschiebungsgröße eines Bildes für alle optischen Elemente automatisch für alle optischen Elemente erhalten werden, und die Verschiebung eines Bildes kann automatisch korrigiert werden, wenn jedes optische Element betrachtet wird, indem der Prozess gemäß der in 11 gezeigten ersten Ausführungsform durchgeführt wird. Der Prozess wird zum Beispiel mit Bezug auf die in den 12A und 12B gezeigten Ablaufdiagramme kurz erläutert.

Die Grundkarte wird auf den Objekttisch 4 gelegt, wobei das planparallele optische Element, dessen Verschiebungsgröße zu korrigieren ist, auf die optische Elementeinheit aufgelegt ist (S200). Dann spezifiziert die Betriebseinheit 10c das planparallele optische Element, dessen Verschiebungsgröße erhalten werden soll, und ein standardgemäßes planparalleles optisches Element wird ebenfalls spezifiziert und die für die planparallelen optischen Elemente spezifizierten Daten werden in der Speichereinheit 10a gespeichert (S201), und der Start des Prozesses zum Erhalten der Verschiebungsgröße wird spezifiziert (S202). Dann wird das planparallele optische Element, das zum Erhalten der Verschiebungsgröße spezifiziert und in der Speichereinheit 10a in S20-1 registriert worden ist, in den optischen Pfad eingeführt (S203). Bei diesem Beispiel steuert die Recheneinheit 10b die Würfel-Revolversteuerung 13, um einen Würfel-Revolver 6 zu drehen, das in S201 spezifizierte und in der Steuereinheit 10a gespeicherte planparallele optische Element auszuwählen und das spezifizierte planparallele optische Element in den optischen Pfad einzuführen.

Wenn der Sensor 13b erfasst, dass das planparallele optische Element in den optischen Pfad eingeführt worden ist, benachrichtigt er die Recheneinheit 10b des Erfassungssignals über die Würfel-Revolversteuerung 13, und die Recheneinheit 10b erkennt, dass das planparallele optische Element auf dem optischen Pfad geschaltet worden ist (S204). Um ein Bild zu erhalten, bei dem das planparallele optische Element, dessen Verschiebungsgröße erhalten werden soll, auf dem optischen Pfad angeordnet ist, steuert die Recheneinheit 10b die CCD-Steuerung 9, um unter Verwendung der CCD 8a ein Mikroskopbild aufnehmen zu können. Das aufgenommene Bild wird in der Speichereinheit 10a gespeichert (S205). Die Prozesse von S203 bis S205 werden so lange wiederholt, bis ein Mikroskopbild aufgenommen worden ist, wobei alle spezifizierten planparallelen optischen Elemente in den optischen Pfad eingeführt sind (S206). Wie vorstehend erwähnt, sind die Prozesse von S203 bis S205 in dem Format beschrieben, in dem die Recheneinheit 10b automatisch bearbeitet wird. Allerdings kann die optische Elementeinheit durch die Würfel-Revolversteuerung 13 betätigt werden, indem die Betriebseinheit 10c betätigt wird, bzw. es kann ein Bild von der CCD 8a über die CCD-Steuerung 9 aufgenommen werden, indem die Betriebseinheit 10c betätigt wird.

Danach wird im Bildanalyseprozess die Verschiebungsgröße zwischen jedem Mikroskopbild und dem Standard-Mikroskopbild erhalten (S207). Dann wird die Strecke der Bewegung des Objekttisches in der Aufnahmeeinheit 8 aus der Verschiebungsgröße unter Verwendung der in der Speichereinheit 10a gespeicherten Objekttisch-Umrechnungstabelle berechnet, und ein Spannungswert zum Antreiben jedes Objekttisches wird aus der Bewegungskorrekturgröße berechnet und in der Speichereinheit 10a gespeichert (S208).

Die Betriebseinheit 10c wählt einen Modus aus, in dem eine Verschiebung eines Bildes automatisch korrigiert werden kann, wenn eine Betrachtung durchgeführt wird (S209). Wenn ein planparalleles optisches Element auf dem optischen Pfad geschaltet ist, wird das geschaltete planparallele optische Element von der Würfel-Revolversteuerung 13 erfasst und die Recheneinheit 10b erhält die Erfassungsinformation über die Würfel-Revolversteuerung 13 (S210). Die Recheneinheit 10b erhält die Verschiebungskorrekturgröße, die dem erfassten planparallelen optischen Element entspricht, von der Speichereinheit 10a (S211). Basierend auf der erhaltenen Verschiebungskorrekturgröße, bewegen sich der XY-Objekttisch 8c, der &thgr;-Objekttisch 8b und der Z-Objekttisch 8d, wodurch die CCD 8a durch die Verschiebungskorrekturgröße bewegt (S212) und ein Mikroskopbild aufgenommen wird, das eine entsprechende Position der optischen Achse aufweist. Allerdings ist es nicht erforderlich, wenn eine Betrachtung unter Verwendung des gleichen optischen Elements erfolgt, die Prozesse von S200 bis S208 durchzuführen, solange das optische Element nicht vom Mikroskopsystem entfernt worden ist, nachdem die Prozesse von S200 bis S208 einmal durchgeführt worden sind.

Die vorstehend erwähnte Erfindung kann für alle optischen Elemente wie eine Objektivlinse und dergl. angewendet werden, die eine Verschiebung einer optischen Achse in einer Schalteinheit für optische Elemente im Mikroskopsystem erzeugt, ferner kann die Verschiebungsgröße erhalten werden, wobei eine Vielzahl von optischen Elementen in den optischen Pfad eingeführt ist. Darüber hinaus kann die Verschiebungskorrekturgröße manuell erhalten werden. Wird die Konfiguration in der Aufnahmeeinheit durch eine Kombination der Objekttische (XY-Objekttisch 8c, &thgr;-Objekttisch 8b und Z-Objekttisch 8d) realisiert, die mit der CCD 8a belastet sind, kann die Verschiebungsgröße in jede Richtung des Mikroskopbildes korrigiert werden.

<Dritte Ausführungsform>

Um die Verschiebung einer optischen Achse bei der ersten Ausführungsform korrigieren zu können, wird ein Mikroskopbild erhalten, indem das optische Element entfernt wird, wodurch eine Verschiebung einer optischen Achse vom optischen Pfad hervorgerufen wird, um eine standardgemäße ideale optische Achse zu erhalten. Allerdings erfordert eine Entfernung aller optischen Elemente vom optischen Pfad, um die ideale optische Achse zu erhalten, vom Betrachter einen erheblichen Arbeitsaufwand.

Daher bearbeitet ein Betrachter eine optische Achse, die ein vorbestimmtes optisches Element als die ideale optische Achse 11 gelten lässt, um die Verschiebung einer optischen Achse korrigieren zu können. Hiermit kann die relative Verschiebung einer spezifizierten optischen Achse mit jener anderer optischer Elemente beseitigt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Prozessinhalte nachstehend mit Bezug auf die in den 13 und 10 und 9 gezeigten Ablaufdiagrammen beschrieben.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Abstand d von der Überkreuzungsstelle im vergrößerten Bereich 14, der in 9 dargestellt ist, erhalten. Um zunächst eine ideale optische Achse erhalten zu können, wird das planparallele optische Element 6a, das einzuführen ist, wenn es als ideale optische Achse angeordnet ist, in einen optischen Pfad eingeführt (S300), eine Grundkarte, bei der die optische Achse 11 der Überkreuzungsstelle entspricht, wird auf dem Objekttisch 4 angeordnet (S301). Dann werden durch Drücken eines vorab bestimmten Schalters der Betriebseinheit 10c (Betriebsschalter 10c) die Bestimmungen zur Aufnahme an die Recheneinheit 10b übertragen. Nach Erhalt der Informationen zur Bestimmung der Aufnahme steuert die Recheneinheit 10b die CCD-Steuerung 9, um ein Bild unter Verwendung der CCD 8a aufnehmen zu können (S302, siehe 10A).

Wie in 10A gezeigt, werden die Koordinaten der Überkreuzungsstelle 11a, die die Mittelposition des von der CCD 8a aufgenommenen Bildes anzeigen, erhalten und in der Speichereinheit 10a gespeichert (S303). Dann wird die Position der Grundkarte so wie sie ist beibehalten, und das planparallele optische Element 6a wird erneut auf dem optischen Pfad angeordnet (S304). Dann werden durch Drücken eines vorbestimmten Schalters der Betriebseinheit 10c (Betriebsschalter 10c) die Informationen zur Bestimmung der Aufnahme zur Recheneinheit 10b übertragen. Nach Erhalt der Informationen zur Bestimmung der Aufnahme steuert die Recheneinheit 10b die CCD-Steuerung 9, um ein Bild unter Verwendung der CCD 8a aufzunehmen (S305, siehe 10B). In S302 und S305 ist der Auslöser für die Aufnahme eines Bildes nicht auf die vorstehend erwähnte Betriebseinheit (Betriebsschalter) begrenzt. Beispielsweise kann der auf der Anzeigeeinheit 10d gezeigte Bildschirm mit der Maus oder dergl. für einen Aufnahmevorgang angeklickt werden. Die Funktion eines berührungssensitiven Bildschirms kann zum Beispiel ebenfalls bei der Anzeigeeinheit 10d verwendet werden, um ein Bild durch Berühren des angezeigten Bildschirmes aufzunehmen.

Wie in 10B gezeigt, werden die Koordinaten der Überkreuzungsstelle, die die Mittelposition des von der CCD 8a aufgenommenen Bildes anzeigen, erhalten und die Koordinaten werden in der Speichereinheit 10a gespeichert (S306). Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Koordinaten erhalten, indem die Betriebseinheit 10c von dem auf der Anzeigeeinheit 10d gezeigten Bild betätigt wird, und in der Speichereinheit 10a über die Recheneinheit 10b gespeichert. Gewöhnlich kann mittels der Computermaus auf ein Bild geklickt werden bzw. ein Bilderkennungsprozess durchgeführt werden, um die Koordinaten zu erhalten. Ferner kann die Information, dass das planparallele optische Element 6a in den optischen Pfad in S304 eingeführt worden ist, unter Verwendung eines Sensors oder dergl. automatisch erkannt werden, wodurch es der Recheneinheit 10b ermöglicht wird, die CCD-Steuerung 9 zu steuern, um unter Verwendung der CCD 8a ein Bild aufnehmen zu können.

Angenommen, die in S303 und S306 erhaltenen Koordinaten sind jeweils 11a (Xa, Ya) und 11b (Xb, Yb). Unter Verwendung der erhaltenen Koordinaten berechnet die Recheneinheit 10b die Größe der Verschiebung der Koordinaten 11b (Xb, Yb) aus den Koordinaten 11a (Xa, Ya) (S307). Danach wird unter Verwendung der vorab in der Speichereinheit 10a gespeicherten Objekttisch-Umrechnungstabelle die Größe der Bewegungskorrektur des Objekttisches in der Aufnahmeeinheit 8 aus der Größe der Verschiebung berechnet (S308). Die berechnete Bewegungskorrekturgröße wird in einen Spannungswert für den Antrieb des &thgr;-Objekttisches und des XY-Objekttisches umgewandelt und der Spannungswert in der Speichereinheit 10a gespeichert (S309).

Folglich kann die Arbeitsbelastung des Betrachters geringer sein als bei der ersten Ausführungsform, indem die optische Achse eines vorab bestimmten optischen Elements als ein Referenzpunkt eingestellt wird. Die vorstehend erwähnte Erfindung kann für alle optischen Elemente wie eine Objektivlinse und dergl. angewendet werden, die eine Verschiebung einer optischen Achse in einer Schalteinheit für optische Elemente im Mikroskopsystem erzeugt, ferner kann die Verschiebungsgröße erhalten werden, wobei eine Vielzahl von optischen Elementen in den optischen Pfad eingeführt ist. Darüber hinaus kann die Verschiebungskorrekturgröße manuell erhalten werden. Wird die Konfiguration in der Aufnahmeeinheit durch eine Kombination der Objekttische (XY-Objekttisch 8c, &thgr;-Objekttisch 8b und Z-Objekttisch 8d) realisiert, die mit der CCD 8a belastet sind, kann die Verschiebungsgröße in jede Richtung des Mikroskopbildes korrigiert werden.

<Vierte Ausführungsform>

Bei der ersten Ausführungsform, wenn die Verschiebungsgröße erhalten wird, wenn eine Verschiebung einer optischen Achse korrigiert wird, ist zum Beispiel ein Muster verwendet worden, mit dem eine korrekte Position gemessen werden kann, obwohl sich die Umgebung wie in der in 9 gezeigten Grundkarte verändert. Allerdings erfordert das Erhalten der Verschiebungsgröße unter Verwendung anderer Muster als das vorstehend erwähnte Betrachtungsziel vom Betrachter einen erheblichen Arbeitsaufwand. Daher wird die Verschiebung einer optischen Achse korrigiert, indem ein Mikroskopbild verwendet wird, das tatsächlich betrachtet werden soll.

Das heißt, es wird ein Bild eines planparallelen optischen Elements als standardmäßiges Bild gespeichert und es wird ein Bild eines weiteren planparallelen optischen Elements mit dem standardmäßigen Bild verglichen, um die Größe der Verschiebung korrigieren zu können.

<Fünfte Ausführungsform>

Wenn die Verschiebung einer optischen Achse sehr gering ist, ist es schwierig, die korrekte Verschiebungsgröße zu erhalten. Daher wird ein Mikroskopbild vergrößert und durch die Aufnahmeeinheit 8 aufgenommen, indem eine Einheit zur optischen Vergrößerung eines Bildes zwischen der Objektivlinse und der Aufnahmeoberfläche vorgesehen ist. Danach wird eine Einheit 20, die eine bildformende Linse schalten kann, als Vergrößerungseinheit befestigt, um das Problem der geringen Verschiebung einer optischen Achse bei dem folgenden Verfahren lösen zu können.

(Beispiel 1)

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Einheit zum Schalten einer bildformenden Linse als Vergrößerungseinheit enthalten.

14 zeigt das Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 14 dargestellt, besteht die Vergrößerungseinheit 20 aus der bildformenden Linse 7 und einer Zwischenskaliereinheit 21. Die Zwischenskaliereinheit 21 schaltet die Linsen, um die Vergrößerung zwischen der bildformenden Linse 7 und der Objektivlinse 5x ändern zu können. Die Zwischenskaliereinheit 21 umfasst zwei Linsen 21a und 21b mit unterschiedlicher Vergrößerung. Je nach der Verschiebungsspanne einer optischen Achse, werden die Linsen 21a und 21b geschaltet, um eine geringe Verschiebung einer optischen Achse zu schalten, wodurch die Verschiebung einer optischen Achse leicht erfasst werden kann.

Die Vergrößerung kann auch durch Anordnen eines, in den Zeichnungen nicht dargestellten, TV-Adapters zwischen der CCD 8a und der bildformenden Linse 7 geändert werden.

(Beispiel 2)

15 zeigt das Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 15 dargestellt, ist eine Vergrößerungseinheit 30 mit bildformenden Linsen 30a und 30b versehen. Somit können die bildformenden Linsen 30a und 30b, die unterschiedliche Brennweiten aufweisen, je nach der Drehung eines Revolvers oder des Rutschelements wechselseitig ausgetauscht werden. In diesem Fall besteht kein Problem, wenn die Verschiebung einer optischen Achse sehr gering ist, wenn jedoch eine Verschiebung des gleichen Levels wie bei der optischen Elementeinheit 6 auftritt, kann der vorstehend erwähnte Korrekturprozess auf den Prozess des Schaltens der bildformenden Linsen angewendet werden.

(Beispiel 3)

16 zeigt das Kehrbild-Mikroskopsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 16 dargestellt, ist eine optische Achse durch einen halben Spiegel 40 aufgespaltet, und der Zweck kann durch die Konfiguration zum Erhalten von Bildern mit unterschiedlicher bildformender Vergrößerung erzielt werden, indem bildformende Einheiten 8 und 81 verwendet werden (wobei die bildformende Einheit 81 und die bildformende Einheit 8 die gleiche Konfiguration aufweisen), die die gleiche Struktur wie die bildformenden Linsen 7a und 7b unterschiedlicher Brennweite aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt realisiert der Effekt des halben Spiegels 40 einen Aufnahmeprozess durch die bildformende Einheit 8 bzw. 81.

Anstelle des halben Spiegels 40 kann ein Strahlsplitter verwendet werden, um das Licht zu spalten und um es dem Licht zu ermöglichen, in die bildformenden Einheiten 8 bzw. 81 jeweils eingegeben werden zu können. Unter Verwendung des Strahlsplitters kann, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Ablenkfläche von Licht oder der Wellenlänge, das Licht gespaltet werden. Daher kann ein Bild in Abhängigkeit von der Struktur jedes gespaltenen Lichts von der bildformenden Einheit aufgenommen werden.

(Beispiel 4)

Bei Beispiel 1 kann die Erfassungsempfindlichkeit der Verschiebung einer optischen Achse durch Verwendung einer Vergrößerungseinheit verbessert werden, die bildformende Linse 7 kann jedoch als eine Zoomlinse anstelle der Vergrößerungseinheit verwendet werden.

Die mit Bezug auf die erste bis fünfte Ausführungsform erklärten Prozesse können als ein von einem Computer abzuarbeitenden Programm realisiert werden.

17 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des vorstehend erwähnten Computersystems zeigt, das heißt, die Hardware-Umgebung. In 17 besteht ein Computersystem 100 aus einer zentralen Recheneinheit (CPU) 102, einem Festspeicher (ROM) 103, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 106, einer Kommunikationsschnittstelle (eine Schnittstelle ist im folgenden als I/F bezeichnet) 104, einem Speicherelement 107, einer Ausgangsschnittstelle 101, einer Eingangsschnittstelle 105, einem Leseelement 108 eines tragbaren Speichermediums, einem Bus 109, durch den alle diese Bauteile verbunden sind, ein an den Ausgang 101 angeschlossenes Ausgangselement 110 und ein an den Ausgang 105 angeschlossenes Eingangselement 111.

Das Speicherelement 107 kann aus verschiedenen Arten von Speicherelementen bestehen, wie einer Harddisk, einer Magnetdisk und dergl., und das Speicherelement 107 oder der ROM 103 speichert ein Programm für die vorstehend bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschriebenen Prozesse, und das Programm wird von der CPU 102 gelesen und abgearbeitet.

Das vorstehend erwähnte Programm kann zum Beispiel über ein Netzwerk 112 oder eine Kommunikationsschnittstelle I/F 104 im Speicherelement 107 oder in einem auf dem Markt erhältlichen tragbaren Speichermedium, das im Leseelement 108 angeordnet ist, gespeichert und dann durch die CPU 102 abgearbeitet werden. Das tragbare Speichermedium kann unterschiedlicher Art sein, wie eine CD-ROM, eine Floppy-Disk, eine optische Disk, eine magnetooptische Disk, eine IC-Karte und dergl. Das in einem derartigen Speichermedium gespeicherte Programm wird durch das Leseelement 108 gelesen.

Das Eingabeelement 111 kann eine Aufnahmeeinheit gemäß jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen sein, und es kann eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera und dergl. verwendet werden. Es kann auch eine Maus, eine Tastatur und dergl. enthalten sein. Das Ausgangselement 110 kann eine Anzeige, ein Drucker und dergl. sein.

Das Netzwerk 112 kann ein Kommunikationsnetzwerk wie das Internet, ein LAN, ein WAN, eine Festverbindung, ein Kabelnetzwerk, ein drahtloses Netzwerk und dergl. sein.

Wenn die vorliegende Erfindung ein Programm ist, ist es wie folgt aufgebaut.

Das erste optische Achsenkorrekturprogramm, das es dem Computer erlaubt, den Prozess zum Korrigieren der optischen Achse des optischen Mikroskopsystems gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen, das mit einem entfernbaren optischen Element zum Erhalten eines Bildes von der Aufnahmeeinheit versehen ist, umfasst:

ein Detektions-Verfahren zum Erfassen erster Ortinformationen, die einen Ort eines vorab bestimmten Punktes in dem durch das optische Element erhaltenen Bild anzeigen und zweiter Ortinformationen, die einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem ohne das optische Element erhaltenen Bild entspricht;

ein Berechnungsverfahren zum Berechnen einer relativen Verschiebungsgröße zwischen den ersten Ortinformationen und den zweiten Ortinformationen, die im Detektions-Verfahren erfasst worden sind; und

ein Bewegungssteuerverfahren zum Bewegen der Aufnahmeeinheit aufgrund der im Berechnungsverfahren berechneten Verschiebungsgröße.

Das zweite optische Achsenkorrekturprogramm, das es dem Computer erlaubt, den Prozess zum Korrigieren der optischen Achse des optischen Mikroskopsystems gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen, das mit einem entfernbaren optischen Element zum Erhalten eines Bildes von der Aufnahmeeinheit versehen ist, umfasst:

ein Schaltverfahren zum Schalten eines ersten optischen Elements im optischen Pfad auf ein zweites optisches Element;

ein Detektions-Verfahren zum Erfassen der ersten Ortinformationen, die einen Ort eines vorab bestimmten Punktes in dem durch das optische Element erhaltenen Bild anzeigen und der zweiten Ortinformationen, die einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem durch das zweite optische Element erhaltenen Bild entspricht;

ein Berechnungsverfahren zum Berechnen der ersten relativen Verschiebungsgröße zwischen den ersten Ortinformationen und den zweiten Ortinformationen, die im Detektions-Verfahren erfasst worden sind; und

ein Bewegungssteuerverfahren zum Bewegen der Aufnahmeeinheit aufgrund der im Berechnungsverfahren berechneten Verschiebungsgröße

Im ersten oder zweiten Korrekturprogramm für optische Achsen bewegt der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit in die Richtung senkrecht zum optischen Pfad des Lichteingangs in die Aufnahmeeinheit.

Im ersten oder zweiten Korrekturprogramm für optische Achsen bewegt der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit in die Richtung des optischen Pfades des Lichteingangs in die Aufnahmeeinheit.

Im ersten oder zweiten Korrekturprogramm für optische Achsen dreht der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit in die Richtung senkrecht zum optischen Pfad des Lichteingangs in die Aufnahmeeinheit.

Das vorstehend erwähnte erste bzw. zweite Korrekturprogramm für optische Achsen umfasst ferner:

ein Vergrößerungsänderungsverfahren zum Ändern einer Vergrößerung eines durch die Aufnahmeeinheit erhaltenen Bildes.

Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorstehend erwähnten Erfindung die Verschiebung einer optischen Achse, die durch eine Hardware-Bedingung, eine Umgebungsänderung und dergl. hervorgerufen worden ist, korrigiert werden, indem die Aufnahmeposition geändert wird. Da die Verschiebung einer optischen Achse an der Aufnahmeseite korrigiert werden kann, kann das Objekt feststehend aufgenommen werden, obwohl es sich in einer Flüssigkeit befindet. Darüber hinaus kann, auch wenn die Verschiebung einer optischen Achse sehr gering ist, ein Bild vergrößert und die Verschiebung einer optischen Achse mit hoher Präzision korrigiert werden.


Anspruch[de]
Optisches Mikroskopsystem, mit:

einem optischen Element (6a, 6b, 6x), das in einen optischen Pfad des Mikroskopsystems eingeführt und aus diesem entfernt werden kann;

einer Aufnahmeeinheit (8a) zum Erhalten eines Bildes einer Probe (3), die auf dem optischen Pfad angeordnet ist;

einer Detektor-Einheit zum Erfassen erster Ortinformationen, welche den Ort eines vorbestimmten Punktes in einem Bild anzeigen, das von der Aufnahmeeinheit (8) durch das optische Element (6a, 6b, 6x) erhalten wird, wenn das optische Element in den optischen Pfad eingeführt wird, und zweiter Ortinformationen, welche einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem Bild entspricht, das ohne das optische Element (6a, 6b, 6x) erhalten wird, wenn das optische Element vom optischen Pfad entfernt ist;

einer Berechnungseinheit (10b) zum Berechnen einer relativen Verschiebungsgröße zwischen den von der Detektor-Einheit erfassten ersten Ortinformationen und zweiten Ortinformationen; und

einer Bewegungssteuereinheit (12) zum Bewegen der Aufnahmeeinheit (8a) auf der Basis der durch die Berechnungseinheit (10b) berechneten Verschiebungsgröße.
Optisches Mikroskopsystem nach Anspruch 1, mit:

einer Vielzahl von optischen Elementen (6a, 6b, 6x);

einer Schalteinheit (6) zum Schalten eines ersten optischen Elements (6a) im optischen Pfad auf ein zweites optisches Element (6b);

wobei die ersten Ortinformationen den Ort des vorbestimmten Punktes in dem Bild anzeigen, das durch das erste optische Element (6a) aufgenommen worden ist, und die zweiten Ortinformationen den Ort des Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem Bild entspricht, das durch das zweite optische Element (6b) aufgenommen worden ist.
Optisches Mikroskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewegungssteuereinheit (12) die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt. Optisches Mikroskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewegungssteuereinheit (12) die Aufnahmeeinheit (8a) in eine optische Pfadrichtung des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt. Optisches Mikroskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewegungssteuereinheit (12) die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts dreht. Optisches Mikroskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Vergrößerungsänderungseinheit (21) zum Ändern einer Vergrößerung eines Bildes, das von der Aufnahmeeinheit (8a) erhalten worden ist. Verfahren zum Korrigieren einer optischen Achse eines optischen Mikroskopsystems, das ein optisches Element (6a, 6b, 6x) aufweist, das in einen optischen Pfad des Mikroskopsystems eingeführt und aus diesem entfernt werden kann, wobei das Mikroskopsystem so ausgebildet ist, dass es ein Bild einer auf dem optischen Pfad angeordneten Probe (3) mittels einer Aufnahmeeinheit (8a) erhält, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Erfassen von ersten Ortinformationen, die einen Ort eines vorab bestimmten Punktes in einem Bild anzeigen, das von der Aufnahmeeinheit (8a) durch das optische Element erhalten wird, wenn das optische Element in den optischen Pfad eingeführt ist und von zweiten Ortinformationen, die einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in einem Bild entspricht, das ohne das optische Element (S103, S106) erhalten wird, wenn das optische Element vom optischen Pfad entfernt ist;

Berechnen einer relativen Verschiebungsgröße zwischen den ersten erfassten Ortinformationen und den zweiten Ortinformationen (S107); und Bewegen der Aufnahmeeinheit (8a) aufgrund der berechneten Verschiebungsgröße.
Verfahren zum Korrigieren einer optischen Achse nach Anspruch 7, wobei das optische Mikroskopsystem eine Vielzahl von optischen Elementen (6a, 6b, 6x) aufweist, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst:

Schalten eines ersten optischen Elements im optischen Pfad auf ein zweites optisches Element (S203)(S304);

Erfassen der ersten Ortinformationen, die einen Ort eines vorbestimmten Punktes in einem durch das optische Element aufgenommenem Bild anzeigt und Erfassen der zweiten Ortinformationen, die einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in einem durch das zweite optische Element aufgenommenem Bild entspricht (S205)(S303,S306).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei dann, wenn die Aufnahmeeinheit (8a) bewegt wird, die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei dann, wenn die Aufnahmeeinheit (8a) bewegt wird, die Aufnahmeeinheit (8a) in eine optische Pfadrichtung des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei dann, wenn die Aufnahmeeinheit (8a) bewegt wird, die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts gedreht wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, das ferner folgenden Schritt umfasst:

Ändern einer Vergrößerung eines durch die Aufnahmeeinheit (8a) erhaltenen Bildes.
Computerlesbares Speichermedium, das ein Programm zum Korrigieren einer optischen Achse speichert, das verwendet wird, um einen Computer anzuweisen, den Vorgang des Korrigierens einer optischen Achse eines optischen Mikroskopsystems durchzuführen, das ein entfernbares optisches Element aufweist und durch eine Aufnahmeeinheit ein Bild erhalten kann, mit:

einem Detektions-Verfahren (S103, S106) zum Erfassen erster Ortinformationen, die einen Ort eines vorab bestimmten Punktes in dem durch das optische Element erhaltenen Bild anzeigt und zweiter Ortinformationen, die einen Ort eines Punktes anzeigen, der dem vorbestimmten Punkt in dem ohne das optische Element erhaltenen Bild entspricht;

einem Berechnungsverfahren (S107) zum Berechnen einer relativen Verschiebungsgröße zwischen den ersten Ortinformationen und den zweiten Ortinformationen, die im Detektions-Verfahren erfasst worden sind (S103,S106); und

einem Bewegungssteuerverfahren zum Bewegen der Aufnahmeeinheit aufgrund der im Berechnungsverfahren (S107) berechneten Verschiebungsgröße.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 13, wobei das Mikroskopsystem eine Vielzahl von optischen Elementen (6a, 6b, 6x) aufweist und wobei das computerlesbare Speichermedium ferner folgendes umfasst:

ein Schaltverfahren (S203)(S304) zum Schalten eines ersten optischen Elements (6a) im optischen Pfad auf ein zweites optisches Element (6b);

wobei das Detektions-Verfahren (S205)(S303, S306) die ersten Ortinformationen als eine Anzeige für einen Ort eines vorbestimmten Punktes in einem durch das erste optische Element (6a) aufgenommenen Bild erfasst und die zweiten Ortinformationen als eine Anzeige für einen Ort eines Punktes erfasst, der dem vorbestimmten Punkt in einem durch das zweite optische Element (6b) aufgenommenen Bild entspricht.
Speichermedium nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt. Speichermedium nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit (8a) in eine optische Pfadrichtung des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts bewegt. Speichermedium nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Bewegungssteuerprozess die Aufnahmeeinheit (8a) in eine Richtung senkrecht zu einem optischen Pfad des in die Aufnahmeeinheit (8a) eingegebenen Lichts dreht. Speichermedium nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, ferner mit einem Vergrößerungsänderungsverfahren zum Ändern einer Vergrößerung eines durch die Aufnahmeeinheit (8a) erhaltenen Bildes.






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