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.