特開2019-219489(P2019-219489A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特開2019-219489拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-219489(P2019-219489A)
(43)【公開日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   G02B 21/36 20060101AFI20191129BHJP
【FI】
   G02B21/36
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2018-116235(P2018-116235)
(22)【出願日】2018年6月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】細野 翔大
【テーマコード(参考)】
2H052
【Fターム(参考)】
2H052AA05
2H052AC04
2H052AC05
2H052AC33
2H052AD33
2H052AD34
2H052AF14
2H052AF21
2H052AF25
(57)【要約】
【課題】通常のDIC観察と、フレアの影響を低減したDIC観察とを行うことができる拡大観察装置を提供すること。
【解決手段】拡大観察装置は、光源が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、ポラライザの透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、第1対物レンズと第2対物レンズとのどちらが光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得部と、対物レンズ情報に応じて第1対物レンズ又は第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御部と、を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料に対して照明光を照射する光源と、
λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとを前記照明光の光軸上に切り替え可能に配置する切替部と、
前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズに反射する一方、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズを通過して入射する前記試料において反射した反射光を透過するハーフミラーと、
前記光源と前記ハーフミラーとの間の前記光軸上に配置されており、前記光源が照射する前記照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、
前記ハーフミラーと前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズとの間の前記光軸上に配置されており、前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、
前記ハーフミラーを挟んで前記試料と反対側の前記光軸上に、前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、前記反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、
前記第1対物レンズと前記第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得部と、
前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御部と、
を備えることを特徴とする拡大観察装置。
【請求項2】
前記微分干渉プリズムを電動制御により前記光軸と直交する方向に移動可能な駆動部と、
前記駆動部を制御し、前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置に前記微分干渉プリズムを移動させる制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の拡大観察装置。
【請求項3】
前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのどちらが前記光軸上に配置されているか選択する指示入力を受け付ける対物レンズ選択部を備え、
前記表示制御部は、前記対物レンズ選択部が受け付けた指示入力に応じて、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置を表示部に表示させることを特徴とする請求項1又は2に記載の拡大観察装置。
【請求項4】
前記切替部は、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのどちらが前記光軸上に配置されているかを検出するセンサを有しており、
前記表示制御部は、前記センサの検出結果に応じて、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置を表示部に表示させることを特徴とする請求項1又は2に記載の拡大観察装置。
【請求項5】
光源が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、
前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記照明光の光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、
前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、試料からの反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、
を備える拡大観察装置の制御方法であって、
λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得ステップと、
前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御ステップと、
を含むことを特徴とする拡大観察装置の制御方法。
【請求項6】
光源が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、
前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記照明光の光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、
前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、試料からの反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、
を備える拡大観察装置の制御プログラムであって、
λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得ステップと、
前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御ステップと、
を拡大観察装置に実行させることを特徴とする拡大観察装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
同軸落射照明を用いて観察(以下、通常観察という)する場合、照明光の一部が対物レンズにおいて反射し、試料に関する情報を含まないフレアが発生する場合がある。特許文献1には、偏光子であるポラライザとアナライザとをパラニコルに配置し、対物レンズと試料との間にλ/4板を配置することにより、フレアの影響を低減する技術が開示されている。
【0003】
一方、試料を微分干渉(DIC:Differential Interference Contrast)観察(以下、DIC観察という)する場合、特許文献2のように、λ/4板は用いずにDICプリズムを照明光の光軸上に配置する。DIC観察では、フレアの影響を低減する対策は施されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−145722号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、DIC観察においても、通常観察と同様にフレアの影響を低減する対策が求められている。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通常のDIC観察と、フレアの影響を低減したDIC観察とを行うことができる拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る拡大観察装置は、試料に対して照明光を照射する光源と、λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとを前記照明光の光軸上に切り替え可能に配置する切替部と、前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズに反射する一方、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズを通過して入射する前記試料において反射した反射光を透過するハーフミラーと、前記光源と前記ハーフミラーとの間の前記光軸上に配置されており、前記光源が照射する前記照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、前記ハーフミラーと前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズとの間の前記光軸上に配置されており、前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、前記ハーフミラーを挟んで前記試料と反対側の前記光軸上に、前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、前記反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、前記第1対物レンズと前記第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得部と、前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の一態様に係る拡大観察装置は、前記微分干渉プリズムを電動制御により前記光軸と直交する方向に移動可能な駆動部と、前記駆動部を制御し、前記光軸上に配置されている前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置に前記微分干渉プリズムを移動させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の一態様に係る拡大観察装置は、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのどちらが前記光軸上に配置されているか選択する指示入力を受け付ける対物レンズ選択部を備え、前記表示制御部は、前記対物レンズ選択部が受け付けた指示入力に応じて、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置を表示部に表示させることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の一態様に係る拡大観察装置は、前記切替部は、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのどちらが前記光軸上に配置されているかを検出するセンサを有しており、前記表示制御部は、前記センサの検出結果に応じて、前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズの前記リタデーション位置を表示部に表示させることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の一態様に係る拡大観察装置の制御方法は、光源が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記照明光の光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、試料からの反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、を備える拡大観察装置の制御方法であって、λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得ステップと、前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【0012】
また、本発明の一態様に係る拡大観察装置の制御プログラムは、光源が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるポラライザと、前記ポラライザの前記透過軸に対して進相軸及び遅相軸がそれぞれ45度の角度をなし、前記照明光の光軸と直交する方向に移動可能な微分干渉プリズムと、前記ポラライザに対してクロスニコルに配置されており、試料からの反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させるアナライザと、を備える拡大観察装置の制御プログラムであって、λ/4板を有しない第1対物レンズと先端にλ/4板が配置されている第2対物レンズとのどちらが前記光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する取得ステップと、前記対物レンズ情報に応じて前記第1対物レンズ又は前記第2対物レンズのリタデーション位置を表示部に表示させる表示制御ステップと、を拡大観察装置に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、通常のDIC観察と、フレアの影響を低減したDIC観察とを行うことができる拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1図1は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡の機能構成を模式的に示すブロック図である。
図2図2は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡の機能構成を模式的に示すブロック図である。
図3図3は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡の機能構成を模式的に示すブロック図である。
図4図4は、表示部に表示される画面の一例を表す図である。
図5図5は、試料を観察する際の処理の概要を示すフローチャートである。
図6図6は、λ/4板を用いない通常のDIC観察時の偏光の状態を表す図である。
図7図7は、λ/4板を用いたDIC観察時の偏光の状態を表す図である。
図8図8は、通常観察時の偏光の状態を表す図である。
図9図9は、表示制御部がリタデーション位置を表示部に表示させる様子を表す図である。
図10図10は、表示制御部がリタデーション位置を表示部に表示させる様子を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に、図面を参照して本発明に係る拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラムの実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。本発明は、通常のDIC観察と、λ/4板を用いたDIC観察とを切り替え可能な拡大観察装置、拡大観察装置の制御方法、及び拡大観察装置の制御プログラム一般に適用することができる。
【0016】
また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【0017】
(実施の形態1)
図1図3は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡の機能構成を模式的に示すブロック図である。図1は、λ/4板を用いない通常のDIC観察を行う場合の顕微鏡1を表す。図2は、λ/4板を用いてフレアの影響を低減したDIC観察を行う場合の顕微鏡1を表す。図3は、λ/4板を用いてフレアの影響を低減した通常観察を行う場合の顕微鏡1を表す。なお、図1図3において、顕微鏡1が載置される平面をXY平面とし、XY平面と垂直な方向をZ方向として説明する。
【0018】
図1図3に示す拡大観察装置としての顕微鏡1は、顕微鏡本体部2と、観察対象である試料3と、顕微鏡1を制御するコントローラ4と、顕微鏡本体部2が試料3を撮像した画像データに対応する画像を表示する表示部5と、を備える。
【0019】
顕微鏡本体部2は、光源21と、照明レンズ22と、ポラライザ23と、ハーフミラー24と、微分干渉プリズムとしてのDICプリズム25と、駆動部26と、切替部としてのレボルバ27と、第1対物レンズ28と、アナライザ29と、結像レンズ30と、撮像部31と、を備える。
【0020】
光源21は、コントローラ4の制御のもと、試料3に対して照明光を照射する。光源21は、白色LED(Light Emitting Diode)であるが、ハロゲンランプ、又はキセノンランプ等の白色光源であってもよい。照明光の波長スペクトルにおいて、光強度が最大となる波長がλである。
【0021】
照明レンズ22は、光源21から出射された照明光を集光して略平行光にする。
【0022】
ポラライザ23は、光源21とハーフミラー24との間(照明光学系)に配置されており、光源21が照射する照明光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させる。ポラライザ23は、偏光板を用いて構成される。
【0023】
ハーフミラー24は、照明光を第1対物レンズ28に反射する一方、第1対物レンズ28を介して入射する試料3において反射した反射光を透過する。
【0024】
DICプリズム25は、ノマルスキープリズム(又はウォラストンプリズム)である。ノマルスキープリズムは、複屈折性のある結晶を2つ、結晶軸をずらして貼り合せたものであり、入射した光の偏光を2つに分割する。DICプリズム25は、ハーフミラー24と第1対物レンズ28との間の光軸上に配置されている。DICプリズム25の進相軸及び遅相軸は、ポラライザ23の透過軸に対してそれぞれ45度の角度をなす。DICプリズム25は、光軸と直交する方向に移動可能とされている。以下において、DICプリズム25の光軸と直交する方向における位置をリタデーション位置という。リタデーションとは、分割した2つの偏光の光における位相のずれ量である。DICプリズム25を光軸と直交する方向に移動させてリタデーションを調整すると、表示部5に表示される画像の色味が変化する。灰色鋭敏色や赤色鋭敏色が最も観察しやすい画像の色味とされているため、駆動部26によりDICプリズム25を移動させて画像の色味が灰色鋭敏色や赤色鋭敏色になるようにリタデーション位置を調整する。図1に示すλ/4板を用いないDIC観察と、図2に示すλ/4板を用いるDIC観察とでは、画像の色味が最適になるDICプリズム25のリタデーション位置が異なる。また、図3に示す通常観察では、DICプリズム25は光軸から退避している。
【0025】
駆動部26は、コントローラ4による制御に基づいて、DICプリズム25を照明光の光軸に直交する方向に電動制御により進退させる。駆動部26は、ステッピングモータ等を含んで構成される。ただし、DICプリズム25を手動により進退させる構成であってもよく、この場合、駆動部26を設けなくてよい。
【0026】
レボルバ27は、図1に示す第1対物レンズ28、図2に示す第2対物レンズ28A、及び図3に示す第3対物レンズ28Bを含む複数の対物レンズを保持する。レボルバ27は、顕微鏡本体部2に対して回転自在に設けられ、試料3の観察に用いるいずれか1つの対物レンズを照明光の光軸上に切り替え可能に配置する。ただし、切替部として、観察時に対物レンズを手動で取り替える構成であってもよく、この場合レボルバ27を有しない構成であってもよい。
【0027】
第1対物レンズ28、第2対物レンズ28A、及び第3対物レンズ28Bは、光源21が照射する照明光を試料3に集光する。第1対物レンズ28は、λ/4板を有しない。第2対物レンズ28A及び第3対物レンズ28Bの先端には、λ/4板28Aaが配置されている。
【0028】
λ/4板28Aaは、進相軸と遅相軸とを有し、進相軸に沿った偏光の光の位相に対して、遅相軸に沿った偏光の光の位相をλ/4遅らせて伝搬する。
【0029】
アナライザ29は、ハーフミラー24を挟んで試料3と反対側(観察光学系)の光軸上に、ポラライザに対してクロスニコルに配置されている。クロスニコルとは、ポラライザ23とアナライザ29との透過軸が互いに直交する配置を意味する。アナライザ29は、反射光のうち、透過軸に沿った偏光成分のみを透過させる。アナライザ29は、偏光板を用いて構成される。
【0030】
結像レンズ30は、アナライザ29を透過して入射された試料3からの反射光を集光して観察像を結像する。
【0031】
撮像部31は、結像レンズ30によって結像された観察像を受光して光電変換を行うことによって、試料3の画像データを生成し、この画像データをコントローラ4に出力する。撮像部31は、CCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を用いて構成される。
【0032】
コントローラ4は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ等を用いて構成され、顕微鏡1を構成する各部に対して制御信号や各種データの送信を行うことにより、顕微鏡1の動作を統括的に制御する。
【0033】
ここで、コントローラ4の詳細な構成について説明する。コントローラ4は、取得部41と、画像処理部42と、制御部43と、表示制御部44と、記録部45と、を有する。
【0034】
取得部41は、第1対物レンズ28と第2対物レンズ28Aとのどちらが光軸上に配置されているかを識別するための対物レンズ情報を取得する。具体的には、取得部41は、後述する対物レンズ選択ボタン52に対する指示入力に基づいて対物レンズ情報を取得する。
【0035】
画像処理部42は、撮像部31から順次入力される画像データに対して、所定の画像処理を行い、この画像処理を行った画像データを表示部5に順次出力する。具体的には、画像処理部42は、画像データに対して、オプティカルブラック低減処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理及びエッジ強調処理等の画像処理を行って表示部5に出力する。
【0036】
制御部43は、顕微鏡1の駆動を制御する。具体的には、制御部43は、駆動部26を制御してDICプリズム25のリタデーション位置の調整を行う。また、制御部43は、図示しない入力装置から撮像部31の静止画撮影を指示する指示信号が入力された場合、撮像部31に静止画撮影を実行させる。また、制御部43は、光源21の点灯を制御する。
【0037】
表示制御部44は、表示部5の表示態様を制御する。具体的には、表示制御部44は、画像処理部42が画像処理を施した画像データに対応する画像を表示部5に表示させる。また、表示制御部44は、取得部41が取得した対物レンズ情報に応じて、第1対物レンズ28、第2対物レンズ28Aのリタデーション位置を表示部5に表示させる。なお、対物レンズ情報により、光軸上に第3対物レンズ28Bが配置されている場合には、表示制御部44は、表示部5にリタデーション位置を表示させない。
【0038】
記録部45は、顕微鏡1を動作させる各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データ及び撮像部31が生成した画像データ等を記録する。また、第1対物レンズ28のリタデーション位置と、第2対物レンズ28Aのリタデーション位置とを記録する。記録部45は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ等を用いて構成される。
【0039】
表示部5は、コントローラ4を介して入力される画像データに対応する画像や顕微鏡1の操作情報を表示する。表示部5は、液晶又は有機EL(Electro Luminescence)等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部5には、観察モード選択ボタン51、対物レンズ選択ボタン52、及びDICプリズム位置表示部53が表示される。
【0040】
図4は、表示部に表示される画面の一例を表す図である。図4に示すように、表示部5の画面には、観察モード選択ボタン51と、対物レンズ選択部としての対物レンズ選択ボタン52と、DICプリズム位置表示部53とが表示されている。
【0041】
観察モード選択ボタン51は、ユーザによるDIC観察又は通常観察のどちらの観察を行うか選択する指示入力を受け付ける。観察モード選択ボタン51は、ユーザによるDIC観察モードの選択を受け付けるDIC観察モード選択ボタン51aと、ユーザによる通常観察モードの選択を受け付ける通常観察選択ボタン51bと、を含む。
【0042】
対物レンズ選択ボタン52は、ユーザによる第1対物レンズ又は第2対物レンズのどちらが光軸上に配置されているか選択する指示入力を受け付ける。対物レンズ選択ボタン52は、ユーザによるλ/4板なし対物レンズ(第1対物レンズ28)の選択を受け付けるλ/4板なし対物レンズ選択ボタン52aと、ユーザによるλ/4板あり対物レンズ(第2対物レンズ28A)の選択を受け付けるλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bと、を含む。対物レンズ選択ボタン52は、受け付けた指示入力を所定の電気信号に変換して取得部41に送信する。
【0043】
DICプリズム位置表示部53は、DICプリズム25のリタデーション位置を表示する。DICプリズム位置表示部53は、位置バー上にDICプリズム25のリタデーション位置を表すDICプリズム位置表示線53aと、第1対物レンズ28又は第2対物レンズ28Aのリタデーション位置を表すリタデーション指標53bと、を含む。
【0044】
DIC観察モード選択ボタン51a、通常観察選択ボタン51b、λ/4板なし対物レンズ選択ボタン52a、及びλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bの各ボタンへの指示入力は、例えばマウスやタッチパッド等の入力装置を操作することにより行われる。また、DICプリズム位置表示部53の位置バー上の所望の位置を選択すると、制御部43の制御に応じて駆動部26が駆動し、DICプリズム25の位置が選択した位置まで移動する機能を備えていてもよい。
【0045】
つぎに、第1対物レンズ28を用いて試料3を観察する手順を説明する。図5は、試料を観察する際の処理の概要を示すフローチャートである。図5に示すように、まず、制御部43は、ユーザによりDIC観察モードが選択されたか否かを判定する(ステップS1)。具体的には、制御部43は、表示部5の画面のDIC観察モード選択ボタン51aが押下されたか否かを判定する。
【0046】
制御部43がユーザによりDIC観察モードが選択されたと判定した場合(ステップS1:Yes)、取得部41は、対物レンズ情報を取得する(ステップS2:取得ステップ)。具体的には、取得部41は、表示部5のλ/4板なし対物レンズ選択ボタン52a又はλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bが押下されて、所定の信号を受信することにより、対物レンズ情報を取得する。
【0047】
そして、制御部43は、対物レンズ情報に応じて、λ/4板なし対物レンズ(第1対物レンズ28)が光軸上に配置されたか否かを判定する(ステップS3)。
【0048】
制御部43が、第1対物レンズ28が光軸上に配置されたと判定した場合(ステップS3:Yes)、制御部43は、記録部45からλ/4板なし対物レンズ(第1対物レンズ28)のリタデーション位置を読み出し、駆動部26を制御してDICプリズム25を読み出した第1対物レンズ28のリタデーション位置に移動させる(ステップS4)。
【0049】
さらに、表示制御部44は、読み出した第1対物レンズ28のリタデーション位置を表示部5に表示させる(ステップS5:表示制御ステップ)。
【0050】
この状態では、λ/4板を用いない通常のDIC観察をすることができる。図6は、λ/4板を用いない通常のDIC観察時の偏光の状態を表す図である。図6において、左側には各光学素子を、中央には各光学素子の偏光方向を、右側には照明光の偏光を図示した。なお、図6において、照明レンズ22、ハーフミラー24、第1対物レンズ28及び結像レンズ30は図示を省略した。
【0051】
光源21から照射される照明光は円偏光P1である。そして、照明光は、ポラライザ23によって、ポラライザ23の透過軸A1に沿った直線偏光P2になる。直線偏光P2に対して、DICプリズム25の進相軸A2と遅相軸A3とはそれぞれ45度をなす。DICプリズム25を伝搬した光は、分離して進む直交する2つの直線偏光P3となる。具体的には、進相軸A2に沿った偏光の光と、遅相軸A3に沿った偏光の光に分離され、進相軸A2に沿った偏光の光の位相に対して、遅相軸A3に沿った光の位相が遅れて進む。その後、試料3において反射された反射光は、再度DICプリズム25を伝搬する。DICプリズム25を伝搬した光は、分離した光の位相差により、直線偏光P2と直交する直線偏光P4となる。この直線偏光P4は、ポラライザ23とクロスニコルに配置されたアナライザ29の透過軸A4と平行であるため、試料3からの反射光はアナライザ29を通過し、撮像部31に入射する。
【0052】
DIC観察では、試料3の表面に微小な凹凸がある場合、その面において分離した2つの偏光の光に光路差が発生する。この光路差により、位相のずれが発生し、2つの偏光の光が干渉し、明暗のコントラストが発生する。一方、平坦な面では光路差が発生しない。この光路差が発生しない部分では、位相のずれが発生しないため、2つの偏光の光が強め合うため、コントラストは発生しない。DIC観察では、試料3の凹凸をコントラストに変換して観察することができる。
【0053】
その後、制御部43は、観察終了を指示する指示入力があったか否かを判定する(ステップS6)。
【0054】
制御部43が観察終了を指示する指示入力があったと判定した場合(ステップS6:Yes)、観察を終了する。一方、制御部43が観察終了を指示する指示入力がなかったと判定した場合(ステップS6:No)、ステップS1に戻り、処理が継続される。
【0055】
ステップS3において、制御部43がλ/4板なし対物レンズが光軸上に配置されていない、すなわち制御部43がλ/4板あり対物レンズ(第2対物レンズ28A)が光軸上に配置されたと判定した場合(ステップS3:No)、制御部43は、記録部45からλ/4板あり対物レンズ(第2対物レンズ28A)のリタデーション位置を読み出し、駆動部26を制御してDICプリズム25を読み出した第2対物レンズ28Aのリタデーション位置に移動させる(ステップS7)。
【0056】
さらに、表示制御部44は、読み出した第2対物レンズ28Aのリタデーション位置を表示部5に表示させる(ステップS8:表示制御ステップ)。
【0057】
この状態では、λ/4板を用いてフレアの影響を低減したDIC観察をすることができる。図7は、λ/4板を用いたDIC観察時の偏光の状態を表す図である。図7においても図6と同様に、左側には各光学素子を、中央には各光学素子の偏光方向を、右側には照明光の偏光を図示し、一部の光学素子の記載を省略した。
【0058】
図7に示すように、λ/4板28Aaが挿入されていることにより、λ/4板28Aaの進相軸A5に沿った偏光の光の位相に対して、λ/4板28Aaの遅相軸A6に沿った偏光の光の位相が、λ/4板28Aaを2回通過することによりλ/2遅れる。DICプリズム25は、第2対物レンズ28Aのリタデーション位置に配置されている。第2対物レンズ28Aのリタデーション位置では、DICプリズム25が第1対物レンズ28のリタデーション位置に配置されている場合に比べて、進相軸A2に沿った偏光の光の位相と、遅相軸A3に沿った光の位相とがλ/2ずれるリタデーション位置にDICプリズム25が配置されている。その結果、λ/4板28Aaによって生じる位相差をDICプリズム25が補償する。そして、λ/4板を用いない場合と同様に、DICプリズム25を伝搬した光は、分離した光の位相差により、直線偏光P2と直交する直線偏光P4となる。すなわち、顕微鏡1によれば、従来の顕微鏡では行うことができない、λ/4板を用いてフレアの影響を抑制したDIC観察を行うことができる。
【0059】
ステップS1において、制御部43がユーザによりDIC観察モードが選択されていないと判定した場合(ステップS1:No)、制御部43は、ユーザにより通常観察モードが選択されたか否かを判定する(ステップS9)。
【0060】
制御部43がユーザにより通常観察モードが選択されたと判定した場合(ステップS9:Yes)、制御部43は、駆動部26を制御してDICプリズム25を光軸上から退避させる(ステップS10)。
【0061】
この状態では、λ/4板を用いてフレアの影響を低減した通常観察をすることができる。図8は、通常観察時の偏光の状態を表す図である。図8においても図6と同様に、左側には各光学素子を、中央には各光学素子の偏光方向を、右側には照明光の偏光を図示し、一部の光学素子の記載を省略した。
【0062】
光源21から照射される照明光は円偏光P1である。そして、照明光は、ポラライザ23によって、ポラライザ23の透過軸A1に沿った直線偏光P2になる。直線偏光P2に対して、λ/4板28Aaの進相軸A2及び遅相軸A3はそれぞれ45度をなすから、λ/4板28Aaを伝搬した光は円偏光P5となる。その後、試料3において反射された反射光は、再度λ/4板28Aaを伝搬する。λ/4板28Aaを伝搬した光は、直線偏光P2に戻る。直線偏光P2とアナライザ29の透過軸A4とが直交しているため、フレアを低減した画像を観察することができる。
【0063】
ステップS9において、制御部43がユーザにより通常観察モードが選択されていないと判定した場合(ステップS9:No)、ステップS1に戻り処理が継続される。
【0064】
以上説明したように、実施の形態1に係る顕微鏡1によれば、λ/4板を用いない通常のDIC観察、λ/4板28Aaを用いてフレアの影響を低減したDIC観察、及びλ/4板28Aaを用いてフレアの影響を低減した通常観察を1つの顕微鏡1で行うことができる。さらに、顕微鏡1によれば、観察方法を切り替える際に、制御部43及び駆動部26がDICプリズム25を自動的に移動させるので、色味を調整する手間やDICプリズム25を挿入又は退避させる手間がかからない。また、顕微鏡1では、観察方法を切り替える際に、ポラライザ23やアナライザ29を回転させる必要がないため、構成を簡易にすることができる。
【0065】
なお、第1対物レンズ28及び第2対物レンズ28Aのリタデーション位置は、予めリタデーション位置の調整を行い、観察に適した色味になるリタデーション位置を記録部45に記録しておけばよい。ただし、リタデーション位置と位相のずれ量との関係が既知である場合、第1対物レンズ28又は第2対物レンズ28Aのいずれか一方のリタデーション位置からλ/2位相をずらすことにより、他方のリタデーション位置を算出してもよい。具体的には、例えば駆動部26のステッピングモータに1パルス出力した場合に、位相がずれる量がわかる場合には、位相がλ/2ずれるパルス数を算出すれば、リタデーション位置を算出することができる。
【0066】
(変形例1)
上述した実施の形態1では、観察方法を切り替える際に、制御部43及び駆動部26がDICプリズム25を自動的に移動させる例を説明したがこれに限られない。顕微鏡1は、DICプリズム25を手動で動かす構成であってもよい。この場合、駆動部26は不要である。
【0067】
表示制御部44は、光軸上に配置されている第1対物レンズ28又は第2対物レンズ28Aのリタデーション位置を表示部5に表示させる。図9図10は、表示制御部がリタデーション位置を表示部に表示させる様子を表す図である。図4に示すλ/4板なし対物レンズ選択ボタン52aが押下された状態から、図9に示すλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bが押下された状態に切り替えられた場合、表示制御部44は、破線に示す第1対物レンズ28のリタデーション位置からリタデーション指標53bの第2対物レンズ28Aのリタデーション位置に表示部5の表示を切り替える。そして、ユーザは、手動によりDICプリズム25を距離Bだけ動かし、図10に示す第2対物レンズ28Aのリタデーション位置に移動させる。
【0068】
変形例1によれば、λ/4板を有さない第1対物レンズ28とλ/4板を有する第2対物レンズ28Aとが切り替えられた場合に、光軸上に配置された対物レンズに応じたリタデーション位置が表示部5に表示される。その結果、ユーザは表示された位置にDICプリズム25を動かすことにより、対物レンズを切り替える際にリタデーション位置を探す手間がかからない。
【0069】
(変形例2)
上述した実施の形態1では、ユーザが対物レンズ選択ボタン52のλ/4板なし対物レンズ選択ボタン52a又はλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bを押下することにより、DICプリズム25を移動させる例を説明したがこれに限られない。
【0070】
切替部としてのレボルバ27は、第1対物レンズ28又は第2対物レンズ28Aのどちらが光軸上に配置されているかを検出するセンサを有している。そして、取得部41は、センサから第1対物レンズ28又は第2対物レンズ28Aのどちらが光軸上に配置されているかを認識するための対物レンズ情報を取得する。
【0071】
変形例2によれば、ユーザが対物レンズに応じて対物レンズ選択ボタン52のλ/4板なし対物レンズ選択ボタン52a又はλ/4板あり対物レンズ選択ボタン52bを押下する手間がかからない。
【0072】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表し、かつ記述した特定の詳細及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0073】
1 顕微鏡
2 顕微鏡本体部
3 試料
4 コントローラ
5 表示部
21 光源
22 照明レンズ
23 ポラライザ
24 ハーフミラー
25 DICプリズム
26 駆動部
27 レボルバ
28 第1対物レンズ
28A 第2対物レンズ
28Aa λ/4板
28B 第3対物レンズ
29 アナライザ
30 結像レンズ
31 撮像部
41 取得部
42 画像処理部
43 制御部
44 表示制御部
45 記録部
51 観察モード選択ボタン
51a DIC観察モード選択ボタン
51b 通常観察選択ボタン
52 対物レンズ選択ボタン
52a λ/4板なし対物レンズ選択ボタン
52b λ/4板あり対物レンズ選択ボタン
53 DICプリズム位置表示部
53a DICプリズム位置表示線
53b リタデーション指標
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10