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公開番号2024124792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032700
出願日2023-03-03
発明の名称顕微鏡システム、顕微鏡補助装置及びその制御方法とプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類G02B 21/32 20060101AFI20240906BHJP(光学)
要約【課題】観察条件や操作手段が変更されても操作性が維持される補助装置を提供する。
【解決手段】顕微鏡100による観察下にある対象物103を操作する操作器具10L,10Rの動作を補助する補助装置は、操作器具10L,10Rを駆動する可動部1L,1Rと、可動部1L,1Rを制御する制御ユニット2と、可動部1L,1Rを駆動するための入力を行う入力部20L,20Rとを備え、制御ユニット2は、顕微鏡100による観察下での視野範囲16を対象物103に対するフォーカス調整が行われる光軸方向での範囲を含めて取得し、入力部20L,20Rからの入力に応じた可動部1L,1Rの制御量を視野範囲16に基づいて決定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
顕微鏡による観察下にある対象物を操作する操作器具の動作を補助する顕微鏡補助装置であって、
前記操作器具を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記駆動手段を駆動するための入力を行う第１の入力手段と、を備え、
前記制御手段は、前記顕微鏡による観察下での視野範囲を前記対象物に対するフォーカス調整が行われる光軸方向での範囲を含めて取得し、前記第１の入力手段からの入力に応じた前記駆動手段の制御量を前記視野範囲に基づいて決定することを特徴とする顕微鏡補助装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御手段は、前記顕微鏡により前記光軸方向と直交する平面での前記視野範囲における範囲を、前記顕微鏡の観察光学系が形成する光学像の範囲、前記光学像を撮像する撮像手段により撮像可能な範囲、前記撮像手段が撮像した光学像のうち表示装置に表示される範囲のいずれかの範囲又はこれらの範囲の論理積で取得することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記視野範囲における前記光軸方向の範囲を、前記観察光学系において前記対象物と対向するよう配置された対物レンズの倍率と、前記対物レンズの前記光軸方向での位置と、に基づいて前記観察光学系の状態を推定することにより取得することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光軸方向での前記視野範囲における範囲を、前記撮像手段により撮像される画像から得られるコントラスト評価値に基づいて推定して取得することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項５】
前記顕微鏡に前記対象物を観察するための観察光学系が複数あり、使用する観察光学系の切り替えが可能となっている場合に、
前記複数の観察光学系のうち使用されている観察光学系を検出する検出手段と、
前記複数の観察光学系それぞれの特徴量を記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御手段は、前記使用されている観察光学系に対応する特徴量に基づいて前記視野範囲を取得することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記視野範囲が縮小する際にその縮小量に比例させて前記制御量を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記視野範囲と、前記視野範囲における前記操作器具の位置と、の関係に基づいて前記制御量を決定することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記操作器具が前記視野範囲における前記光軸方向での中心位置に近いほど前記第１の入力手段からの入力に対する前記制御量を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項９】
前記第１の入力手段からの入力に応じて設定される前記駆動手段の制御量を変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の顕微鏡補助装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、表示装置に前記視野範囲を設定するためのグラフィカルユーザインタフェースを表示し、
前記グラフィカルユーザインタフェースに対する指示を入力する第２の入力手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の顕微鏡補助装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡システム、顕微鏡補助装置及びその制御方法とプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ライフサイエンス分野や微細加工分野では、微小な細胞や半導体素子等の対象物を顕微鏡で観察しながら、対象物に対して種々の機械的操作が行われる。このような機械的操作として、例えば、細胞を選り分ける、細胞内に機械的に外部から物質を挿入する、プローブにより微小部分の電位を測定する、半導体素子に混入した異物をピックアップする等の操作が挙げられる。また、不妊治療の一手段である、卵子の中に精子を外部から機械的に注入する作業を行う顕微授精も、その代表的な例である。
【０００３】
顕微鏡による観察下で対象物に機械的操作を行う際には、ピペットやプローブ、ピンセット等の操作器具を三次元方向に移動させる必要がある。そのため、操作器具の着脱を可能とし、装着された操作器具を駆動する補助装置が顕微鏡に取り付けられて使用されることが多い。三次元方向とは、対象物に対するフォーカス調整のための光軸方向と、光軸方向と直交する平面内の任意の方向を指す。このような補助装置は、装着された操作器具を三次元方向に移動可能とするアクチュエータを組み合わせることによって構成されており、一般的に「マイクロマニピュレータ」又は単に「マニピュレータ」と称呼されている。
【０００４】
ここで、顕微鏡で観察可能な視野はレンズの切り替えやピント合わせの操作によって大きく変化するため、視野が変化する状況で操作器具を三次元的に移動させて所望の操作を行うことは容易ではない。そこで、特許文献１は、拡大率に応じて操作器具の操作ゲインを切り替えることにより補助装置の操作性を向上させる技術を開示している。また、特許文献２は、倍率に応じて粗動機構と微動機構を切り替えることにより補助装置の操作性を向上させる技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－２９８９９６号公報
特開２００８－２２１４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された技術は、対象物に対してフォーカス調整を行う光軸方向（奥行方向）と直交する平面内での操作器具の操作に関するものであって、奥行方向での操作について検討されていない。また、対象物を観察する条件が変わった際に視野範囲に適した操作量を意識して操作を行う必要がある。そのため、操作性がよいとは言えない。また、上記特許文献２に開示された技術は、粗動機構と微動機構を有さない装置にはそもそも適用することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、観察条件や操作手段が変更されても操作性を維持することができる顕微鏡補助装置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】
【０００８】
本発明に係る顕微鏡補助装置は、顕微鏡による観察下にある対象物を操作する操作器具の動作を補助する顕微鏡補助装置であって、前記操作器具を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記駆動手段を駆動するための入力を行う第１の入力手段と、を備え、前記制御手段は、前記顕微鏡による観察下での視野範囲を前記対象物に対するフォーカス調整が行われる光軸方向での範囲を含めて取得し、前記第１の入力手段からの入力に応じた前記駆動手段の制御量を前記視野範囲に基づいて決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、観察条件や操作手段が変更されても操作性を維持することができる顕微鏡補助装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る顕微鏡システムの全体的な構成を示す図である。
顕微鏡システムを構成する倒立顕微鏡の側面図である。
操作器具の先端付近の構成を示す図である。
対象物に対する視野範囲とモニタでの表示範囲を説明する図である。
可動部の制御量を決定する処理のフローチャートである。
Ｓ５０５で可動部の制御量を決定する方法を説明する模式図である。
Ｓ５０６でモニタに表示されるＵＩの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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