JP3863993B2

JP3863993B2 - microscope

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Publication number: JP3863993B2
Application number: JP6839898A
Authority: JP
Inventors: 政李; 貴米山; 達喜山田; 隆長野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: JPH11264937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マクロ撮像と画像貼り合わせを用いて、高解像及び広画角の画像を形成するシステムを搭載する顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、顕微鏡を用いて標本観察を行う場合、同一視野範囲内で一度に観察できる範囲は、主として対物レンズの倍率によって決定されている。また、顕微鏡に取り付けた撮像装置により撮像できる範囲もこの視野範囲に基づいている。
【０００３】
通常、高解像となる標本画像を得るためには、ＮＡの高い高倍率の対物レンズが装着されるが、視野範囲が標本のごく一部分になってしまう。通常の顕微鏡では、同一視野内において広視野且つ高解像で、標本全体を観察若しくはその画像を得ることはできなかった。
【０００４】
そこで、例えば広視野、高解像の画像を得るための技術が特開平５−３１３０７１号公報によって提案されている。
この技術は、所望する視野範囲を複数の小領域画に分割して、各小領域画毎に入力し、表示若しくは印刷等の出力にあたって、視野範囲全体を１画像として再構築することにより、視野範囲が広い、高解像度の標本全体像の形成を可能としている。
【０００５】
一方、近年顕微鏡には、標本を観察する際に、容易に最適な合焦ができるように、自動焦点調整技術が採用されている。例えば、特開平９−１８９８５０号公報による技術は、標本に光束を照射して、透過した光束を予定焦点面の前方及び後方にずらして、それぞれ光像を結像し、２つの光像のコントラストレベルを求め、これらのコントラストレベルを比較して標本に対する焦点位置を求め、その位置に合焦するように対物レンズ若しくは、標本が載置されるテーブルを移動させて、自動的に焦点調整を行なっている。
このような自動焦点調整を行った後、合焦位置の標本光像の光量より撮像に所用の露出時間が演算され、標本光像を撮像している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特開平５−３１３０７１号公報による広視野範囲で高解像度の画像を形成する技術に、従来の自動焦点調整をそのまま適用すると、以下の問題を生じる。
【０００７】
観察や撮像を所望する視野範囲を複数の小領域画像に分割して撮像する際に、それらの分割された各小領域毎に自動焦点調整を行い、連続的に撮像することとなる。そして撮像された各小領域画像をコンピュータ等に取り込み、ソフトウエアによる画像貼り合わせ技術を用いて、１つの画像に再構築する。
【０００８】
例えば、図６のように分布する標本を撮像する場合には、標本全体を１つの視野範囲として定め、その視野範囲を、例えばＸ１Ｙ１からＸ９Ｙ９の９つの領域に分割して、それぞれの小領域画像に対して自動焦点調整を行い、一連の複数枚の小領域画像を撮像する。
【０００９】
この場合、Ｘ２Ｙ２、Ｘ３Ｙ３以外の領域では、十分なコントラストレベルが得られるため、自動焦点調整することができるが、Ｘ２Ｙ２の小領域画像内には、標本がなく、またＸ３Ｙ３の領域にある標本のコントラストが低いため、標本光像のコントラストレベルの差分を求められず、自動焦点調整ができず、エラーとなってしまう場合がある。
【００１０】
従って、一連の複数枚の撮像が継続できなくなり、標本全体のマクロ画像を形成することができなくなる。
そこで本発明は、標本を載置する移動可能なステージと自動焦点調整装置を組み合わせて、視野範囲内の標本を複数に分割して撮像する際に、焦点調整による合焦不能時には所定位置に合焦させて撮像し、各画像を貼り合わせて１画像に再構築することにより、標本の分布によらず自動的に合焦し広視野及び高解像の画像を形成して、観察可能な顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、標本を載置し、３次元的に移動可能なステージと、前記標本に照射された光束を結像する、倍率の異なる複数の対物レンズを切換可能に備える結像光学手段と、前記結像される光像に対して、前記対物レンズの焦点調整を行う焦点調整手段と、前記焦点調整手段により合焦された光像を撮像する撮像手段と、装着された前記対物レンズの光軸に沿ったステージの位置及び、前記光軸に直交する前記ステージの平面上の位置を座標とし、前記標本で最初に合焦した位置若しくは、最新の合焦した位置を座標データとして記録する合焦位置記憶手段と、前記標本の全体画像を任意の数の小領域画像に分割する画像分割手段と、前記分割された小領域画像を貼り合わせ、前記標本の全体像を再構築する画像処理手段とを備え、前記撮像手段による前記小領域画像の撮像にあたって、前記小領域画像のそれぞれに前記焦点調整手段で焦点調整を行い、合焦できなかった場合に、合焦位置記憶手段に記録された前記標本の合焦位置を読み出して前記ステージを移動させ、前記撮像手段による撮像を行う顕微鏡を提供する。
【００１２】
以上のような構成の顕微鏡は、画像分割手段により標本の全体画像を複数に分割された各小領域画像に対して焦点調整手段の自動焦点調整による合焦ができない時には、合焦位置記憶手段に記録される、最初に合焦した小領域画像の合焦位置情報、若しくは常に書き換えられる最後に合焦した小領域画像の合焦位置情報を読み出し、その合焦位置情報によるステージ位置に移動させて、その小領域画像を撮像し、撮像された小領域画像を張り合わせて標本全体像を再構築する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１には、本発明による第１の実施形態に係る顕微鏡の概略的な構成を示し説明する。
【００１４】
この顕微鏡は、標本Ｓを載置し、３次元的に移動可能なスキャニングステージ（以下、ステージと称する）１と、標本Ｓの光像を結像する結像光学部２と、光像に光路差を設けコントラストレベル差から合焦させる自動焦点調整部３と、標本の撮像を行なう撮像部５と、撮像した標本画像のデータをデジタル化するＡ／Ｄ変換器６と、画像データを一時的に保持するフレームメモリ７と、フレームメモリ７から読み出された小領域画像（マクロ画像）を視野範囲の画像にプログラムを利用して貼り合わせる画像処理部４と、読み出されたデジタル画像データをアナログデータ化するＤ／Ａ変換器８と、標本画像を表示するモニタ９と、観察者が肉眼で観察するための接眼レンズ１０とで構成される。
【００１５】
前記結像光学部２は、標本Ｓを透過した照明光を集光する倍率の異なる複数の対物レンズ１１を備えるレボルバ１２と、集光された光像を観察用と自動焦点調整用に分割する第１のプリズム１３と、観察用の光像を集光する結像レンズ１４と、結像レンズ１４を透過した光を接眼レンズ１０と撮像部５とに入射するように分割する第２のプリズム１５とで構成される。
【００１６】
前記自動焦点調整部３は、結像光学部２から分岐され入射した光像に光路差を設けて、例えば予定焦点面の前方及び後方にずらして、２つの光像のコントラストレベルの差分を検出するセンサ部１６と、前記光像のコントラストレベルの差分に基づいて、標本の焦点ズレ方向及びズレ量（標本の合焦位置）を演算し、駆動部に指示するＣＰＵ１７と、ＣＰＵ１７が出力するステージ駆動信号によりステージを求められた合焦位置まで移動させる焦点調整駆動部１８と、ＣＰＵ１７により求められた合焦位置を記録する記憶部１９とで構成される。
【００１７】
このように構成された自動焦点調整部３において、ＣＰＵ１７は、センサ部１６が検出したコントラストレベルの差分に基づき、自動合焦調整の実行が可能であるとして予め定めた設定値と比較して、自動合焦調整の可否を判断する。
【００１８】
結像光学部２から分岐された入射した光像に自動合焦調整が可能な程度に標本Ｓが存在する場合には、ＣＰＵ１７は、標本の光像のコントラストレベルの差分に基づいて、標本の焦点位置ズレ方向及びズレ量、つまり標本の合焦位置を演算する。そして焦点調整駆動部１８をステージ駆動信号で制御してステージ１を光軸方向（Ｚ軸方向）に沿って合焦位置に移動させて、自動焦点調整が行われる。その合焦位置は、合焦位置信号（座標データ）としてＣＰＵ１７から記憶部１９に書き込まれる。
【００１９】
一方、小領域画像内に標本の光像がなく、または光像のコントラストが低く、センサ部１６が検出したコントラストレベルが予め定めた設定値より小さい値となり、ＣＰＵ１７で自動合焦調整ができないと判断されると、記憶部１９に既に記録されている前記合焦位置信号を読み出す。ＣＰＵ１７は、その合焦位置信号に基づき焦点調整駆動部１８を制御して、ステージ１をその合焦位置に移動するように駆動される。
【００２０】
またＣＰＵ１７は、標本の合焦位置を演算すると共にセンサ部１６からの信号で標本の撮像に所要の露出時間の演算できるようになっており、その演算結果は、ＣＰＵ１７より撮像部５に送られ、撮像部５がこの露出時間で標本の撮像を行う。
【００２１】
前記撮像部５で取込んだ標本画像（小領域画像）のデータは、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル化され、フレームメモリ７に格納される。フレームメモリ７に格納されたデジタル画像データはＤ／Ａ変換器８によりアナログデータ化され、標本画像がモニタ９に表示される。本実施形態では、フレームメモリ７には、撮像部５で取込んだ小領域画像、若しくは後述する画像処理部４により再構築された視野範囲の画像を記録することができ、モニタ９には、いずれの画像でも表示することができる。
【００２２】
さらに前記画像処理部４は、標本を撮像するためのレリーズスイッチ２０ａ及び標本の分割数を設定し、各小領域を決めるための設定部２０ｂが設けられる操作部２０と、ステージ１の移動等、本実施形態の構成部を制御するマイクロコンピュータ２１と、マイクロコンピュータ２１の制御に基づき、ステージ１を光軸と直交する平面で２次元移動させるステージ駆動部２２と、フレームメモリ７から読み出されたデジタル画像データを複数枚、格納可能な画像情報メモリ２３とで構成される。
【００２３】
この操作部２０の設定部２０ｂにより、標本の分割数を設定すると、マイクロコンピュータ２１は、焦点調整駆動部１８にステージ１を移動させるための下記のような２次元信号を出力し、設定された分割数に基づいて小領域の撮像回数をカウントする。
【００２４】
｛（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）……（Ｘｎ，Ｙｎ）｝
そして、焦点調整駆動部１８は、このような２次元信号に基づいて、ステージ１を光軸と直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内で、標本の各小領域となる撮像視野に移動させる。所望する撮影視野に移動された後、観察若しくは撮像を行い、モニタ９に映し出す。
【００２５】
図２に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る顕微鏡の作用について説明する。
まず、観察若しくは撮像する標本（中心部）を視野範囲の中央に入るようにもってくるように、フレミングする（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、標本の分割数を設定部２０ｂによって設定する（ステップＳ２）。この設定により、分割数と同じ数で撮像回数Ｎが決定される（ステップＳ３）。そして、レリーズスイッチ２０ａを押し（ステップＳ４）、標本の小領域の撮像を始める。この際に、先ず視野の中央にある標本に対して自動焦点調整を行い（ステップＳ５）、その合焦位置を記憶部１９に記録する（ステップＳ６）。
【００２７】
次に、撮像回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ７）。この判断において、撮像した回数がＮに達した全部の小領域画像の撮像が終了し、Ｎ＝０となった場合には（ＹＥＳ）、一連の動作を終了する。しかし、撮像回数がＮに達しいない場合には（ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１からの２次元信号でステージ駆動部２２はステージ１を光軸と直交する平面で移動させ、小領域Ｘ１Ｙ１を撮像視野に移動させる（ステップＳ８）。
【００２８】
次に、小領域Ｘ１Ｙ１に対して自動焦点調整を行い（ステップＳ９）、合焦するか否か判断する（ステップＳ１０）。
この判断で自動焦点調整ができ、合焦する場合（ＹＥＳ）、撮像部５が小領域Ｘ１Ｙ１のマクロ画像を撮像する（ステップＳ９）。しかし、小領域Ｘ１Ｙ１に標本の光像が無く、または光像のコントラストが低く、ＣＰＵ１７が自動焦点調整ができないと判断した場合（ＮＯ）、記憶部１９に既に記録されている合焦位置信号が読み出され、ステージ１が焦点調整駆動部１８によって光軸方向（Ｚ軸方向）に沿って合焦位置に移動する（ステップＳ１２）。移動終了後、前記ステップＳ１１に移行し、撮像部５が小領域画の視野で撮像する。
【００２９】
このような撮像の後、撮像した一連の画像データをＡ／Ｄ変換器６でデジタル化した後、フレームメモリ７に一時的に格納させる。
そして、カウンタ用に撮影回数ＮをＮ−１のインクリメントした後（ステップＳ１３）、ステップＳ７に戻る。
【００３０】
以降、終了条件が成立するまで、前述したステップＳ５〜ステップＳ１２の処理が繰返し行われ、分割した小領域画の全画像が撮像される。撮影された各小領域画像は、フレームメモリ７を経って画像情報メモリ２３に順次格納しておき、ソフトウエアにより画像処理を含むマクロ画像の貼合わせを行い、広視野、高解像の標本画像を形成する。その画像は、フレームメモリ７とＤ／Ａ変換器６を経ってモニタ９で表示される。
【００３１】
第１の実施形態によれば、観察すべき標本を複数に分割して撮像若しくは観察する場合に、分割された小領域画像内の標本の有無や分布によらず、合焦した位置にテーブルを移動し自動的に焦点調整が行われるため、複数枚の画像を撮像し、前記撮像した画像をソフトウエアにより貼り合わせ、ピントの合った高解像、広視野のマクロ画像を得ることができる。
【００３２】
本実施形態において、一連の撮像の最初の合焦位置を記憶部１９に記録させる代わりに、自動焦点調整を行った後、記憶部１９に記憶された前回の合焦位置を更新し、新しい合焦位置を記録させる。
【００３３】
この動作は、図２に示したステップＳ１０の後に、図３に示すステップＳ１４の合焦位置情報の記録が追加される。
このような動作により、自動焦点調整が不可能になった時、前回の合焦位置が読み出され、焦点調整駆動部１８によってステージ１が移動する。この場合、前述した図２の動作で得られる効果に加えて、ステージ１が自動焦点調整が不可能になる時の１つ前に撮像した合焦位置に移動するので、移動距離が少なくなり、より早く小領域画像を撮像することができる。
【００３４】
さらに本実施形態において、最初の撮像範囲は視野の中央部の代わりに、任意の自動合焦調整ができる範囲にして、撮像を行い、その合焦位置を記憶部に記録するようにして利用してもよい。
【００３５】
図４には、本発明による第２の実施例に係る顕微鏡の概略的な構成を示し説明する。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態と同等の構成部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
本実施形態は、標本の分割数が設定部２０ｂで選択された対物レンズの倍率によって決まるように構成されている。
まず、標本の全体画像を視野範囲内に収まるように撮像するため、低倍率の対物レンズを選択して撮像し、その後、小領域画像（マクロ画像）を撮像するため、高倍率のレンズに選択し直す。この時、マイクロコンピュータ２１のメモリには、予め低倍率の対物レンズと高倍率の対物レンズとの組み合わせに応じた小領域画像の分割数が下記したようなテーブル情報としてテーブル情報部２４に記録されている。
【００３７】
【表１】

【００３８】
ここで、例えば標本の全体像を４×の対物レンズで撮像し、小領域画像を４０×の対物レンズで撮像すると選択すれば、標本は１０×１０に分割され、つまり１００個の小領域画像に分割される。
【００３９】
それと共に、マイクロコンピュータ２１のメモリには、分割された小領域画像の各位置情報をテーブルに対する座標データとして記録し、撮像の際にそれらの位置情報が順次読み出される。マイクロコンピュータ２１は、この位置情報に基づく、テーブル駆動部２２を駆動させるための２次元的にステージを移動させる制御信号を出力し、ステージ１を水平移動させる。
【００４０】
また設定部２０ｂで対物レンズが選択されると、マイクロコンピュータ２１はテーブル駆動部２２を駆動制御し、レボルバ１２を回転させて、その選択された対物レンズを顕微鏡の光路内に入れる。
【００４１】
図５に示すフローチャートを参照して、第２の実施形態に係る顕微鏡の動作について説明する。
まず、設定部２０ｂにより標本の全体を撮像するための対物レンズの倍率と、標本の小領域画像（マイクロ像）を撮像する対物レンズの倍率を設定する（ステップＳ２１）。この設定の時に、テーブル情報部２４に格納されたテーブル情報に基づき、表１に示したような小領域画像の分割数、すなわち撮像回数Ｎが決定される（ステップＳ２２）。
【００４２】
次に、レリーズスイッチ２０ａを押し、一連の画像撮像を開始する（ステップＳ２３）。最初に、標本の全体が視野範囲に入る対物レンズ１１が装着され、標本全体像に対する自動焦点調整が行われ（ステップＳ２４）、さらにその自動焦点調整で得た合焦位置情報が記憶部１９に記録される（ステップＳ２５）。この場合は、例えば、標本の中心部に対する合焦となる。勿論、標本のコントラストの差分が大きくとれる箇所としてもよいし、操作者の所望する箇所であってもよい。この時、撮像部５で標本の全体像を撮像して、画像情報メモリ２３に記録してもよい。
【００４３】
次に撮像回数Ｎ＝０になったか、すなわち標本の全小領域画像の撮像が終了したか否かを判断する（ステップＳ２６）。
この判断で全小領域画像の撮像が終了したならば（ＹＥＳ）、一連の撮像動作を終了する。しかし、撮像が終了でなければ（ＮＯ）、マイクロコンピュータ２１からの制御信号をステージ駆動部２２に出力し、ステージ１が光軸と直交する平面に沿って移動させ、撮像する視野範囲を次の未撮像の小領域画像に移動させる（ステップＳ２７）。ここで、図６を参照して説明する。最初の撮像では、小領域画像Ｘ１Ｙ１の視野範囲で撮像されるようにステージ１を移動させる。この小領域画像Ｘ１Ｙ１に対して自動焦点調整を実施し（ステップＳ２８）、合焦できるか否か判断する（ステップＳ２９）。合焦できた場合（ＹＥＳ）、撮像部５がその小領域画像Ｘ１Ｙ１の視野範囲で標本の一部を撮像する。
【００４４】
しかし、小領域画像Ｘ１Ｙ１に標本の光像がなく、または光像のコントラストが低く、ＣＰＵ１７が合焦できない判断した場合（ＮＯ）、記憶部１９に記録された標本全体像の時の合焦位置を読み出して、焦点調整駆動部１８によってステージ１を光軸方向に沿って、その合焦位置を補正する（ステップＳ３１）。その後、ステップＳ３０において、撮像部５が小領域画像を画像を撮像する。
【００４５】
それから撮像部５が撮像した一連の画像データをＡ／Ｄ変換器６へ出力し、Ａ／Ｄ変換器９からの画像データがフレームメモリ７へ転送される。そして、撮像回数Ｎから１を引いて、デクリメントして、ステップＳ２６に戻り、撮像回数Ｎが０になるまで同様な自動焦点調整及び撮像を繰返し行い、分割した小領域画像の全数を撮像し終了する。
【００４６】
本実施形態において、前述した第１の実施形態で説明したように、各小領域画像の画像データがフレームメモリ７を経って画像情報メモリ２３に順次格納し、ソフトウエアにより画像処理を含む画像貼合わせを行い標本全体を１つの画像とする再構築を行い、高視野、高解像の標本画像をモニタ９に表示する。
【００４７】
また、再構築された標本の全体像若しくは、最初に低倍率の対物レンズで撮像した標本の全体像と、それぞれの小領域画像とを関連づけて記録することにより、モニタ９に標本の全体像を表示し、操作部２０ｂで標本全体のある部分をクリックすれば、対応する小領域画像の拡大された画像や位置情報を表示させることもできる。
【００４８】
尚、本実施形態における自動焦点調整は、山登り方式であったが、勿論限定されるものではなく、通常のアクティブ方式も容易に利用することができる。
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
【００４９】
（１）顕微鏡標本からの光像を結像する結像光学手段と前記標本を載置し、制御手段によって前記結像光学手段の光軸と直交する平面で２次元の移動と光軸方向の移動ができるステージと前記標本に対して焦点調整を行う自動焦点調整手段と、前記標本の光像を撮像する撮像部と前記制御手段による前記ステージの光軸と直交する平面での２次元移動と前記自動焦点調整手段と前記撮像部とによって撮像した複数枚の小領域画の画像をソフトウエアにより貼り合わせ、広視野のマクロ像を構成する画像形成手段とからなる顕微鏡において、複数枚の小領域画の画像を撮像を行っている間に、自動焦点調整が不可能になる場合、小領域画の画像を撮像する時に前記自動焦点調整手段によって行った焦点調整で記憶された合焦位置に前記ステージが移動するよう、前記制御手段が前記ステージを制御できるようにしたことを特徴とする。
【００５０】
尚、各実施形態では、対物レンズの焦点を合わせる焦点調節方法として、ステージを上下動させる方式を説明しているが、対物レンズを光軸方向に上下動させる方式を採用することもできる。
【００５１】
また、同様に標本の観察位置を選択する視野選択手段としても、各実施形態では、ステージを光軸に直交する平面内で移動させる方式を説明しているが、ステージは固定で対物レンズを光軸に直交する平面内で移動する方式、またはステージ及び対物レンズを前記平面内で交差する方向にそれぞれ直線または円弧状等に一軸移動させる方式を採用することもできる。
【００５２】
このように、焦準手段及び視野選択手段としては、対物レンズ及びステージを光軸方向または光軸と垂直な平面内で相対的に移動させるものであれば、どのような方式をであっても本発明の効果を同じように得ることができる。
【００５３】
また、本発明において、実施形態における小領域の合焦位置を記憶する記憶部（１９）は、所定の小領域での合焦位置（焦準機構としてのステージまたは対物レンズの光軸方向の上下動位置）データを一つ記録可能であれば足りる。勿論、複数の合焦位置データを記録可能にしてもよいし、光軸方向位置だけでなく、光軸と直交する平面内の位置データを記録するようにしてもよい。
【００５４】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
（１）標本を載置するステージと、
前記標本からの光を結像させる、倍率の異なる複数の対物レンズを切換可能に備える結像光学手段と、
前記ステージと前記対物レンズとを対物レンズ光軸方向に相対的に移動させる焦準機構と、
前記ステージと前記対物レンズとを対物レンズ光軸と直交する平面内で相対的に移動させて、標本観察位置を調整可能にする視野選択手段と、
前記標本に対して前記対物レンズの自動焦点調整を行う自動焦点調整手段と、
前記結像光学手段により結像された光像を撮像する撮像手段と、
前記焦準機構の焦準位置を記録する焦準位置記憶手段と、
前記標本の全体画像を任意の数の小領域画像に分割する画像分割手段と、
前記分割された小領域の画像を貼り合わせ、前記標本の全体像を再構築する画像処理手段と、を具備し、
前記撮像手段により前記各小領域画像を順次撮像するにあたって、当該小領域において、前記自動焦点調整手段により、自動焦点調整を行うと共に、所定の小領域において、合焦したときの焦準位置を焦準位置記憶手段に記録し、合焦できなかった場合に、前記焦準位置記憶手段に記憶された前記標本の焦準位置に基づいて、前記焦準機構を調整し、その後、当該小領域の撮像を行うようにしたことを特徴とする顕微鏡。
【００５５】
（２）前記（１）項に記載の顕微鏡において、
前記焦準位置記憶手段への焦準位置の記録を行う所定の小領域を、標本の中央部に相当する小領域としたことを特徴とする。
【００５６】
［作用］
分割された小領域を順次撮像していくに際し、標本の中央部の合焦位置（焦準位置）が焦準位置記憶手段に記憶されるので、合焦不能の場合は、その焦準位置が使用される。
【００５７】
（３）前記（１）項に記載の顕微鏡において、
前記焦準位置記憶手段への焦準位置の記録を行う所定の小領域を、合焦できた最新の小領域としたことを特徴とする。
【００５８】
［作用］
分割された小領域を順次撮像していくに際し、常に最新の合焦位置（焦準位置）が焦準位置記憶手段に記憶されるので、合焦不能の場合は、その焦準位置が使用される。
【００５９】
（４）前記（１）項に記載の顕微鏡において、
前記焦準位置記憶手段への焦準位置の記録を行う所定の小領域を、合焦できた最新の小領域であって且つ標本のコントラストレベルが前回の合焦時の小領域におけるコントラストレベルよりも大きい小領域としたことを特徴とする。
【００６０】
［作用］
分割された小領域を順次撮像していくに際し、それまでの各小領域の中で標本像のコントラストが一番大きい小領域の合焦位置（焦準位置）が焦準位置記憶手段に記憶されるので、合焦不能の場合は、その焦準位置が使用される。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、標本を載置する移動可能なスキャンニングステージと自動焦点調整装置を組み合わせて、１つの視野範囲内の標本を複数に分割して撮像する際に、焦点調整による合焦不能時には所定位置に合焦させて撮像し、各画像を貼り合わせて１画像に再構築することにより、標本の分布によらず自動的に合焦し広視野及び高解像の画像を形成して、観察可能な顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る顕微鏡の概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の顕微鏡の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の顕微鏡の動作の変形例である。
【図４】本発明による第２の実施形態に係る顕微鏡の概略的な構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態の顕微鏡の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】標本を複数の小領域画像に分割した例を示す図である。
【符号の説明】
１…スキャニングステージ
２…結像光学部
３…自動焦点調整部
４…画像処理部
５…撮像部
６…Ａ／Ｄ変換器
７…フレームメモリ
８…Ｄ／Ａ変換器
９…モニタ
１０…接眼レンズ
１１…対物レンズ
１２…レボルバ
１３…第１のプリズム
１４…結像レンズ
１５…第２のプリズム
１６…センサ部
１７…ＣＰＵ
１８…焦点調整駆動部
１９…記憶部
２０…操作部
２０ａ…レリーズスイッチ
２０ｂ…設定部
２１…マイクロコンピュータ
２２…ステージ駆動部
２３…画像情報メモリ
２４…テーブル情報部
Ｓ…標本[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microscope equipped with a system that forms a high-resolution and wide-angle image using macro imaging and image pasting.
[0002]
[Prior art]
In general, when specimen observation is performed using a microscope, the range that can be observed at once within the same visual field range is mainly determined by the magnification of the objective lens. The range that can be imaged by the imaging device attached to the microscope is also based on this visual field range.
[0003]
Usually, in order to obtain a sample image with high resolution, a high-magnification objective lens with a high NA is attached, but the field of view becomes a very small part of the sample. With a normal microscope, the entire specimen cannot be observed or obtained with a wide field of view and high resolution within the same field of view.
[0004]
Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-313071 has proposed a technique for obtaining a wide-field, high-resolution image.
This technique divides a desired visual field range into a plurality of small area images, inputs each small area image, and reconstructs the entire visual field range as one image when outputting such as display or printing. A wide range and high resolution sample whole image can be formed.
[0005]
On the other hand, in recent years, automatic focusing techniques have been adopted in microscopes so that optimum focusing can be easily performed when observing a specimen. For example, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-189850 irradiates a specimen with a light beam, shifts the transmitted light beam to the front and the back of the planned focal plane, and forms an optical image, respectively. Find the level, compare the contrast levels to find the focal position for the specimen, move the objective lens or the table on which the specimen is placed to focus on that position, and automatically adjust the focus ing.
After performing such automatic focus adjustment, the required exposure time for imaging is calculated from the amount of light of the sample light image at the in-focus position, and the sample light image is captured.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
If the conventional automatic focus adjustment is applied as it is to the technique for forming a high-resolution image in the wide field of view disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-313071 described above, the following problems occur.
[0007]
When the field-of-view range desired for observation or imaging is divided into a plurality of small area images, automatic focus adjustment is performed for each of the divided small areas, and continuous imaging is performed. Then, each captured small area image is taken into a computer or the like and reconstructed into one image by using an image pasting technique by software.
[0008]
For example, when imaging a specimen distributed as shown in FIG. 6, the whole specimen is defined as one visual field range, and the visual field range is divided into, for example, nine regions X1Y1 to X9Y9, and each small region image is divided. Is automatically focused and a series of a plurality of small area images are captured.
[0009]
In this case, a sufficient contrast level can be obtained in regions other than X2Y2 and X3Y3, so that automatic focus adjustment can be performed. However, there is no sample in the small region image of X2Y2, and there is no sample in the region of X3Y3. Since the contrast is low, the difference in contrast level of the sample light image cannot be obtained, and automatic focus adjustment cannot be performed, resulting in an error.
[0010]
Accordingly, a series of a plurality of images cannot be continuously captured, and a macro image of the entire specimen cannot be formed.
Therefore, the present invention combines a movable stage on which a specimen is placed and an automatic focus adjustment device to divide the specimen within the field of view into a plurality of images when focusing is impossible due to focus adjustment. Microscope that can be observed by focusing and capturing images, reconstructing each image by reconstructing them into a single image, automatically focusing regardless of the sample distribution, and forming a wide field of view and high resolution image The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention enables switching between a stage on which a specimen is mounted and a three-dimensionally movable stage and a plurality of objective lenses having different magnifications that form an image of a light beam irradiated on the specimen. An imaging optical means, a focus adjusting means for adjusting the focus of the objective lens with respect to the optical image to be imaged, an imaging means for picking up an optical image focused by the focus adjusting means, and mounting The position of the stage along the optical axis of the objective lens and the position on the plane of the stage orthogonal to the optical axis as coordinates, the first focused position on the sample, or the latest focused position Focusing position storage means for recording as coordinate data, image dividing means for dividing the whole image of the specimen into an arbitrary number of small area images, and pasting the divided small area images together, the whole image of the specimen Image processing to rebuild When the small area image is picked up by the image pickup means, focus adjustment is performed by the focus adjustment means on each of the small area images, and when the focus cannot be achieved, the image is recorded in the focus position storage means. In addition, the present invention provides a microscope that reads the in-focus position of the specimen, moves the stage, and performs imaging by the imaging means.
[0012]
The microscope configured as described above stores in the in-focus position storage unit when the focus adjustment unit cannot perform focusing on each small area image obtained by dividing the entire specimen image into a plurality of images by the image division unit. Read the in-focus position information of the first focused small area image or the in-focus position information of the last focused small area image that is always rewritten and move it to the stage position based on the in-focus position information. Then, the small area image is picked up, and the picked up small area images are combined to reconstruct the entire specimen image.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a microscope according to the first embodiment of the present invention and will be described.
[0014]
This microscope is equipped with a scanning stage (hereinafter referred to as a stage) 1 on which a specimen S is mounted and which can be moved three-dimensionally, an imaging optical unit 2 that forms an optical image of the specimen S, and an optical path to the optical image. An automatic focus adjustment unit 3 for providing a difference and focusing from a contrast level difference, an imaging unit 5 for imaging a specimen, an A / D converter 6 for digitizing data of a captured specimen image, and image data temporarily A frame memory 7 held in the image memory, an image processing unit 4 for pasting a small area image (macro image) read from the frame memory 7 to an image in the field of view using a program, and the read digital image data It comprises a D / A converter 8 that converts it into analog data, a monitor 9 that displays a specimen image, and an eyepiece 10 that an observer observes with the naked eye.
[0015]
The imaging optical unit 2 divides the revolver 12 including a plurality of objective lenses 11 having different magnifications for condensing illumination light transmitted through the sample S, and for observation and automatic focus adjustment. A first prism 13, an imaging lens 14 that collects an optical image for observation, and a second prism that divides the light transmitted through the imaging lens 14 so as to enter the eyepiece 10 and the imaging unit 5. 15.
[0016]
The automatic focus adjustment unit 3 provides an optical path difference to the incident optical image branched from the imaging optical unit 2 and detects the difference in contrast level between the two optical images by shifting the optical path forward and backward, for example. The CPU 17 that calculates the focus shift direction and shift amount (sample focus position) of the sample based on the difference between the sensor unit 16 and the contrast level of the optical image, and instructs the drive unit, and the stage that the CPU 17 outputs The focus adjustment drive unit 18 moves the stage to the in-focus position obtained by the drive signal, and the storage unit 19 records the in-focus position obtained by the CPU 17.
[0017]
In the automatic focus adjustment unit 3 configured in this way, the CPU 17 compares the difference between the contrast levels detected by the sensor unit 16 with a set value that is determined in advance as being capable of performing automatic focus adjustment. Determine whether automatic focusing adjustment is possible.
[0018]
When the specimen S is present in the incident optical image branched from the imaging optical unit 2 to such an extent that automatic focusing adjustment is possible, the CPU 17 determines the specimen image based on the contrast level difference of the specimen optical image. The focal position deviation direction and deviation amount, that is, the in-focus position of the sample are calculated. Then, the focus adjustment drive unit 18 is controlled by the stage drive signal, and the stage 1 is moved to the in-focus position along the optical axis direction (Z-axis direction) to perform automatic focus adjustment. The focus position is written from the CPU 17 to the storage unit 19 as a focus position signal (coordinate data).
[0019]
On the other hand, if there is no optical image of the sample in the small area image, or the contrast of the optical image is low, the contrast level detected by the sensor unit 16 is smaller than a preset value, and the automatic focusing adjustment cannot be performed by the CPU 17. If judged, the in-focus position signal already recorded in the storage unit 19 is read out. The CPU 17 is driven to move the stage 1 to the in-focus position by controlling the focus adjustment driving unit 18 based on the in-focus position signal.
[0020]
Further, the CPU 17 can calculate the in-focus position of the sample and can calculate the exposure time required for imaging the sample by a signal from the sensor unit 16, and the calculation result is sent from the CPU 17 to the imaging unit 5. The imaging unit 5 images the sample with this exposure time.
[0021]
The sample image (small region image) data captured by the imaging unit 5 is digitized by the A / D converter 6 and stored in the frame memory 7. The digital image data stored in the frame memory 7 is converted into analog data by the D / A converter 8 and the sample image is displayed on the monitor 9. In the present embodiment, the frame memory 7 can record a small area image captured by the imaging unit 5 or an image of a visual field range reconstructed by the image processing unit 4 described later. Any image can be displayed.
[0022]
Further, the image processing unit 4 sets a release switch 20a for imaging a sample and the number of divisions of the sample, an operation unit 20 provided with a setting unit 20b for determining each small region, movement of the stage 1, etc. Read out from the frame memory 7 and the microcomputer 21 that controls the components of the present embodiment, the stage drive unit 22 that moves the stage 1 two-dimensionally in a plane orthogonal to the optical axis, based on the control of the microcomputer 21. The image information memory 23 can store a plurality of pieces of digital image data.
[0023]
When the number of sample divisions is set by the setting unit 20b of the operation unit 20, the microcomputer 21 outputs the following two-dimensional signal for moving the stage 1 to the focus adjustment driving unit 18 and is set. The number of times of imaging of the small area is counted based on the division number.
[0024]
{(X1, Y1), (X2, Y2) ... (Xn, Yn)}
Then, the focus adjustment drive unit 18 moves the stage 1 to an imaging field of view that is each small region of the sample within a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis based on such a two-dimensional signal. After moving to the desired field of view, observation or imaging is performed and the image is displayed on the monitor 9.
[0025]
With reference to the flowchart shown in FIG. 2, the effect | action of the microscope which concerns on this embodiment is demonstrated.
First, framing is performed so that the specimen (center portion) to be observed or imaged is placed in the center of the visual field range (step S1).
[0026]
Next, the number of sample divisions is set by the setting unit 20b (step S2). With this setting, the number N of imaging is determined by the same number as the number of divisions (step S3). Then, the release switch 20a is pressed (step S4), and imaging of a small area of the sample is started. At this time, first, automatic focus adjustment is performed on the sample in the center of the visual field (step S5), and the in-focus position is recorded in the storage unit 19 (step S6).
[0027]
Next, it is determined whether or not the number N of imaging has been reached (step S7). In this determination, when all the small area images whose number of times of imaging has reached N are finished and N = 0 (YES), a series of operations is finished. However, if the number of times of imaging has not reached N (NO), the stage drive unit 22 moves the stage 1 in a plane orthogonal to the optical axis by using a two-dimensional signal from the microcomputer 21, and uses the small area X1Y1 as the imaging field of view. Move (step S8).
[0028]
Next, automatic focus adjustment is performed on the small area X1Y1 (step S9), and it is determined whether or not to focus (step S10).
In this determination, automatic focus adjustment can be performed, and when the image is in focus (YES), the imaging unit 5 captures a macro image of the small region X1Y1 (step S9). However, when the optical image of the sample is not present in the small area X1Y1 or the contrast of the optical image is low and the CPU 17 determines that automatic focusing cannot be performed (NO), the in-focus position signal already recorded in the storage unit 19 is Then, the stage 1 is moved to the in-focus position along the optical axis direction (Z-axis direction) by the focus adjustment drive unit 18 (step S12). After the movement is completed, the process proceeds to step S11, and the imaging unit 5 captures an image in the field of view of the small area image.
[0029]
After such imaging, a series of captured image data is digitized by the A / D converter 6 and then temporarily stored in the frame memory 7.
Then, after the number N of photographings is incremented by N−1 for the counter (step S13), the process returns to step S7.
[0030]
Thereafter, until the end condition is satisfied, the processes in steps S5 to S12 described above are repeated, and all the divided small area images are captured. Each photographed small area image is sequentially stored in the image information memory 23 via the frame memory 7, and a macro image including image processing is pasted by software, so that a wide-field, high-resolution sample image is obtained. Form. The image is displayed on the monitor 9 through the frame memory 7 and the D / A converter 6.
[0031]
According to the first embodiment, when a sample to be observed is divided into a plurality of images to be imaged or observed, the table is set at a focused position regardless of the presence or distribution of the sample in the divided small region image. Since it moves and the focus is automatically adjusted, a plurality of images can be captured, and the captured images can be bonded together by software to obtain a focused high-resolution, wide-field macro image.
[0032]
In the present embodiment, instead of recording the first in-focus position of a series of images in the storage unit 19, after performing automatic focus adjustment, the previous in-focus position stored in the storage unit 19 is updated to obtain a new in-focus position. Record the focal position.
[0033]
In this operation, recording of the in-focus position information in step S14 shown in FIG. 3 is added after step S10 shown in FIG.
When automatic focus adjustment becomes impossible by such an operation, the previous focus position is read, and the stage 1 is moved by the focus adjustment drive unit 18. In this case, in addition to the effect obtained by the operation of FIG. 2 described above, the stage 1 moves to the in-focus position imaged immediately before automatic focus adjustment becomes impossible. A small area image can be captured earlier.
[0034]
Furthermore, in the present embodiment, the first imaging range is used in such a manner that an arbitrary automatic focusing adjustment can be performed instead of the central portion of the field of view, imaging is performed, and the focusing position is recorded in the storage unit. May be.
[0035]
FIG. 4 shows and describes a schematic configuration of a microscope according to the second embodiment of the present invention. Note that, in the constituent parts of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the constituent parts equivalent to those of the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
[0036]
In the present embodiment, the number of sample divisions is determined by the magnification of the objective lens selected by the setting unit 20b.
First, select a low-magnification objective lens to capture the entire specimen image within the field of view, then select a high-magnification lens to capture a small area image (macro image). Try again. At this time, in the memory of the microcomputer 21, the division number of the small area image corresponding to the combination of the low-magnification objective lens and the high-magnification objective lens is recorded in advance in the table information section 24 as table information as described below. ing.
[0037]
[Table 1]

[0038]
Here, for example, if the whole image of the specimen is picked up with a 4 × objective lens and the small area image is picked up with a 40 × objective lens, the specimen is divided into 10 × 10, that is, 100 small area images. It is divided into.
[0039]
At the same time, each piece of position information of the divided small area image is recorded as coordinate data for the table in the memory of the microcomputer 21, and the position information is sequentially read out at the time of imaging. The microcomputer 21 outputs a control signal for moving the stage two-dimensionally for driving the table driving unit 22 based on the position information, and moves the stage 1 horizontally.
[0040]
When the objective unit is selected by the setting unit 20b, the microcomputer 21 drives and controls the table driving unit 22, rotates the revolver 12, and puts the selected objective lens in the optical path of the microscope.
[0041]
The operation of the microscope according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, the setting unit 20b sets the magnification of the objective lens for imaging the entire specimen and the magnification of the objective lens for imaging a small area image (micro image) of the specimen (step S21). At the time of this setting, based on the table information stored in the table information section 24, the division number of the small area image as shown in Table 1, that is, the number of times of imaging N is determined (step S22).
[0042]
Next, the release switch 20a is pressed to start a series of image capturing (step S23). First, the objective lens 11 in which the entire specimen falls within the visual field range is attached, and automatic focus adjustment is performed on the entire specimen image (step S24), and in-focus position information obtained by the automatic focus adjustment is stored in the storage unit 19. It is recorded (step S25). In this case, for example, the focus is on the center of the sample. Of course, it may be a location where the difference in contrast between the specimens can be large, or a location desired by the operator. At this time, the entire image of the specimen may be captured by the imaging unit 5 and recorded in the image information memory 23.
[0043]
Next, it is determined whether or not the number of times of imaging N = 0, that is, whether or not the imaging of all the small area images of the sample has been completed (step S26).
If imaging of all the small area images is completed by this determination (YES), a series of imaging operations are terminated. However, if the imaging is not completed (NO), a control signal from the microcomputer 21 is output to the stage driving unit 22, the stage 1 is moved along a plane orthogonal to the optical axis, and the visual field range to be imaged is set as follows. Move to an uncaptured small area image (step S27). Here, it demonstrates with reference to FIG. In the first imaging, the stage 1 is moved so that the imaging is performed in the field of view of the small area image X1Y1. Automatic focus adjustment is performed on the small region image X1Y1 (step S28), and it is determined whether or not focusing is possible (step S29). When focusing is possible (YES), the imaging unit 5 images a part of the sample in the field of view of the small area image X1Y1.
[0044]
However, when the small region image X1Y1 has no optical image of the sample or the optical image has a low contrast and the CPU 17 determines that focusing cannot be performed (NO), the in-focus position at the time of the entire sample image recorded in the storage unit 19 And the focus adjustment drive unit 18 corrects the in-focus position of the stage 1 along the optical axis direction (step S31). Thereafter, in step S30, the imaging unit 5 captures an image of the small area image.
[0045]
Then, a series of image data captured by the imaging unit 5 is output to the A / D converter 6, and the image data from the A / D converter 9 is transferred to the frame memory 7. Then, 1 is subtracted from the number N of imaging, and the process returns to step S26. The same automatic focus adjustment and imaging are repeated until the number N of imaging becomes 0, and all the divided small area images are captured and finished. To do.
[0046]
In this embodiment, as described in the first embodiment, the image data of each small area image is sequentially stored in the image information memory 23 via the frame memory 7, and image pasting including image processing is performed by software. Then, the whole specimen is reconstructed into one image, and a specimen image with a high field of view and a high resolution is displayed on the monitor 9.
[0047]
In addition, the entire image of the reconstructed sample or the entire image of the sample initially captured by the low-magnification objective lens and each small area image are recorded in association with each other, whereby the entire image of the sample is recorded on the monitor 9. Displaying and clicking on a certain part of the entire sample with the operation unit 20b can display an enlarged image and position information of the corresponding small region image.
[0048]
The automatic focus adjustment in the present embodiment is a hill-climbing method, but of course is not limited, and a normal active method can be easily used.
Although the above embodiments have been described, the present invention includes the following inventions.
[0049]
(1) An imaging optical means for forming an optical image from a microscope specimen and the specimen are placed, and a two-dimensional movement and optical axis direction in a plane perpendicular to the optical axis of the imaging optical means are controlled by a control means. A stage capable of moving, an automatic focus adjusting means for adjusting a focus on the specimen, an image pickup section for picking up an optical image of the specimen, and a two-dimensional movement on a plane orthogonal to the optical axis of the stage by the control means; In a microscope comprising a plurality of small area images imaged by the automatic focus adjustment means and the imaging unit, and a plurality of small area images formed by image forming means for composing a wide-field macro image. If automatic focus adjustment becomes impossible while taking an image of the image, the focus position stored in the focus adjustment performed by the automatic focus adjustment unit when the image of the small area image is taken is stored in the focus position. stage The stage is controlled by the control means so that the stage moves.
[0050]
In each embodiment, a method of moving the stage up and down is described as a method of adjusting the focus of the objective lens. However, a method of moving the objective lens up and down in the optical axis direction can also be adopted.
[0051]
Similarly, as the visual field selection means for selecting the observation position of the specimen, each embodiment describes a method of moving the stage in a plane orthogonal to the optical axis. However, the stage is fixed and the objective lens is lighted. A method of moving in a plane orthogonal to the axis, or a method of moving the stage and the objective lens uniaxially in a direction intersecting the plane in a straight line or arc shape, for example, can also be adopted.
[0052]
As described above, any method may be used as the focusing means and the visual field selecting means as long as the objective lens and the stage are moved relatively in the optical axis direction or in a plane perpendicular to the optical axis. The effects of the present invention can be obtained in the same way.
[0053]
In the present invention, the storage unit (19) that stores the focus position of the small area in the embodiment is the focus position in the predetermined small area (up and down in the optical axis direction of the stage or the objective lens as the focusing mechanism). (Moving position) It is sufficient if one piece of data can be recorded. Of course, a plurality of in-focus position data may be recorded, and not only the position in the optical axis direction but also position data in a plane orthogonal to the optical axis may be recorded.
[0054]
Although the above embodiments have been described, the present invention includes the following inventions.
(1) a stage on which a specimen is placed;
Imaging optical means for imaging light from the specimen, and a plurality of objective lenses having different magnifications, which can be switched,
A focusing mechanism for relatively moving the stage and the objective lens in the optical axis direction of the objective lens;
Field of view selection means for adjusting the specimen observation position by relatively moving the stage and the objective lens in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens,
Automatic focus adjustment means for performing automatic focus adjustment of the objective lens on the specimen;
Imaging means for capturing a light image formed by the imaging optical means;
Focusing position storage means for recording a focusing position of the focusing mechanism;
Image dividing means for dividing the entire image of the specimen into an arbitrary number of small region images;
Image processing means for combining the images of the divided small areas and reconstructing the whole image of the specimen,
When the small area images are sequentially picked up by the image pickup means, the automatic focus adjustment means performs automatic focus adjustment in the small areas, and the focusing position when focused in a predetermined small area is focused. The focusing mechanism is adjusted based on the focusing position of the sample stored in the focusing position storage means when it is recorded in the quasi-position storing means and in-focus cannot be achieved. A microscope characterized in that imaging is performed.
[0055]
(2) In the microscope described in (1) above,
The predetermined small area for recording the focusing position in the focusing position storage means is a small area corresponding to the central portion of the sample.
[0056]
[Action]
When sequentially imaging the divided small areas, the focus position (focus position) at the center of the sample is stored in the focus position storage means. If focus cannot be achieved, the focus position is used.
[0057]
(3) In the microscope according to (1),
The predetermined small area for recording the focusing position in the focusing position storage means is the latest small area that has been focused.
[0058]
[Action]
When the divided small areas are sequentially imaged, the latest focusing position (focusing position) is always stored in the focusing position storage means. If focusing is impossible, the focusing position is used. The
[0059]
(4) In the microscope described in (1) above,
The predetermined small area for recording the focusing position in the focusing position storage means is the latest small area that has been focused, and the contrast level of the sample is higher than the contrast level in the small area at the previous focusing time. Is a large small area.
[0060]
[Action]
When the divided small areas are sequentially imaged, the focusing position (focusing position) of the small area where the contrast of the sample image is the largest among the small areas so far is stored in the focusing position storage means. Therefore, when focusing is impossible, the focusing position is used.
[0061]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when a movable scanning stage on which a specimen is placed and an automatic focus adjustment device are combined and a specimen within one field of view is divided into a plurality of images, When focusing is impossible due to focus adjustment, focusing is performed at a predetermined position, and each image is pasted and reconstructed into one image, so that it is automatically focused regardless of the sample distribution, and wide field of view and high resolution. Thus, an observable microscope can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the microscope according to the first embodiment;
FIG. 3 is a modified example of the operation of the microscope of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the microscope according to the first embodiment;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a sample is divided into a plurality of small region images.
[Explanation of symbols]
1 ... Scanning stage
2 ... Imaging optics
3 ... Automatic focus adjustment unit
4. Image processing unit
5 ... Imaging unit
6 ... A / D converter
7 ... Frame memory
8 ... D / A converter
9 ... Monitor
10 ... Eyepiece
11 ... Objective lens
12 ... Revolver
13 ... 1st prism
14 ... Imaging lens
15 ... second prism
16 ... sensor part
17 ... CPU
18: Focus adjustment drive unit
19 ... Memory part
20 ... operation unit
20a ... Release switch
20b ... setting section
21 ... Microcomputer
22 ... Stage drive unit
23. Image information memory
24 ... Table information section
S ... Sample

Claims

A stage on which a specimen is placed and movable in three dimensions;
An imaging optical means that forms an image of a light beam irradiated on the specimen and that is switchable with a plurality of objective lenses having different magnifications;
Focus adjusting means for adjusting the focus of the objective lens with respect to the imaged optical image;
An image pickup means for picking up an optical image focused by the focus adjustment means;
The position of the stage along the optical axis of the mounted objective lens and the position on the plane of the stage perpendicular to the optical axis are used as coordinates, and the first focused position on the sample or the latest focused position An in-focus position storage means for recording the position as coordinate data; an image dividing means for dividing the entire image of the specimen into an arbitrary number of small area images;
Image processing means for pasting the divided small area images and reconstructing the whole image of the specimen,
When the small area image is picked up by the image pickup means, focus adjustment is performed on each of the small area images by the focus adjustment means, and when the focus cannot be achieved, the sample recorded in the focus position storage means is adjusted. A microscope characterized by reading out a focal position, moving the stage, and performing imaging by the imaging means.

In the image dividing means of the microscope,
The whole image of the specimen is obtained by the magnification of the first objective lens that images the small region image obtained by dividing the specimen and the magnification of the second objective lens that images the whole specimen within one field of view. The microscope according to claim 1, further comprising table information in which a number of division into a plurality of small area images is predetermined.

In the focus position storage means of the microscope,
The first in-focus position by the focus adjusting unit records the in-focus position of the center of the sample, the position where the contrast level of the sample optical image is most different in the sample, or an arbitrarily designated position. The microscope according to claim 1.