CN102298206B

CN102298206B - 显微镜及聚焦方法

Info

Publication number: CN102298206B
Application number: CN201110168058.3A
Authority: CN
Inventors: 田部典宏; 山本隆司; 林信裕; 成泽龙
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: JP5577885B2; US20110317259A1; US8576483B2; CN102298206A; JP2012008450A

Abstract

本发明公开了一种显微镜及聚焦方法，其中显微镜，包括：照明光学系统；第一成像光学系统；第二成像光学系统；照明视场光阑焦点调节部；以及特征量计算块，其中，照明视场光阑焦点调节部根据由特征量计算块所计算的特征量来调节照明视场光阑的成像位置。

Description

显微镜及聚焦方法

技术领域

本发明涉及显微镜及聚焦方法。

背景技术

众所周知，存在一种在更换物镜的操作中自动执行控制的电操作显微镜。该控制包括对聚光透镜、视场光阑、孔径光阑、用于在物镜光轴方向上驱动样品台的机构、滤波器及用于调节光源产生的光的电源进行调节。细节参见作为专利文献1的日本专利公开第Hei11-133311号。

发明内容

顺便地，当使用显微镜观察多个样品时，通过使用在厚度方向上具有差异的盖玻片和载玻片来制备该样品。因此，如果在将照明光投射至样品的操作中作为照明目标的样品位于某个位置，则照明目标与物镜之间的光程会因为载玻片厚度变化而发生不期望的改变。结果，设置在照明光学系统中的照明视场光阑在光轴方向上在与样品表面的观察位置分离的位置处形成图像，引起包括图像对比度劣化的问题。

在包括专利文献1所披露显微镜的现有显微镜中，焦点调节通常执行如下。收缩视场光阑校正环，调节照明光学系统中采用的聚光透镜的光轴方向位置，用眼观察或在摄像元件处观察视场光阑校正环边缘的成像状态并进行调节。

但是，为了构建能够自动观察多个样品的系统，需要自动为系统提供自动高速地对照明视场光阑执行焦点调节的能力。

本发明欲解决上面的问题，则需要提供能够对照明视场光阑自动执行焦点调节的显微镜及聚焦方法。

为了解决上述问题，提供了根据本发明实施方式的显微镜。该显微镜采用：照明光学系统，设有照明视场光阑以及作为被配置为将照明光投射至镜台上所放置的样品的光学系统的一个或多个照明光学元件；第一成像光学系统，设有被配置为基于透过样品的透射光来获取图像的第一摄像元件以及被配置为基于透射光在第一摄像元件上使该图像成像的一个或多个第一光学元件；第二成像光学系统，设有被配置为将第一成像光学系统中传播的透射光进行分离以从透射光中获取部分光束的光束分离部、被配置为基于该部分光束获取相差图像的第二摄像元件以及被配置为基于该部分光束在第二摄像元件上使相差图像成像的一个或多个第二光学元件；照明视场光阑焦点调节部，被配置为调节使照明视场光阑的图像成像的成像位置；以及特征量计算块，被配置为根据由第二摄像元件所生成的输出信号来计算表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量。照明视场光阑焦点调节部根据特征量计算块所计算的特征量来调节照明视场光阑的成像位置。

相差图像包括根据照明视场光阑的形状成像在第二摄像元件上的第一和第二图像。特征量计算块可以通过使用在第二摄像元件上各个像素上的第一图像的输出信号与第二图像的输出信号之间的强度差来计算特征量。

期望特征量计算块在透过样品的透射光没有被聚焦在第一摄像元件的状态下计算特征量。

期望照明光的强度被调节成使得成像在第二摄像元件上的相差图像的输出信号的强度处于饱和状态。

可将显微镜构造成这种结构，其中，显微镜进一步采用：位置控制部，被配置为控制镜台的位置；以及厚度变化量计算块，被配置为计算装载有样品的载玻片的厚度变化量。相差图像包括根据照明视场光阑的形状成像在第二摄像元件上的第一图像和第二图像。厚度变化量计算块通过使用第二摄像元件的各个像素上的第一图像的输出信号与第二图像的输出信号之间的强度差来计算厚度变化量。位置控制部根据由厚度变化量计算块所计算的厚度变化量将镜台的位置朝着照明光学系统移动。

可将显微镜构造成这种结构，其中，显微镜进一步采用：位置控制部，被配置为控制镜台的位置；以及厚度变化量计算块，被配置为计算装载有样品的载玻片的厚度变化量。相差图像包括根据照明视场光阑的形状成像在第二摄像元件上的第一图像和第二图像。厚度变化量计算块通过使用在合焦状态下所获取的第一图像与在实际状态下所获取的第一图像之间的边缘位置差和/或在合焦状态下所获取的第二图像与在实际状态下所获取的第二图像之间的边缘位置的差值来计算厚度变化量。位置控制部根据由厚度变化量计算块计算的厚度变化量将镜台的位置朝着照明光学系统移动。

厚度变化量计算块可以针对第一图像或第二图像根据第一图像或第二图像中的照明视场光阑的形状所在一侧的边缘位置来计算厚度变化量。

厚度变化量计算块可以针对第一图像和第二图像的每一个根据第一图像和第二图像中的每一个中照明视场光阑的形状所在一侧的边缘位置来计算厚度变化量。

厚度变化量计算块可以针对第一图像和第二图像中的每一个根据第一图像和第二图像中的每一个中照明视场光阑的形状所在的两侧的边缘位置的和来计算厚度变化量。

特征量计算块可以通过使用输出信号的边缘位置来计算特征量。

可将显微镜构造成这种结构，其中，显微镜进一步采用亮度校正块，被配置为校正成像在第一摄像元件上的图像的亮度。亮度校正块使用预先准备的作为在亮度校正中使用的模式的亮度校正模式，在照明视场光阑焦点调节部调节了照明视场光阑的成像位置以使照明视场光阑的图像处于合焦状态之后，校正在第一摄像元件上成像的图像的亮度。

可将显微镜构造成这种结构，其中，显微镜进一步采用亮度校正块，被配置为校正成像在第一摄像元件上的图像的亮度。亮度校正块根据计算出的载玻片厚度变化量从均预先设定的作为亮度校正中要使用的模式的多个亮度校正模式中选择一个，并且使用所选择的亮度校正模式对图像的亮度进行校正。

为了解决上述问题，提供了根据本发明另一个实施方式的聚焦方法。该聚焦方法包括：对作为具有照明视场光阑的照明光学系统所投射的部分照明光并且已透过镜台上所放置的样品的透射光进行分离以获得来自透射光的部分光束，并且使摄像元件基于部分光束获取相差图像；根据摄像元件所生成的输出信号来计算表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量；并且根据所计算的特征量来驱动照明视场光阑焦点调节机构以调节照明视场光阑成像的成像位置。

根据本发明，能够自动执行照明视场光阑的焦点调节。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施方式的显微镜的结构的说明图；

图2是示出根据同一实施方式的整体控制部的结构的框图；

图3是粗略示出在根据同一实施方式的显微镜中所采用的光学系统的说明图；

图4是粗略示出在根据同一实施方式的显微镜中所采用的光学系统的另一个说明图；

图5A是示出载玻片的厚度与照明视场光阑的图像被成像的成像位置之间的关系的说明图；

图5B是示出载玻片的厚度与照明视场光阑的图像被成像的成像位置之间的关系的另一说明图；

图6是在对示出照明视场光阑的焦点偏移度的特征量公式化中所使用的参数的描述中要参照的说明图；

图7是在示出照明视场光阑的焦点偏移度的特征量的公式化中所使用的参数的描述中要参照的另一个说明图；

图8A至图8C是在描述用于检测相差图像上的照明位置的方法中要参照的说明图；

图9是在描述根据同一实施方式的聚焦方法中要参照的说明图；

图10是在描述根据本发明第二实施方式的聚焦方法中要参照的说明图；

图11是在描述根据同一实施方式的聚焦方法中要参照的另一说明图；

图12是在描述根据同一实施方式的聚焦方法中要参照的再一说明图；

图13是在描述根据同一实施方式的聚焦方法中要参照的又一说明图；以及

图14是在描述根据同一实施方式的聚焦方法中要参照的又一说明图。

具体实施方式

通过参照如下附图详细说明本发明的优选实施方式。需要注意的是，在本发明的此说明书和附图中，用相同的参考符号表示具有基本上相同功能结构的结构元件，并且为了避免重复描述，对由相同参考符号表示的结构元件仅说明一次。

还应注意的是，以按如下顺序排列的章节来说明实施方式。

(1)第一实施方式

(1-1)显微镜的结构

(1-2)照明视场光阑的焦点调节处理

(1-3)调节镜台位置的处理

(1-4)校正亮度不均匀性的处理

(1-5)典型变形例

(第一实施方式)

<显微镜的结构>

首先，参照图1说明根据本发明第一实施方式的显微镜1的结构。图1是示出根据第一实施方式的显微镜1的结构的说明图。

[整体结构]

如图1中所通常示出的，根据第一实施方式的显微镜1采用缩略图像成像部10和放大图像成像部20。缩略图像成像部10获取生物样品SPL被放置在其上的整个制备玻片PRT的图像。在下面的描述中，整个制备玻片PRT的图像被称作缩略图像。放大图像成像部20通过以预先所确定的放大倍率放大图像来获取生物样品SPL的图像。在下面的描述中，以放大倍率被放大的图像简称放大图像。另外，放大图像成像部20设置有用于检测存在于放大图像成像部20中的照明视场光阑的散焦量的散焦量检测部30。

制备玻片PRT是通过采用预先确定的固定技术被固定在载玻片上的生物样品SPL。生物样品SPL可以为组织切片或涂抹细胞。组织可以是血液等的联络组织、上皮组织、或联络组织和上皮组织两种。如果需要，可将各种染色法的其中任意一种应用于组织切片或涂抹细胞。各种染色法包括普通染色法和荧光染色法。普通染色法的典型实例为HE(苏木精-曙红)染色法、吉式(Giemsa)染色法及柏式(Papanicolaou)染色法。荧光染色法的典型实例为FISH(荧光原位杂交)法和氧抗体法。

另外，在制备玻片PRT上黏贴标签。标签示出用于识别制备玻片PRT的生物样品SPL的特定信息。该特定信息包括制备样品者的姓名、样品获取时间和样品获取日期以及染色法类型。

根据此实施方式的显微镜1还设置有镜台40，该镜台上安装了与上述制备玻片PRT类似的制备玻片PRT。另外，显微镜1还设置有用于在各个方向上移动镜台40的镜台驱动机构41。更具体地，镜台驱动机构41能够在平行于镜台40表面的方向上以及垂直于表面的方向上以很高的自由度移动镜台40。平行于镜台40表面的方向被称作X轴和Y轴方向，而垂直于表面的方向被称作Z轴方向。

另外，放大图像成像部20设置有作为典型照明视场光阑焦点调节部的聚光透镜驱动机构42。

[缩略图像获取部]

如图1所示，缩略图像成像部10设置有诸如光源11、物镜12及摄像元件13的主要组件。

光源11相对于镜台40被设置在与制备玻片PRT相对的一侧。光源11能够投射亮视场照明光或暗视场照明光，并从一种光切换至另一种。亮视场照明光是用于照明已经经受普通染色的生物样品SPL的光。亮视场照明光也被简称为视场照明光。另一方面，暗视场照明光是用于照明已经经受特殊染色的生物样品SPL的光。另外，光源11也可以是能够投射亮视场照明光或暗视场照明光的光源。在这种情况下，设置两个光源11。两个光源11的其中一个能够投射亮视场照明光，而另一个光源能够投射暗视场照明光。

除此之外，缩略图像成像部10也可以具有分开设置的标签光源。图1中未示出的标签光源投射用于获取写在被黏贴在制备玻片PRT上的标签上的特定信息的图像的光。

具有预先确定的放大倍率的物镜12采用与镜台40的制备玻片放置表面正交并通过缩略图像成像部10中心的线作为光轴SRA。物镜12关于镜台40被设置在与制备玻片PRT相同的一侧。透过被放在镜台40的制备玻片放置表面上的制备玻片PRT的透射光被物镜12会聚，在物镜12后面设置的摄像元件13上成像。表述为“在物镜12后面设置的摄像元件13”的陈述意味着摄像元件13被设置在光传播方向上与物镜12分开的位置处。

覆盖了镜台40的制备玻片放置表面上所放置的整个制备玻片PRT的在摄像范围中的光在摄像元件13上成像。换句话说，透过制备玻片PRT的透射光在摄像元件13上成像。在摄像元件13上成像的图像是作为获取整个制备玻片PRT的图像的操作结果而获取的显微图像的缩略图像。

[放大图像获取部]

如图1所示，放大图像成像部20设置有包括光源21、聚光透镜22、物镜23及摄像元件24的主要组件。另外，放大图像成像部20还设置有在图中未示出的照明视场光阑。

光源21投射亮视场照明光。光源21关于镜台40被设置在与制备玻片PRT相对的一侧。另外，用于生成暗视场照明光的另一个光源关于镜台也设置在与制备玻片PRT相对的一侧，但在与光源21不同的位置处。图1中未示出此另一个光源。

聚光透镜22是用于会聚由光源21投射的亮视场照明光以及由用于生成暗视场照明光的另一个光源投射的暗视场照明光并将会聚的亮视场照明光以及会聚的暗视场照明光导向镜台40上放置的制备玻片PRT的透镜。聚光透镜22采用与镜台40的制备玻片放置表面正交并穿过放大图像成像部20中心的线作为光轴ERA。聚光透镜22被设置在光源21与镜台40之间。聚光透镜驱动机构42能够驱动聚光透镜22在光轴ERA的方向上移动。即，聚光透镜驱动机构42能够改变聚光透镜22在光轴ERA上的位置。

具有预先确定的放大倍率的物镜23采用与镜台40的制备玻片放置表面正交并穿过放大图像成像部20的中心的线作为光轴ERA。物镜23关于镜台40被设置在与制备玻片PRT相同的一侧。通过适当更换放大图像成像部20中使用的物镜23，能够以各种放大倍率放大并获取生物样品SPL的图像。透过被放置在镜台40的制备玻片放置表面上的制备玻片PRT的透射光被物镜23会聚，在物镜23后面设置的摄像元件24上成像。表述为“在物镜23的后面设置的摄像元件24”的陈述意味着摄像元件24被设置在光传播方向上与物镜23分开的位置处。

应当注意的是，光束分离器31设置在物镜23与摄像元件24之间的光轴ERA上。透过物镜23的部分透射光被光束分离器31导向包括稍后描述的光束分离器31的散焦量检测部30的内部。

根据摄像元件24的像素大小和物镜23的放大倍率，在摄像元件24上对在镜台40的制备玻片放置表面上摄像范围内的图像进行成像。摄像范围具有预先确定的宽度以及也被预先确定的高度。应当注意的是，由于物镜23放大了生物样品SPL的一部分，所以摄像范围与摄像元件13上的摄像范围相比非常小。

在图1中所示的结构中，用作光轴SRA的穿过缩略图像成像部10的中心位置的法线与用为光轴ERA的穿过放大图像成像部20的中心位置的法线在Y轴方向上偏离了距离D。距离D被设定为这样一个足够大的值使得用于支撑放大图像成像部20的物镜23的镜筒(未示出)不会被投影在摄像元件13的摄像范围上。但是，距离D可小到足以使得显微镜1的尺寸减小。

[散焦量检测部]

如图1所示，散焦量检测部30采用包括光束分离器31、聚光透镜32、双目镜33及摄像元件34的主要组件。

如之前所说明的一样，光束分离器31被设置在放大图像成像部20中采用的物镜23与摄像元件24之间的光轴ERA上，并且透过物镜23的一部分透射光被光束分离器31导向包括光束分离器31的散焦量检测部30的内部。换句话说，光束分离器31将透过物镜23的透射光分离成向摄像元件24传播的透射光和向散焦量检测部30(稍后进行描述)中所采用的聚光透镜32传播的反射光。

即，聚光透镜32被设置在由于光束分离器31执行的分离而获取的反射光的传播方向上与光束分离器31分开的位置处。聚光透镜32将由于光束分离器31执行的分离而获取的反射光会聚成光束，并将光束导向在被定义为反射光传播方向的后向方向上在与光束分离器31分开的位置处所设置双目镜33。

双目镜33将来自聚光透镜32的光束分离成两个光束。两个光束在被定义为反射光的传播方向的后向方向上在与双目镜33分开的位置处所设置的摄像元件34的成像表面上形成一组观察目标图像。

即，穿过双目镜33中的每一个的光在摄像元件34的成像表面上成像。结果，一对观察目标图像被成像在摄像元件34的成像表面上。由于穿过聚光透镜32的在各个方向上的光束到达双目镜33，所以在摄像元件34的成像表面上成像的观察目标图像之间存在相差。在随后的描述中，这对观察目标图像被称作相差图像。根据此实施方式的散焦量检测部30通过使用此相差来检测存在于放大图像成像部20中的照明视场光阑的散焦量。

上面的描述说明了一种结构，其中，光束分离器31被放置在物镜23与摄像元件24之间。但是，用于分离光束的光束分离部不必一定是光束分离器31。例如，可移动反射镜也能够被用作光束分离部。

另外，在缩略图像成像部10、放大图像成像部20及散焦量检测部30的每一个中所采用的摄像元件可以为一维摄像元件或二维摄像元件。

需要注意，对放大图像成像部20和散焦量检测部30再次详细地作如下说明。

[控制部]

如图1所示，根据此实施方式的显微镜1采用用于控制显微镜1中所包括的多个组件的多个控制部。具体而言，根据此实施方式的显微镜1采用用于控制显微镜1中所包括的各个光源的照明控制部51。光源包括光源11和光源21。显微镜1还采用用于控制镜台驱动机构41的镜台驱动控制部52和用于控制聚光透镜22的位置的聚光透镜驱动控制部53。显微镜1还采用用于控制被用于获取相差图像的摄像元件34的相差图像获取控制部54和用于控制被用于获取缩略图像的摄像元件13的缩略图像获取控制部55。显微镜1还采用用于控制被用于获取生物样品SPL的放大图像的摄像元件24的放大图像获取控制部56。照明控制部51、镜台驱动控制部52、聚光透镜驱动控制部53、相差图像获取控制部54、缩略图像获取控制部55及放大图像获取控制部56分别通过各种数据通信线被连接至光源11/光源21、镜台驱动机构41、聚光透镜驱动机构42、摄像元件34、摄像元件13及摄像元件24。

另外，根据此实施方式的显微镜1采用用于整体控制显微镜1的单独设置的整体控制部50。整体控制部50通过各个数据通信线被连接至照明控制部51、镜台驱动控制部52、聚光透镜驱动控制部53、相差图像获取控制部54、缩略图像获取控制部55及放大图像获取控制部56。

整体控制部50、照明控制部51、镜台驱动控制部52、聚光透镜驱动控制部53、相差图像获取控制部54、缩略图像获取控制部55及放大图像获取控制部56中的每一个都采用CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机访问存储器)、存储单元、通信单元及处理电路。

对上面所提及的部件及其功能作如下说明。

照明控制部

照明控制部51是用于控制在根据此实施方式的显微镜1中所采用的各个光源的处理部。当照明控制部51从整体控制部50接收到指示对生物样品SPL照明的方法的信息时，根据指示该方法的信息，照明控制部51控制由该信息指示的光源的照明。

例如，下面的描述集中于在缩略图像成像部10中所采用的光源11的控制执行上。在这种情况下，照明控制部51为了确定是否实现亮视场模式或暗视场模式而参照指示对生物样品SPL照明的方法的信息。亮视场模式是用于获取亮视场图像的模式，而暗视场模式是用于获取暗视场图像的模式。随后，照明控制部51根据光源11要实现的模式来设定参数，使得光源11根据该模式来投射照明光。因此，光源11所投射的照明光传播穿过镜台40上的光圈，并且到达整个生物样品SPL。需要注意，由照明控制部51所设定的参数通常包括照明光的强度及指示光源类型的参数。

接下来，下面的描述集中于在放大图像成像部20中所采用的光源21的控制执行上。在这种情况下，照明控制部51为了确定是否要执行亮视场模式或暗视场模式而参照指示对生物样品SPL照明的方法的信息。随后，照明控制部51根据光源21要实现的模式来设定参数，使得光源21根据该模式来投射照明光。因此，光源21所投射的照明光传播穿过镜台40上的光圈，并到达整个生物样品SPL。需要注意，由照明控制部51所设定的参数通常地包括照明光的强度及指示光源类型的信息。

建议读者牢记应当在亮视场模式中投射可见光作为照明光。除此之外，也应当将具有包括可激发波长的多个波长的标记生成光作为在特殊染色中所使用的荧光标记。另外，在暗视场模式中，去掉了用于荧光标记的背景部分。

镜台驱动控制部

镜台驱动控制部52是用于控制用于驱动在根据此实施方式的显微镜1中所设置的镜台40的镜台驱动机构41的处理部。当镜台驱动控制部52从整体控制部50接收到指示用于获取生物样品SPL的图像的方法的信息时，镜台驱动控制部52根据所接收的指示该方法的信息来控制镜台驱动机构41。

例如，下面的描述集中于在获取缩略图像的操作上。在这种情况下，当镜台驱动控制部52从整体控制部50接收到作为获取生物样品SPL的缩略图像的指令用的信息时，根据所接收的作为指令用的信息，镜台驱动控制部52控制镜台驱动机构41在镜台表面方向(也被称作X-Y轴方向)上移动镜台40，使得整个制备玻片PRT被放在摄像元件13的摄像范围内。另外，镜台驱动控制部52还控制镜台驱动机构41在Z轴方向移动镜台40，使得整个制备玻片PRT与物镜12的焦点符合。

接下来，下面的描述集中于根据此实施方式的显微镜1为了获取生物样品SPL的放大图像所执行的操作上。在这种情况下，当镜台驱动控制部52从整体控制部50接收到作为获取生物样品SPL的放大图像的指令用的信息时，根据所接收的作为指令用的信息，镜台驱动控制部52控制并驱动镜台驱动机构41在镜台表面方向(也被称作X-Y轴方向)上移动镜台40，使得生物样品SPL从光源11与物镜12之间的位置被移动至聚光透镜22与物镜23之间的位置。

另外，镜台驱动控制部52还控制并驱动镜台驱动机构41以在镜台表面方向(也被称作X-Y轴方向)上移动镜台40，使得生物样品SPL的预定部分被放入摄像元件24的摄像范围内。

除此之外，镜台驱动控制部52还控制并驱动镜台驱动机构41在垂直于镜台表面方向的方向上移动镜台40，使得生物样品SPL的预定部分与物镜23的焦点符合。如上所述，生物样品SPL的预定部分已经被放入摄像元件24的摄像范围内。顺便地，垂直于镜台表面方向的方向还被称作Z轴方向或组织切片的深度方向。

聚光透镜驱动控制部

聚光透镜驱动控制部53是用于控制聚光透镜驱动机构42的处理部，该聚光透镜驱动机构用于驱动在根据此实施方式的显微镜1中的放大图像成像部20中所采用的聚光透镜22。当聚光透镜驱动控制部53从整体控制部50接收到关于在放大图像成像部20中所采用的照明视场光阑的散焦量的信息时，聚光透镜驱动控制部53根据所接收的关于散焦量的信息来控制聚光透镜驱动机构42。

如将在随后被描述的一样，如果在放大图像成像部20中所采用的照明视场光阑没有正确地与聚光透镜22的焦点符合，则在摄像元件24上所成像的放大图像的对比度会不合需要地劣化。为了防止放大图像的对比度劣化，根据此实施方式的显微镜1中所采用的整体控制部50基于由散焦量检测部30所生成的相差图像对照明视场光阑的散焦量执行特定处理。随后将对整体控制部50自身进行详细描述。整体控制部50为了使控制聚光透镜驱动控制部53改变聚光透镜22的位置而将表示照明视场光阑的经指定处理的散焦量的信息输出至聚光透镜驱动控制部53，使得聚光透镜22的焦点被置于与放大图像成像部20中所采用的照明视场光阑相符的状态。

具体而言，根据由整体控制部50执行的控制，聚光透镜驱动控制部53驱动聚光透镜驱动机构42以校正光轴ERA上聚光透镜22的位置，使得聚光透镜22的焦点与放大图像成像部20中所采用的照明视场光阑相符。

相差图像获取控制部

相差图像获取控制部54是用于控制在散焦量检测部30中所采用的摄像元件34的处理部。相差图像获取控制部54根据摄像元件34中的亮视场模式或暗视场模式来设定参数。另外，当相差图像获取控制部54接收到通过摄像元件34所生成的、作为表示在摄像元件34的成像表面上所成图像的信号的输出信号时，相差图像获取控制部54将输出信号视为表示相差图像的信号。当相差图像获取控制部54接收到表示相差图像的输出信号时，相差图像获取控制部54将表示输出信号的数据提供至整体控制部50。需要注意，摄像元件34中由相差图像获取控制部54设定的参数通常地包括曝光开始定时和曝光结束定时。即，摄像元件34中由相差图像获取控制部54所设定的参数通常地包括曝光时间。

缩略图像获取控制部

缩略图像获取控制部55是用于控制在缩略图像成像部10中所采用的摄像元件13的处理部。缩略图像获取控制部55根据摄像元件13中的亮视场模式或暗视场模式来设定参数。另外，当缩略图像获取控制部55接收到由摄像元件13所生成的、作为表示在摄像元件13的成像面上所成图像的信号的输出信号时，缩略图像获取控制部55将输出信号视为表示缩略图像的信号。当缩略图像获取控制部55接收到表示缩略图像的输出信号时，缩略图像获取控制部55将表示输出信号的数据提供至整体控制部50。需要注意，摄像元件13中由缩略图像获取控制部55设定的参数通常包括曝光开始定时和曝光结束定时。

放大图像获取控制部

放大图像获取控制部56是用于控制在放大图像成像部20中所采用的摄像元件24的处理部。放大图像获取控制部56根据摄像元件24中的亮视场模式或暗视场模式来设定参数。另外，当放大图像获取控制部56接收到由摄像元件24所生成的、作为表示在摄像元件24的成像面上所成图像的信号的输出信号时，放大图像获取控制部56将输出信号视为表示放大图像的信号。当放大图像获取控制部56接收到表示放大图像的输出信号时，放大图像获取控制部56将表示输出信号的数据提供至整体控制部50。需要注意，摄像元件24中由放大图像获取控制部56所设定的参数通常地包括曝光开始定时和曝光结束定时。

整体控制部

整体控制部50是用于控制包括上述的照明控制部51至放大图像获取控制部56的整个显微镜的处理部。下面参照图2详细说明根据此实施方式的整体控制部50的结构。图2是示出根据此实施方式的整体控制部50的结构的框图。

如图2所示，整体控制部50采用缩略图像获取块501、相差图像获取块503、放大图像获取块505、特征量计算块507、边缘位置检测块509、厚度变化量计算块511、亮度校正块513、通信块515及存储块517。

缩略图像获取块501通常由包括CPU、ROM、RAM及通信单元的组件来实现。当用户对显微镜1操作预先确定的操作时、当制备玻片PRT被安装在镜台40上时或如果发生另一个操作的情况下，缩略图像获取块501请求缩略图像获取控制部55设定摄像元件13中的各种参数，并获取缩略图像。

随后，缩略图像获取块501从缩略图像获取控制部55获取缩略图像的数据。在下面的描述中，缩略图像的数据也被称作缩略图像数据。缩略图像获取块501可以将缩略图像数据存储在稍后描述的存储块517中。另外，缩略图像获取块501也可以借助于通信块515将缩略图像数据通常输出至设置在整体控制部50外部的图像数据存储服务器。

相差图像获取块503也通常由包括CPU、ROM、RAM及通信单元的组件来实现。在预先确定的定时中，相差图像获取块503请求相差图像获取控制部54设定摄像元件34中的各种参数并获取相差图像。在这种情况下，请求获取相差图像的操作的定时通常是用户执行操作以请求照明视场光阑的焦点调节的时间、从执行照明视场光阑的焦点调节至过去了一段预定时间段之后的时间、获取放大图像的操作的开始时间或预先设定的另一定时。

随后，相差图像获取块503从相差图像获取控制部54获取相差图像的数据。在接下来的描述中，相差图像的数据也被称作相差图像数据。相差图像获取块503将相差图像数据输出至稍后描述的特征量计算块507。相差图像获取块503还可将相差图像数据存储在稍后描述的存储块517。

放大图像获取块505通常由包括CPU、ROM、RAM及通信单元的组件来实现。当用户对显微镜1操作预先确定的操作时、当获取制备玻片PRT的缩略图像的操作完成时或如果发生另一个操作的情况下，放大图像获取块505请求放大图像获取控制部56设定摄像元件24的各个参数，并获取放大图像。

随后，放大图像获取块505从放大图像获取控制部56获取放大图像的数据。在随后的描述中，放大图像的数据也被称作放大图像数据。放大图像获取块505可以将放大图像数据存储在稍后描述的存储块517中。另外，放大图像获取块505也可以借助于通信块515将放大图像数据通常输出至设置在整体控制部50外部的图像数据存储服务器。

特征量计算块507通常由包括CPU、ROM及RAM的组件来实现。根据由相差图像获取块503获取的相差图像数据，特征量计算块507计算表示放大图像成像部20中设置的照明视场光阑的焦点偏移度的特征量。随后将再次详细描述由特征量计算块507计算的特征量和计算特征量的方法。特征量计算块507将计算的表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量输出至聚光透镜驱动控制部53。随后，聚光透镜驱动控制部53为了消除照明视场光阑的焦点模糊而根据从特征量计算块507所接收的特征量驱动聚光透镜驱动机构42以移动聚光透镜22。

需要注意，虽然特征量计算块507正在计算表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量，但是特征量计算块507也能够执行其它操作。例如，特征量计算块507能够向照明控制部51发布关于照明光的光量的请求，并且向镜台驱动控制部52发布关于生物样品SPL的合焦度(in-focus degree)的请求。

另外，如将在随后所描述的一样，存在均被用于计算特征量的多种方法。特征量计算块507也能够与稍后描述的边缘位置检测块509合作计算特征量。

需要注意，通过特征量计算块507所计算的特征量和在特征量计算期间所获取的各种数值被用在通过厚度变化量计算块511所执行的处理和通过亮度校正块513所执行的处理中。

边缘位置检测块509通常由包括CPU、ROM及RAM的组件来实现。根据作为用于检测由相差图像获取块503获取的相差图像的边缘位置的请求、由诸如特征量计算块507和随后描述的厚度变化量计算块511的多个块作出的请求，边缘位置检测块509检测相差图像的边缘位置。边缘位置检测块509所采用的检测相差图像的边缘位置的方法不用特别限定为特定的方法。即，可采用检测相差图像的边缘位置的任意通常所知的方法能够被采用。随后将具体详细描述由根据此实施方式的边缘位置检测块509执行的、用于检测相差图像的边缘位置的典型处理。

如将在随后所描述的一样，在此实施方式中的相差图像是与设置在放大图像成像部20中的照明视场光阑的形状相关的图像。为了检测照明视场光阑的形状的边缘位置，边缘位置检测块509类似于稍后描述的一样通常执行边缘位置检测处理。照明视场光阑的形状是根据照明视场光阑执行的遮挡所得的视场的形状。由边缘位置检测块509所检测的边缘位置通常根据摄像元件34上的像素坐标来表示。

边缘位置检测块509将关于所检测的边缘位置的信息提供至请求检测相差图像的边缘位置的那些块。如上所述，那些块的典型实例为特征量计算块507和厚度变化量计算块511。

边缘位置检测块509可以通过仅从也被称作二维图像的平面图像中提取出一维图像来检测边缘位置。作为备选，边缘位置检测块509也可以对二维图像本身执行处理以检测边缘位置。

厚度变化量计算块511通常由包括CPU、ROM及RAM的组件来实现。如先前所说明的一样，通过使用均具有被限定为厚度方向上的变化的厚度变化的盖玻片和载玻片来制备该制备玻片PRT。将盖玻片和载玻片的这些厚度变化考虑进去。在这种情况下，载玻片的厚度变化对所得的放大图像的对比度变化的影响比盖玻片的厚度变化的影响更大。厚度变化量计算块511通过使用通过相差图像获取块503获取的相差图像数据来计算其上安装了生物样品SPL的载玻片的厚度变化量。

需要注意，在载玻片的厚度变化量的计算中所使用的某些数据及在相同计算中所使用的某些数值可以与在特征量计算中被特征量计算块507所使用的那些相同，并且/或者与在特征量计算期间由特征量计算块507所获取的那些相同。由于这个原因，厚度变化量计算块511可以与特征量计算块507合作有效计算载玻片的厚度变化量。

稍后将具体详细描述厚度变化量计算块511所采用的计算厚度变化量的方法。

亮度校正块513通常由包括CPU、ROM及RAM的组件来实现。亮度校正块513对在放大图像成像部20中所采用的摄像元件24所输出的放大图像的亮度进行校正。当校正亮度时，亮度校正块513参照作为将厚度变化与亮度校正模式彼此相关的数据库使用的被存储在稍后描述的存储块517中的数据库。亮度校正块513根据厚度变化量计算块511所计算的厚度变化量在数据库搜索与所计算的厚度变化量相关的亮度校正模式。随后，亮度校正块513为了执行对放大图像的亮度进行校正的处理而使用在搜索操作中所发现并选择的亮度校正模式。

除此之外，亮度校正块513除了使用亮度校正模式的方法之外还可以控制诸如聚光透镜22的光学元件的位置，以将光学元件移动至光源21后部的这样一个位置处使得聚光透镜22的焦点与照明视场光阑符合。在这种情况下，亮度校正块513请求聚光透镜驱动控制部53执行处理，以驱动聚光透镜22并控制聚光透镜22的位置，使得聚光透镜22的焦点与照明视场光阑符合。

通信块515通常由包括CPU、ROM、RAM及通信块的组件来实现。通信块515控制在根据此实施方式的显微镜1与设置在显微镜1外部的各个信息处理装置之间所执行的通信。具体而言，通信块515对在显微镜1中所采用的整体控制部50与外部信息处理装置之间所执行的通信进行控制。通信块515允许根据此实施方式的显微镜1以双向方式与被连接至诸如互联网的公共网络及诸如局域网的私人网络的各个外部信息处理装置进行通信。外部信息处理装置的典型实例为用于存储生物样品的显微图像的图像数据存储服务器。

存储块517是在根据此实施方式的整体控制部50中所采用的典型存储块。存储块517用于存储各种类型的数据，诸如根据此实施方式的显微镜1的各种设计参数及亮度校正模式的数据库。另外，存储块517还可用于存储摄像数据及历史信息。除此之外，存储块517也可用于适当存储当根据此实施方式的整体控制部50正在执行某个处理时要保留的各个参数或者在处理过程中的数据，并且适当存储各种数据库以及各种程序。

在整体控制部50中所采用的每个块能够将数据写入存储块517并且能够从存储块517中读出数据。

上面已经描述了根据此实施方式的整体控制部50的典型功能。在整体控制部50中所采用的每个功能部能够被构造为使用通用的组件和通用的电路或为该功能部的功能而特别设计的硬件。另外，每个功能部的所有功能也可通过CPU及其外围组件来执行。因此，能够根据用于实现此实施方式的任意多种技术水平适当改变整体控制部50的结构。

建议读者牢记可写入用于实现整体控制部50的功能及在整体控制部50中所采用的功能部的计算机程序。也能够在个人计算机等上执行所述程序。另外，也可存在用于存储这样的计算机程序的记录介质并允许计算机读取该程序。记录介质的典型实例为磁盘、光盘、光学磁盘及闪存。另外，计算机程序还能够通过网络从程序提供商处下载，而不是被预先存储在记录介质中。

上面已经参照图1和图2详细说明了根据此实施方式的显微镜1的整体结构。

如上所述，散焦量检测部30中的相差AF(自动聚焦)光学系统采用聚光透镜32、双目镜33及摄像元件34。但是，需要注意，不意味着相差AF光学系统限于这种光学结构。例如，一个目镜33取代双目镜33可以被用在边缘检测及载玻片厚度变化量的检测中。即，相差AF光学系统能够具有任意其它结构，只要该其它结构提供与这种光学结构相同的功能即可。

另外，在根据此实施方式的显微镜1中所采用的透射照明光学系统可以为Kohler照明光学系统或其他照明光学系统。

除此之外，在上述的结构中，在被光束分离器31反射的光的传播侧设置散焦量检测部30。但是，散焦量检测部30也可设置在被光束分离器31透射的光的传播侧。

<照明视场光阑的焦点调节处理>

接下来，参照图3至图9，下面的描述说明了针对照明视场光阑所执行的焦点调节处理的细节。

[放大图像获取部及相差AF光学系统的典型结构]

首先，参照图3，下面的描述说明放大图像成像部20和散焦量检测部30的典型结构。图3是粗略示出了在根据此实施方式的显微镜1中所采用的光学系统的说明图。具体而言，图3粗略示出了放大图像成像部20和散焦量检测部30的光学系统。

如图3所示，根据此实施方式的放大图像成像部20采用在镜台40前部位置处的照明光学系统以及在镜台40后部位置处的成像光学系统211。如先前所述，制备玻片PRT被放在镜台40上。照明光学系统将照明光投射至制备玻片PRT。照明光学系统也具有在照明视场光阑205前部设置的透射照明前段光学系统201和在照明视场光阑205后部设置的透射照明后段光学系统203。另外，光束分离器31设置在成像光学系统211内部。作为通过光束分离器31执行的光分离的结果而获取的光束朝散焦量检测部30传播。散焦量检测部30包括相差AF光学系统301。

需要注意，在下面的描述中，由参考符号MI表示用作第一典型成像光学系统的成像光学系统211的放大倍率，而由参考符号MA表示用作第二典型成像光学系统的相差AF光学系统301的放大倍率。

由光源21投射的用作照明光的光束穿过被机械地固定在固定机构(图3中未示出)上的透射照明前段光学系统201。随后，穿过透射照明前段光学系统201的光束传播至包括在透射照明后段光学系统203中的照明视场光阑205。此处，为了考虑照明视场光阑205的边缘的成像，考虑从照明视场光阑205的边缘衍射的光束A。照明视场光阑205的边缘是照明视场光阑205形状的边缘。

光束A穿过透射照明后段光学系统203中采用的聚光透镜207和209，到达用作折射率为n的载玻片的、被支撑在镜台40上的载玻片A的表面上所放置的生物样品SPL的表面。到达生物样品SPL表面的光束A形成图像。随后，到达生物样品SPL表面的光束A传播至成像光学系统211内部、穿过作为物镜的聚光透镜213和聚光透镜215。穿过聚光透镜215的光束A在放大图像成像部20中所采用的摄像元件24的摄像表面217上成像。因此，用户能够将在摄像元件24上成像的图像A作为表示照明视场光阑205和生物样品SPL表面两个图像的图像来观察。

另外，设置在成像光学系统211内部的光束分离器31反射光束A的一部分。在下面的描述中，技术术语“光束分离器”可以在某些情况下被简单简化为BS。在图3中，光束A的反射部分被称作光束B。光束B进入相差AF光学系统301。在光束B已经穿过设置在相差AF光学系统301内部的聚光透镜32后，光束B传播至双目镜33。穿过双目镜33的光束B随后在设置在散焦量检测部30中的摄像元件34的摄像表面305上形成图像。在摄像表面305上形成的图像是也被称作相差图像的视场光阑图像B和C。因此，用户能够将视场光阑图像B和C作为一组相差图像来进行观察。

[放入不同厚度载玻片的情况]

接下来，参照图4至图6，下面的描述说明了折射率为n的载玻片B被放入图3所示的光学系统中的情况。图4中所示的载玻片B与图3所示的载玻片A的厚度的厚度差为Δt。图4是粗略示出在根据此实施方式的显微镜中所采用的光学系统的说明图。图5A和图5B均是示出载玻片的厚度与照明视场光阑205的图像被形成的成像位置之间的关系的说明图。图6是在对示出照明视场光阑205的焦点偏移度的特征量公式化中所使用的参数的下列描述中所参照的说明图。

在图4所示的光学系统中，来自照明视场光阑205的光束A’穿过设置在透射照明后段光学系统203中的聚光透镜207和209，传播至载玻片B。如果考虑镜台40被设定在与图3中所示位置相同的位置的情况，则由于载玻片B具有比载玻片A大Δt厚度差的更大厚度，所以照明视场光阑205的图像被成像在载玻片B内部。

如图5A所示，参考符号d1表示在图3所示的状态下成像光学系统211与生物样品SPL的表面之间的距离，而参考符号d2表示在图3所示的状态下透射照明后段光学系统203与载玻片A之间的距离。参考符号t表示载玻片A的厚度。如果在这种状态下将载玻片A的厚度从t变成(t+Δt)，成像光学系统211与生物样品SPL的表面之间的距离减小至(d1-Δt)，而透射照明后段光学系统203与载玻片A之间的距离保持在d2。在下面的描述中，生物样品SPL的表面也被简单称作样品表面。

在图3和图5A的每一个中所示的光学系统中，成像光学系统211与生物样品SPL的表面之间的空间被充以空气，而成像光学系统211与载玻片A之间的光程表示如下：

(空气折射率(＝1))×(成像光学系统211与样品表面之间的距离)＝d1

另一方面，在图4和图5B的每一个中所示的光学系统中，载玻片B内的空间是折射率为n的空间，并且此折射率为n的空间由于厚度差Δt而增大。因此，成像光学系统211与载玻片B之间的光程表示如下：

1×(d1-Δt)+n×Δt＝d1+(n-1)Δt

从图6中可以明显看出，根据斯内尔定律(Snell law)，下面作为表示sin(θ)＝n×sin(θ’)的等式所给出的等式101成立。另外，图6中所示的几何关系表示下面作为表示Δt×sin(θ’)＝(Δt-D)×sin(θ)的等式所给出的等式102成立。在这个等式中，参考符号D表示焦点偏移距离。

sin(θ)＝n×sin(θ’)...(等式101)

Δt×sin(θ’)＝(Δt-D)×sin(θ)...(等式102)

因此，能够根据等式101和102得出下面作为表示焦点偏移距离D的等式所给出的等式103如下：

D = (\frac{n - 1}{n}) \cdot Δt

...(等式103)

因此，在图5B所示的状态中，焦点从成像光学系统211移动了焦点偏移距离D。因此，摄像元件24的摄像表面217上的散焦量为D×(MI)²，其中参考符号MI表示成像光学系统211的放大倍率。结果，摄像表面217上的照明视场光阑205的图像处于也被称作散焦状态的焦点未对准状态。

在根据此实施方式的显微镜1中，从相差AF光学系统301获取的信息用于检测散焦量D×(MI)²。在下面的描述中，散焦量也被称作焦点偏移量。

[焦点偏移量的检测原理]

与光束B相比，光束分离器31从光束A’分离的光束B’在由散焦量D×(MI)²所表示的散焦状态下进入相差AF光学系统301。如图3所示，相差AF光学系统301采用聚光透镜32以及双目镜33。在相差AF光学系统301中，如下面描述中所详细说明的一样，将散焦量作为在摄像表面305上在平面方向上的移动距离Δx来检测。

通过参照图7来解释焦点偏移量的检测原理如下。图7是在对示出照明视场光阑的焦点偏移度的特征量公式化中所使用的参数的下列描述中所参照的说明图。

在与图7所示光学系统类似的光学系统中，被设置在靠近摄像表面305的位置处的聚光透镜32将具有多个图像高度的光束投射至双目镜33，而这双目镜33在摄像表面305上分别形成两个图像。如图7所示，参考符号a表示双目镜33在平面方向上偏离中心轴的偏移量。参考符号s1表示聚光透镜32与双目镜33之间的距离，而参考符号s2表示双目镜33与摄像表面305之间的距离。

在此光学系统中，通过图7所示的几何关系，可通过下面所给出的等式104来表示在摄像表面305上在平面方向上的移动距离Δx。在这种情况下，如果考虑载玻片厚度变化量的量级和聚光透镜32与双目镜33之间的距离s1的量级，则可认为下面关系式成立：s1＞＞D·(MI)²。因此，通过使用表示放大倍率MA的关系式MA＝(s2/s1)，可将等式104变成也在下面给出的等式105。根据等式103，焦点偏移距离D与载玻片的厚度变化量Δt成比例。因此，很明显，摄像表面305上在平面方向上的移动距离Δx与载玻片的厚度变化量Δt成比例。

Δx = D \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (\frac{s 2}{s 1 - D \cdot {(MI)}^{2}})

...(等式104)

Δx = D \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (MA) &Proportional; Δt

...(等式105)

因此，能够通过在摄像元件34上所成像的图像B或C的平面移动距离Δx得出作为表示照明视场光阑205的焦点模糊量的特征量的焦点偏移距离D。

[照明视场光阑的合焦位置]

在解释由特征量计算块507执行的用来计算焦点偏移距离D的处理之前，首先，参照图8描述照明视场光阑205的适当位置。

在根据此实施方式的相差AF光学系统301中，在摄像元件34上形成了作为相差图像的两个观察目标图像。如果照明视场光阑205与聚光透镜的位置之间的关系合适，并且照明光被适当地投射至载玻片，则在相差图像中，表示左眼用双目镜33所成图像上的视场区的窗口的位置与右眼用双目镜33所成图像上的位置相同。但是，如果照明视场光阑205与聚光透镜的位置之间的关系不合适，或者，更具体地，如果照明位置从正确位置向下向光源21偏移，则如图7所示表示相差图像上的视场区的窗口在x轴方向上向摄像元件34的中心偏移。另一方面，如果照明位置从正确位置向上偏移，则表示相差图像上的视场区的窗口在x轴方向上向摄像元件34的边缘部偏移。因此，通过关注在摄像元件34上形成的窗口位置之间的关系，能够识别照明位置。

在此实施方式中，对于预先设定的多个不同照明位置中的每一个，即，通常对于在照明视场光阑205与聚光透镜之间预先设定的多个不同距离中的每一个，预先分别测量两个相差图像上左右窗口位置之间的间隙。由此，能够预先掌握照明位置与将右和左窗口的位置彼此分开的间隙之间的关系。如果照明位置被表示为以这种关系与正确照明位置之间的距离，则可根据将右和左窗口的位置彼此分开的间隙得出与正确照明位置的距离。

在得出与正确照明位置的距离的处理中，如图8所示，能够分别识别两个相差图像上左右窗口位置之间的间隙。在这个图中，水平轴为穿过摄像元件34的中心并在摄像元件34的宽度方向上取向的X轴。需要读者关注摄像元件34沿着X轴输出的信号的大小。在这种情况下，输出信号的大小为信号亮度值。两个图像被成像在摄像元件34上。这两个图像为分别是左右眼用图像。因此，如图8A所示，检测了左眼用图像的亮度值分布和右眼用图像的亮度值分布。

首先，在移动平均处理中平滑左右眼用图像的亮度值。然后，检测左眼用图像的最大亮度值Lmax、右眼用图像的最大亮度值Rmax、左眼用图像的最小亮度值Lmin及右眼用图像的最小亮度值Rmin。随后，左眼用图像的亮度值和右眼用图像的亮度值彼此被单独归一化。这些归一化的结果是图8B所示的亮度分布。随后，针对亮度值的归一化分布，从亮度值归一化分布的左侧端开始在向右方向上搜索左眼用图像上的像素位置，直至发现亮度值大于阈值亮度值的第一个像素的位置。同理，从亮度值归一化分布的右侧端开始在向左方向上检索右眼用的图像上的像素位置，直至发现亮度值大于阈值亮度值的第一个像素的位置。作为搜索操作的结果，如图8B所示，找到了坐标Lpos，作为亮度值大于左眼用图像的阈值亮度值的第一个像素的位置，并且找到了坐标Rpos，作为亮度值大于右眼用图像的阈值亮度值的第一个像素的位置。最后，将坐标Lpos与Rpos之间的差值认为是分别在两个相差图像上的左右窗口之间的间隙。

通过如上所述识别照明位置与将窗口位置彼此分开的间隙之间的相关性，根据窗口位置之间所实际测量的间隙与相关性，能够识别照明位置。另外，通过预先测量照明位置与载玻片的厚度t之间的相关性，能够根据所识别的照明位置计算载玻片的厚度t。

因此，通过利用与适当的照明位置(根据与上述方法类似的方法计算出的)的差值，可对照明视场光阑205执行焦点调节以找出正确照明位置。但是，根据此实施方式的特征量计算块507根据与下述方法类似的方法来执行对照明视场光阑205的焦点调节。

[特征量计算块的特征量计算处理]

接下来，下面的描述具体说明了由整体控制部50中采用的特征量计算块507所执行的用以计算特征量的处理。计算特征量的处理是计算焦点偏移距离D的处理。由根据此实施方式的特征量计算块507所执行的以计算如下所述特征量的处理是针对表示相差图像的数据的光强度信号所执行的处理。光强度信号可认为是表示由构成摄像元件34的像素所检测的光束的强度的信号或者表示由构成摄像元件34的像素所检测的光亮度的信号。通过由构成摄像元件34的像素所检测的光束的强度来暗指所接收的光的强度。

从等式105明显看出，通过检测与焦点偏移距离D成比例的平面移动距离Δx，能够检测载玻片厚度变化量Δt。当照明视场光阑205与聚光透镜的位置之间的关系对厚度为t的载玻片合适时，照明视场光阑205左侧和右侧相差图像被视为处于合焦状态。当照明视场光阑205左侧和右侧相差图像处于合焦状态时，可以想象，相差图像在也被称作x轴方向的水平方向上被不均匀分布。因此，特征量计算块507为了计算的焦点偏移距离D(其是表示照明视场光阑205的焦点偏移度的特征量)而执行与下面所述信号处理类似的信号处理。

特征量计算块507为了识别由在摄像表面305上形成的相差图像所生成的光强度信号而参照由相差图像获取块503获取的相差图像数据。在这种情况下，相差图像是图9中所示的图像B和C。随后，如图9所示，特征量计算块507通过考虑在散焦状态下左侧相差图像在摄像表面305上在与右侧的相差图像在摄像表面305上移动的方向相反的方向上移动的情况来计算与下面所描述的值类似的值。

即，特征量计算块507根据下面所给出的等式106来计算在摄像元件34的像素x_i上形成的图像B的信号强度f(x_i)与在像素x_i上所形成的图像C的信号强度g(x_i)之间的差值A_i。随后，特征量计算块507根据下面所给出的等式107由所计算的信号强度差值A_i得出总和A。

A_i＝f(x_i)-g(x_i)...(等式106)

A = \underset{i}{Σ} A_{i}

...(等式107)

在这种情况下，当照明视场光阑205处于合焦状态时，等式f(x_i)＝g(x_i)成立。因此，等式A＝0也成立。但是，如果载玻片的厚度变化量Δt引起了偏离于合焦状态下的位置，则通过如下等式108表示总和A：

A = k \cdot D \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (MA)

...(等式108)

在上面的等式中，参考符号k表示摄像元件34上的像素数量。即，等式107中所使用的下标i具有如下值：i＝1，…，k。

由于通过在等式108中所使用的参考符号k、a、s1、MA及MI所表示的量为根据此实施方式的显微镜1所特有的设计值，所以特征量计算块507能够根据所计算的总和来计算焦点偏移距离D。

建议读者记住，较好的是，当被放置在镜台40上的生物样品SPL处于合焦状态时，驱动特征量计算块507执行处理以计算特征量，但是当被放置在镜台40上的生物样品SPL未处于合焦状态时，也期望驱动特征量计算块507执行该处理。换句话说，期望当透过生物样品SPL的透射光未处于被会聚在成像光学系统211中所设置的摄像元件24上的状态中时，驱动特征量计算块507执行处理以计算特征量。这是因为，如果透过生物样品SPL的透射光处于被会聚在摄像元件24上的状态中，则图像B和C的输出信号将包括生物样品SPL的信号，使其完全在所计算的特征量出错的可能性范围内。

为了减小在所计算的特征量中所包括的误差的幅度，整体控制部50可以调节照明光的强度，使得摄像元件34上所形成的相差图像的输出信号强度达到饱和。另外，在摄像元件34上形成照明视场光阑205的框的图像的操作中，期望在摄像元件34的框中容纳照明视场光阑205的框的图像。换句话说，期望通过防止表示照明视场光阑205的框(或形状)的光束被存在于光学系统中的多个光阑反复反弹(kick)而在摄像元件34上形成照明视场光阑205的框的图像。因此，特征量计算块507能够以更高的精度计算特征量。

根据由特征量计算块507所计算的作为特征量的焦点偏移量D，根据此实施方式的整体控制部50执行照明视场光阑205的焦点调节。

如果在透射照明后段光学系统203内设置的聚光透镜209的放大倍率为0，则聚光透镜A的焦点偏移距离等于聚光透镜偏移距离ΔZ。因此，特征量计算块507将表示所计算的焦点偏移距离D的信息输出至聚光透镜驱动控制部53。聚光透镜驱动控制部53为了在聚光透镜209的光轴方向上移动聚光透镜209而根据从特征量计算块507接收的焦点偏移距离D来控制并驱动聚光透镜驱动机构42。因此，能够在摄像元件的摄像表面上形成照明视场光阑205的图像。

需要注意，在透射照明后段光学系统203内设置的聚光透镜209的放大倍率可以被设定为任意值。还应注意，如果聚光透镜209的放大倍率被设定为非0值，则通过聚光透镜209特有的关系来确定焦点偏移距离D与聚光透镜偏移距离ΔZ之间的关系。因此，焦点偏移距离D与聚光透镜偏移距离ΔZ之间的关系的函数通常预先存储在整体控制部50中所采用的存储块517中。在这种情况下，特征量计算块507通过利用存储块517中所存储的相关性函数根据焦点偏移距离D来确定聚光透镜偏移距离ΔZ。特征量计算块507为了对照明视场光阑205执行焦点调节而将以这种方式确定的聚光透镜偏移距离ΔZ输出至聚光透镜驱动控制部53。

通过执行上述处理，能够驱动针对透射照明后段光学系统203内存在的任意透镜所设置的聚光透镜驱动机构42，从而自动校正由载玻片的厚度变化量Δt所引起作为照明视场光阑205的焦点偏移的焦点偏移。通过每次在载玻片被另一个载玻片代替时执行上述处理，根据此实施方式的显微镜1能够调节照明视场光阑205的焦点，而不考虑观察所用的载玻片。

如上所述，为了执行计算照明视场光阑205的焦点偏移量的处理，根据此实施方式的特征量计算块507利用了针对由相差AF光学系统301生成的相差图像的输出信号和显微镜1特有的值。显微镜1特有的典型值包括设计参数。用作执行照明视场光阑205的焦点调节的典型部件的聚光透镜驱动控制部53为了执行照明视场光阑205的焦点调节而根据从特征量计算块507接收的焦点偏移距离来控制聚光透镜驱动机构42。

通过执行照明视场光阑205的焦点调节处理，根据此实施方式1的显微镜1能够对使照明视场光阑205焦点调节自动化，并且能够量化地实现基于现有目测法的处理的实质。另外，由于能够在相差AF光学系统中执行对照明视场光阑205的焦点调节，所以通过使用相同的显微镜，能够在生物样品SPL的表面上实现现有的相差AF。

<调节镜台位置的处理>

制备要通过使用显微镜1来观察的多个样品SPL并与多个具有不同厚度的盖玻片和多个也具有不同厚度的载玻片被设定在一起。在观察薄生物样品SPL的操作中，可以使用厚度约为1.1mm的载玻片。此厚度比盖玻片的厚度和生物样品SPL的厚度至少大一位数。另外，载玻片的厚度可以具有几百微米的变化。因此，在载玻片被保持在载玻片驱动镜台的上表面上并且通过使用设置在载玻片上方的显微镜光学系统观察该样品的现有显微镜的情况下，样品表面与显微镜光学系统之间的距离根据载玻片厚度变化量而变化。结果，引起样品的观察表面的图像由于表面的散焦状态而模糊的问题。

为了解决这个问题，在根据此实施方式的整体控制部50，根据由相差图像获取块503获取的相差图像数据，厚度变化量计算块511计算其上放置了生物样品SPL的载玻片的厚度变化量，并且根据所计算的改变来调节镜台40的位置。

通过将等式103代入进等式105能够获得下面给出的等式121。因此，能够根据摄像元件34上形成的相差图像B或C的平行移动距离Δx来计算载玻片厚度变化量Δt。

Δx = (\frac{n - 1}{n}) \cdot Δt \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (MA)

...(等式121)

[计算厚度变化量Δt的第一方法]

厚度变化量计算块511能够通过采用随后所描述的典型方法来计算载玻片厚度的变化Δt。

根据等式106和107，厚度变化量计算块511计算表示相差图像的光强信号的差值的总和A。需要注意，由于这个总和A与特征量计算块507所计算的总和A相同，所以厚度变化量计算块511可以获取特征量计算块507计算的总和A，而不是由其自身来计算总和A。在另一种情况下，厚度变化量计算块511随后在计算载玻片的厚度的变化Δt所执行的处理中使用总和A。

在这种情况下，如果载玻片厚度变化量Δt引起偏离合焦状态的状态，则总和A由等式122表示如下：

A = k \cdot Δt \cdot (\frac{n - 1}{n}) \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (MA)

...(等式122)

在上面的等式中，参考符号k表示摄像元件34上的像素数量。即，先前所提及的下标具有下面值：i＝1，…，k。

由于等式122中所使用的参考符号k、a、s1、MA及MI所表示的量是根据此实施方式的显微镜1所特有的设计值，所以厚度变化量计算块511能够根据载玻片的折射率n和所计算的总和A来计算载玻片厚度的变化Δt。

[计算厚度变化量Δt的第二方法]

另外，厚度变化量计算块511还能够通过采用下述另一典型方法来计算载玻片厚度的变化Δt。需要注意，在下述的处理中，假设表示合焦状态下相差图像B和/或C的边缘位置的信息已被预先存储在存储块517等中。表示边缘位置的信息的典型实例为边缘位置的坐标。

厚度变化量计算块511请求边缘位置检测块509对相差图像获取块503所获取的相差图像数据执行边缘位置检测处理。在厚度变化量计算块511做出请求时，边缘位置检测块509执行处理以检测相差图像B和/或C的边缘位置。具体而言，边缘位置检测块509检测表示相差图像B和/或C边缘位置的X坐标X_i。感兴趣图像边缘的位置是在图像的一个X轴方向侧的边缘的位置。边缘位置检测块509随后将关于所检测的边缘位置的信息提供至厚度变化量计算块511。

厚度变化量计算块511通过计算下面表达式：x_i-X的值来得到边缘位置的相关X坐标。在这个表达式中，参考符号x_i表示由边缘位置检测块509提供的边缘位置的X坐标，而参考符号X表示合焦状态下所获取的图像的边缘的X坐标。

能够通过如下的等式123来表示由边缘位置检测块509检测的边缘位置的相关X坐标(x_i-X)：

x_{i} - X = Δt \cdot (\frac{n - 1}{n}) \cdot {(MI)}^{2} \cdot (\frac{a}{s 1}) \cdot (MA)

...(等式123)

由于由等式123中所使用的参考符号a、s1及MI所表示的量是根据此实施方式的显微镜1所特有的设计值，所以厚度变化量计算块511能够根据载玻片的折射率n和边缘位置的相关X坐标来计算载玻片厚度变化量Δt。

需要注意，根据此方法，根据照明视场光阑205的边缘位置来计算载玻片的厚度变化量Δt。因此，期望将相差AF光学系统301的放大倍率MI设定为这样一个值，使得照明视场光阑205的边缘在摄像元件34上被检测。通过采用与上述类似的方法，能够消除照明光阴影的影响。

需要注意，在焦点与镜台40上所放置的生物样品SPL符合的状态下或在焦点与生物样品SPL不相符的状态下，能够执行类似于上述通过厚度变化量计算块511所执行的检测载玻片厚度的变化Δt的处理。

根据厚度变化量计算块511所计算的厚度变化量Δt，根据此实施方式的整体控制部50调节镜台40的位置。

如诸如图3的示图所示，如果载玻片被放置在镜台40上与成像光学系统211相同的一侧，则生物样品SPL的表面的散焦量等于载玻片厚度的变化Δt。为此，厚度变化量计算块511还将表示载玻片厚度的变化Δt的信息提供至镜台驱动控制部52。镜台驱动控制部52根据载玻片厚度的变化Δt驱动并控制镜台驱动机构41。结果，镜台40在向着成像光学系统211的方向上被移动等于载玻片厚度的变化Δt的移动距离。因此，根据此实施方式的显微镜1能够校正由载玻片厚度的变化Δt引起的、作为相对于生物样品SPL的表面的偏移的焦点偏移。

因此，厚度变化量计算块511预先保存诸如图3所示的光学系统的状态的合焦状态的预定位置坐标。预定合焦位置坐标包括在摄像表面305上所形成的相差图像的边缘的坐标和镜台40的位置的坐标。预定合焦位置坐标被作为由厚度变化量计算块511使用的、用于计算载玻片厚度的变化Δt的参考值。随后，当如图4所示具有不同厚度载玻片的生物样品SPL被放置在镜台40上时，厚度变化量计算块511根据预存的参考值和在摄像表面305上形成的相差图像的边缘坐标来计算边缘位置的坐标的变化。随后，整体控制部50根据所计算的载玻片的厚度的变化Δt来驱动镜台40，使得能够通过在摄像元件24上所形成的样品SPL的表面的图像来观察生物样品SPL。

如先前所说明的一样，厚度变化量计算块511针对相差图像B或C采用根据在相差图像B或C中存在的照明视场光阑205形状的一侧上的边缘的位置来计算载玻片厚度变化量Δt的方法。但是，需要注意，用于计算载玻片厚度的变化Δt的方法不限制于这种方法。例如，厚度变化量计算块511也可以针对相差图像B和C的每一个采用根据在相差图像B和C的每一个中存在的照明视场光阑205形状的一侧上的边缘的位置来计算载玻片厚度变化量Δt的方法。作为替换，厚度变化量计算块511也可以针对相差图像B和C的每一个采用根据在相差图像B和C的每一个中存在的照明视场光阑205形状的两侧上的边缘的位置的总和来计算载玻片厚度变化量Δt的方法。通过采用这些方法中的任意一种，厚度变化量计算块511能够防止由于所形成图像的移动和由于失真产生误差。

如上所述，根据此实施方式的厚度变化量计算块511为了执行计算载玻片厚度和/或载玻片厚度的变化的处理而使用由相差AF光学系统301生成的相差图像的输出信号以及显微镜1的特有值。显微镜1特有的典型值包括设计参数。另外，根据此实施方式的整体控制部50根据所计算的载玻片厚度的变化Δt来控制镜台40的位置。因此，能够消除造成厚度方向上的最大改变的载玻片的厚度变化量，并以高精度观察生物样品SPL。

除此之外，由于计算了载玻片厚度的变化Δt，所以能够与生物样品SPL表面位置无关地，即，与生物样品SPL表面位置的光轴方向偏移无关地根据所计算的载玻片厚度的变化Δt来执行对生物样品SPL表面的焦点调节。因此，即使载玻片厚度的变化Δt产生了很大的散焦量从而导致生物样品SPL的表面几乎不产生信号的状态，仍能对生物样品SPL的表面执行焦点调节。通过采用如上所述的方法，无需使用来自生物样品SPL表面的信息就能执行生物样品SPL表面的焦点调节。

另外，通过使用可用于对样品表面进行焦点调节的现有光学系统，能够在一个装置中对照明视场光阑205和生物样品SPL表面两者执行焦点调节。除此之外，在已经根据所检测的载玻片厚度的变化驱动镜台40之后，通过使用相差AF光学系统观察生物样品SPL的表面来执行现有相差AF处理。因此，通过使用相同的光学系统，能够执行焦点调节处理。

<亮度不均匀性校正处理>

如先前所说明的一样，载玻片厚度变化量的幅度很大。在载玻片具有特定厚度的情况下，光学系统会处于合焦状态。然而，如果载玻片的厚度被改变，则光学系统可能由于载玻片厚度变化量而不再处于合焦状态。结果，完全有可能在摄像元件24上形成的作为观察目标图像的放大图像的亮度由于载玻片厚度的变化而变得不均匀。

为了解决上述问题，如先前所说明的一样，如果载玻片的厚度变化量使照明视场光阑205离开合焦状态，则根据此实施方式的显微镜1为了使照明视场光阑205重回合焦状态而调节照明光学系统的位置。

如果为了使照明视场光阑205重回合焦状态而已经调节了照明光学系统的位置，则可以认为所获取图像的亮度的不均匀性被均一化。因此，根据此实施方式的整体控制部50将待被用于将亮度不均匀性校正为合焦状态下所获取的图像亮度的亮度不均匀性校正模式预存在存储块517等中。随后，根据此实施方式的亮度校正块513为了校正在已经执行了焦点调节后获取的观察目标图像中所包括的亮度不均匀性而使用预先被存储在存储块517等中的亮度不均匀性校正模式作为通用的亮度不均匀性校正模式以使照明视场光阑205处于合焦状态。

另外，即使不执行对照明视场光阑205的焦点调节，通过采用类似于下面所述的方法，亮度校正块513也能校正存在于所获取的观察目标图像中的亮度不均匀性。根据这个方法，亮度校正块513准备多种亮度不均匀性校正模式(针对同样多个载玻片厚度的其中一个来设置每个亮度不均匀性校正模式)，并且预先将亮度不均匀性校正模式存储在存储块517等中。随后，亮度校正块513根据所计算的载玻片的厚度从所存储的亮度不均匀性校正模式中选择在校正亮度不均匀性的处理中要使用的亮度不均匀性校正模式。最后，亮度校正块513使用所选择的亮度不均匀性校正模式来校正亮度的不均匀性。

亮度校正块513如上所述地执行处理以校正亮度的不均匀性，从而获取适当的观察目标图像。

上面的描述已经说明了通过根据此实施方式的显微镜1所执行的各种处理的细节。

根据上面的描述，聚光透镜驱动机构42驱动在透射照明后段光学系统203中所采用的聚光透镜。但是，需要注意，如果能够对照明视场光阑205执行焦点调节，则也可以驱动其它透镜或整个照明光学系统。

另外，根据上面的描述，由于载玻片厚度变化量引起照明视场光阑205的焦点偏移。但是，根据此实施方式的聚焦方法，也能够检测归因于其他原因(如照明视场光阑205的焦点偏移)的焦点偏移，并且通过使用所检测的焦点偏移来执行焦点调节。

除此之外，根据上面的描述，在相差AF光学系统301中检测照明视场光阑205的焦点偏移。但是，还可检测相差AF光学系统301中生物样品SPL的表面的焦点偏移，并且通过使用所检测的焦点偏移对生物样品SPL的表面执行焦点调节。

<典型变形>

根据上面的描述，特征量计算块507为了计算用作特征量的焦点偏移距离D而使用相差图像数据中所描述的信号强度。但是，特征量计算块507也可以通过采用如下所述的方法来计算特征量。

如先前所述，能够根据等式105通过平面移动距离Δx来计算焦点偏移距离D。在这种情况下，为了根据相差图像来确定平面移动距离Δx，检测在摄像元件34上形成的用作相差图像的通常类似于图10中所示出的图像B和C的边缘。在这种情况下，图10中所示的用作水平轴的X轴是与摄像元件34的摄像表面305的纵向中心线一致并将摄像表面305相对于该轴对称分割成在宽度方向上彼此分开的上、下部的轴。另一方面，图10中所示的用作垂直轴的y轴是与摄像元件34的摄像表面305的横向中心线一致并将摄像表面305相对于该轴对称分割成在长度方向上彼此分开的左、右部的轴。

图11是示出对于y＝0在x轴方向上强度分布的示图。如果在摄像元件34上所形成的作为照明视场光阑205图像的图像具有如图11所示的均匀强度分布，则信号幅度仅在图像的边缘处剧烈改变。因此，如果将图像B和C的信号关于x计算倒数，则获取了通过求导得到的、作为微分信号波形的、在图12中所示的波形，如图12所示，微分信号的每个峰被视为一个边缘。建议读者紧记，为了获取用作照明视场光阑205图像的提供有均匀强度分布的图像，期望能够使整体控制部50来调节照明光的强度，使得表示摄像元件34上形成的相差图像的输出信号的强度处于饱和状态。在此实施方式的情况中，两个相差图像被形成在摄像元件34上，并且相差图像的每一个具有在x轴方向上彼此分开的两个边缘。因此，边缘位置检测块509为了确定四个边缘的每一个的位置的坐标而执行处理以检测两个相差图像的总共四个边缘。

在这种情况下，使参考符号ε表示边缘位置的坐标。具体而言，如图12所示，使参考符号εc1表示相差图像C左端边缘的位置的坐标，符号εc2表示相差图像C右端边缘的位置的坐标，符号εb1表示相差图像B左端边缘的位置的坐标，符号εb2表示相差图像B右端边缘的位置的坐标。由于照明视场光阑205的散焦状态，相差图像C的边缘位置的坐标被移动了距离-Δx，而相差图像B的边缘位置的坐标被移动距离+Δx。

边缘位置检测块509将作为四个边缘位置的坐标检测的四个坐标中的至少其中一个提供至特征量计算块507。特征量计算块507注意从边缘位置检测块509接收的四个坐标的至少其中一个。例如，特征量计算块507为了检测平面移动距离Δx可以仅注意边缘位置坐标εb1。在这种情况下，相差AF光学系统301可以是使用一个目镜的光学系统而不是使用双目镜的光学系统。

另外，当针对一个边缘位置坐标来检测平面移动距离Δx并且存在成像表面偏移Δx₀时，所检测的平面移动距离Δx变成(Δx+Δx₀)。即，平面移动距离Δx受到了成像表面偏移Δx₀影响。为了消除成像表面偏移Δx₀的影响，特征量计算块507根据下面等式的一个来计算所检测的平面移动距离Δx。

Δx＝(εb1-εc2)/2或

Δx＝(εb2-εc1)/2

另外，如果在使用双目镜33的相差AF光学系统301中如图13所示存在失真，则由于所述失真，在与图13所示相同的图像中，在左右端图像信息位置处产生偏移。

如果如图7所示在关于中心轴对称的两个位置处分别设置双目镜22，则如图14所示，相差图像C的左侧端的偏移距离和相差图像B的右侧端的偏移距离等于|Δdx1|。同理，如图14所示，相差图像C的右侧端的偏移距离和相差图像B的左侧端的偏移距离等于|Δdx2|。因此，为了消除失真的影响，特征量计算块507根据下面的等式计算所检测的平面移动距离Δx：

Δx＝{(εc1+εc2)-(εb1+εb2)}/4

通过如上所述使用计算的平面移动距离Δx，特征量计算块507能够根据等式105得出焦点偏移距离D。

如上面所说明的一样，根据此实施方式的特征量计算块507检测在成像表面上所形成的相差图像中的照明视场光阑205的边缘位置作为在相差AF光学系统301中所生成的相差图像，并根据所检测的边缘位置的坐标来计算焦点偏移量。用作典型照明视场光阑焦点调节部的聚光透镜驱动控制部53为了执行对照明视场光阑205的焦点调节根据从特征量计算块507接收的焦点偏移量来控制聚光透镜驱动机构42。

已经在上面参照附图详细描述了本发明的优选实施方式。但是，本发明的实现不限于这些实施方式。很明显，在与本发明相关的技术领域中具有普通知识的人能够在附加于本发明说明书的权利要求范围中所描述的技术思想的范围内进行各种变形和/或修正。但是，过程的这种变形和修正也落入本发明的技术范围内。

本发明包含涉及于2010年6月28日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2010-146128号中公开的主题，其全部内容结合于此，作为参考。

Claims

1.一种显微镜，包括：

照明光学系统，设有照明视场光阑以及一个或多个照明光学元件，作为被配置为将照明光投射至镜台上所放置的样品的光学系统；

第一成像光学系统；

第二成像光学系统，设有：光束分离部，被配置为将所述第一成像光学系统中传播的透射光进行分离以从所述透射光中获取部分光束；第二摄像元件，被配置为基于所述部分光束获取相差图像；以及一个或多个第二光学元件，被配置为基于所述部分光束在所述第二摄像元件上使所述相差图像成像；

照明视场光阑焦点调节部，被配置为调节所述照明视场光阑成像的成像位置；以及

特征量计算块，被配置为根据由所述第二摄像元件所生成的输出信号来计算表示所述照明视场光阑的焦点偏移度的特征量，其中，

所述照明视场光阑焦点调节部根据所述特征量计算块所计算的所述特征量来调节所述照明视场光阑的所述成像位置，

其特征在于，所述显微镜进一步包括：

位置控制部，被配置为控制所述镜台的位置；以及

厚度变化量计算块，被配置为计算装载有所述样品的载玻片的厚度变化量，

所述厚度变化量计算块通过使用所述第二摄像元件的各个像素上的第一图像的输出信号与第二图像的输出信号之间的强度差来计算所述厚度变化量，并且其中，

所述位置控制部根据由所述厚度变化量计算块所计算的所述厚度变化量将所述镜台的位置朝着所述照明光学系统移动，

其中，所述第一成像光学系统设有：第一摄像元件，被配置为基于透过所述样品的透射光来获取图像；以及一个或多个第一光学元件，被配置为基于所述透射光在所述第一摄像元件上使所述图像成像。

2.根据权利要求1所述的显微镜，其中，

所述相差图像包括根据所述照明视场光阑的形状成像在所述第二摄像元件上的所述第一图像和所述第二图像，并且

所述特征量计算块通过使用所述第二摄像元件的各个像素上的所述第一图像的输出信号与所述第二图像的输出信号之间的强度差来计算所述特征量。

3.根据权利要求2所述的显微镜，其中，所述特征量计算块在透过所述样品的所述透射光没有被聚焦在所述第一摄像元件的状态下计算所述特征量。

4.根据权利要求2所述的显微镜，其中，所述照明光的强度被调节成使得成像在所述第二摄像元件上的所述相差图像的输出信号的强度处于饱和状态。

5.根据权利要求1所述的显微镜，其中，所述特征量计算块使用所述输出信号的边缘位置来计算所述特征量。

6.根据权利要求1所述的显微镜，进一步包括

亮度校正块，被配置为校正成像在所述第一摄像元件上的图像的亮度，其中，

所述亮度校正块使用预先准备的作为在亮度校正中使用的模式的亮度校正模式，在所述照明视场光阑焦点调节部调节了所述照明视场光阑的所述成像位置以使所述照明视场光阑的图像处于合焦状态之后，校正在所述第一摄像元件上成像的所述图像的亮度。

7.根据权利要求1所述的显微镜，进一步包括

亮度校正块，被配置为校正成像在所述第一摄像元件上的图像的亮度，其中

所述亮度校正块根据计算出的所述载玻片的厚度变化量从均预先设定的作为亮度校正中要使用的模式的多个亮度校正模式中选择一个，并且使用所选择的亮度校正模式对所述图像的亮度进行校正。

8.一种显微镜，包括：

第一成像光学系统；

其特征在于，所述显微镜进一步包括：

位置控制部，被配置为控制所述镜台的位置；以及

厚度变化量计算块，被配置为计算装载有所述样品的载玻片的厚度变化量，其中

所述相差图像包括根据所述照明视场光阑的形状成像在所述第二摄像元件上的第一图像和第二图像，

所述厚度变化量计算块通过使用在合焦状态下所获取的所述第一图像与在实际状态下所获取的所述第一图像之间的边缘位置的差值和/或在合焦状态下所获取的所述第二图像与在实际状态下所获取的所述第二图像之间的边缘位置的差值来计算所述厚度变化量，并且

所述位置控制部根据由所述厚度变化量计算块计算的所述厚度变化量将所述镜台的位置朝着所述照明光学系统移动，

9.根据权利要求8所述的显微镜，其中，所述厚度变化量计算块针对所述第一图像或第二图像根据所述第一图像或第二图像中所述照明视场光阑的形状所在一侧的边缘位置来计算所述厚度变化量。

10.根据权利要求8所述的显微镜，其中，所述厚度变化量计算块针对所述第一图像和第二图像中的每一个根据所述第一图像和第二图像中的每一个中所述照明视场光阑的形状所在一侧的边缘位置来计算所述厚度变化量。

11.根据权利要求8所述的显微镜，其中，所述厚度变化量计算块针对所述第一图像和第二图像中的每一个根据所述第一图像和第二图像中的每一个中所述照明视场光阑的形状所在的两侧的边缘位置的和来计算所述厚度变化量。

12.一种聚焦方法，包括：

对作为具有照明视场光阑的照明光学系统所投射的部分照明光并且已透过镜台上所放置的样品的透射光进行分离以获得来自所述透射光的部分光束，并且使摄像元件基于所述部分光束获取相差图像；

根据所述摄像元件所生成的输出信号来计算表示所述照明视场光阑的焦点偏移度的特征量；并且

根据所计算的所述特征量来驱动照明视场光阑焦点调节机构以调节所述照明视场光阑成像的成像位置，

其特征在于，所述方法进一步包括：

通过位置控制控制部来控制所述镜台的位置；以及

通过厚度变化量计算块来计算装载有所述样品的载玻片的厚度变化量，其中

所述厚度变化量计算块通过使用所述摄像元件的各个像素上的第一图像的输出信号与第二图像的输出信号之间的强度差来计算所述厚度变化量，并且其中，

所述位置控制部根据由所述厚度变化量计算块所计算的所述厚度变化量将所述镜台的位置朝着所述照明光学系统移动。