JP2007187809A - 自動焦点機構を備えた顕微鏡およびその調整方法 - Google Patents
自動焦点機構を備えた顕微鏡およびその調整方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 照明光源9と、照明光源9から出射された第1の光を被検物体12上に集光する対物レンズ2と、被検物体12によって反射され、対物レンズ2を通過した第1の光を結像させる照明光源9と、対物レンズ2の焦点位置からのマイクロタイタープレート12の位置ずれを検出する焦点検出手段1Cとを具備し、焦点検出手段1Cが、第2の光として焦点検出光を出射する焦点検出用光源13と、該焦点検出光を集光させる焦点検出光取得手段18と、焦点検出光取得手段18によって取得される焦点検出光の合焦状態判定可能領域を、焦点検出光取得手段18の任意の位置に設定可能な領域設定手段19とを有する自動焦点機構を有する顕微鏡を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明の自動焦点機構を備えた顕微鏡は、観察用光源と、前記観察用光源から出射された第1の光を被検物体上に集光する対物レンズと、前記被検物体によって反射され、前記対物レンズを通過した前記第1の光を結像させる観察光学系と、前記対物レンズの焦点位置からの前記被検物体の位置ずれを検出する焦点検出手段とを具備し、前記焦点検出手段は、第2の光として焦点検出光を出射する焦点検出用光源と、該焦点検出用光源から発せられ、前記対物レンズを介して前記被検物体上に集光され、該被検物体で反射されて、前記対物レンズを通過して戻る前記焦点検出光が集光される焦点検出光取得手段と、該焦点検出光取得手段によって取得される前記焦点検出光の合焦状態判定可能領域を、前記焦点検出光取得手段の任意の位置に設定可能な領域設定手段とを有する。
より具体的には、調整の際に前記焦点検出光取得手段に集光する焦点検出光の位置を合焦状態判定可能領域として記憶しておき、自動焦点検出動作の際には、前記記憶した位置において焦点検出光の合焦状態を判定する。
以下、図を用いて本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡について、図1〜図5を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の倒立型顕微鏡システム(自動焦点機構を備えた顕微鏡)を表す図である。符号1は倒立型顕微鏡本体である。図1の倒立顕微鏡本体1の光学系は、観察光学系1Aと、照明光学系1Bと、オートフォーカス光学系(焦点検出手段)1Cとから構成されている。
(1)自動焦点検出動作を行うことができるようにするための調整作業、および、
(2)調整が行われた顕微鏡を用いて被検物体を観察する際に自動焦点検出を行う動作
について説明する。
まず、本実施の形態で用いられている顕微鏡1のCCD18で自動焦点検出動作ができるようにするための調整方法について説明する。
調整者は、顕微鏡1、コントロールボックス24,コンピュータ20,およびモニター21の電源を入れ、システムを起動するとともに、調整プログラムをコンピュータ20上で起動する。次に、XYステージ11にマイクロタイタープレート12を設置し、コンピュータ20を操作してXYステージ11を動作させ、マイクロタイタープレート12の所望のウエルを対物レンズ2の視野に入れる。マイクロタイタープレート12の光学像は、接眼レンズもしくはカメラポートに設置されているCCDカメラで観察することができ、現在の焦点状態を目視で確認することができる。
また、図4の(a),(b)に示すように、マイクロタイタープレート12の底面が焦点位置より遠くにある場合はCCD18面上には(a)のように赤外光が照射され、マイクロタイタープレート12の底面が焦点位置より近くにある場合はCCD18面上には(b)のように赤外光が照射される。
以上の一連の操作により、調整作業は終了となるので調整者はコンピュータ20の調整プログラムを終了して作業を終了する。
続いてこのようにして調整された顕微鏡の自動焦点検出動作について説明する。作業者は顕微鏡1、コントロールボックス24,コンピュータ20、モニター21の電源を入れ、コンピュータ20で顕微鏡1の制御プログラムを起動する。
以下、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡について説明する。なお、上記第1の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付与し、説明を割愛する。
図6に示されるように、本実施形態に係る顕微鏡1は、対物レンズセンサ26を備え、現在何倍の対物レンズ2が装着されているかを認識するようになっている。この対物レンズセンサ26からは、4ビットの信号が出力され、焦点検出演算部19Aおよびコントロールボックス24にその信号が伝送されている。符号27は対物レンズ電動切替機構であり、コンピュータ20から指示入力されるとコントロールボックス24による制御によって対物レンズ2を切り替えるようになっている。
1C 焦点検出手段(オートフォーカス光学系)
2 対物レンズ
9 照明光源(観察用光源)
12 マイクロタイタープレート(被検物体)
13 レーザーダイオード(焦点検出用光源)
18 焦点検出光取得手段(アレイ状検出器、CCD)
19,19A 焦点検出演算部(領域設定手段)
Claims (5)
- 観察用光源と、
該観察用光源から出射された第1の光を被検物体上に集光する対物レンズと、
前記被検物体によって反射され、前記対物レンズを通過した前記第1の光を結像させる観察光学系と、
前記対物レンズの焦点位置からの前記被検物体の位置ずれを検出する焦点検出手段とを備え、
前記焦点検出手段が、第2の光として焦点検出光を出射する焦点検出用光源と、該焦点検出用光源から発せられ、前記対物レンズを介して前記被検物体上に集光され、該被検物体で反射されて、前記対物レンズを通過して戻る前記焦点検出光が集光される焦点検出光取得手段と、該焦点検出光取得手段によって取得される前記焦点検出光の合焦状態判定可能領域を前記焦点検出光取得手段の任意の位置に設定可能な領域設定手段とを有する自動焦点機構を備えた顕微鏡。 - 前記領域設定手段が、調整の際に、前記焦点検出光取得手段に集光する焦点検出光を中心として少なくとも2つのデータ領域に前記焦点検出光取得手段を分割し、自動焦点検出動作の際に、該分割されたデータ領域に集光する焦点検出光の輝度に基づいて前記焦点検出光の合焦状態を判定する請求項1に記載の自動焦点機構を備えた顕微鏡。
- 前記焦点検出光取得手段がエリアセンサである請求項1または請求項2に記載の自動焦点機構を備えた顕微鏡。
- 前記被検物体がマイクロタイタープレートである請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動焦点機構を備えた顕微鏡。
- 請求項1に記載の自動焦点機構を備えた顕微鏡の調整方法において、
前記被検物体を対物レンズの焦点位置に位置決めし、次いで、前記焦点検出光取得手段のデータ領域を、前記焦点検出光取得手段上に集光した焦点検出光を中心として少なくとも2つの部分に分割し、以後の自動焦点検出動作の際には、分割された各データ領域内における前記焦点検出光の輝度値に基づいて前記対物レンズの合焦状態を判定し、該判定結果に基づいて前記対物レンズを合焦位置に移動させる自動焦点機構を備えた顕微鏡の調整方法。
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