JP2008015074A - Microscope, autofocus device and autofocus method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately perform high-speed processing for autofocus with simple constitution. <P>SOLUTION: The autofocus device 1C is provided and comprises: a detection means 2C having a laser diode 13 and a photodetector 18 detecting reflected light which is emitted from the laser diode 13, and reflected on the surface and the boundary surface of a microtiter plate 12 and returning therefrom through an objective lens 2; a focal plane moving means 33 adjusting the relative position of the focal plane of the objective lens 2 to an object to be inspected in an optical axis direction; a control means 19 determinding whether the focal plane of the objective 2 is aligned with the surface or the boundary surface of the microtiter plate 12 based on output from the photodetector 18 and controlling the focal plane moving means 33 based on the result of determination; and a gain adjusting means switching the input gain and/or the output gain of the detection means 2C between when detecting the surface of the microtiter plate 12 and when detecting the boundary surface thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば細胞スクリーニング装置に用いられる顕微鏡とオートフォーカス装置およびオートフォーカス方法に関するものである。   The present invention relates to a microscope, an autofocus device, and an autofocus method used in, for example, a cell screening apparatus.

従来の技術として特許文献1には、カバーガラスにより覆われた対象物の場合、使用するカバーグラスの厚さを予め記憶し、アクティブ方式によりカバーガラス上面を第1の焦点基準とした後、第1の焦点基準を記憶したカバーガラスの厚さだけ修正し、さらにそこからコントラスト方式によるパッシブ方式のオートフォーカスをかける方法が紹介されている。   As a conventional technique, in Patent Document 1, in the case of an object covered with a cover glass, the thickness of the cover glass to be used is stored in advance, and the upper surface of the cover glass is set as the first focus reference by the active method. A method of correcting only the thickness of the cover glass storing the focus standard of 1 and then applying a passive autofocus by the contrast method is introduced.

このように、従来の技術では、アクティブ方式のオートフォーカスをかける構成と、パッシブ方式のオートフォーカスをかける構成の両方を用いている。これは、カバーガラスにより覆われた対象物の場合、アクティブ方式のみでは光点ないしマークを照射したときに、カバーガラス上面からの反射はあるものの、対象物表面は光点ないしマークを反射しないため対象物自体の焦点位置を検出することが出来ないからである。   As described above, the conventional technique uses both a configuration in which active autofocus is applied and a configuration in which passive autofocus is applied. This is because, in the case of an object covered with a cover glass, when the light spot or mark is irradiated only with the active method, the surface of the object does not reflect the light spot or mark, although there is reflection from the upper surface of the cover glass. This is because the focal position of the object itself cannot be detected.

特開平2−118609号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-118609

しかしながら、上述のような従来の技術では、装置構成が複雑となり、またコスト増大の原因にもなる。さらに、コントラスト方式のオートフォーカスでは、撮影された画像毎に画像処理によるコントラスト評価を行わなくてはならず、処理に多くの時間を要する。また、処理時間を早くするために高速処理が出来るプロセッサ等を用意すれば、さらにコスト増大につながる。   However, the conventional technology as described above complicates the apparatus configuration and causes an increase in cost. Furthermore, in contrast-type autofocus, contrast evaluation by image processing must be performed for each captured image, and processing takes a lot of time. If a processor capable of high-speed processing is prepared in order to shorten the processing time, the cost is further increased.

これは、マイクロタイタープレートを用いた対象物(例えば、細胞)にフォーカスを合わせる場合も同様で、マイクロタイタープレート底の上面、つまり底面の対象物と面している側にフォーカスを合わせる場合もアクティブ方式のオートフォーカスでは屈折率の関係で対象物からの反射は極めて少ないため、パッシブ方式を併用してオートフォーカスをかける必要がある。   This is the same when focusing on an object (for example, a cell) using a microtiter plate, and it is also active when focusing on the top surface of the bottom of the microtiter plate, that is, the side facing the object on the bottom surface. In the auto-focusing method, the reflection from the object is very small due to the refractive index, so it is necessary to apply the auto-focusing together with the passive method.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成により、精度よくオートフォーカスを高速処理することができる顕微鏡とオートフォーカス装置およびオートフォーカス方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a microscope, an autofocus device, and an autofocus method that can accurately process autofocus at high speed with a simple configuration. To do.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを具備する顕微鏡に備えられ、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス装置であって、光源と、該光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出器とを有する検出手段と、前記対物レンズの焦点面と前記被検物体との相対位置を光軸方向に沿って調節する焦点面移動手段と、前記検出器からの出力に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動手段を制御する制御手段と、前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、前記検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるゲイン調節手段とを備えるオートフォーカス装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is provided in a microscope having an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, and the focal plane of the objective lens is set to the test object and the transparent plate member. And a detector that detects a light source and reflected light emitted from the light source and reflected back on the surface of the transparent plate member and the boundary surface via the objective lens Based on the output from the detector, the focal plane moving means for adjusting the relative position between the focal plane of the objective lens and the object to be detected along the optical axis direction, and the objective lens Determining whether or not the focal plane coincides with the surface or the boundary surface, and controlling means for controlling the focal plane moving means based on the determination result, and detecting the surface and detecting the boundary surface In the above Providing an autofocus device and a gain adjustment means for switching the input gain and / or output gain output means.

本発明によれば、検出手段の光源から発せられた光は、対物レンズを介して、被検物体を載置した透明板部材に照射される。検出手段は、透明板部材の表面において反射して戻る反射光を対物レンズにより集光し、検出器により検出する。制御手段は、この検出結果に基づいて、対物レンズの焦点面が表面に一致したか否かを判定し、一致していない場合は、焦点面移動手段を作動させて対物レンズの焦点面と被検物体との相対位置を光軸方向に変化させつつ、判定作業を繰り返す。一致した場合には、同じ手段により被検物体と透明板部材との境界面の検出を行う。この場合において、ゲイン調整手段の作動により、表面の検出時と境界面の検出時とで、検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインが調整される。   According to the present invention, the light emitted from the light source of the detection means is irradiated to the transparent plate member on which the object to be examined is placed via the objective lens. The detection means collects the reflected light reflected and returned from the surface of the transparent plate member by the objective lens and detects it by the detector. Based on the detection result, the control means determines whether or not the focal plane of the objective lens coincides with the surface. If not, the control means operates the focal plane moving means to match the focal plane of the objective lens and the object. The determination operation is repeated while changing the relative position with the test object in the optical axis direction. If they match, the boundary surface between the object to be examined and the transparent plate member is detected by the same means. In this case, the input gain and / or the output gain of the detecting means are adjusted by the operation of the gain adjusting means when detecting the surface and when detecting the boundary surface.

これにより、弱い光で検出可能な透明板部材の表面の検出時には、検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインを下げて検出器における検出信号の飽和を防止し、より強い光で検出される境界面については、検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインを上げて、微小な反射光を検出することが可能となる。
その結果、検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるだけの簡易な構成により、コストを増加させることなく、対物レンズの焦点面を精度よく高速に被検物体と透明板部材との境界面に一致させることができる。
As a result, when detecting the surface of the transparent plate member that can be detected with weak light, the input gain and / or output gain of the detection means is lowered to prevent saturation of the detection signal at the detector, and the boundary that is detected with stronger light With respect to the surface, it is possible to detect minute reflected light by increasing the input gain and / or output gain of the detection means.
As a result, the interface between the object to be measured and the transparent plate member can be accurately and quickly moved without increasing the cost by a simple configuration that only switches the input gain and / or output gain of the detection means. Can match.

また、上記発明においては、前記ゲイン調節手段が、前記光源のパワーを切り替えることとしてもよい。
このように構成することで、反射率の高い透明板部材の表面は、光源から弱い光を出射して検出し、反射率の低い被検物体と透明板部材との境界面は、光源から強い光を出射することにより検出することができる。これにより、表面からの反射光によって境界面の検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、境界面に精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
Moreover, in the said invention, the said gain adjustment means is good also as switching the power of the said light source.
With this configuration, the surface of the transparent plate member having a high reflectance is detected by emitting weak light from the light source, and the boundary surface between the test object having a low reflectance and the transparent plate member is strong from the light source. It can be detected by emitting light. Thereby, the focal plane of the objective lens can be made to coincide with the boundary surface with high accuracy without preventing the detection of the boundary surface by the reflected light from the surface or damaging the object to be detected.

また、上記発明においては、前記ゲイン調節手段が、前記検出手段の出力ゲインの切替により前記検出器の受光感度を切り替えることとしてもよい。
このように構成することで、反射率の高い透明板部材の表面からの反射光は、検出器の受光感度を下げて検出し、反射率の低い被検物体と透明板部材との境界面からの反射光は、検出器の受光感度を上げることにより検出することができる。これにより、表面からの反射光によって境界面の検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、境界面に精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
In the above invention, the gain adjusting means may switch the light receiving sensitivity of the detector by switching the output gain of the detecting means.
With this configuration, the reflected light from the surface of the transparent plate member having a high reflectance is detected by lowering the light receiving sensitivity of the detector, and from the boundary surface between the test object having a low reflectance and the transparent plate member. The reflected light can be detected by increasing the light receiving sensitivity of the detector. Thereby, the focal plane of the objective lens can be made to coincide with the boundary surface with high accuracy without preventing the detection of the boundary surface by the reflected light from the surface or damaging the object to be detected.

また、上記発明においては、前記透明板部材がマイクロタイタープレートであることとしてもよい。   In the above invention, the transparent plate member may be a microtiter plate.

また、上記発明においては、前記被検物体が細胞であることとしてもよい。   In the above invention, the test object may be a cell.

また、上記発明においては、顕微鏡が本発明に係るオートフォーカス装置を備えることとしてもよい。
このように構成することで、簡易な構成により、精度よくオートフォーカスを高速処理することができ、迅速かつ高精度な観察を行うことができる。
In the above invention, the microscope may include the autofocus device according to the present invention.
With such a configuration, with a simple configuration, high-speed autofocus processing can be performed with high accuracy, and quick and highly accurate observation can be performed.

本発明は、透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを具備する顕微鏡に備えられ、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス装置であって、光源と、該光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出器とを有する検出手段と、前記対物レンズの焦点面と前記被検物体との相対位置を光軸方向に沿って調節する焦点面移動手段と、前記検出器からの出力に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、判定条件を変更する判定条件変更手段を備えるオートフォーカス装置を提供する。   The present invention is provided in a microscope having an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, and the focal plane of the objective lens is set to the test object and the transparent plate member. And a detector that detects a light source and reflected light emitted from the light source and reflected back on the surface of the transparent plate member and the boundary surface via the objective lens Based on the output from the detector, the focal plane moving means for adjusting the relative position between the focal plane of the objective lens and the object to be detected along the optical axis direction, and the objective lens Control means for determining whether or not the focal plane coincides with the surface or the boundary surface, and controlling the focal plane moving means based on the determination result, the control means at the time of detection of the surface Inspection of the boundary surface In a time, providing an autofocus apparatus comprising a determination condition changing means for changing the determination condition.

本発明によれば、検出手段の光源から発せられた光は、対物レンズを介して、被検物体を載置した透明板部材に照射される。検出手段は、透明板部材の表面において反射して戻る反射光を対物レンズにより集光し、検出器により検出する。制御手段は、この検出結果に基づいて、対物レンズの焦点面が表面に一致したか否かを判定し、一致していない場合は、焦点面移動手段を作動させて対物レンズの焦点面と被検物体との相対位置を光軸方向に変化させつつ、判定作業を繰り返す。一致した場合には、同じ手段により被検物体と透明板部材との境界面の検出を行う。この場合において、判定条件変更手段の作動により、表面の検出時と境界面の検出時とで、検出手段の判定条件が調整される。   According to the present invention, the light emitted from the light source of the detection means is irradiated to the transparent plate member on which the object to be examined is placed via the objective lens. The detection means collects the reflected light reflected and returned from the surface of the transparent plate member by the objective lens and detects it by the detector. Based on the detection result, the control means determines whether or not the focal plane of the objective lens coincides with the surface. If not, the control means operates the focal plane moving means to match the focal plane of the objective lens and the object. The determination operation is repeated while changing the relative position with the test object in the optical axis direction. If they match, the boundary surface between the object to be examined and the transparent plate member is detected by the same means. In this case, the determination condition of the detection means is adjusted by the operation of the determination condition changing means depending on whether the surface is detected or the boundary surface is detected.

これにより、弱い光で検出可能な透明板部材の表面の検出時には、検出手段の判定条件を変更することにより、検出器における検出信号の飽和を防止し、微小な反射光を検出することが可能となる。
その結果、検出手段の判定条件を変更するだけの簡易な構成により、コストを増加させることなく、対物レンズの焦点面を精度よく高速に被検物体と透明板部材との境界面に一致させることができる。
As a result, when detecting the surface of a transparent plate member that can be detected with weak light, it is possible to prevent saturation of the detection signal in the detector and detect minute reflected light by changing the determination condition of the detection means. It becomes.
As a result, the focal plane of the objective lens can be accurately and quickly matched with the boundary surface between the object to be examined and the transparent plate member without increasing the cost by a simple configuration that only changes the determination condition of the detection means. Can do.

また、上記発明においては、前記判定条件変更手段が、前記光源のパワーを変更することとしてもよい。
このように構成することで、反射率の高い透明板部材の表面は、光源から弱い光を出射して検出し、反射率の低い被検物体と透明板部材との境界面は、光源から強い光を出射することにより検出することができる。これにより、表面からの反射光によって境界面の検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、境界面に精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
In the above invention, the determination condition changing unit may change the power of the light source.
With this configuration, the surface of the transparent plate member having a high reflectance is detected by emitting weak light from the light source, and the boundary surface between the test object having a low reflectance and the transparent plate member is strong from the light source. It can be detected by emitting light. Thereby, the focal plane of the objective lens can be made to coincide with the boundary surface with high accuracy without preventing the detection of the boundary surface by the reflected light from the surface or damaging the object to be detected.

また、上記発明においては、前記判定条件変更手段が、前記検出手段の出力ゲインを変更することとしてもよい。
このように構成することで、反射率の高い透明板部材の表面からの反射光は、検出器の受光感度を下げて検出し、反射率の低い被検物体と透明板部材との境界面からの反射光は、検出器の受光感度を上げることにより検出することができる。これにより、表面からの反射光によって境界面の検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、境界面に精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
In the above invention, the determination condition changing unit may change the output gain of the detecting unit.
With this configuration, the reflected light from the surface of the transparent plate member having a high reflectance is detected by lowering the light receiving sensitivity of the detector, and from the boundary surface between the test object having a low reflectance and the transparent plate member. The reflected light can be detected by increasing the light receiving sensitivity of the detector. Thereby, the focal plane of the objective lens can be made to coincide with the boundary surface with high accuracy without preventing the detection of the boundary surface by the reflected light from the surface or damaging the object to be detected.

本発明は、透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを備えた顕微鏡において、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス方法であって、光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出ステップと、前記対物レンズの焦点面と前記被検物体の相対位置とを光軸方向に沿って調節する焦点面移動ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動ステップの調節を制御する制御ステップと、前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、前記検出ステップの入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるゲイン調節ステップとを備えることとしてもよい。   The present invention provides a microscope including an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, wherein a focal plane of the objective lens is defined between the test object and the transparent plate member. An autofocus method for matching with a boundary surface, wherein a detection step of detecting reflected light emitted from a light source and reflected back on the surface of the transparent plate member and the boundary surface via the objective lens, A focal plane moving step for adjusting the focal plane and the relative position of the object to be measured along the optical axis direction, and the focal plane of the objective lens on the surface or the boundary plane based on the detection result in the detection step In the control step of controlling whether to adjust the focal plane moving step based on the determination result, the detection time of the surface and the detection of the boundary surface, It may further include a gain adjusting step of switching an input gain and / or output gain of the serial detection step.

本発明によれば、光源から発せられた光は、対物レンズを介して、被検物体を載置した透明板部材に照射される。検出ステップでは、透明板部材の表面に反射して戻る反射光が対物レンズにより集光されて検出される。制御ステップでは、この検出結果に基づいて、対物レンズの焦点面が表面に一致したか否かが判定される。一致していない場合は、焦点面移動ステップにおいて、対物レンズの焦点面と被検物体との相対位置が光軸方向に変化されつつ、判定作業が繰り返される。一致した場合には、同じステップにおいて被検物体と透明板部材との境界面の検出が行われる。この場合において、ゲイン調整ステップでは、表面の検出時と境界面の検出時とで、検出ステップにおける入力ゲインおよび/または出力ゲインが調整される。   According to the present invention, the light emitted from the light source is applied to the transparent plate member on which the test object is placed via the objective lens. In the detection step, the reflected light reflected and returned to the surface of the transparent plate member is collected and detected by the objective lens. In the control step, it is determined whether or not the focal plane of the objective lens coincides with the surface based on the detection result. If they do not match, the determination operation is repeated while the relative position between the focal plane of the objective lens and the test object is changed in the optical axis direction in the focal plane moving step. If they match, the boundary surface between the object to be examined and the transparent plate member is detected in the same step. In this case, in the gain adjustment step, the input gain and / or the output gain in the detection step are adjusted depending on whether the surface is detected or the boundary surface is detected.

これにより、弱い光で検出可能な透明板部材の表面の検出時には、検出ステップにおける入力ゲインおよび/または出力ゲインを下げて検出信号の飽和を防止し、より強い光で検出される境界面については、検出ステップにおける入力ゲインおよび/または出力ゲインを上げて、微小な反射光を検出することが可能となる。
その結果、検出ステップにおける入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるだけの簡易な方法により、コストを増加させることなく、対物レンズの焦点面を精度よく高速に被検物体と透明板部材との境界面に一致させることができる。
As a result, when detecting the surface of the transparent plate member that can be detected with weak light, the input gain and / or output gain in the detection step is lowered to prevent detection signal saturation, and the boundary surface that is detected with stronger light It is possible to detect minute reflected light by increasing the input gain and / or output gain in the detection step.
As a result, the focal plane of the objective lens can be accurately and quickly changed to a boundary surface between the object to be examined and the transparent plate member without increasing the cost by a simple method of switching the input gain and / or output gain in the detection step. Can match.

本発明によれば、簡易な構成により、精度よくオートフォーカスを高速処理することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to accurately perform high-speed autofocus processing with a simple configuration.

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡とオートフォーカス装置ついて、図1〜図10を参照して説明する。
本実施形態に係る顕微鏡1は、図1に示されるように、観察光学系1Aと、照明光学系1Bと、オートフォーカス装置1Cとを備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a microscope and an autofocus device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the microscope 1 according to this embodiment includes an observation optical system 1A, an illumination optical system 1B, and an autofocus device 1C.

観察光学系1Aは、対物レンズ2と、反射ミラー3と中間光学系4,5および焦点面移動手段33からなり、さらに中間光学系4,5の先には接眼レンズを含む不図示の結像光学系がある。対物レンズ2と反射ミラー3との間には平行光路31が形成されており、この平行光路31にはダイクロイックミラー6とハーフミラー7とが平行光路31の光軸に対して45°の角度で設置されている。   The observation optical system 1A includes an objective lens 2, a reflection mirror 3, intermediate optical systems 4 and 5, and a focal plane moving means 33. Further, the intermediate optical systems 4 and 5 have an image forming unit (not shown) including an eyepiece. There is an optical system. A parallel optical path 31 is formed between the objective lens 2 and the reflection mirror 3. In this parallel optical path 31, the dichroic mirror 6 and the half mirror 7 are at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the parallel optical path 31. is set up.

照明光学系1Bは、可視光線を出射する、例えば、メタルハライドランプである照明光源9と照明レンズ10とを有し、照明光束はハーフミラー7によって反射されて平行光路31に導かれ、XY電動ステージ11上のマイクロタイタープレート(透明板部材)12内部の対象物、例えば、細胞であるサンプルを照明するようになっている。   The illumination optical system 1B has an illumination light source 9 that emits visible light, for example, a metal halide lamp, and an illumination lens 10, and the illumination light beam is reflected by the half mirror 7 and guided to the parallel optical path 31, and an XY electric stage. An object inside the microtiter plate (transparent plate member) 12 on 11, for example, a sample which is a cell is illuminated.

オートフォーカス装置1Cは、検出手段2Cと、結像位置判定部(制御手段)19とを主な構成要素としている。検出手段2Cは、785nmの赤外光を出射するレーザーダイオード(光源)13と、コリメーターレンズ14と、遮光板15と、ハーフミラー16と、集光レンズ17と、フォトディテクタ(検出器)18とを備えている。尚、本実施の形態におけるフォトディテクタ18は赤外光に感度を持つ二分割のものであり、該フォトディテクタ18の2つの受光素子18a,18b同士は20μmの間隔をあけて配置されている。   The autofocus device 1C includes a detection unit 2C and an imaging position determination unit (control unit) 19 as main components. The detection unit 2C includes a laser diode (light source) 13 that emits infrared light of 785 nm, a collimator lens 14, a light shielding plate 15, a half mirror 16, a condenser lens 17, and a photodetector (detector) 18. It has. Note that the photodetector 18 in the present embodiment is a two-divided one having sensitivity to infrared light, and the two light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are arranged with an interval of 20 μm.

顕微鏡1は、ユーザがコンピュータ20、モニタ21、キーボード22、マウス23を操作することで、接続コネクタ25で顕微鏡1と接続されているコントロールボックス24を経由して制御されるようになっている。コンピュータ20とコントロールボックス24はRS‐232Cで接続されており、コントロールボックス24は、コンピュータ20からのコマンドを受けて顕微鏡1の対物レンズ2、照明光源9、XY電動ステージ11、結像位置判定部19を駆動させると同時に、各ユニットの動作状況を把握してコンピュータ20に送信する役割を担っている。   The microscope 1 is controlled by a user operating the computer 20, the monitor 21, the keyboard 22, and the mouse 23 via a control box 24 connected to the microscope 1 by a connection connector 25. The computer 20 and the control box 24 are connected by RS-232C. The control box 24 receives the command from the computer 20 and the objective lens 2 of the microscope 1, the illumination light source 9, the XY electric stage 11, and the imaging position determination unit. At the same time as driving 19, it plays a role of grasping the operation status of each unit and transmitting it to the computer 20.

結像位置判定部19は、図2に示されるように、演算部19a、CPU19c(ゲイン調整手段)、LDドライバ19b、Zモータドライバ19f、PCインターフェース19dおよびZアドレス管理部19eを備えている。
演算部19aはフォトディテクタ18の2つの受光素子18a,18bからの出力信号A,Bを用いて(A−B)/(A+B)の演算を行い、図3のフォーカス判定曲線に示されるようなデータを作成してCPU19cへ送信する。図3において、横軸はXY電動ステージ11と対物レンズ2との距離を示し、縦軸は(A−B)/(A+B)の演算値を示している。
As shown in FIG. 2, the imaging position determination unit 19 includes a calculation unit 19a, a CPU 19c (gain adjustment means), an LD driver 19b, a Z motor driver 19f, a PC interface 19d, and a Z address management unit 19e.
The calculation unit 19a calculates (A−B) / (A + B) using the output signals A and B from the two light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18, and the data as shown in the focus determination curve of FIG. Is transmitted to the CPU 19c. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the distance between the XY electric stage 11 and the objective lens 2, and the vertical axis indicates the calculated value of (A−B) / (A + B).

LDドライバ19bはオートフォーカス用光源であるレーザーダイオード13を制御するもので、ON、OFFおよびパワーをCPU19cの指示に基づいて制御する。
Zモータドライバ19fは対物レンズ2を光軸方向に沿って上下に動作させるべく、焦点面移動手段33を作動させる。焦点面移動手段33には、例えば、不図示のステッピングモータが採用される。
PCインターフェース19dは、接続コネクタ25を経由してCPU19cとコントロールボックス24との通信のために信号レベルの変換やノイズ除去を行なうものである。
The LD driver 19b controls the laser diode 13, which is an autofocus light source, and controls ON, OFF, and power based on an instruction from the CPU 19c.
The Z motor driver 19f operates the focal plane moving means 33 so as to move the objective lens 2 up and down along the optical axis direction. For the focal plane moving means 33, for example, a stepping motor (not shown) is employed.
The PC interface 19d performs signal level conversion and noise removal for communication between the CPU 19c and the control box 24 via the connection connector 25.

Zアドレス管理部19eはZモータドライバ19fおよびCPU19cと通信をしながら対物レンズ2の現在位置をアドレスで管理するものである。
本実施の形態では、アドレスは0−900000の範囲で管理される。アドレス0は対物レンズ2が下がりきった状態、つまり、マイクロタイタープレート12から一番遠ざかった状態である。アドレス900000は対物レンズ2が上がりきった状態である。1アドレスは0.01μmに相当する。
The Z address management unit 19e manages the current position of the objective lens 2 with an address while communicating with the Z motor driver 19f and the CPU 19c.
In this embodiment, the address is managed in the range of 0-900000. Address 0 is a state where the objective lens 2 is lowered, that is, a state where the objective lens 2 is farthest from the microtiter plate 12. Address 900000 is a state where the objective lens 2 is fully raised. One address corresponds to 0.01 μm.

次に、マイクロタイタープレート12について説明する。
図4および図5に示されるように、マイクロタイタープレート12はXY電動ステージ11上にセットされている。透明なプラスチックで出来ているマイクロタイタープレート12の底面はプレート底下面(表面)12a、プレート底上面(境界面)12bを有し、プレート底上面12bには培養液12d内で培養された細胞12cが配置されている。尚、この底面の厚さは約800μmである。
Next, the microtiter plate 12 will be described.
As shown in FIGS. 4 and 5, the microtiter plate 12 is set on the XY electric stage 11. The bottom surface of the microtiter plate 12 made of transparent plastic has a plate bottom lower surface (surface) 12a and a plate bottom upper surface (boundary surface) 12b. Cells 12c cultured in a culture solution 12d are placed on the plate bottom upper surface 12b. Is arranged. The bottom surface has a thickness of about 800 μm.

図4において、対物レンズ2はプレート底下面12aにフォーカスが合っている状態を示している。対物レンズ2から出射されているフォーカスビーム2aはプレート底下面12aに焦点を結んでいて、その反射光が対物レンズ2に再び戻り、フォトディテクタ18の中心にスポットSを結ぶ。図6にその様子を示す。   In FIG. 4, the objective lens 2 shows a state where the plate bottom lower surface 12 a is in focus. The focus beam 2 a emitted from the objective lens 2 is focused on the bottom surface 12 a of the plate bottom, the reflected light returns to the objective lens 2 again, and a spot S is formed at the center of the photodetector 18. This is shown in FIG.

対物レンズ2の焦点面が、プレート底下面12aと一致すると、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bの分割線上にスポットSが結ばれ、受光素子18a,18bのそれぞれが同じレベルを受光する。そして、演算部19aはフォトディテクタ18からの2つの出力信号A,Bを用いて(A−B)/(A+B)の演算を行う。   When the focal plane of the objective lens 2 coincides with the plate bottom lower surface 12a, a spot S is formed on the dividing line of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18, and each of the light receiving elements 18a and 18b receives the same level. Then, the calculation unit 19a calculates (A−B) / (A + B) using the two output signals A and B from the photo detector 18.

このとき、受光素子18a,18bは同じレベルの光を受光しているので、演算結果が0となる(以下、0クロスポイントという。)そして、このとき、CPU19cは、対物レンズ2の焦点面がプレート底下面12aと一致したことを判定する。
本実施の形態ではこの状態を第一の焦点位置と定義する。
At this time, since the light receiving elements 18a and 18b receive the same level of light, the calculation result becomes 0 (hereinafter referred to as 0 cross point). At this time, the CPU 19c has the focal plane of the objective lens 2 as the focal plane. It is determined that it coincides with the plate bottom lower surface 12a.
In this embodiment, this state is defined as the first focal position.

図3に示されるように、対物レンズ2の焦点面が被検物体と一致した点から対物レンズ2を遠ざけていくと、反射光は受光素子18a側に移っていき出力信号Aが大きくなっていく。一方、対物レンズ2の焦点面が被検物体と一致した点より対物レンズ2を近付けていくと、反射光は受光素子18b側に移っていき出力信号Bが大きくなっていく。尚、どちらの場合も、一定範囲を超えると、反射光は得られなくなり、出力信号は0に近づく。   As shown in FIG. 3, when the objective lens 2 is moved away from the point where the focal plane of the objective lens 2 coincides with the object to be examined, the reflected light moves to the light receiving element 18a side and the output signal A increases. Go. On the other hand, when the objective lens 2 is moved closer to the point where the focal plane of the objective lens 2 coincides with the object to be examined, the reflected light moves toward the light receiving element 18b and the output signal B increases. In either case, when the value exceeds a certain range, no reflected light can be obtained and the output signal approaches zero.

図5において、対物レンズ2はプレート底上面12bすなわち上記細胞12cの最下層面にフォーカスが合っている状態を示している。対物レンズ2から出射されているフォーカスビーム2aはプレート底上面12bに焦点を結んでいる。
上述した第一の焦点位置の判定方法と同様に演算が行われ、0クロスポイントとなったとき、対物レンズ2の焦点面は、プレート底上面12bと一致する。
本実施の形態ではこの状態を第二の焦点位置と定義する。
In FIG. 5, the objective lens 2 shows a state where the plate bottom upper surface 12b, that is, the lowermost surface of the cell 12c is in focus. The focus beam 2a emitted from the objective lens 2 is focused on the plate bottom upper surface 12b.
When the calculation is performed in the same manner as in the first focus position determination method described above and the crossing point becomes 0, the focal plane of the objective lens 2 coincides with the plate bottom upper surface 12b.
In this embodiment, this state is defined as the second focal position.

この位置は細胞12cが配置されている面であり、ユーザはこの面にフォーカスを合わせることを希望する。しかし、図4と図5において、プレート底下面12aとプレート底上面12bとでは、境界面物質の屈折率の違いからその反射率が著しく異なる。   This position is the surface on which the cells 12c are arranged, and the user desires to focus on this surface. However, in FIGS. 4 and 5, the reflectance is remarkably different between the plate bottom lower surface 12 a and the plate bottom upper surface 12 b due to the difference in the refractive index of the interface material.

具体的には、空気と接しているプレート底下面12aは屈折率の違いが大きいため、フォーカスビーム2aを良く反射する。そのため、弱いフォーカスビーム2aでもフォトディテクタ18は良好に受光する。一方、細胞12cの最下層面と接しているプレート底上面12bは屈折率が近いため、フォーカスビーム2aを僅かにしか反射しない。そのため、プレート底下面12aで良好だったフォーカスビーム2aでは反射が弱すぎてフォトディテクタ18では受光できない現象が発生する。図7にそれを具体的に示す。   Specifically, the plate bottom lower surface 12a in contact with air has a large difference in refractive index, and thus reflects the focus beam 2a well. Therefore, the photodetector 18 receives light well even with a weak focus beam 2a. On the other hand, since the plate bottom upper surface 12b in contact with the lowermost layer surface of the cell 12c has a refractive index close to that of the cell 12c, the focus beam 2a is slightly reflected. Therefore, a phenomenon occurs in which the focus beam 2a, which is good on the bottom surface 12a of the plate bottom, is so weakly reflected that the photodetector 18 cannot receive light. This is specifically shown in FIG.

図7のグラフは、横軸が対物レンズ2の位置を表し、縦軸がフォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力を不図示のA/Dコンバータで変換した16ビットデータを表している。
図7に示されるように、アドレス500000位置をプレート底下面12aとし、対物レンズ2の焦点面がマイクロタイタープレート12に近づくにつれて受光素子18a,18bからの出力が大きくなり、遠ざかるにつれて出力が小さくなる。
In the graph of FIG. 7, the horizontal axis represents the position of the objective lens 2, and the vertical axis represents 16-bit data obtained by converting the output from the light receiving elements 18 a and 18 b of the photodetector 18 by an A / D converter (not shown).
As shown in FIG. 7, the address 500000 is located at the bottom surface 12a of the plate bottom, and the output from the light receiving elements 18a and 18b increases as the focal plane of the objective lens 2 approaches the microtiter plate 12, and the output decreases as the distance increases. .

グラフ中の実線が受光素子18aの出力を表し、点線が受光素子18bの出力を表している。この場合、フォーカスビーム2aの強さは全範囲で一定である。
図7で分かるように、プレート底下面12aの位置付近では受光素子18a,18bは十分なフォーカスビーム2aの反射により出力が出ているが、プレート底上面12b付近では反射が弱いため出力が殆ど見られない。
尚、本実施の形態における演算部19aはノイズによる誤動作を避けるため、フォーカスビーム2aの反射が規定値以上なければ演算を開始しない様になっている。
The solid line in the graph represents the output of the light receiving element 18a, and the dotted line represents the output of the light receiving element 18b. In this case, the intensity of the focus beam 2a is constant over the entire range.
As can be seen from FIG. 7, the light receiving elements 18a and 18b output by the sufficient reflection of the focus beam 2a in the vicinity of the position of the bottom surface 12a of the plate bottom. I can't.
In order to avoid malfunction due to noise, the calculation unit 19a in the present embodiment does not start calculation unless the reflection of the focus beam 2a exceeds a specified value.

このように構成された本実施の形態の具体的な動作を図9および図10に示すフローチャートを用いて以下に示す。
ユーザが顕微鏡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21の電源を入れ、システムを起動させるとともに、不図示の制御プログラムをコンピュータ20上で起動させる。制御プログラムは装置全体をイニシャライズする。
The specific operation of the present embodiment configured as described above will be described below using the flowcharts shown in FIGS.
A user turns on the microscope 1, the control box 24, the computer 20, and the monitor 21 to start the system, and starts a control program (not shown) on the computer 20. The control program initializes the entire device.

次にユーザはXY電動ステージ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電動ステージ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(ステップSA1)。
マイクロタイタープレート12の光学像は、不図示の接眼レンズもしくは不図示のカメラポートに接続されているCCDカメラで観察することができるので、現在の焦点状態を目視で確認することができる。
Next, the user installs the microtiter plate 12 on the XY electric stage 11, operates the computer 20 to operate the XY electric stage 11, and puts a desired well of the microtiter plate 12 into the field of view of the objective lens 2 (step SA1). ).
Since the optical image of the microtiter plate 12 can be observed with an eyepiece (not shown) or a CCD camera connected to a camera port (not shown), the current focus state can be visually confirmed.

続いてユーザは制御プログラムを操作してオートフォーカスをかける指示を出す(ステップSA2)。上述した結像位置判定部19のCPU19cには、マイクロタイタープレート12のプレート底下面12aが位置している平均的なアドレス(本実施の形態では500000アドレス)がメモリされている。結像位置判定部19は、焦点面移動手段33を作動させて、このアドレスより100000アドレス少ないアドレスに対物レンズ2を移動させる。この場合、アドレスは400000となるので、マイクロタイタープレート12のプレート底下面12aよりも1mm下方に対物レンズ2が移動する。   Subsequently, the user operates the control program to give an instruction to perform autofocus (step SA2). The CPU 19c of the imaging position determination unit 19 described above stores an average address (500000 addresses in the present embodiment) at which the bottom surface 12a of the microtiter plate 12 is located. The imaging position determination unit 19 operates the focal plane moving unit 33 to move the objective lens 2 to an address less than 100,000 addresses by this address. In this case, since the address is 400,000, the objective lens 2 moves 1 mm below the plate bottom lower surface 12a of the microtiter plate 12.

続いてCPU19cはLDドライバ19bに対してパワー25mWで出力するコマンドを送信する。レーザーダイオード13は指定された25mWの出力で785nmの赤外線を出力する(ステップSA3)。結像位置判定部19は、焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2を上方つまりアドレス500000方向に動作させ(ステップSA4)、同時にフォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力を検出する(ステップSA5)。出力が規定の大きさ以上になったところで(ステップSA6「YES」)、演算部19aが演算を開始する(ステップSA7)。   Subsequently, the CPU 19c transmits a command to be output at a power of 25 mW to the LD driver 19b. The laser diode 13 outputs 785 nm infrared rays with the specified output of 25 mW (step SA3). The imaging position determination unit 19 operates the focal plane moving means 33 to move the objective lens 2 upward, that is, in the address 500000 direction (step SA4), and simultaneously detects the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 (step SA4). SA5). When the output becomes equal to or larger than the specified magnitude (step SA6 “YES”), the calculation unit 19a starts the calculation (step SA7).

CPU19cは演算部19aから送られてくる演算データおよびZアドレス管理部19eのアドレス値の両方を評価しながらマイクロタイタープレート12のプレート底下面12aを検出する。具体的には、演算部19aにより図3で示される逆S字カーブの演算データが作成され、このデータに基づき、CPU19cは、0クロスポイントか判定する(ステップSA8)。   The CPU 19c detects the plate bottom lower surface 12a of the microtiter plate 12 while evaluating both the calculation data sent from the calculation unit 19a and the address value of the Z address management unit 19e. Specifically, calculation data of the inverse S-curve shown in FIG. 3 is created by the calculation unit 19a, and based on this data, the CPU 19c determines whether the crossing point is 0 (step SA8).

一方、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力が規定の大きさに満たない場合(ステップSA6「NO」)、アドレスが500000に満たないときは(ステップSA9「YES」)、ステップSA4に戻る。そして、フォトディテクタ18の受光素子18a、18bの出力が規定の大きさになるまで、ステップSA4〜ステップSA6およびステップSA9を繰り返す。
なお、ステップSA9において、アドレスが500000以上のときは(ステップSA9「NO」)、オートフォーカスはエラーとなる(ステップSA10)。
On the other hand, when the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are less than the prescribed magnitude (step SA6 “NO”), when the address is less than 500,000 (step SA9 “YES”), the process returns to step SA4. Then, Step SA4 to Step SA6 and Step SA9 are repeated until the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 reach a specified level.
In step SA9, when the address is 500,000 or more (step SA9 “NO”), an autofocus error occurs (step SA10).

ステップSA8において、0クロスポイントのとき(ステップSA8「YES」)、CPU19cは、対物レンズ2の焦点面がアドレス500000付近にあるかを判定する(ステップSA11)。
一方、0クロスポイントとならないときは(ステップSA8「NO」)、結像位置判定部19は、再度焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2をアドレス500000方向に動作させ(ステップSA12)、フォトディテクタ18の受光素子18a、18bの出力を検出する(ステップSA13)。そして、ステップSA7に戻り、0クロスポイントになるまで、ステップSA7、ステップSA8、ステップSA12およびステップSA13を繰り返す。
In step SA8, when the cross point is 0 (step SA8 “YES”), the CPU 19c determines whether the focal plane of the objective lens 2 is in the vicinity of the address 500000 (step SA11).
On the other hand, when the zero cross point is not reached (step SA8 “NO”), the imaging position determination unit 19 operates the focal plane moving unit 33 again to operate the objective lens 2 in the address 500000 direction (step SA12). The outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are detected (step SA13). Then, the process returns to step SA7, and step SA7, step SA8, step SA12, and step SA13 are repeated until the zero cross point is reached.

ステップSA11において、この判定が成功すると(ステップSA11「YES」)、続いて結像位置判定部19は、焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2を40000アドレス(400μm)上方にそのまま移動させ(ステップSA15)、そこでCPU19cはLDドライバ19bに対してパワー85mWで出力するコマンドを送信する。レーザーダイオード13は指定された85mWの出力で785nmの赤外線を出力する(ステップSA16)。尚、本実施の形態で使用しているレーザーダイオード13の最大出力は85mWである。   In step SA11, when this determination is successful (step SA11 “YES”), the imaging position determination unit 19 then operates the focal plane moving unit 33 to move the objective lens 2 upwards by 40,000 addresses (400 μm). (Step SA15), the CPU 19c transmits a command to be output at a power of 85 mW to the LD driver 19b. The laser diode 13 outputs 785 nm infrared light with a specified output of 85 mW (step SA16). The maximum output of the laser diode 13 used in the present embodiment is 85 mW.

一方、ステップSA11において、0クロスポイントがアドレス500000付近にないときは(ステップSA11「NO」)、オートフォーカスはエラーとなる(ステップSA14)。
尚、マイクロタイタープレート12のプレート底下面12aを検出するときにレーザーダイオード13の出力を25mWに落としているのは、プレート底下面12aからの反射が強く、これ以上大きくするとフォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力が飽和してしまうからである。
On the other hand, when the zero cross point is not in the vicinity of the address 500,000 in step SA11 (step SA11 “NO”), an autofocus error occurs (step SA14).
The reason why the output of the laser diode 13 is lowered to 25 mW when detecting the bottom surface 12a of the microtiter plate 12 is that reflection from the bottom surface 12a of the plate bottom is strong. , 18b is saturated.

この状態で、結像位置判定部19は、焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2を上昇させ(ステップSA17)、同時にフォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力を検出する(ステップSA18)。出力が規定の大きさ以上になったところで(ステップSA19「YES」)、演算部19aが演算を開始する(ステップSA20)。   In this state, the imaging position determination unit 19 operates the focal plane moving unit 33 to raise the objective lens 2 (step SA17), and simultaneously detects the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 (step SA18). . When the output becomes equal to or larger than the specified magnitude (step SA19 “YES”), the calculation unit 19a starts the calculation (step SA20).

CPU19cは演算部19aから送られてくる演算データおよびZアドレス管理部19eのアドレス値の両方を評価しながら、0クロスポイントか判定する(ステップSA21)。
一方、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力が規定の大きさに満たない場合(ステップSA19「NO」)、ステップSA17に戻る。そして、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力が規定の大きさになるまで、ステップSA17〜ステップSA19を繰り返す。
The CPU 19c determines whether the cross point is 0 while evaluating both the calculation data sent from the calculation unit 19a and the address value of the Z address management unit 19e (step SA21).
On the other hand, when the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are less than the prescribed magnitude (step SA19 “NO”), the process returns to step SA17. Then, Step SA17 to Step SA19 are repeated until the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 become a predetermined magnitude.

本実施の形態では、まずマイクロタイタープレート12のプレート底下面12aを検出しているが、これは、フォーカスビーム2aが確実かつ強力に反射するプレート底下面12aを検出することで、マイクロタイタープレート12の存在を確実に把握するためである。ここで、フォーカスビーム2aの反射が検出されなければ、マイクロタイタープレート12がセットされていないことが明らかになり、オートフォーカス動作は強制終了される。   In the present embodiment, the plate bottom lower surface 12a of the microtiter plate 12 is first detected. This is because the microtiter plate 12 is detected by detecting the plate bottom lower surface 12a on which the focus beam 2a is reliably and strongly reflected. This is for surely grasping the existence of. Here, if the reflection of the focus beam 2a is not detected, it becomes clear that the microtiter plate 12 is not set, and the autofocus operation is forcibly terminated.

図8に上述の動作によるフォトディテクタ18の受光素子18a,18bの出力を示す。図7と同様に横軸が対物レンズ2の位置を表す。図8では、アドレス500000位置がプレート底下面12aであり、対物レンズ2の焦点面がマイクロタイタープレート12に近づくにつれて受光素子18a,18bの出力が大きくなり遠ざかるにつれて出力が小さくなる。縦軸はフォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力を不図示のA/Dコンバータで変換した16ビットデータである。グラフ中の実線が受光素子18aの出力を表し、点線が受光素子18bの出力を表している。   FIG. 8 shows the outputs of the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 by the above-described operation. As in FIG. 7, the horizontal axis represents the position of the objective lens 2. In FIG. 8, the position of the address 500000 is the plate bottom lower surface 12a, and the output of the light receiving elements 18a and 18b increases as the focal plane of the objective lens 2 approaches the microtiter plate 12, and the output decreases as it moves away. The vertical axis represents 16-bit data obtained by converting the outputs from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 by an A / D converter (not shown). The solid line in the graph represents the output of the light receiving element 18a, and the dotted line represents the output of the light receiving element 18b.

図8から判るように、マイクロタイタープレート12のプレート底下面12aおよびマイクロタイタープレート12のプレート底上面12bともにフォトディテクタ18の受光素子18a,18bから出力が出ている。
マイクロタイタープレート12のプレート底上面12bからの反射によるフォトディテクタ18の出力はマイクロタイタープレート12のプレート底下面12aに比べるとまだ小さいが、演算には十分な出力であり、また、これ以上レーザーダイオード13の出力を大きくすると細胞12Cにダメージを与える可能性があるのでこれで十分である。
As can be seen from FIG. 8, both the bottom surface 12 a of the microtiter plate 12 and the bottom surface 12 b of the microtiter plate 12 output from the light receiving elements 18 a and 18 b of the photodetector 18.
Although the output of the photodetector 18 due to reflection from the plate bottom upper surface 12b of the microtiter plate 12 is still smaller than the plate bottom lower surface 12a of the microtiter plate 12, the output is sufficient for calculation, and more than this, the laser diode 13 This is sufficient because increasing the output of may damage the cell 12C.

ステップSA21において、0クロスポイントのとき(ステップSA21「YES」)、対物レンズ2の焦点面がプレート底上面12bと一致する。すなわち、マイクロタイタープレート12のプレート底上面12b面に配置されている細胞にフォーカスが合わせられる。そして、オートフォーカスは、終了する(ステップSA24)。
一方、0クロスポイントとならないとき(ステップSA21「NO」)、結像位置判定部19は、再度焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2をアドレス500000方向に動作させ(ステップSA22)、フォトディテクタ18の受光素子18a、18bの出力を検出する(ステップSA23)。そして、ステップSA20に戻り、0クロスポイントとなるまで、ステップSA20〜ステップSA23を繰り返す。
In step SA21, at the zero cross point (step SA21 “YES”), the focal plane of the objective lens 2 coincides with the plate bottom upper surface 12b. That is, the cells arranged on the plate bottom upper surface 12b of the microtiter plate 12 are focused. Then, autofocus ends (step SA24).
On the other hand, when the zero cross point is not reached (step SA21 “NO”), the imaging position determination unit 19 operates the focal plane moving unit 33 again to operate the objective lens 2 in the address 500000 direction (step SA22), and the photo detector. The outputs of the 18 light receiving elements 18a and 18b are detected (step SA23). And it returns to step SA20 and repeats step SA20-step SA23 until it becomes a 0 cross point.

以上説明してきたように、本実施形態に係る顕微鏡1によれば、プレート底下面2aからの反射光によってプレート底上面12bの検出が妨げられたり、被検物体である細胞にダメージを与えたりすることなく、プレート底上面12bに精度よく対物レンズ2の焦点面を一致させることができる。これにより、簡易な構成で、精度よくオートフォーカスを高速処理することができる。   As described above, according to the microscope 1 according to the present embodiment, the detection of the plate bottom upper surface 12b is hindered by the reflected light from the plate bottom lower surface 2a, or the cells as the test object are damaged. The focal plane of the objective lens 2 can be made to coincide with the plate bottom upper surface 12b with high accuracy. As a result, it is possible to perform high-speed autofocus processing with high accuracy with a simple configuration.

〔第2の実施形態〕
以下、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡1´とオートフォーカス装置1C´について、図11〜図14を参照して説明する。但し、第1の実施形態と同じ構成、動作、原理についてはその説明を割愛する。
図11に示されるように、本実施の形態に係る顕微鏡1´の構成は、第1の実施形態と結像位置判定部19iが異なっている。結像位置判定部19iは、図12に示されるように、第1の実施形態の結像位置判定部19の構成と演算部19g、CPU19jおよびLDドライバ19hが異なっており、さらにゲインコントロール回路190を備えている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a microscope 1 ′ and an autofocus device 1C ′ according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the description of the same configuration, operation, and principle as in the first embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 11, the configuration of the microscope 1 ′ according to the present embodiment is different from the first embodiment in the imaging position determination unit 19 i. As shown in FIG. 12, the imaging position determination unit 19i differs from the configuration of the imaging position determination unit 19 of the first embodiment in the calculation unit 19g, the CPU 19j, and the LD driver 19h, and further, a gain control circuit 190. It has.

ゲインコントロール回路190はフォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力をCPU19jからの指示に基づきゲインを可変して取り込み、演算部19gはこのゲインコントロール回路190からの出力を演算をする。   The gain control circuit 190 takes in the outputs from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 while varying the gain based on an instruction from the CPU 19j, and the calculation unit 19g calculates the output from the gain control circuit 190.

このように構成された本実施の形態の具体的な動作を図13および図14に示すフローチャートを用いて以下に示す。
プレート底下面12aの検出において、上記ゲインコントロール回路190は演算部19gが判定できるだけの大きさにまで出力ゲインを増大させる。LDドライバ19hは、CPU19iからの指示でレーザーダイオード13をON、OFFする。
The specific operation of the present embodiment configured as described above will be described below using the flowcharts shown in FIGS.
In the detection of the plate bottom lower surface 12a, the gain control circuit 190 increases the output gain to a level that can be determined by the arithmetic unit 19g. The LD driver 19h turns on and off the laser diode 13 according to an instruction from the CPU 19i.

フォトディテクタ18の受光素子18aおよび18bからの出力が規定の大きさ以上になったところで(ステップSB6「YES」)、演算部19gが演算を開始する(ステップSB7)。
一方、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力が規定の大きさに満たない場合(ステップSB6「NO」)、出力ゲインがMAX値以下のときは(ステップSB9「YES」)、ゲインコントロール回路190は演算部19gが判定できるだけの大きさにまで出力ゲインを上昇させ(ステップSB10)、ステップSB5に戻る。そして、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力が規定の大きさ以上になるまで、ステップSB5,ステップSB6、ステップSB9およびステップSB10を繰り返す。なお、ステップSB9において、出力ゲインがMAX値より大きいときは(ステップSB9「NO」)、オートフォーカスはエラーとなる(ステップSB11)。
When the output from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 becomes equal to or greater than a predetermined magnitude (step SB6 “YES”), the calculation unit 19g starts calculation (step SB7).
On the other hand, when the output from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 is less than the prescribed magnitude (step SB6 “NO”), when the output gain is less than or equal to the MAX value (step SB9 “YES”), the gain control circuit 190 increases the output gain to a level that can be determined by the calculation unit 19g (step SB10), and the process returns to step SB5. Then, step SB5, step SB6, step SB9 and step SB10 are repeated until the output from the light receiving elements 18a, 18b of the photodetector 18 becomes equal to or greater than a predetermined magnitude. In step SB9, when the output gain is larger than the MAX value (step SB9 “NO”), an autofocus error occurs (step SB11).

また、プレート底上面12bの検出において、結像位置判定部19iは、焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2を40000アドレス(400μm)上方にそのまま移動させ(ステップSB16)、同時にフォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力を検出する(ステップSB17)。出力が規定の大きさ以上になったところで(ステップSB18「YES」)、演算部19gが演算を開始する(ステップSB19)。   In the detection of the plate bottom upper surface 12b, the imaging position determination unit 19i operates the focal plane moving means 33 to move the objective lens 2 as it is upwards by 40,000 addresses (400 μm) (step SB16). Outputs from the light receiving elements 18a and 18b are detected (step SB17). When the output becomes equal to or larger than the specified magnitude (step SB18 “YES”), the calculation unit 19g starts calculation (step SB19).

一方、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力が規定の大きさに満たない場合(ステップSB18「NO」)、ゲインコントロール回路190は演算部19gが判定できるだけの大きさにまで出力ゲインを上昇させ(ステップSB21)、ステップSB17に戻る。そして、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力が規定の大きさになるまで、ステップSB17、ステップSB18およびステップSB21繰り返す。   On the other hand, when the output from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 is less than the prescribed magnitude (step SB18 “NO”), the gain control circuit 190 increases the output gain to a magnitude that can be determined by the arithmetic unit 19g. (Step SB21), and the process returns to Step SB17. Steps SB17, SB18, and SB21 are repeated until the output from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 reaches a specified level.

このようにして、結像位置判定部19iのCPU19jは、マイクロタイタープレート12のプレート底上面12bに配置されている細胞12cに最終的にフォーカスを合わせ、オートフォーカスは終了する(ステップSB24)。
上述においては、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力をCPU19jからの指示に基づきゲインを可変して取り込みを行なっているが、勿論これと併用してレーザーダイオード13のパワーを変更しても良い。
In this manner, the CPU 19j of the imaging position determination unit 19i finally focuses on the cells 12c arranged on the plate bottom upper surface 12b of the microtiter plate 12, and the autofocus is finished (step SB24).
In the above description, the outputs from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are captured with the gain varied based on an instruction from the CPU 19j. Of course, even if this is used together, the power of the laser diode 13 is changed. good.

以上説明してきたように、本実施形態に係る顕微鏡1´によれば、プレート底下面2aからの表面からの反射光によってプレート底上面12bの検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、プレート底上面12bに精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
これにより、簡易な構成で、精度よくオートフォーカスを高速処理することができる。
As described above, according to the microscope 1 ′ according to the present embodiment, the detection of the plate bottom upper surface 12b is hindered by the reflected light from the surface from the plate bottom lower surface 2a, or the test object is damaged. Without this, the focal plane of the objective lens can be made to coincide with the plate bottom upper surface 12b with high accuracy.
As a result, it is possible to perform high-speed autofocus processing with high accuracy with a simple configuration.

〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態に係る顕微鏡1″とそのオートフォーカス装置1C″ついて、図15〜図18を参照して説明する。但し、第1の実施形態と同じ構成、動作、原理についてはその説明を割愛する。
図15に示されるように、本実施の形態に係る顕微鏡1″の構成は、第1の実施形態と結像位置判定部19nが異なっている。結像位置判定部19nは、図16に示されるように、第1の実施形態の結像位置判定部19の構成と演算部19kおよびCPU19mが異なっている。演算部19kでは、第1の実施形態の演算部19aにおいて行われる演算(A−B)/(A+B)に加えて、A+Bの演算が行われるようになっている。
[Third Embodiment]
A microscope 1 ″ and its autofocus device 1C ″ according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the description of the same configuration, operation, and principle as in the first embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 15, the configuration of the microscope 1 ″ according to the present embodiment is different from the first embodiment in the imaging position determination unit 19n. The imaging position determination unit 19n is shown in FIG. As described above, the configuration of the imaging position determination unit 19 in the first embodiment is different from the calculation unit 19k and the CPU 19m in which the calculation (A−) is performed in the calculation unit 19a of the first embodiment. In addition to B) / (A + B), the calculation of A + B is performed.

このように構成された本実施の形態の具体的な動作を図17および図18に示すフローチャートを用いて以下に示す。
本実施の形態は、図17に示されるように、第1の実施形態と同様の動作でマイクロタイタープレート12のプレート底下面12aを検出する。
The specific operation of the present embodiment configured as described above will be described below with reference to the flowcharts shown in FIGS.
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the plate bottom lower surface 12 a of the microtiter plate 12 is detected by the same operation as the first embodiment.

続いて、CPU19mは、焦点面移動手段33を作動させて対物レンズ2を800μm上昇させる(ステップSC15)。この段階で対物レンズ2の焦点位置は、マイクロタイタープレート12のプレート底上面12b付近に達する。   Subsequently, the CPU 19m operates the focal plane moving means 33 to raise the objective lens 2 by 800 μm (step SC15). At this stage, the focal position of the objective lens 2 reaches the vicinity of the plate bottom upper surface 12 b of the microtiter plate 12.

続いてCPU19mは、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力を検出し(ステップSC16)、演算部19kに対してこの出力を元にA+Bの演算をさせ(ステップSC17)、そのデータを受信する。そしてそのデータの大きさが規定の大きさ(スレッシュホールド)を超えるように、すなわちCPU19mが合焦判定を行わせるに足るだけの大きさになるようにLDドライバ19bに対してレーザーダイオード13の出力を上昇すべく指示を出す。   Subsequently, the CPU 19m detects the outputs from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 (step SC16), causes the calculation unit 19k to calculate A + B based on this output (step SC17), and receives the data. . Then, the output of the laser diode 13 is output to the LD driver 19b so that the size of the data exceeds a prescribed size (threshold), that is, a size that is sufficient for the CPU 19m to perform the focus determination. Give instructions to ascend.

レーザーダイオード13の出力が上昇し演算部19kからのA+B演算値がスレッシュホールドを超えたら(ステップSC18「YES」)、CPU19mは、焦点面移動手段33を作動させてその位置を中心に±400μm対物レンズ2を動作させる(ステップSC19)。そして、フォトディテクタ18の受光素子18a,18bからの出力を検出し(ステップSC20)、かつ演算部19kに(A−B)/(A+B)の演算をさせ(ステップSC21)、0クロスポイントか判定する(ステップSC22)。   When the output of the laser diode 13 rises and the A + B calculation value from the calculation unit 19k exceeds the threshold (step SC18 “YES”), the CPU 19m activates the focal plane moving means 33, and the object is ± 400 μm around the position. The lens 2 is operated (step SC19). Then, the outputs from the light receiving elements 18a and 18b of the photodetector 18 are detected (step SC20), and the calculation unit 19k is calculated (A−B) / (A + B) (step SC21) to determine whether the crossing point is 0 or not. (Step SC22).

一方、レーザーダイオード13の出力が上昇せず演算部19kからのA+B演算値がスレッシュホールドに満たない場合は(ステップSC18「NO」)、出力ゲインを上昇させ(ステップSC23)、ステップSC16に戻る。そして、演算部19kからのA+B演算値がスレッシュホールドを超えるまで、ステップSC16〜ステップSC18およびステップSC23を繰り返す。   On the other hand, when the output of the laser diode 13 does not increase and the A + B calculation value from the calculation unit 19k is less than the threshold (“NO” in step SC18), the output gain is increased (step SC23), and the process returns to step SC16. And step SC16-step SC18 and step SC23 are repeated until the A + B calculation value from the calculating part 19k exceeds a threshold value.

ステップSC22において、0クロスポイントのとき(ステップSC22「YES」)、対物レンズ2の焦点面がプレート底上面12bと一致する。
一方、0クロスポイントとならないとき(ステップSC22「NO」)、ステップSC19に戻る。そして、0クロスポイントとなるまで、ステップSC19〜ステップSC22を繰り返す。
In step SC22, at the zero cross point (step SC22 “YES”), the focal plane of the objective lens 2 coincides with the plate bottom upper surface 12b.
On the other hand, when the cross point is not 0 (“NO” at step SC22), the process returns to step SC19. Steps SC19 to SC22 are repeated until the zero cross point is reached.

このようにして、結像位置判定部19nのCPU19mは、マイクロタイタープレート12のプレート底上面12b面に配置されている細胞に最終的にフォーカスを合わせ、オートフォーカスは終了する(ステップSC24)。   In this way, the CPU 19m of the imaging position determination unit 19n finally focuses on the cells arranged on the plate bottom upper surface 12b of the microtiter plate 12, and the autofocus is finished (step SC24).

以上説明してきたように、本実施形態に係る顕微鏡1″によれば、対物レンズ2の焦点面の位置を調整し、対物レンズ2の焦点面をプレート底上面12b近傍に移動させることにより、プレート底下面2aからの反射光によってプレート底上面12bの検出が妨げられたり、被検物体にダメージを与えたりすることなく、プレート底上面12bに精度よく対物レンズの焦点面を一致させることができる。
これにより、簡易な構成で、精度よくオートフォーカスを高速処理することができる。
As described above, according to the microscope 1 ″ according to the present embodiment, the position of the focal plane of the objective lens 2 is adjusted, and the focal plane of the objective lens 2 is moved to the vicinity of the plate bottom upper surface 12b. The focal plane of the objective lens can be accurately matched with the plate bottom upper surface 12b without preventing detection of the plate bottom upper surface 12b by the reflected light from the bottom lower surface 2a or damaging the object to be detected.
As a result, it is possible to perform high-speed autofocus processing with high accuracy with a simple configuration.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、焦点面移動手段33は、対物レンズ2を移動させる代わりに、XY電動ステージ11を光軸方向に沿って上下に移動させることとしてもよく、また対物レンズ2とXY電動ステージ11とを相互に移動させることとしてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, the focal plane moving means 33 may move the XY electric stage 11 up and down along the optical axis direction instead of moving the objective lens 2, and the objective lens 2 and the XY electric stage 11 are mutually moved. It is good also as moving to.

第1の実施形態に係る顕微鏡を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the microscope concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る結像位置判定部の構成図である。It is a block diagram of the imaging position determination part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る結像位置判定部のフォーカス判定曲線を示す図である。It is a figure which shows the focus determination curve of the imaging position determination part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るマイクロタイタープレートの底下面に焦点位置を合わせた側面図である。It is the side view which matched the focus position to the bottom lower surface of the microtiter plate which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るマイクロタイタープレートの底上面に焦点位置を合わせた側面図である。It is the side view which adjusted the focus position to the bottom upper surface of the microtiter plate which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るフォトディテクタの中心にスポットが照射された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the spot was irradiated to the center of the photodetector which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るマイクロタイタープレートの底下面において、フォトディテクタによる反射光の受光状態を示す図である。It is a figure which shows the light-receiving state of the reflected light by a photodetector in the bottom lower surface of the microtiter plate which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るマイクロタイタープレートの底上面において、フォトディテクタによる反射光の受光状態を示す図である。It is a figure which shows the light-receiving state of the reflected light by a photodetector in the bottom upper surface of the microtiter plate which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る顕微鏡を示す構成図である。It is a block diagram which shows the microscope which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る結像位置判定部の構成図である。It is a block diagram of the imaging position determination part which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る顕微鏡を示す構成図である。It is a block diagram which shows the microscope which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る結像位置判定部の構成図である。It is a block diagram of the imaging position determination part which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る動作のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the operation | movement which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1C オートフォーカス装置
2 対物レンズ
2C 検出手段
12 マイクロタイタープレート(透明板部材)
13 レーザーダイオード(光源)
18 フォトディテクタ(検出器)
19 結像位置判定部(制御手段)
33 焦点面移動手段
1C autofocus device 2 objective lens 2C detection means 12 microtiter plate (transparent plate member)
13 Laser diode (light source)
18 Photo detector (detector)
19 Imaging position determination unit (control means)
33 Focal plane moving means

Claims (10)

透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを具備する顕微鏡に備えられ、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス装置であって、
光源と、該光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出器とを有する検出手段と、
前記対物レンズの焦点面と前記被検物体との相対位置を光軸方向に沿って調節する焦点面移動手段と、
前記検出器からの出力に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動手段を制御する制御手段と、
前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、前記検出手段の入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるゲイン調節手段とを備えるオートフォーカス装置。
Provided in a microscope having an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, and a focal plane of the objective lens is a boundary surface between the test object and the transparent plate member Autofocus device to match
Detection means comprising: a light source; and a detector that detects reflected light emitted from the light source and reflected on the surface of the transparent plate member and the boundary surface through the objective lens.
Focal plane moving means for adjusting the relative position between the focal plane of the objective lens and the object to be examined along the optical axis direction;
Control means for determining whether a focal plane of the objective lens coincides with the surface or the boundary surface based on an output from the detector, and controlling the focal plane moving means based on a determination result;
An autofocus device comprising gain adjusting means for switching an input gain and / or an output gain of the detecting means when detecting the surface and detecting the boundary surface.
前記ゲイン調節手段が、前記光源のパワーを切り替える請求項1に記載のオートフォーカス装置。   The autofocus device according to claim 1, wherein the gain adjusting unit switches the power of the light source. 前記ゲイン調節手段が、前記検出手段の出力ゲインの切替により前記検出器の受光感度を切り替える請求項1または請求項2に記載のオートフォーカス装置。   3. The autofocus device according to claim 1, wherein the gain adjusting unit switches light receiving sensitivity of the detector by switching an output gain of the detecting unit. 前記透明板部材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オートフォーカス装置。   The autofocus device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transparent plate member is a microtiter plate. 前記被検物体が細胞である請求項1から請求項4のいずれかに記載のオートフォーカス装置。   The autofocus device according to any one of claims 1 to 4, wherein the test object is a cell. 請求項1から請求項5のいずれかに記載のオートフォーカス装置を備える顕微鏡。   A microscope comprising the autofocus device according to any one of claims 1 to 5. 透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを具備する顕微鏡に備えられ、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス装置であって、
光源と、該光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出器とを有する検出手段と、
前記対物レンズの焦点面と前記被検物体との相対位置を光軸方向に沿って調節する焦点面移動手段と、
前記検出器からの出力に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動手段を制御する制御手段とを備え、
該制御手段が、前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、判定条件を変更する判定条件変更手段を備えるオートフォーカス装置。
Provided in a microscope having an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, and a focal plane of the objective lens is a boundary surface between the test object and the transparent plate member Autofocus device to match
Detection means comprising: a light source; and a detector that detects reflected light emitted from the light source and reflected on the surface of the transparent plate member and the boundary surface through the objective lens.
Focal plane moving means for adjusting the relative position between the focal plane of the objective lens and the object to be examined along the optical axis direction;
Control means for determining whether the focal plane of the objective lens coincides with the surface or the boundary surface based on an output from the detector, and for controlling the focal plane moving means based on the determination result; Prepared,
An autofocus device, wherein the control means includes determination condition changing means for changing a determination condition when the surface is detected and when the boundary surface is detected.
前記判定条件変更手段が、前記光源のパワーを変更する請求項7に記載のオートフォーカス装置。   The autofocus device according to claim 7, wherein the determination condition changing unit changes the power of the light source. 前記判定条件変更手段が、前記検出手段の出力ゲインを変更する請求項7または請求項8に記載のオートフォーカス装置。   The autofocus device according to claim 7 or 8, wherein the determination condition changing unit changes an output gain of the detection unit. 透明板部材上に載置された被検物体から発せられる光を集光する対物レンズを備えた顕微鏡において、前記対物レンズの焦点面を前記被検物体と前記透明板部材との境界面に一致させるオートフォーカス方法であって、
光源から発せられ前記対物レンズを介して前記透明板部材の表面および前記境界面において反射して戻る反射光を検出する検出ステップと、
前記対物レンズの焦点面と前記被検物体の相対位置とを光軸方向に沿って調節する焦点面移動ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記対物レンズの焦点面が前記表面または前記境界面に一致したか否かを判定し、判定結果に基づいて前記焦点面移動ステップの調節を制御する制御ステップと、
前記表面の検出時と前記境界面の検出時とにおいて、前記検出ステップの入力ゲインおよび/または出力ゲインを切り替えるゲイン調節ステップとを備えるオートフォーカス方法。
In a microscope having an objective lens that collects light emitted from a test object placed on a transparent plate member, a focal plane of the objective lens coincides with a boundary surface between the test object and the transparent plate member An autofocus method that allows
A detection step of detecting reflected light emitted from a light source and reflected back on the surface of the transparent plate member and the boundary surface via the objective lens;
A focal plane moving step for adjusting the focal plane of the objective lens and the relative position of the test object along the optical axis direction;
A control step for determining whether or not the focal plane of the objective lens coincides with the surface or the boundary surface based on the detection result in the detection step, and controlling the adjustment of the focal plane moving step based on the determination result When,
An autofocus method comprising: a gain adjustment step of switching an input gain and / or an output gain of the detection step when detecting the surface and detecting the boundary surface.
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