JP2012141452A - Automatic focus mechanism and microscope device - Google Patents

Automatic focus mechanism and microscope device Download PDF

Info

Publication number
JP2012141452A
JP2012141452A JP2010294260A JP2010294260A JP2012141452A JP 2012141452 A JP2012141452 A JP 2012141452A JP 2010294260 A JP2010294260 A JP 2010294260A JP 2010294260 A JP2010294260 A JP 2010294260A JP 2012141452 A JP2012141452 A JP 2012141452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflected light
imaging surface
objective lens
light
optical axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010294260A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Suzuki
良政 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2010294260A priority Critical patent/JP2012141452A/en
Publication of JP2012141452A publication Critical patent/JP2012141452A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To focus on a specimen with accuracy.SOLUTION: An automatic focus mechanism 10 includes: an illumination optical system 11 for collecting illumination light projected onto a specimen A with a cover glass 5 in a line shape; an objective lens 13 for projecting the illumination light collected in a line shape onto the specimen A and collecting reflection light from the cover glass 5; a detection unit 15 having an imaging surface 36 disposed obliquely with respect to an optical axis of the reflection light collected by the objective lens 13 and for photographing the reflection light and detecting image information; and a focus adjustment unit 17 for relatively moving the objective lens 13 and the specimen A with the cover glass 5 in the optical axis direction so that the highest position of light intensity in the image information detected by the detection unit 15 is positioned on the optical axis of the reflection light.

Description

本発明は、自動合焦機構および顕微鏡装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic focusing mechanism and a microscope apparatus.

従来、標本のデジタル画像を取得し、モニタ上にその倍率や観察位置を変えて表示することにより、模擬的に顕微鏡観察を行うバーチャルスライド顕微鏡装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。バーチャルスライド顕微鏡装置によれば、対物レンズの光軸に対して直交する方向にステージを移動させながら複数の画像を取得し、これらの画像を繋ぎ合せることにより、スライドガラスのように顕微鏡装置の観察範囲より大きい標本を観察することができるが、顕微鏡周辺の環境変化によるフォーカスドリフトや、標本自身の傾き等により、対物レンズの焦点位置がずれ画質が劣化するという問題がある。特許文献1に記載の顕微鏡装置は、対物レンズの光軸に対して傾けて配置したカメラにより標本の画像の取得し、この画像の解析結果に基づいて対物レンズの焦点位置を制御することとしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a virtual slide microscope apparatus is known that obtains a digital image of a specimen and displays it on a monitor by changing its magnification and observation position to simulate a microscope (see, for example, Patent Document 1). ). According to the virtual slide microscope apparatus, a plurality of images are acquired while moving the stage in a direction orthogonal to the optical axis of the objective lens, and these images are connected to each other to observe the microscope apparatus like a slide glass. A specimen larger than the range can be observed, but there is a problem that the image quality deteriorates due to the focus position of the objective lens being shifted due to the focus drift due to the environmental change around the microscope, the inclination of the specimen itself, or the like. The microscope apparatus described in Patent Document 1 acquires an image of a specimen by a camera arranged to be inclined with respect to the optical axis of the objective lens, and controls the focal position of the objective lens based on the analysis result of the image. .

国際公開第2005/114293号International Publication No. 2005/114293

しかしながら、特許文献1に記載の顕微鏡装置は、画像処理により標本の画像のコントラストが高い位置を対物レンズの焦点位置として検出するため、透明な標本や標本から外れた部分では対物レンズの焦点位置を検出することができないという問題がある。   However, since the microscope apparatus described in Patent Document 1 detects a position where the contrast of the specimen image is high as a focal position of the objective lens by image processing, the focal position of the objective lens is determined in a portion outside the transparent specimen or specimen. There is a problem that it cannot be detected.

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、標本に対して精度よく焦点合わせすることができる自動合焦機構および顕微鏡装置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 it is an object of the present invention to provide an automatic focusing mechanism and a microscope apparatus that can accurately focus on a specimen.

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、カバーガラス付きの標本に照射される照明光をライン状に集光する照明光学系と、前記ライン状に集光された照明光を前記標本に照射し、前記カバーガラスからの反射光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された前記反射光の光軸に対して傾斜して配置された撮像面を有し、前記反射光を撮影して画像情報を検出する検出部と、該検出部により検出された前記画像情報における光強度の最も高い位置が前記光軸上に位置するように、前記対物レンズと前記カバーガラス付きの標本とを前記光軸方向に相対移動させる合焦調節部とを備える自動合焦機構を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides an illumination optical system for condensing illumination light applied to a specimen with a cover glass in a line shape, and irradiates the specimen with the illumination light condensed in the line shape, and reflects the light from the cover glass. An objective lens that condenses light and an imaging surface that is arranged to be inclined with respect to the optical axis of the reflected light collected by the objective lens, and detects image information by photographing the reflected light The objective lens and the sample with the cover glass are relative to each other in the optical axis direction so that the detection unit and the position with the highest light intensity in the image information detected by the detection unit are located on the optical axis. Provided is an automatic focusing mechanism including a focusing adjustment unit to be moved.

本発明によれば、対物レンズにより照明光がカバーガラス付きの標本に照射されると、検出部の撮像面によりカバーガラスからの反射光が撮影される。この場合において、ライン状の照明光が照射されたカバーガラスからの反射光の光軸に対し、撮像面を傾斜して配置することで、撮像面に入射される反射光の分布は撮像面の傾きに沿って変化することとなる。   According to the present invention, when illumination light is irradiated onto the specimen with the cover glass by the objective lens, the reflected light from the cover glass is photographed by the imaging surface of the detection unit. In this case, by disposing the imaging surface with respect to the optical axis of the reflected light from the cover glass irradiated with the linear illumination light, the distribution of the reflected light incident on the imaging surface is It will change along the slope.

すなわち、合焦状態においては、反射光の光束における光軸上の集光位置が撮像面に一致し、光軸から離れるに従い集光位置からずれて撮像面に入射される。したがって、画像情報における光強度が反射光の光軸上で最も高くなり、光軸から離れるに従いその光強度は低くなる。また、対物レンズの焦点位置が光軸方向に変動すると、反射光の光束における光軸から離れた集光位置が撮像面に一致する。したがって、画像情報における光強度の最も高い位置が反射光の光軸からずれる。   That is, in the in-focus state, the condensing position on the optical axis of the reflected light beam coincides with the imaging surface, and is shifted from the condensing position and enters the imaging surface as the distance from the optical axis increases. Accordingly, the light intensity in the image information is highest on the optical axis of the reflected light, and the light intensity decreases as the distance from the optical axis increases. Further, when the focal position of the objective lens fluctuates in the optical axis direction, the condensing position away from the optical axis in the reflected light beam coincides with the imaging surface. Therefore, the position with the highest light intensity in the image information is shifted from the optical axis of the reflected light.

本発明は、合焦調節部により、画像情報における光強度の最も高い位置が反射光の光軸上に一致するように、対物レンズとカバーガラス付きの標本とを光軸方向に相対移動させることで、標本に対して精度よく焦点合わせすることができる。   In the present invention, the focus adjustment unit relatively moves the objective lens and the sample with the cover glass in the optical axis direction so that the position with the highest light intensity in the image information coincides with the optical axis of the reflected light. Thus, it is possible to accurately focus on the specimen.

本発明は、カバーガラス付きの標本に照射される照明光をライン状に集光する照明光学系と、前記ライン状に集光された照明光を前記標本に照射し、前記カバーガラスからの反射光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された前記反射光の光軸に対して傾斜して配置された撮像面を有し、前記反射光を撮影して画像情報を検出する検出部と、該検出部により検出された前記画像情報における光強度の最も高い位置が前記光軸上から所定の距離だけ離れるように、前記対物レンズと前記カバーガラス付きの標本とを前記光軸方向に相対移動させる合焦調節部とを備える自動合焦機構を提供する。   The present invention provides an illumination optical system for condensing illumination light applied to a specimen with a cover glass in a line shape, and irradiates the specimen with the illumination light condensed in the line shape, and reflects the light from the cover glass. An objective lens that condenses light and an imaging surface that is arranged to be inclined with respect to the optical axis of the reflected light collected by the objective lens, and detects image information by photographing the reflected light The objective lens and the specimen with the cover glass are placed on the optical axis so that the detection unit and the position with the highest light intensity in the image information detected by the detection unit are separated from the optical axis by a predetermined distance. An automatic focusing mechanism is provided that includes a focusing adjustment unit that relatively moves in a direction.

本発明によれば、合焦調節部の作動により、敢えて画像情報における光強度の最も高い位置が光軸上から所定の距離だけ離れるように、対物レンズとカバーガラス付きの標本とを光軸方向に相対移動させることで、標本の深部等、カバーガラスから光軸方向に離れた位置にある標本の部位に合焦位置を合わせることができる。   According to the present invention, the objective lens and the sample with the cover glass are moved in the optical axis direction so that the position where the light intensity in the image information is highest is separated from the optical axis by a predetermined distance by the operation of the focus adjustment unit. By moving the lens relative to each other, the in-focus position can be adjusted to a part of the sample located at a position away from the cover glass in the optical axis direction, such as a deep part of the sample.

上記発明においては、前記検出部の撮像面が前記反射光の光束の短軸回りに傾斜していることとしてもよい。   In the above invention, the imaging surface of the detection unit may be inclined around the minor axis of the light beam of the reflected light.

このように構成することで、検出部の撮像面に入射される反射光の光路長が光束のライン方向に沿って異なるため、対物レンズの焦点位置が光軸方向に変動すると、画像情報における光強度の最も高い位置が反射光の光束のライン方向に移動する。したがって、画像情報における光強度の最も高い位置と反射光の光軸とをそのライン方向に一致させるだけで、標本に対して容易に焦点合わせすることができる。   With this configuration, since the optical path length of the reflected light incident on the imaging surface of the detection unit differs along the line direction of the light beam, if the focal position of the objective lens varies in the optical axis direction, the light in the image information The position with the highest intensity moves in the line direction of the reflected light beam. Therefore, it is possible to easily focus on the specimen only by matching the position of the highest light intensity in the image information with the optical axis of the reflected light in the line direction.

また、上記発明においては、前記反射光の光軸に対する前記撮像面の傾きが以下の式を満たすこととしてもよい。
{(p×tanθ)/β}<{(1.2×λ)/NA
ここで、p:撮像面を構成する受光素子の長さ(μm)
θ:反射光の光軸に対する撮像面の傾き(rad)
β:装置全体の撮像倍率(倍)
NA:対物レンズの開口数
λ:光源の波長(μm)
Moreover, in the said invention, it is good also as the inclination of the said imaging surface with respect to the optical axis of the said reflected light satisfy | filling the following formula | equation.
{(P × tan θ) / β 2 } <{(1.2 × λ) / NA 2 }
Where p: length of the light receiving element constituting the imaging surface (μm)
θ: inclination of the imaging surface with respect to the optical axis of the reflected light (rad)
β: Imaging magnification of the entire device (times)
NA: Numerical aperture of objective lens λ: Wavelength of light source (μm)

検出部における反射光の光軸方向の分解能((p×tanθ)/β(μm))を対物レンズの焦点深度((1.2×λ)/NA)よりも小さくすることで、対物レンズの焦点位置を精度よく調節することができる。 By making the resolution ((p × tan θ) / β 2 (μm)) of the reflected light in the detection unit in the optical axis direction smaller than the focal depth ((1.2 × λ) / NA 2 ) of the objective lens, The focal position of the lens can be adjusted with high accuracy.

また、上記発明においては、前記合焦調節部が、以下の式により前記対物レンズと前記標本との相対移動量を設定することとしてもよい。
(a×p×tanθ)/β
ここで、a:撮像面に入射される反射光の光束の中心から撮像面における中心の画素までの画素数
Moreover, in the said invention, the said focus adjustment part is good also as setting the relative movement amount of the said objective lens and the said specimen with the following formula | equation.
(A × p × tan θ) / β 2
Here, a: the number of pixels from the center of the reflected light beam incident on the imaging surface to the center pixel on the imaging surface

カバーガラス付きの標本上での実際の焦点位置のずれ量は、撮像面上での反射光の光軸方向のピントずれ量(a×p×tanθ)を装置全体の撮像倍率(β)の2乗で除算した値となる。したがって、このように構成することで、少ない調節回数により標本に対して焦点合わせすることができる。   The actual focal position deviation amount on the specimen with the cover glass is the focal deviation amount (a × p × tan θ) of the reflected light on the imaging surface, which is 2 of the imaging magnification (β) of the entire apparatus. The value divided by the power. Therefore, with this configuration, the specimen can be focused with a small number of adjustments.

また、上記発明においては、前記カバーガラス付きの標本に対する前記撮像面の傾きが一定の角度となるように、前記カバーガラス付きの標本の傾きを調節する傾き調節部を備えることとしてもよい。   In the above invention, an inclination adjusting unit may be provided that adjusts the inclination of the specimen with the cover glass so that the inclination of the imaging surface with respect to the specimen with the cover glass becomes a constant angle.

検出部の撮像面に対するカバーガラス付きの標本の傾きが小さくなると、撮像面に入射される反射光の分布の変化が小さくなる。すなわち、画像情報における光強度の差が低減する。一方、撮像面に対するカバーガラス付きの標本の傾きが大きくなると、像面に入射される反射光の分布の変化が大きくなる。すなわち、画像情報における光強度の差が増大する。したがって、このように構成することで、傾き調節部の作動により、所望の反射光分布の画像情報を取得することができる。   When the inclination of the sample with the cover glass with respect to the imaging surface of the detection unit becomes small, the change in the distribution of reflected light incident on the imaging surface becomes small. That is, the difference in light intensity in the image information is reduced. On the other hand, when the inclination of the sample with the cover glass with respect to the imaging surface increases, the change in the distribution of reflected light incident on the image surface increases. That is, the difference in light intensity in the image information increases. Therefore, with this configuration, it is possible to acquire image information of a desired reflected light distribution by the operation of the tilt adjustment unit.

本発明は、上記いずれかの自動合焦機構と、前記標本を載置し、前記光軸方向に移動可能なステージと、前記検出部により取得された前記画像情報に基づいて前記標本の画像を取得する画像取得部とを備える顕微鏡装置を提供する。   The present invention provides an image of the specimen based on any one of the automatic focusing mechanisms described above, a stage on which the specimen is mounted and movable in the optical axis direction, and the image information acquired by the detection unit. A microscope apparatus including an image acquisition unit to acquire is provided.

本発明によれば、精度よく焦点合わせされた状態で、標本の画像を取得することができる。   According to the present invention, it is possible to acquire an image of a specimen in a state of being accurately focused.

本発明に係る自動合焦機構によれば、標本に対して精度よく焦点合わせすることができるという効果を奏する。また、本発明に係る顕微鏡装置によれば、精度よく焦点合わせされた状態で標本の画像を取得することができるという効果を奏する。   The automatic focusing mechanism according to the present invention produces an effect that the specimen can be focused with high accuracy. In addition, according to the microscope apparatus of the present invention, there is an effect that an image of a specimen can be acquired in a state of being accurately focused.

(a)は本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置の一部を示す図であり、(b)は(a)含む顕微鏡装置をシリンドリカルレンズのパワーがある方向から見た図である。(A) is a figure which shows a part of microscope apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is the figure which looked at the microscope apparatus containing (a) from the direction with the power of a cylindrical lens. (a)合焦時に反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は反射光の光束におけるライン方向の一端側が撮像面に入射される様子を示し、(c)は反射光の光束におけるライン方向の他端側が撮像面に入射される様子を示す図である。(A) shows a state in which the center of the reflected light beam in the line direction is incident on the imaging surface at the time of focusing, (b) shows a state in which one end side of the reflected light beam in the line direction is incident on the imaging surface, (C) is a figure which shows a mode that the other end side of the line direction in the light beam of reflected light injects into an imaging surface. 合焦時の撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on the imaging surface at the time of focusing. (a)はカバーガラスの手前側で照明光が集光する様子を示し、(b)は(a)のときのカバーガラスから反射光が反射される様子を示している。(A) shows a mode that illumination light condenses in the near side of a cover glass, (b) has shown a mode that reflected light is reflected from a cover glass at the time of (a). 照明光の焦点位置がカバーガラスの手前にある場合の撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface in case the focus position of illumination light is in front of a cover glass. (a)対物レンズの焦点位置がカバーガラスよりも手前側にある場合に反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は同じく反射光の光束におけるライン方向の一端側が撮像面に入射される様子を示し、(c)は同じく反射光の光束におけるライン方向の他端側が撮像面に入射される様子を示す図である。(A) When the focal position of the objective lens is on the near side of the cover glass, the center of the reflected light beam in the line direction is incident on the imaging surface, and (b) shows the line in the reflected light beam. FIG. 6C is a diagram illustrating a state in which one end side in the direction is incident on the imaging surface, and FIG. 8C is a diagram illustrating a state in which the other end side in the line direction in the reflected light flux is incident on the imaging surface. (a)はカバーガラスの奥行き側で照明光が集光する様子を示し、(b)は(a)のときのカバーガラスから反射光が反射される様子を示している。(A) shows a mode that illumination light condenses on the depth side of a cover glass, (b) has shown a mode that reflected light is reflected from the cover glass at the time of (a). 照明光の焦点位置がカバーガラスの奥行き側にある場合の撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface in case the focus position of illumination light exists in the depth side of a cover glass. (a)は対物レンズの焦点位置がカバーガラスよりも奥行き側にある場合に反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は同じく反射光の光束におけるライン方向の一端側が撮像面に入射される様子を示し、(c)は同じく反射光の光束におけるライン方向の他端側が撮像面に入射される様子を示す図である。(A) shows how the center in the line direction of the reflected light beam is incident on the imaging surface when the focal position of the objective lens is on the depth side of the cover glass, and (b) shows the reflected light beam in the same manner. FIG. 5C is a diagram illustrating a state in which one end side in the line direction is incident on the imaging surface, and FIG. 8C is a diagram illustrating a state in which the other end side in the line direction in the reflected light beam is incident on the imaging surface. 本発明の一実施形態に係る自動合焦機構により標本に焦点合わせする工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of focusing on a sample by the automatic focusing mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. 反射光のライン方向に並んで配置される2つの受光素子により構成される撮像面を示す図である。It is a figure which shows the imaging surface comprised by two light receiving elements arrange | positioned along with the line direction of reflected light. (a)はカバーガラスの奥行き側で照明光を集光させる様子を示し、(b)は(a)の場合の撮像面上の反射光分布を示す図である。(A) shows a mode that illumination light is condensed on the depth side of a cover glass, (b) is a figure which shows the reflected light distribution on the imaging surface in the case of (a). (a)はカバーガラスの表面で照明光を集光させる様子を示し、(b)は(a)の場合の撮像面上の反射光分布を示す図である。(A) shows a mode that illumination light is condensed on the surface of a cover glass, (b) is a figure which shows the reflected light distribution on the imaging surface in the case of (a). 本発明の一実施形態の第1の変形例に係る顕微鏡装置のカバーガラスに対する撮像面の傾きが小さいときの撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface when the inclination of the imaging surface with respect to the cover glass of the microscope apparatus which concerns on the 1st modification of one Embodiment of this invention is small. 本発明の一実施形態の第1の変形例に係る顕微鏡装置のカバーガラスに対する撮像面の傾きが大きいときの撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface when the inclination of the imaging surface with respect to the cover glass of the microscope apparatus which concerns on the 1st modification of one Embodiment of this invention is large. (a)は本発明の一実施形態の第2の変形例に係る顕微鏡装置の一部を示す図であり、(b)は(a)を含む顕微鏡装置をシリンドリカルレンズのパワーがある方向から見た図である。(A) is a figure which shows a part of microscope apparatus which concerns on the 2nd modification of one Embodiment of this invention, (b) looks at the microscope apparatus containing (a) from the direction with the power of a cylindrical lens. It is a figure. 図16の顕微鏡装置による合焦時における撮像面上の反射光分布を示す図である。It is a figure which shows the reflected light distribution on the imaging surface at the time of focusing with the microscope apparatus of FIG. (a)は合焦時の反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は同じく反射光の光束におけるライン方向の一端側が撮像面に入射される様子を示し、(c)は同じく反射光の光束におけるライン方向の他端側撮像面に入射される様子を示す図である。(A) shows a state in which the center of the reflected light beam in the line direction is incident on the imaging surface, and (b) shows a state in which one end side of the reflected light beam in the line direction is incident on the imaging surface. (C) is a figure which shows a mode that it similarly injects into the other end side imaging surface of the line direction in the light beam of reflected light. (a)は対物レンズの焦点位置がカバーガラスよりも手前側にある場合に反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は(a)のときの撮像面上の反射光分布を示す図である。(A) shows a state in which the center in the line direction in the luminous flux of reflected light is incident on the imaging surface when the focal position of the objective lens is on the near side of the cover glass, and (b) shows the case of (a). It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface. (a)は対物レンズの焦点位置がカバーガラスよりも奥行き側にある場合に反射光の光束におけるライン方向の中心が撮像面に入射される様子を示し、(b)は(a)のときの撮像面上の反射光分布を示す図である。(A) shows a state in which the center in the line direction in the luminous flux of reflected light is incident on the imaging surface when the focal position of the objective lens is on the depth side of the cover glass, and (b) shows the case of (a). It is a figure which shows the reflected light distribution on an imaging surface. 反射光のライン方向に直交する方向に並んで配置される2つの受光素子により構成される撮像面を示す図である。It is a figure which shows the imaging surface comprised by two light receiving elements arrange | positioned along with the direction orthogonal to the line direction of reflected light. (a)は照明光の光軸に対してカバーガラスが傾いている様子を示し、(b)は(a)のときの撮像面上の反射光分布を示す図である。(A) shows a state in which the cover glass is tilted with respect to the optical axis of the illumination light, and (b) is a diagram showing a reflected light distribution on the imaging surface at (a).

本発明の一実施形態に係る自動合焦機構および顕微鏡装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置100は、図1(a),(b)に示されるように、標本Aを載置するステージ1と、照明光を発する光源3と、標本Aの合焦調節を行う自動合焦機構10と、標本Aの画像を取得する観察光学系50とを備えている。
図1(a)は、図1(b)の一部をシリンドリカルレンズ23のパワーがない方向から見た図である。
An automatic focusing mechanism and a microscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the microscope apparatus 100 according to the present embodiment adjusts the focus of the specimen A, the stage 1 on which the specimen A is placed, the light source 3 that emits illumination light. The automatic focusing mechanism 10 to perform and the observation optical system 50 which acquires the image of the sample A are provided.
FIG. 1A is a view of a part of FIG. 1B viewed from a direction where the power of the cylindrical lens 23 is not present.

標本Aは、ステージ1上に載置し、薄板状のカバーガラス5により覆うこととする。
ステージ1は、ステージ駆動部2により、照明光の光軸方向および照明光に直交する方向に移動可能となっている。
光源3は、例えば、水銀ランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、レーザ光源、LED、または、LD等を用いることができる。
The specimen A is placed on the stage 1 and covered with a thin cover glass 5.
The stage 1 can be moved by the stage drive unit 2 in the direction of the optical axis of the illumination light and the direction orthogonal to the illumination light.
As the light source 3, for example, a mercury lamp, a halogen lamp, a tungsten lamp, a laser light source, an LED, or an LD can be used.

自動合焦機構10は、光源3から発せられた照明光をライン状に集光する照明光学系11と、ライン状に集光された照明光を標本Aに照射し、カバーガラス5からの反射光を集光する対物レンズ13と、対物レンズ13により集光された反射光を撮影し画像情報を検出する検出部15と、検出部15により検出された画像情報に基づいて対物レンズ13の焦点位置を調節する合焦調節部17とを備えている。   The automatic focusing mechanism 10 illuminates the specimen A with illumination optical system 11 that condenses the illumination light emitted from the light source 3 in a line shape, and reflects from the cover glass 5. An objective lens 13 that collects light, a detection unit 15 that captures reflected light collected by the objective lens 13 and detects image information, and a focal point of the objective lens 13 based on the image information detected by the detection unit 15 And a focus adjustment unit 17 for adjusting the position.

照明光学系11は、光源3から射出された照明光を略平行光にするコリメートレンズ21と、略平行光となった照明光をライン状に集光するシリンドリカルレンズ(線状集光素子)23と、シリンドリカルレンズ23の集光位置に配置されたスリット25と、スリット25と標本A面が共役関係になるように、スリット25を通過した照明光を対物レンズ13の入射瞳位置に平行に投影するリレーレンズ27と、所定の波長帯域の光のみを透過させる励起フィルタ29と、励起フィルタ29を通過した照明光および対物レンズ13により集光された反射光を反射するダイクロイックミラー31とを備えている。   The illumination optical system 11 includes a collimating lens 21 that makes the illumination light emitted from the light source 3 substantially parallel light, and a cylindrical lens (linear light condensing element) 23 that condenses the illumination light that has become substantially parallel light in a line shape. And the slit 25 arranged at the condensing position of the cylindrical lens 23, and the illumination light passing through the slit 25 is projected in parallel to the entrance pupil position of the objective lens 13 so that the slit 25 and the specimen A surface are in a conjugate relationship. A relay lens 27, an excitation filter 29 that transmits only light in a predetermined wavelength band, and a dichroic mirror 31 that reflects the illumination light that has passed through the excitation filter 29 and the reflected light collected by the objective lens 13. Yes.

スリット25は、標本Aおよびカバーガラス5から戻る戻り光に対しては、カバーガラス5からの反射光のみ通過させるようになっている。これにより、回折光等による測定に不要な光の影響を低減し、対物レンズ13の焦点位置を精度よく調節することができる。   The slit 25 allows only reflected light from the cover glass 5 to pass through for the return light returning from the specimen A and the cover glass 5. Thereby, the influence of light unnecessary for measurement by diffracted light or the like can be reduced, and the focal position of the objective lens 13 can be adjusted with high accuracy.

検出部15は、光源3から発せられコリメートレンズ21を通過した照明光を反射する一方、カバーガラス5からダイクロイックミラー31を介して光路を逆方向に戻る反射光を透過させるビームスプリッタ33と、ビームスプリッタ33を透過した反射光を集光するシリンドリカルレンズ35と、シリンドリカルレンズ35により集光された反射光を撮影することにより画像情報を検出するCCDカメラやCMOSカメラ等のような光検出器37とを備えている。   The detector 15 reflects the illumination light emitted from the light source 3 and passed through the collimator lens 21, while transmitting the reflected light returning from the cover glass 5 through the dichroic mirror 31 in the reverse direction to the optical path, and a beam A cylindrical lens 35 that collects the reflected light that has passed through the splitter 33, and a photodetector 37 such as a CCD camera or a CMOS camera that detects image information by photographing the reflected light collected by the cylindrical lens 35; It has.

光検出器37は標本Aと共役な位置に配置されている。この光検出器37は、複数(3以上)の受光素子からなる撮像面36(図3参照)を備えており、検出した画像情報に基づいて2次元的な反射光画像を取得するようになっている。撮像面36には、標本A上にライン状に集光される照明光に対応して、略ライン状の反射光が入射されることとなる。この撮像面36は、反射光の光軸に対してその光束の短軸回りに傾斜して配置されている。   The photodetector 37 is arranged at a position conjugate with the specimen A. The photodetector 37 includes an imaging surface 36 (see FIG. 3) including a plurality of (three or more) light receiving elements, and acquires a two-dimensional reflected light image based on the detected image information. ing. A substantially line-shaped reflected light is incident on the imaging surface 36 corresponding to the illumination light collected in a line on the specimen A. The imaging surface 36 is disposed to be inclined around the minor axis of the light beam with respect to the optical axis of the reflected light.

例えば、反射光の光軸に対する撮像面36の傾きは、以下の式(1)を満たすようになっている。
{(p×tanθ)/β}<{(1.2×λ)/NA}・・・(1)
好ましくは、{(p×tanθ)/β}<{(1.2×λ)/NA/5}
ここで、p:撮像面36を構成する受光素子の長さ(μm)
θ:反射光の光軸に対する撮像面36の傾き(rad)
β:自動合焦機構10全体の撮像倍率(倍)
NA:対物レンズ13の開口数
λ:光源3の波長(μm)
撮像面36の傾きが上記式(1)を満たすことで、すなわち、光検出部15における反射光の光軸方向の分解能{(p×tanθ)/β}を対物レンズ13の焦点深度{(1.2×λ)/NA}よりも小さくすることで、対物レンズ13の焦点位置を精度よく調節することができる。
For example, the inclination of the imaging surface 36 with respect to the optical axis of the reflected light satisfies the following formula (1).
{(P × tan θ) / β 2 } <{(1.2 × λ) / NA 2 } (1)
Preferably, {(p × tanθ) / β 2} <{(1.2 × λ) / NA 2/5}
Here, p: length of the light receiving element constituting the imaging surface 36 (μm)
θ: inclination (rad) of the imaging surface 36 with respect to the optical axis of the reflected light
β: Imaging magnification of the entire automatic focusing mechanism 10 (times)
NA: Numerical aperture of objective lens 13 λ: Wavelength of light source 3 (μm)
When the inclination of the imaging surface 36 satisfies the above formula (1), that is, the resolution {(p × tan θ) / β 2 } in the optical axis direction of the reflected light in the light detection unit 15 is set to the focal depth {( By making it smaller than 1.2 × λ) / NA 2 }, the focal position of the objective lens 13 can be accurately adjusted.

合焦調節部17は、対物レンズ13を光軸方向に移動させるピエゾアクチュエータ41と、光検出器37により取得された反射光画像に基づいて、対物レンズ13の焦点位置が標本Aに一致しているか否かを判別する合焦判別部43と、合焦判別部43により一致していないと判別された場合に、ピエゾアクチュエータ41を駆動制御して対物レンズ13の光軸方向の位置を調節するピエゾ駆動部45とを備えている。   The focus adjustment unit 17 matches the sample A with the focal position of the objective lens 13 based on the piezo actuator 41 that moves the objective lens 13 in the optical axis direction and the reflected light image acquired by the photodetector 37. When the focus determination unit 43 determines whether or not the focus determination unit 43 determines that they do not match, the piezo actuator 41 is driven to adjust the position of the objective lens 13 in the optical axis direction. And a piezo drive unit 45.

合焦判別部43は、画像情報における光強度の最も高い位置が反射光の光軸上にある場合、例えば、反射光画像において反射光の集光点がその光軸上にある場合は、対物レンズ13の焦点位置が標本Aに一致していると判別し、画像情報における光強度の最も高い位置が反射光の光軸からずれている場合、例えば、反射光画像において反射光の集光点がその光軸からずれている場合は、対物レンズ13の焦点位置が標本Aに一致していないと判別するようになっている。   When the position with the highest light intensity in the image information is on the optical axis of the reflected light, for example, when the focal point of the reflected light is on the optical axis in the reflected light image, the focusing determination unit 43 When it is determined that the focal position of the lens 13 coincides with the sample A and the position with the highest light intensity in the image information is deviated from the optical axis of the reflected light, for example, the condensing point of the reflected light in the reflected light image. Is deviated from the optical axis, it is determined that the focal position of the objective lens 13 does not coincide with the specimen A.

ピエゾ駆動部45は、例えば、以下の式(2)により、対物レンズ13の光軸方向の移動量Lを設定するようになっている。
L=(a×p×tanθ)/β・・・(2)
ここで、a:撮像面36に入射される反射光の光束の中心(すなわち、反射光画像における反射光の集光位置)から撮像面36における中心の受光素子までの画素数
標本位置での実際のピントずれ量は、撮像面36上での光軸方向のピントずれ量(a×p×tanθ)を自動合焦機構10全体の撮像倍率(β)の2乗で除算した値となる。したがって、対物レンズ13の光軸方向の移動量Lを上記式(2)により設定することで、少ない調節回数で標本Aに対して焦点合わせすることができる。
The piezo drive unit 45 sets the movement amount L of the objective lens 13 in the optical axis direction by, for example, the following formula (2).
L = (a × p × tan θ) / β 2 (2)
Here, a: the number of pixels from the center of the light beam of the reflected light incident on the imaging surface 36 (that is, the condensing position of the reflected light in the reflected light image) to the center light receiving element in the imaging surface 36 Actual at the sample position Is the value obtained by dividing the amount of focus shift (a × p × tan θ) in the optical axis direction on the imaging surface 36 by the square of the imaging magnification (β) of the entire automatic focusing mechanism 10. Therefore, by setting the amount of movement L of the objective lens 13 in the optical axis direction according to the above equation (2), the sample A can be focused with a small number of adjustments.

観察光学系50は、対物レンズ13およびダイクロイックミラー31を自動合焦機構10と共用するようになっている。対物レンズ13は、照明光が標本Aに照射されて蛍光物質が励起されることにより発生する蛍光を集光するようになっている。また、ダイクロイックミラー31は、対物レンズ13により集光された蛍光を透過させるようになっている。   The observation optical system 50 shares the objective lens 13 and the dichroic mirror 31 with the automatic focusing mechanism 10. The objective lens 13 collects fluorescence generated by irradiating the specimen A with the illumination light and exciting the fluorescent material. Further, the dichroic mirror 31 transmits the fluorescence condensed by the objective lens 13.

また、観察光学系50は、ダイクロイックミラー31を透過した蛍光を集光して結像させる結像レンズ51と、結像レンズ51により結像された蛍光を撮影し、標本Aの蛍光画像を取得するCCD等の撮像装置(画像取得部)53と、撮像装置53による画像取得を制御する画像取得制御部(図示略)とを備えている。   In addition, the observation optical system 50 collects the fluorescence that has passed through the dichroic mirror 31 and forms an image, and captures the fluorescence imaged by the imaging lens 51 to obtain a fluorescence image of the specimen A. And an image acquisition device (image acquisition unit) 53 such as a CCD and an image acquisition control unit (not shown) for controlling image acquisition by the image pickup device 53.

撮像装置53においては、標本A上にライン状に集光される照明光に対応した略ライン状の蛍光画像が取得される。
画像取得制御部は、ステージ駆動部2を作動させ、照明光のライン方向に直交する方向にステージ1を移動させるようになっている。これにより、標本A上において照明光が2次元的に走査される。撮像装置53は、2次元的に走査された照明光の各集光位置において取得したライン状の蛍光画像をステージ1の位置と対応づけて蓄積するようになっている。これにより、標本Aの2次元的な蛍光画像が取得される。
In the imaging device 53, a substantially line-like fluorescent image corresponding to the illumination light condensed in a line on the specimen A is acquired.
The image acquisition control unit operates the stage driving unit 2 to move the stage 1 in a direction orthogonal to the line direction of the illumination light. Thereby, the illumination light is scanned two-dimensionally on the specimen A. The imaging device 53 is configured to store a line-like fluorescent image acquired at each condensing position of illumination light scanned two-dimensionally in association with the position of the stage 1. Thereby, a two-dimensional fluorescence image of the specimen A is acquired.

次に、このように構成された自動合焦機構10および顕微鏡装置100の作用について以下に説明する。
まず、対物レンズ13の焦点合わせについて説明する。
ステージ1に標本Aを載置し、カバーガラス5により標本Aを覆い、光源3から照明光を発生させる。
Next, operations of the automatic focusing mechanism 10 and the microscope apparatus 100 configured as described above will be described below.
First, focusing of the objective lens 13 will be described.
The specimen A is placed on the stage 1, the specimen A is covered with the cover glass 5, and illumination light is generated from the light source 3.

光源3から発せられた照明光は、コリメートレンズ21により略平行光にされビームスプリッタ33により反射された後、シリンドリカルレンズ23によりライン状に集光される。ライン状に集光された照明光は、スリット25を通過しリレーレンズ27、励起フィルタ29、および、ダイクロイックミラー31を介して対物レンズ13の入射瞳位置に平行にリレーされ、対物レンズ13により標本Aに照射される。   Illumination light emitted from the light source 3 is made substantially parallel light by the collimating lens 21 and reflected by the beam splitter 33, and then condensed in a line by the cylindrical lens 23. The illumination light collected in a line shape passes through the slit 25 and is relayed in parallel to the entrance pupil position of the objective lens 13 via the relay lens 27, the excitation filter 29, and the dichroic mirror 31, and is sampled by the objective lens 13. A is irradiated.

カバーガラス5において反射された反射光は、対物レンズ13により集光されダイクロイックミラー31により反射された後、励起フィルタ29、リレーレンズ27、スリット25、シリンドリカルレンズ23を介してビームスプリッタ33を透過し、シリンドリカルレンズ35により集光されて光検出器37により撮影される。   The reflected light reflected by the cover glass 5 is collected by the objective lens 13 and reflected by the dichroic mirror 31, and then passes through the beam splitter 33 via the excitation filter 29, the relay lens 27, the slit 25, and the cylindrical lens 23. The light is condensed by the cylindrical lens 35 and photographed by the photodetector 37.

この場合において、略ライン状に集光される反射光の光軸に対して撮像面36がその光束の短軸回りに傾斜して配置されているので、撮像面36に入射される反射光の光路長が光束のライン方向に沿って異なることとなる。すなわち、撮像面36上の反射光分布が撮像面36の傾きに沿って変化することとなる。   In this case, since the imaging surface 36 is disposed around the minor axis of the luminous flux with respect to the optical axis of the reflected light collected in a substantially line shape, the reflected light incident on the imaging surface 36 The optical path length varies along the line direction of the light beam. That is, the reflected light distribution on the imaging surface 36 changes along the inclination of the imaging surface 36.

例えば、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5上にある場合は、図2(a)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の中心Cでは、集光位置が撮像面36に一致する。これに対し、図2(b)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の一端L側では、集光位置よりも手前側が撮像面36に入射される。また、図2(c)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の他端R側では、集光位置よりも奥行き側が撮像面36に入射される。   For example, when the focal position of the objective lens 13 is on the cover glass 5, as shown in FIG. 2A, the condensing position coincides with the imaging surface 36 at the center C in the line direction of the reflected light beam. To do. On the other hand, as shown in FIG. 2B, on the one end L side in the line direction in the light flux of the reflected light, the near side from the condensing position is incident on the imaging surface 36. In addition, as shown in FIG. 2C, the depth side of the light condensing position is incident on the imaging surface 36 on the other end R side in the line direction of the reflected light beam.

したがって、図3に示すように、撮像面36上の反射光分布は、ライン方向の略中央付近で最も絞られ、中方付近からライン方向に沿って両側に離れるに従い次第に広がる形状となる。すなわち、反射光画像においては反射光の光軸上で光強度が最も高くなり、光軸から離れるに従い光強度は次第に低くなる。図3において、ハッチング部分が反射光の分布を示している。以下、図5、図8、図12(b)、図13(b)、図14、図15、図17、図19(b)、図20(b)および図22(b)において同様である。また、図3において、符合Cは図2(a)の符号Cに対応する位置を示し、符合Lは図2(b)の符号Lに対応する位置を示し、符合Rは図2(c)の符号Rに対応する位置を示している。   Therefore, as shown in FIG. 3, the reflected light distribution on the imaging surface 36 is the most confined in the vicinity of the approximate center in the line direction, and gradually becomes wider from the middle to the both sides along the line direction. That is, in the reflected light image, the light intensity is highest on the optical axis of the reflected light, and the light intensity gradually decreases with distance from the optical axis. In FIG. 3, hatched portions indicate the distribution of reflected light. The same applies to FIGS. 5, 8, 12 (b), 13 (b), 14, 15, 17, 19 (b), 20 (b), and 22 (b). . Further, in FIG. 3, the symbol C indicates a position corresponding to the symbol C in FIG. 2A, the symbol L indicates a position corresponding to the symbol L in FIG. 2B, and the symbol R indicates the symbol C in FIG. The position corresponding to the symbol R is shown.

一方、対物レンズ13の焦点位置が光軸方向に変動すると、撮像面36上の反射光分布の最も絞られた位置が反射光の光束のライン方向に沿って変化する。
例えば、図4(a)に示すように、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5よりも手前側にある場合は、図5に示すように、撮像面36上の反射光分布は、反射光の光軸からライン方向に若干ずれた位置(図5においては符合L側。)で最も絞られた形状となる。図4(b)はカバーガラス5から反射される反射光の光束を示している。
On the other hand, when the focal position of the objective lens 13 fluctuates in the optical axis direction, the most narrowed position of the reflected light distribution on the imaging surface 36 changes along the line direction of the reflected light flux.
For example, as shown in FIG. 4A, when the focal position of the objective lens 13 is on the near side of the cover glass 5, the reflected light distribution on the imaging surface 36 is reflected light as shown in FIG. This is the most narrowed shape at a position slightly shifted from the optical axis in the line direction (in FIG. 5, the sign L side). FIG. 4B shows a light flux of reflected light reflected from the cover glass 5.

例えば、図6(a)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の中心Cでは、集光位置よりも若干奥行き側が撮像面36に入射される。したがって、若干広がりのある反射光分布となる。図6(b)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の一端L側では、集光位置よりも若干手前側が撮像面36に入射される。したがって、若干広がりのある反射光分布となる。図6(c)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の他端R側では、集光位置よりもさらに奥行き側が撮像面36に入射される。したがって、さらに広がりのある反射光分布となる。図5において、符合Cは図6(a)の符号Cに対応する位置を示し、符合Lは図6(b)の符号Lに対応する位置を示し、符合Rは図6(c)の符号Rに対応する位置を示している。   For example, as shown in FIG. 6A, at the center C in the line direction in the light flux of the reflected light, the depth side slightly enters the imaging surface 36 from the condensing position. Therefore, the reflected light distribution is slightly broadened. As shown in FIG. 6B, on the one end L side in the line direction in the light flux of the reflected light, a slightly nearer side than the condensing position is incident on the imaging surface 36. Therefore, the reflected light distribution is slightly broadened. As shown in FIG. 6C, on the other end R side in the line direction in the light flux of the reflected light, the depth side is further incident on the imaging surface 36 from the condensing position. Therefore, the reflected light distribution is further expanded. In FIG. 5, a symbol C indicates a position corresponding to the symbol C in FIG. 6A, a symbol L indicates a position corresponding to the symbol L in FIG. 6B, and a symbol R indicates a symbol in FIG. 6C. The position corresponding to R is shown.

また、図7(a)に示すように、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5よりも奥行き側にある場合は、図8に示すように、撮像面36上の反射光分布は、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5よりも手前側にある場合とは逆方向にずれた位置(図8においては符合R側。)で最も絞られた形状となる。図7(b)はカバーガラス5から反射される反射光の光束を示している。   As shown in FIG. 7A, when the focal position of the objective lens 13 is on the depth side of the cover glass 5, the reflected light distribution on the imaging surface 36 is as shown in FIG. 13 is the most narrowed shape at a position shifted in the opposite direction to the case where the focal position of 13 is on the near side of the cover glass 5 (the sign R side in FIG. 8). FIG. 7B shows a light flux of reflected light reflected from the cover glass 5.

例えば、図9(a)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の中心Cでは、集光位置よりも若干手前側が撮像面36に入射される。したがって、若干広がりのある反射光分布となる。図9(b)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の一端L側では、集光位置よりもさらに手前側が撮像面36に入射される。したがって、さらに広がりのある反射光分布となる。図9(c)に示されるように、反射光の光束におけるライン方向の他端R側では、集光位置よりも若干奥行き側が撮像面36に入射される。したがって、若干広がりのある反射光分布となる。図8において、符合Cは図9(a)の符号Cに対応する位置を示し、符合Lは図9(b)の符号Lに対応する位置を示し、符合Rは図9(c)の符号Rに対応する位置を示している。   For example, as shown in FIG. 9A, at the center C in the line direction in the light flux of reflected light, a slightly nearer side than the condensing position is incident on the imaging surface 36. Therefore, the reflected light distribution is slightly broadened. As shown in FIG. 9B, on the one end L side in the line direction in the light flux of the reflected light, the nearer side than the condensing position is incident on the imaging surface 36. Therefore, the reflected light distribution is further expanded. As shown in FIG. 9C, on the other end R side in the line direction in the light flux of the reflected light, the depth side slightly enters the imaging surface 36 from the condensing position. Therefore, the reflected light distribution is slightly broadened. In FIG. 8, the symbol C indicates the position corresponding to the symbol C in FIG. 9A, the symbol L indicates the position corresponding to the symbol L in FIG. 9B, and the symbol R indicates the symbol in FIG. 9C. The position corresponding to R is shown.

このように、対物レンズ13の焦点位置のずれ量に応じて、撮像面36における反射光分布の最も絞られた位置、すなわち、反射光画像における光強度の最も高い位置が反射光の光束のライン方向に変化する。   As described above, the position where the reflected light distribution is most narrowed on the imaging surface 36, that is, the position where the light intensity is the highest in the reflected light image is the line of the reflected light beam according to the amount of deviation of the focal position of the objective lens 13. Change direction.

自動合焦機構10においては、図10のフローチャートに示す手順で合焦調節が行われる。
まず、検出部15により、カバーガラス5からの反射光に基づいて反射光画像が取得されると(ステップS1)、合焦判別部43により、その反射光画像における反射光の集光点(光強度が最も高い点)の位置が検出される(ステップS2)。
In the automatic focusing mechanism 10, focusing adjustment is performed according to the procedure shown in the flowchart of FIG. 10.
First, when the reflected light image is acquired by the detection unit 15 based on the reflected light from the cover glass 5 (step S1), the focusing determination unit 43 collects the reflected light condensing point (light) in the reflected light image. The position of the highest intensity) is detected (step S2).

合焦判別部43により、反射光画像において反射光の集光点が光軸よりも左側にあると判断されると(ステップS3「YES」)、ピエゾ駆動部45により、例えば、対物レンズ13をステージ1に近接させる方向に移動させるようにピエゾアクチュエータ41が制御される。これにより、反射光画像における反射光の集光点が光軸に近接させられる。   When the focusing determination unit 43 determines that the condensing point of the reflected light is on the left side of the optical axis in the reflected light image (step S3 “YES”), the piezo driving unit 45, for example, moves the objective lens 13 The piezo actuator 41 is controlled so as to move in the direction of approaching the stage 1. Thereby, the condensing point of the reflected light in the reflected light image is brought close to the optical axis.

続いて、ステップS1〜S3が繰り返され、合焦判別部43により、反射光の集光点が光軸よりも左側ではなく右側にあると判断されると(ステップS4「YES」)、ピエゾ駆動部45により、例えば、対物レンズ13をステージ1から遠ざける方向に移動させるようにピエゾアクチュエータ41が制御される。これにより、反射光画像における反射光の集光点が光軸に近接させられる。   Subsequently, Steps S1 to S3 are repeated, and when the focus determination unit 43 determines that the condensing point of the reflected light is not on the left side of the optical axis but on the right side (Step S4 “YES”), the piezo drive is performed. For example, the piezo actuator 41 is controlled by the unit 45 so as to move the objective lens 13 away from the stage 1. Thereby, the condensing point of the reflected light in the reflected light image is brought close to the optical axis.

ステップS1〜S4が繰り返され、合焦判別部43により、反射光画像における反射光の集光点が光軸よりも左側にも右側にも無いと判断されると(ステップS4「NO」)、対物レンズ13の焦点位置が標本Aに一致していることとなり合焦調節が終了する。   Steps S1 to S4 are repeated, and when the focus determination unit 43 determines that the condensing point of the reflected light in the reflected light image is not on the left side or the right side of the optical axis (step S4 “NO”). Since the focal position of the objective lens 13 coincides with the sample A, the focusing adjustment is completed.

次に、標本Aの蛍光画像を取得する場合について説明する。
自動合焦機構10により対物レンズ13の焦点位置が標本Aに一致させられた状態で、ステージ駆動部2の作動により、照明光のライン方向に直交する方向にステージ1が移動させられ、標本A上において照明光が2次元的に走査される。
Next, a case where a fluorescent image of the specimen A is acquired will be described.
The stage 1 is moved in the direction orthogonal to the line direction of the illumination light by the operation of the stage drive unit 2 in a state where the focal position of the objective lens 13 is matched with the sample A by the automatic focusing mechanism 10, and the sample A The illumination light is scanned two-dimensionally above.

撮像装置53により、2次元的に走査された照明光の各集光位置においてライン状の蛍光画像が取得され、取得された蛍光画像とステージ1の位置とが対応づけて蓄積される。これにより、標本Aの2次元的な蛍光画像が取得される。   The imaging device 53 acquires a line-like fluorescent image at each condensing position of the illumination light scanned two-dimensionally, and stores the acquired fluorescent image and the position of the stage 1 in association with each other. Thereby, a two-dimensional fluorescence image of the specimen A is acquired.

以上説明したように、本実施形態に係る自動合焦機構10および顕微鏡装置100によれば、ライン状に集光される反射光の光軸に対して光検出器37の撮像面36を傾斜して配置し、合焦調節部17により、反射光画像における反射光の集光点の位置が反射光の光軸上に一致するように対物レンズ13の光軸方向の位置を調節することで、標本Aに対して精度よく焦点合わせすることができる。また、精度よく焦点合わせされた状態で、標本Aの画像を取得することができる。   As described above, according to the automatic focusing mechanism 10 and the microscope apparatus 100 according to the present embodiment, the imaging surface 36 of the photodetector 37 is inclined with respect to the optical axis of the reflected light collected in a line. And adjusting the position of the objective lens 13 in the optical axis direction so that the position of the condensing point of the reflected light in the reflected light image coincides with the optical axis of the reflected light by the focus adjustment unit 17. The specimen A can be accurately focused. In addition, an image of the specimen A can be acquired in a state of being accurately focused.

本実施形態においては、通常光観察(明視野、暗視野等)を行うこととしてもよい。この場合は、ビームスプリッタ33に代えて、ハーフミラーを用いることとすればよい。
また、本実施形態においては、例えば、標本Aのラマン散乱光観察をすることとしてもよい。この場合は、レーザ波長だけを効率良く透過しその他の波長を透過させないレーザラインフィルタ(図示略)を光源3とビームスプリッタ33との間に配置するとよい。レーザ光は完全な単色光ではなく、レーザ光には発振波長以外に微弱なノイズが含まれる。そのため、ラマン測定を行う場合において微弱なラマン散乱光を効率良く検出するには、レーザ光の迷光を除去することが効果的である。レーザラインフィルタを用いることにより、レーザの純色性を高め、S/Nの高いラマン散乱光を得ることができる。
In the present embodiment, normal light observation (bright field, dark field, etc.) may be performed. In this case, a half mirror may be used instead of the beam splitter 33.
In the present embodiment, for example, the sample A may be subjected to Raman scattered light observation. In this case, a laser line filter (not shown) that efficiently transmits only the laser wavelength but does not transmit other wavelengths may be disposed between the light source 3 and the beam splitter 33. The laser light is not perfect monochromatic light, and the laser light contains weak noise in addition to the oscillation wavelength. For this reason, it is effective to remove the stray light of the laser beam in order to efficiently detect the weak Raman scattered light when performing the Raman measurement. By using the laser line filter, it is possible to improve the pure color of the laser and obtain Raman scattered light having a high S / N.

本実施形態において、照明光としてレーザ光を用いる場合は、レーザ光および反射光の光路に偏光ビームスプリッタとλ/4波長板を配置することが好ましい。
この場合、ビームスプリッタ33に代えて偏光ビームスプリッタを配置し、偏光ビームスプリッタ33と対物レンズ13との間、例えば、リレーレンズ27とダイクロイックミラー31との間にλ/4波長板を配置することとすればよい。
In the present embodiment, when laser light is used as illumination light, it is preferable to arrange a polarizing beam splitter and a λ / 4 wavelength plate in the optical path of the laser light and reflected light.
In this case, a polarizing beam splitter is arranged instead of the beam splitter 33, and a λ / 4 wavelength plate is arranged between the polarizing beam splitter 33 and the objective lens 13, for example, between the relay lens 27 and the dichroic mirror 31. And it is sufficient.

偏光ビームスプリッタにより反射されたレーザ光は直線偏光になるが、1/4波長板を通過すると、対物レンズ13により円偏光になって標本Aに焦点を結ぶこととなる。このレーザ光がカバーガラス5において反射されると、その反射光は円偏光の回転方向が反転し、1/4波長板を通過すると入射レーザ光に対して垂直の偏光面を持つことになる。
標本Aに円偏光のレーザ光を照射することで、標本Aの偏光特性を抑えて観察することができる。したがって、光検出器37により検出される検出信号(画像情報)にノイズ成分を排除した高S/Nの信号を得ることができ、対物レンズ13の焦点位置を精度よく調節することができる。
The laser beam reflected by the polarization beam splitter becomes linearly polarized light. However, when the laser beam passes through the quarter wavelength plate, it becomes circularly polarized light by the objective lens 13 and is focused on the specimen A. When this laser light is reflected by the cover glass 5, the rotation direction of the circularly polarized light is reversed, and when passing through the quarter wavelength plate, the reflected light has a polarization plane perpendicular to the incident laser light.
By irradiating the specimen A with circularly polarized laser light, the polarization characteristics of the specimen A can be suppressed and observed. Therefore, it is possible to obtain a high S / N signal in which a noise component is excluded from the detection signal (image information) detected by the photodetector 37, and the focus position of the objective lens 13 can be adjusted with high accuracy.

また、本実施形態においては、撮像面36が3以上の受光素子により構成されていることとしたが、例えば、図11に示すように、反射光の光束のライン方向に並べて配置される2つの受光素子S1,S2により撮像面36が構成されることとしてもよい。この場合、合焦調節部17は、受光素子S1,S2の明るさが明るくなるように対物レンズ13の焦点位置を制御することとしてもよいし、あるいは、受光素子A1の明るさと受光素子A2の明るさが等しくなるように対物レンズ13の焦点位置を制御することとしてもよい。   In the present embodiment, the imaging surface 36 is configured by three or more light receiving elements. For example, as illustrated in FIG. 11, two imaging surfaces 36 are arranged side by side in the line direction of the light flux of reflected light. The imaging surface 36 may be configured by the light receiving elements S1 and S2. In this case, the focus adjustment unit 17 may control the focal position of the objective lens 13 so that the brightness of the light receiving elements S1 and S2 becomes bright, or the brightness of the light receiving element A1 and the light receiving element A2 may be controlled. The focal position of the objective lens 13 may be controlled so that the brightness is equal.

また、本実施形態においては、合焦調節部17が、検出部15により検出された画像情報における光強度の最も高い位置が光軸上から所定の距離だけ離れるように、すなわち、反射光画像において反射光の集光点がその光軸上から所定の距離だけ離れるように、ピエゾアクチュエータ41を駆動制御して対物レンズ13の光軸方向の位置を調節することとしてもよい。
このようにすることで、合焦調節部17により、標本Aの深部等、カバーガラス5から光軸方向に離れた位置にある標本Aの部位に対物レンズ13の焦点位置を合わせることができる。
Further, in the present embodiment, the focus adjustment unit 17 causes the position with the highest light intensity in the image information detected by the detection unit 15 to be separated from the optical axis by a predetermined distance, that is, in the reflected light image. The position of the objective lens 13 in the optical axis direction may be adjusted by driving and controlling the piezo actuator 41 so that the focused point of the reflected light is separated from the optical axis by a predetermined distance.
By doing so, the focus adjusting unit 17 can adjust the focal position of the objective lens 13 to a part of the sample A that is located away from the cover glass 5 in the optical axis direction, such as a deep part of the sample A.

例えば、標本A(例えば、細胞)と培養液とからなる観察体(図示略)をスライドガラス(図示略)とカバーガラス5との間に封入し、図12(a),(b)に示すように、標本Aの内部を深部観察する場合を例示して説明する。観察したい位置とカバーガラス5との距離をオフセットd(μm)として定義する。この値は観察者が決定する。図13(a),(b)はオフセットdを設定しない場合の対物レンズ13の焦点位置を示している。   For example, an observation body (not shown) composed of a specimen A (for example, a cell) and a culture solution is enclosed between a slide glass (not shown) and a cover glass 5 and is shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). As described above, a case where the inside of the specimen A is observed deeply will be described as an example. The distance between the position to be observed and the cover glass 5 is defined as an offset d (μm). This value is determined by the observer. FIGS. 13A and 13B show the focal position of the objective lens 13 when the offset d is not set.

図12(b)において、撮像面36における中心の受光素子をO点、撮像面36における反射光の集光位置をX点とし、観察体の屈折率をnとすると、撮像面36における反射光の集光位置X点から中心の受光素子O点までの画素数aが以下の式(3)を満たすように、対物レンズ13の光軸方向の位置を調節する。
a=β×(d/n)/(p×tanθ)・・・(3)
合焦調節部17により、撮像面36における中心の受光素子O点と反射光の焦点位置X点とがずれるように対物レンズ12の位置を調節することにより、対物レンズ13のピント位置をカバーガラス5の反射位置から離すことができる。したがって、生体試料の深部観察のように、観察したい位置がカバーガラス5から離れている場合でも、標本Aの画像取得と合焦調節とを同時に行うことができる。
In FIG. 12B, assuming that the central light receiving element on the imaging surface 36 is point O, the reflected light condensing position on the imaging surface 36 is point X, and the refractive index of the observation body is n, the reflected light on the imaging surface 36 is reflected. The position of the objective lens 13 in the optical axis direction is adjusted so that the number of pixels a from the condensing position X to the center light receiving element O satisfies the following formula (3).
a = β 2 × (d / n) / (p × tan θ) (3)
The focus adjustment unit 17 adjusts the position of the objective lens 12 so that the center light receiving element O point on the imaging surface 36 and the focal point X point of the reflected light are shifted, thereby adjusting the focus position of the objective lens 13 to the cover glass. 5 away from the reflection position. Therefore, even when the position to be observed is away from the cover glass 5 as in the deep observation of the biological sample, the image acquisition of the specimen A and the focus adjustment can be performed simultaneously.

図12(a),(b)においては、カバーガラス5の観察体側の面を基準にオフセットを求めることとしたが、カバーガラス5の厚さ(t)および屈折率(n_glass)が分かっている場合は、カバーガラス5の対物レンズ13側の面をオフセットの基準位置としてもよい。
この場合、以下の式(4)を満たすように、対物レンズ13の光軸方向の位置を調節することとすればよい。
a=β×(d/n+t/n_glass)/(p×tanθ)・・・(4)
カバーガラス5と空気との界面は、カバーガラス5と観察体との界面と比較して反射率が高いので、カバーガラス5の対物レンズ13側の面をオフセットの基準位置とすることで、撮像面36上の反射光分布のコントラストを高くし、対物レンズ13の焦点位置を精度よく調節できる。
12 (a) and 12 (b), the offset is determined based on the surface of the cover glass 5 on the side of the observation body, but the thickness (t) and the refractive index (n_glass) of the cover glass 5 are known. In this case, the surface on the objective lens 13 side of the cover glass 5 may be used as the offset reference position.
In this case, the position of the objective lens 13 in the optical axis direction may be adjusted so as to satisfy the following expression (4).
a = β 2 × (d / n + t / n_glass) / (p × tan θ) (4)
Since the interface between the cover glass 5 and the air has a higher reflectance than the interface between the cover glass 5 and the observation body, the surface of the cover glass 5 on the objective lens 13 side is used as an offset reference position. The contrast of the reflected light distribution on the surface 36 can be increased, and the focal position of the objective lens 13 can be adjusted with high accuracy.

本実施形態は、以下のように変形することができる。
例えば、第1の変形例としては、標本A上のカバーガラス5に対する撮像面36の傾きが一定の角度となるように、ステージ駆動部(傾き調節部)2が標本Aおよびカバーガラス5の傾きを調節することとしてもよい。この場合、ステージ1の傾きを調節することとすればよい。
This embodiment can be modified as follows.
For example, as a first modification, the stage drive unit (tilt adjustment unit) 2 tilts the specimen A and the cover glass 5 so that the tilt of the imaging surface 36 with respect to the cover glass 5 on the specimen A becomes a constant angle. It is good also as adjusting. In this case, the inclination of the stage 1 may be adjusted.

撮像面36に対するカバーガラス5の傾きが小さくなると、図14に示すように、撮像面36上の反射光分布の変化が低減し、反射光の光束における中央付近からライン方向に離れても広がりが小さくなる。すなわち、反射光画像における光強度の差が低減する。一方、撮像面36に対するカバーガラス5の傾きが大きくなると、図15に示すように、撮像面36上の反射光分布の変化が増大し、反射光の光束における中央付近からライン方向に離れる従い広がりがさらに大きくなる。すなわち、反射光画像における光強度の差が増大する。   When the inclination of the cover glass 5 with respect to the image pickup surface 36 is reduced, as shown in FIG. 14, the change in the reflected light distribution on the image pickup surface 36 is reduced, and the spread is spread even if it is separated from the center of the reflected light flux in the line direction. Get smaller. That is, the difference in light intensity in the reflected light image is reduced. On the other hand, when the inclination of the cover glass 5 with respect to the image pickup surface 36 increases, as shown in FIG. 15, the change in the reflected light distribution on the image pickup surface 36 increases, so that the reflected light spreads away from the vicinity of the center in the line direction. Becomes even larger. That is, the difference in light intensity in the reflected light image increases.

したがって、ステージ駆動部2の作動により、カバーガラス5に対する撮像面36の傾きが一定の角度となるようにステージ1の傾きを調節することで、所望の反射光分布、例えば、撮像面36の傾きで決まる反射光分布の画像情報を取得することができる。ステージ1の傾きは、例えば、標本Aを交換する度に調節することとしてもよいし、あるいは、メンテナンス時に調節することとしてもよい。   Therefore, by adjusting the inclination of the stage 1 so that the inclination of the imaging surface 36 with respect to the cover glass 5 becomes a constant angle by the operation of the stage driving unit 2, a desired reflected light distribution, for example, the inclination of the imaging surface 36 is obtained. The image information of the reflected light distribution determined by can be acquired. For example, the inclination of the stage 1 may be adjusted every time the sample A is replaced, or may be adjusted during maintenance.

また、第2の変形例としては、例えば、図16(a),(b)に示すように、シリンドリカルレンズ35と光検出器37との間の光軸上に、反射光の光束におけるライン方向の半分を遮断するナイフエッジ55を配置することとしてもよい。図16(a)は図16(b)の一部をシリンドリカルレンズ23のパワーがない方向から見た図である。   As a second modification, for example, as shown in FIGS. 16A and 16B, the line direction in the luminous flux of reflected light on the optical axis between the cylindrical lens 35 and the photodetector 37 is shown. It is good also as arrange | positioning the knife edge 55 which interrupts | blocks half of this. FIG. 16A is a view of a part of FIG. 16B viewed from a direction in which the power of the cylindrical lens 23 is not present.

このようにした場合、図17に示すように、撮像面36上の反射光分布は、ライン方向の一端L側の広がりと他端R側の広がりが、ライン方向に直交する方向に沿って互いに逆方向となる。図18(a)は合焦時に反射光の光束におけるライン方向の中心位置が撮像面36に入射される様子を示し、図18(b)は同じくライン方向の一端L側が撮像面36に入射される様子を示し、図18(c)は同じくライン方向の一端R側が撮像面36に入射される様子を示している。また、図19(a)は、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5よりも手前側にある場合の撮像面36に入射される反射光の光束を示し、図19(b)はそのときの撮像面36上の反射光分布を示している。また、図20(a)は、対物レンズ13の焦点位置がカバーガラス5よりも奥行き側にある場合の撮像面36に入射される反射光の光束を示し、図20(b)はそのときの撮像面36上の反射光分布を示している。   In this case, as shown in FIG. 17, the reflected light distribution on the imaging surface 36 is such that the spread on the one end L side in the line direction and the spread on the other end R side are along each other along the direction orthogonal to the line direction. The reverse direction. FIG. 18A shows a state in which the center position in the line direction of the light flux of the reflected light is incident on the imaging surface 36 at the time of focusing, and FIG. 18B also shows that one end L side in the line direction is incident on the imaging surface 36. FIG. 18C also shows a state where one end R side in the line direction is incident on the imaging surface 36. FIG. 19A shows a reflected light beam incident on the imaging surface 36 when the focal position of the objective lens 13 is on the near side of the cover glass 5, and FIG. The reflected light distribution on the imaging surface 36 is shown. FIG. 20A shows a reflected light beam incident on the imaging surface 36 when the focal position of the objective lens 13 is on the depth side of the cover glass 5, and FIG. The reflected light distribution on the imaging surface 36 is shown.

このように、撮像面36上の反射光分布は、反射光の光束のライン方向に直交する方向に沿ってライン方向の一端L側と他方R側とで逆方向に広がることで、例えば、図21に示す撮像面36のように、反射光のライン方向に直交する方向に2つの受光素子S1,S2を並べて配置しても、対物レンズ13の焦点位置を調節することができる。   In this way, the reflected light distribution on the imaging surface 36 spreads in the opposite direction on one end L side and the other R side in the line direction along the direction orthogonal to the line direction of the light flux of the reflected light. The focal position of the objective lens 13 can be adjusted even if the two light receiving elements S1 and S2 are arranged side by side in a direction orthogonal to the line direction of the reflected light as in the imaging surface 36 shown in FIG.

本変形例においては、図22(a)に示すように照明光の光軸に対してカバーガラス5が傾いている場合は、例えば、図22(b)に示すように、撮像面36の反射光分布は、反射光の光束におけるライン方向に沿って平行に延びる形状となる。この場合も、変形例1に示すように、ステージ駆動部2により、ステージ1の傾きを調節することとしてもよい。   In this modification, when the cover glass 5 is inclined with respect to the optical axis of the illumination light as shown in FIG. 22A, for example, as shown in FIG. The light distribution has a shape extending in parallel along the line direction of the reflected light flux. Also in this case, as shown in the first modification, the stage driving unit 2 may adjust the tilt of the stage 1.

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、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、例えば、上記実施形態においては、対物レンズ13を光軸方向に移動させることとしたが、対物レンズ13と標本Aとを相対移動させることとすればよく、例えば、ステージ1を光軸方向に移動させることにより標本Aの位置を調節す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 present invention is not limited to those applied to the above-described one embodiment and modifications, but may be applied to embodiments in which these embodiments and modifications are appropriately combined, and is not particularly limited. Absent. Further, for example, in the above embodiment, the objective lens 13 is moved in the optical axis direction. However, the objective lens 13 and the specimen A may be moved relative to each other. For example, the stage 1 is moved in the optical axis direction. It is good also as adjusting the position of the sample A by moving to.

1 ステージ
2 ステージ駆動部(傾き調節部)
5 カバーガラス
10 自動合焦機構
11 照明光学系
13 対物レンズ
15 検出部
17 合焦調節部
36 撮像面
53 撮像装置(画像取得部)
100 顕微鏡装置
A 標本
1 Stage 2 Stage drive unit (tilt adjustment unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Cover glass 10 Automatic focusing mechanism 11 Illumination optical system 13 Objective lens 15 Detection part 17 Focus adjustment part 36 Imaging surface 53 Imaging device (image acquisition part)
100 Microscope device A Specimen

Claims (7)

カバーガラス付きの標本に照射される照明光をライン状に集光する照明光学系と、
前記ライン状に集光された照明光を前記標本に照射し、前記カバーガラスからの反射光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された前記反射光の光軸に対して傾斜して配置された撮像面を有し、前記反射光を撮影して画像情報を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記画像情報における光強度の最も高い位置が前記光軸上に位置するように、前記対物レンズと前記カバーガラス付きの標本とを前記光軸方向に相対移動させる合焦調節部とを備える自動合焦機構。
An illumination optical system for condensing illumination light irradiated on a specimen with a cover glass in a line;
An objective lens that irradiates the specimen with illumination light collected in a line shape and collects reflected light from the cover glass;
A detection unit that has an imaging surface disposed to be inclined with respect to the optical axis of the reflected light collected by the objective lens, and detects image information by photographing the reflected light;
Focusing that relatively moves the objective lens and the specimen with the cover glass in the optical axis direction so that the position with the highest light intensity in the image information detected by the detection unit is located on the optical axis. An automatic focusing mechanism including an adjustment unit.
カバーガラス付きの標本に照射される照明光をライン状に集光する照明光学系と、
前記ライン状に集光された照明光を前記標本に照射し、前記カバーガラスからの反射光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された前記反射光の光軸に対して傾斜して配置された撮像面を有し、前記反射光を撮影して画像情報を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記画像情報における光強度の最も高い位置が前記光軸上から所定の距離だけ離れるように、前記対物レンズと前記カバーガラス付きの標本とを前記光軸方向に相対移動させる合焦調節部とを備える自動合焦機構。
An illumination optical system for condensing illumination light irradiated on a specimen with a cover glass in a line;
An objective lens that irradiates the specimen with illumination light collected in a line shape and collects reflected light from the cover glass;
A detection unit that has an imaging surface disposed to be inclined with respect to the optical axis of the reflected light collected by the objective lens, and detects image information by photographing the reflected light;
The objective lens and the sample with the cover glass are relatively moved in the optical axis direction so that the position with the highest light intensity in the image information detected by the detection unit is separated from the optical axis by a predetermined distance. An automatic focusing mechanism including an in-focus adjustment unit.
前記検出部の撮像面が前記反射光の光束の短軸回りに傾斜している請求項1または請求項2に記載の自動合焦機構。   3. The automatic focusing mechanism according to claim 1, wherein an imaging surface of the detection unit is tilted around a short axis of the light flux of the reflected light. 前記反射光の光軸に対する前記撮像面の傾きが以下の式を満たす請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動合焦機構。
{(p×tanθ)/β}<{(1.2×λ)/NA
ここで、p:撮像面を構成する受光素子の長さ(μm)
θ:反射光の光軸に対する撮像面の傾き(rad)
β:装置全体の撮像倍率(倍)
NA:対物レンズの開口数
λ:光源の波長(μm)
The automatic focusing mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein an inclination of the imaging surface with respect to an optical axis of the reflected light satisfies the following expression.
{(P × tan θ) / β 2 } <{(1.2 × λ) / NA 2 }
Where p: length of the light receiving element constituting the imaging surface (μm)
θ: inclination of the imaging surface with respect to the optical axis of the reflected light (rad)
β: Imaging magnification of the entire device (times)
NA: Numerical aperture of objective lens λ: Wavelength of light source (μm)
前記合焦調節部が、以下の式により前記対物レンズと前記標本との相対移動量を設定する請求項1から請求項4のいずれかに記載の自動合焦機構。
(a×p×tanθ)/β
ここで、a:撮像面に入射される反射光の光束の中心から撮像面における中心の画素までの画素数
The automatic focusing mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the focusing adjustment unit sets a relative movement amount between the objective lens and the sample according to the following expression.
(A × p × tan θ) / β 2
Here, a: the number of pixels from the center of the reflected light beam incident on the imaging surface to the center pixel on the imaging surface
前記カバーガラス付きの標本に対する前記撮像面の傾きが一定の角度となるように、前記カバーガラス付きの標本の傾きを調節する傾き調節部を備える請求項1から請求項5のいずれかに記載の自動合焦機構。   The inclination adjustment part which adjusts the inclination of the sample with the cover glass so that the inclination of the imaging surface with respect to the sample with the cover glass becomes a constant angle. Automatic focusing mechanism. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の自動合焦機構と、
前記標本を載置し、前記光軸方向に移動可能なステージと、
前記検出部により取得された前記画像情報に基づいて前記標本の画像を取得する画像取得部とを備える顕微鏡装置。
An automatic focusing mechanism according to any one of claims 1 to 6,
A stage on which the specimen is placed and movable in the optical axis direction;
A microscope apparatus comprising: an image acquisition unit that acquires an image of the specimen based on the image information acquired by the detection unit.
JP2010294260A 2010-12-28 2010-12-28 Automatic focus mechanism and microscope device Withdrawn JP2012141452A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010294260A JP2012141452A (en) 2010-12-28 2010-12-28 Automatic focus mechanism and microscope device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010294260A JP2012141452A (en) 2010-12-28 2010-12-28 Automatic focus mechanism and microscope device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012141452A true JP2012141452A (en) 2012-07-26

Family

ID=46677797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010294260A Withdrawn JP2012141452A (en) 2010-12-28 2010-12-28 Automatic focus mechanism and microscope device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012141452A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772923A (en) * 2015-11-24 2017-05-31 睿励科学仪器(上海)有限公司 Atomatic focusing method and system based on angled slots
CN110716301A (en) * 2019-01-29 2020-01-21 浙江大学 Automatic focusing device and method for microscopic vision system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772923A (en) * 2015-11-24 2017-05-31 睿励科学仪器(上海)有限公司 Atomatic focusing method and system based on angled slots
CN106772923B (en) * 2015-11-24 2021-01-01 睿励科学仪器(上海)有限公司 Automatic focusing method and system based on inclined slit
CN110716301A (en) * 2019-01-29 2020-01-21 浙江大学 Automatic focusing device and method for microscopic vision system
CN110716301B (en) * 2019-01-29 2023-07-25 浙江大学 Automatic focusing device and method for microscopic vision system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9810896B2 (en) Microscope device and microscope system
US10007100B2 (en) Light sheet illumination microscope and light sheet illumination method
EP2196836B1 (en) Automatic focusing device and microscope
EP2315065B1 (en) Microscope
JP5601539B2 (en) Three-dimensional direction drift control device and microscope device
WO2012070314A1 (en) Microscope spectrometer, optical axis shift correction device, spectroscope and microscope using same
US7304282B2 (en) Focus detection device and fluorescent observation device using the same
US8809809B1 (en) Apparatus and method for focusing in fluorescence microscope
JP2012212155A (en) Method and apparatus for fluorescent confocal microscopy
JP2010127726A (en) Optical microscope and spectrum measurement method
JP2017167535A (en) Light field microscope and illumination method
JP2007334319A (en) Illuminating device
JP2007506955A (en) Scanning microscope with evanescent wave illumination
JP2011203016A (en) Observation device
JP4962134B2 (en) Measuring device
JP2006171024A (en) Multi-point fluorescence spectrophotometry microscope and multi-point fluorescence spectrophotometry method
JP4818634B2 (en) Scanning fluorescence observation system
JP5495740B2 (en) Confocal scanning microscope
WO2014199713A1 (en) Confocal laser scanning microscope
JP5734758B2 (en) Laser microscope
JP2011118265A (en) Microscope device
JP2012141452A (en) Automatic focus mechanism and microscope device
US20190113729A1 (en) Microscope apparatus
JP2007072391A (en) Laser microscope
JP2010266452A (en) Scanning optical near-field microscope

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140304