JP2013174709A - Microscope device and virtual microscope device - Google Patents

Microscope device and virtual microscope device Download PDF

Info

Publication number
JP2013174709A
JP2013174709A JP2012038798A JP2012038798A JP2013174709A JP 2013174709 A JP2013174709 A JP 2013174709A JP 2012038798 A JP2012038798 A JP 2012038798A JP 2012038798 A JP2012038798 A JP 2012038798A JP 2013174709 A JP2013174709 A JP 2013174709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical path
path difference
contrast
image
signal
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.)
Pending
Application number
JP2012038798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuzo Hiraide
修三 平出
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 JP2012038798A priority Critical patent/JP2013174709A/en
Publication of JP2013174709A publication Critical patent/JP2013174709A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable faster and reliable performance of focusing processing.SOLUTION: An imaging element 1101 outputs an imaging signal based on an image formed on a first plane. An optical path difference sensor 1113 outputs a first contrast signal corresponding to an image formed on a second plane and outputs a second contrast signal corresponding to an image formed on a third plane. A stage drive part 103 changes a relative position of a stage 102 and an optical system 200. An AF signal processing part 112 drives the stage drive part 103 on the basis of the first and second contrast signals when each value of the first and second contrast signals to be output by the optical path difference sensor 1113 is equal to or greater than a predetermined value, and drives the stage drive part 103 on the basis of the imaging signal to be output by the imaging element 1101 when each value of the first and second contrast signals to be output by the optical path difference sensor 1113 is less than the predetermined value.

Description

本発明は、顕微鏡装置およびバーチャル顕微鏡装置に関する。   The present invention relates to a microscope apparatus and a virtual microscope apparatus.

近年、細胞、組織診断といった病理学の分野などにおいて、試料が配置されているスライドガラス(標本スライド)の全体画像を撮像するバーチャル顕微鏡装置が知られている。バーチャル顕微鏡装置は、標本スライドの部分画像を撮像し、撮像した部分画像を合成して1枚の全体画像を生成する。また、バーチャル顕微鏡装置は、病理診断の効率向上及び診断精度向上のため、高解像度且つ高速で画像を取得することができることが強く要求されている。   In recent years, a virtual microscope apparatus that captures an entire image of a slide glass (specimen slide) on which a sample is arranged is known in the field of pathology such as cell and tissue diagnosis. The virtual microscope apparatus captures a partial image of a specimen slide and synthesizes the captured partial images to generate one entire image. In addition, the virtual microscope apparatus is strongly required to acquire images with high resolution and high speed in order to improve the efficiency and accuracy of pathological diagnosis.

図5は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置が撮像する部分画像領域と、部分画像を合成して生成する全体画像領域とを示した概略図である。図示する例では、スライドガラス470と、試料471とが示されている。また、スライドガラス470の領域内に、部分画像領域401〜412と、全体画像領域450とが示されている。この場合、バーチャル顕微鏡装置は、12回の撮像を行うことで、試料471の全ての部分画像領域401〜412の部分画像を撮像することができる。また、部分画像領域401〜412を合わせると、全体画像領域450となる。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a partial image area captured by a conventionally known virtual microscope apparatus and an entire image area generated by synthesizing the partial images. In the illustrated example, a slide glass 470 and a sample 471 are shown. Also, partial image areas 401 to 412 and an entire image area 450 are shown in the area of the slide glass 470. In this case, the virtual microscope apparatus can capture the partial images of all the partial image regions 401 to 412 of the sample 471 by performing the imaging 12 times. Further, when the partial image areas 401 to 412 are combined, an entire image area 450 is obtained.

図6は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置が撮像した部分画像と、部分画像から生成した全体画像とを示した概略図である。図示する例では、バーチャル顕微鏡装置が撮像した部分画像領域401〜412の部分画像501〜512が示されている。また、バーチャル顕微鏡装置が部分画像501〜512を合わせて生成した全体画像550が示されている。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a partial image captured by a conventionally known virtual microscope apparatus and an entire image generated from the partial image. In the illustrated example, partial images 501 to 512 of partial image areas 401 to 412 captured by the virtual microscope apparatus are shown. Moreover, the whole image 550 which the virtual microscope apparatus produced | generated combining the partial images 501-512 is shown.

なお、図6に示した部分画像501〜512の例ではのりしろ部が示されていないが、バーチャル顕微鏡装置が撮像する部分画像501〜512にはのりしろ部が含まれる。例えば、バーチャル顕微鏡装置が部分画像領域401の部分画像501を撮像する場合、図示する部分画像領域401の周囲の領域の画像を含む部分画像501を撮像する。他の部分画像領域402〜412の部分画像502〜512を撮像する場合も同様に、バーチャル顕微鏡装置は、部分画像領域402〜412の周囲の領域の画像を含む部分画像502〜512を撮像する。   In the example of the partial images 501 to 512 illustrated in FIG. 6, the marginal part is not illustrated, but the partial images 501 to 512 captured by the virtual microscope apparatus include the marginal part. For example, when the virtual microscope apparatus captures a partial image 501 of the partial image area 401, the partial image 501 including an image of an area around the partial image area 401 illustrated is captured. Similarly, when imaging the partial images 502 to 512 of the other partial image regions 402 to 412, the virtual microscope apparatus captures the partial images 502 to 512 including the images of the regions around the partial image regions 402 to 412.

ところで、バーチャル顕微鏡装置の観察対象である病理標本は、反射率の低い光を透過する試料である。そのため、バーチャル顕微鏡装置が用いるオートフォーカス(以下、AFと称す)方式は、観察画像のコントラストを検出して合焦動作を行う、いわゆるパッシブ型オートフォーカス方式が主流である。   By the way, a pathological specimen that is an observation target of the virtual microscope apparatus is a sample that transmits light with low reflectance. For this reason, the autofocus (hereinafter referred to as AF) method used by the virtual microscope apparatus is mainly a so-called passive autofocus method that detects the contrast of an observation image and performs a focusing operation.

図7は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャル顕微鏡装置600は、ステージ602と、ステージ駆動部603と、光源604と、コンデンサレンズ605と、対物レンズ606と、結像レンズ607と、カメラ608と、AF信号処理部609とを備えている。なお、カメラ608は撮像素子6081を備えている。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a conventionally known virtual microscope apparatus. In the illustrated example, the virtual microscope apparatus 600 includes a stage 602, a stage drive unit 603, a light source 604, a condenser lens 605, an objective lens 606, an imaging lens 607, a camera 608, and an AF signal processing unit 609. And. Note that the camera 608 includes an image sensor 6081.

ステージ602は、スライドガラス上に病理標本や生物組織などを載置した標本スライド601を載置するための台である。ステージ602は、コンデンサレンズ605と対物レンズ606との間に配置されている。ステージ駆動部603は、AF信号処理部609が出力するAF信号(オートフォーカス信号)に基づいてステージ602を垂直方向に駆動する。光源604は、標本スライド601を照明する光を発生する。   The stage 602 is a table for placing a specimen slide 601 on which a pathological specimen or a biological tissue is placed on a slide glass. The stage 602 is disposed between the condenser lens 605 and the objective lens 606. The stage driving unit 603 drives the stage 602 in the vertical direction based on the AF signal (autofocus signal) output from the AF signal processing unit 609. The light source 604 generates light that illuminates the specimen slide 601.

コンデンサレンズ605は、光源604が照射した光を集光して標本スライド601に対して照射する。対物レンズ606は、複数のレンズで構成されており、標本スライド601に対向するように配置されている。また、対物レンズ606は、標本スライド601からの光束を集光させ、集光させた光を結像レンズ607に対して照射する。   The condenser lens 605 collects the light emitted from the light source 604 and irradiates the sample slide 601. The objective lens 606 includes a plurality of lenses, and is disposed so as to face the sample slide 601. The objective lens 606 collects the light flux from the specimen slide 601 and irradiates the focused light to the imaging lens 607.

結像レンズ607は、対物レンズ606の光軸に沿って配置されている。また、結像レンズ607は、対物レンズ606が集光した光をカメラ608が備える撮像素子6081の撮像面上に結像させる。これにより、標本スライド601からの光は、撮像素子6081に導かれる。カメラ608が備える撮像素子6081は、標本スライド601からの光を受光し、受光した光を、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換する。カメラ608は、撮像素子6081が光電変換した電気信号に基づいて標本スライド601の画像データを生成する。AF信号処理部609は、カメラ608が生成した画像データのコントラスト値を算出し、コントラスト値がピークとなる位置にステージ602が移動するように、AF信号を出力する。   The imaging lens 607 is disposed along the optical axis of the objective lens 606. The imaging lens 607 forms an image of the light condensed by the objective lens 606 on the imaging surface of the imaging element 6081 provided in the camera 608. As a result, light from the specimen slide 601 is guided to the image sensor 6081. An image sensor 6081 provided in the camera 608 receives light from the specimen slide 601 and photoelectrically converts the received light into an electrical signal corresponding to the intensity of the received light. The camera 608 generates image data of the specimen slide 601 based on the electrical signal photoelectrically converted by the image sensor 6081. The AF signal processing unit 609 calculates the contrast value of the image data generated by the camera 608 and outputs an AF signal so that the stage 602 moves to a position where the contrast value reaches a peak.

次に、バーチャル顕微鏡装置600による山登りコントラストAFについて説明する。カメラ608は、標本スライド601の画像を撮像する。AF信号処理部609は、撮像素子6081が撮像した画像のコントラスト値を算出し、コントラスト値がピークとなる位置にステージ602が移動するようにAF信号を出力する。ステージ駆動部603は、AF信号処理部609が出力するAF信号に基づいてステージ602を移動させる。これにより、カメラ608が備える撮像素子6081のピントが標本スライド601に合う(例えば、特許文献1参照)。   Next, hill-climbing contrast AF performed by the virtual microscope apparatus 600 will be described. The camera 608 captures an image of the specimen slide 601. The AF signal processing unit 609 calculates a contrast value of an image captured by the image sensor 6081 and outputs an AF signal so that the stage 602 moves to a position where the contrast value reaches a peak. The stage driving unit 603 moves the stage 602 based on the AF signal output from the AF signal processing unit 609. As a result, the focus of the image sensor 6081 provided in the camera 608 is aligned with the specimen slide 601 (see, for example, Patent Document 1).

また、図7に示したバーチャル顕微鏡装置600とは異なるAFを用いるバーチャル顕微鏡装置が知られている。図8は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、バーチャル顕微鏡装置700は、ステージ602と、ステージ駆動部603と、光源604と、コンデンサレンズ605と、対物レンズ606と、カメラ608と、AF信号処理部609と、第1のハーフミラー701と、第1の結像レンズ702と、第2の結像レンズ703と、AFユニット704とを備えている。なお、カメラ608は撮像素子6081を備えている。また、AFユニット704は、第2のハーフミラー7041と、ミラー7042と、ラインセンサ7043とを備えている。   A virtual microscope apparatus using AF different from the virtual microscope apparatus 600 shown in FIG. 7 is known. FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a conventionally known virtual microscope apparatus. In the illustrated example, the virtual microscope apparatus 700 includes a stage 602, a stage driving unit 603, a light source 604, a condenser lens 605, an objective lens 606, a camera 608, an AF signal processing unit 609, and a first half. A mirror 701, a first imaging lens 702, a second imaging lens 703, and an AF unit 704 are provided. Note that the camera 608 includes an image sensor 6081. The AF unit 704 includes a second half mirror 7041, a mirror 7042, and a line sensor 7043.

ステージ602と、ステージ駆動部603と、光源604と、コンデンサレンズ605と、対物レンズ606と、カメラ608とは、図7に示した各部と同様である。第1のハーフミラー701は、対物レンズ606と第1の結像レンズ702との間に配置されており、対物レンズ606からの光の一部を第2の結像レンズ703に対して照射し、残りの光を透過して第1の結像レンズ702に対して照射する。   The stage 602, the stage driving unit 603, the light source 604, the condenser lens 605, the objective lens 606, and the camera 608 are the same as the respective units shown in FIG. The first half mirror 701 is disposed between the objective lens 606 and the first imaging lens 702, and irradiates a part of light from the objective lens 606 to the second imaging lens 703. The remaining light is transmitted and applied to the first imaging lens 702.

第1の結像レンズ702は、第1のハーフミラー701の光軸に沿って配置されている。また、第1の結像レンズ702は、対物レンズ606が集光した光のうち、第1のハーフミラー701が透過した光をカメラ608が備える撮像素子6081の撮像面上に結像させる。これにより、標本スライド601からの光はカメラ608に導かれる。第2の結像レンズ703は、対物レンズ606が集光した光のうち、第1のハーフミラー701が反射した光をAFユニット704に照射する。これにより、標本スライド601からの光は、AFユニット704に導かれる。   The first imaging lens 702 is disposed along the optical axis of the first half mirror 701. The first imaging lens 702 forms an image on the imaging surface of the imaging element 6081 included in the camera 608 of the light condensed by the objective lens 606 and transmitted through the first half mirror 701. Thereby, the light from the specimen slide 601 is guided to the camera 608. The second imaging lens 703 irradiates the AF unit 704 with light reflected by the first half mirror 701 out of the light collected by the objective lens 606. Thereby, the light from the specimen slide 601 is guided to the AF unit 704.

第2のハーフミラー7041は、第2の結像レンズ703とラインセンサ7043との間に配置されている。また、第2のハーフミラー7041は、第2の結像レンズ703からの光の一部を透過して一部をミラー7042の方向に反射する。これにより、第2のハーフミラー7041は、第2の結像レンズ703からの光を、ラインセンサ7043の方向と、ミラー7042の方向とに2分割する。ミラー7042は、第2のハーフミラー7041が反射した光を、ラインセンサ7043の方向に反射する。   The second half mirror 7041 is disposed between the second imaging lens 703 and the line sensor 7043. The second half mirror 7041 transmits a part of the light from the second imaging lens 703 and reflects a part thereof in the direction of the mirror 7042. Thereby, the second half mirror 7041 divides the light from the second imaging lens 703 into two in the direction of the line sensor 7043 and the direction of the mirror 7042. The mirror 7042 reflects the light reflected by the second half mirror 7041 toward the line sensor 7043.

なお、第2のハーフミラー7041が透過し、ラインセンサ7043に入射する光の光路を光路aとする。また、第2のハーフミラー7041が反射し、ミラー7042が反射し、ラインセンサ7043に入射する光の光路を光路bとする。なお、ミラー7042は、反射した光の光路が光路aと略平行になるように配置されている。また、光路aは第2のハーフミラー7041から直接ラインセンサ7043に導かれる光路であり、光路bは第2のハーフミラー7041からミラー7042を介してラインセンサ7043に導かれる光路であるため、光路bの光路長は、光路aの光路長よりも長い。   Note that an optical path of light transmitted through the second half mirror 7041 and incident on the line sensor 7043 is an optical path a. The optical path of the light reflected by the second half mirror 7041 and reflected by the mirror 7042 and entering the line sensor 7043 is defined as an optical path b. The mirror 7042 is disposed so that the optical path of the reflected light is substantially parallel to the optical path a. The optical path a is an optical path that is directly guided from the second half mirror 7041 to the line sensor 7043, and the optical path b is an optical path that is guided from the second half mirror 7041 to the line sensor 7043 via the mirror 7042. The optical path length of b is longer than the optical path length of the optical path a.

ラインセンサ7043は、光路a上かつ光路b上に配置され、光路aに導かれた標本スライド601からの光と、光路bに導かれた標本スライド601からの光とを受光し、受光した光を、光の強さに応じた電気信号に光電変換し出力する。なお、ラインセンサ7043の光検出面である平面を受光面とする。   The line sensor 7043 is disposed on the optical path a and the optical path b, receives light from the specimen slide 601 guided to the optical path a and light from the specimen slide 601 guided to the optical path b, and receives the received light. Is photoelectrically converted into an electrical signal corresponding to the intensity of light and output. A plane that is a light detection surface of the line sensor 7043 is a light receiving surface.

AF信号処理部609は、ラインセンサ7043が出力する電気信号に基づいて、光路aに導かれてラインセンサ7043に入射される標本スライド601からの光のコントラストと、光路bに導かれてラインセンサ7043に入射される標本スライド601からの光のコントラストとの差を検出する。また、AF信号処理部609は、検出したコントラストの差がゼロとなる位置にステージ602が移動するように、AF信号を出力する。ここで、ラインセンサ7043が、光路aに導かれた光を光電変換した電気信号を後ピン信号と定義し、ラインセンサ7043が、光路bに導かれた光を光電変換した電気信号を前ピン信号と定義する。   The AF signal processing unit 609 is based on the electrical signal output from the line sensor 7043, and the contrast of light from the specimen slide 601 that is guided to the optical path a and incident on the line sensor 7043, and the linear sensor that is guided to the optical path b. A difference from the contrast of light from the specimen slide 601 incident on 7043 is detected. The AF signal processing unit 609 outputs an AF signal so that the stage 602 moves to a position where the detected contrast difference becomes zero. Here, the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light guided to the optical path a by the line sensor 7043 is defined as a rear pin signal, and the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light guided to the optical path b by the line sensor 7043 is a front pin. Defined as a signal.

図9は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置700において、標本スライド601の位置を対物レンズ606の光軸方向に変化させたときの前ピンコントラスト信号と後ピンコントラスト信号の変化を示したグラフである。図示するグラフの横軸は、標本スライド601と対物レンズ606との間の距離(デフォーカス量)を示し、縦軸は、コントラスト信号値を示す。また、曲線801は、デフォーカス量と前ピンコントラスト信号値との関係を示す。また、曲線802は、デフォーカス量と後ピンコントラスト信号値との関係を示す。ステージ602に載置された標本スライド601を、対物レンズ606に対して十分に遠い位置(−Z)から十分に近い位置(+Z)まで移動させると、先ず、前ピンコントラスト信号値が、光路bによる投影像合焦位置(前ピン位置)で最大となりその後低下する。続いて、後ピンコントラスト信号値が、光路aによる投影像合焦位置(後ピン位置)で最大となりその後低下する。   FIG. 9 is a graph showing changes in the front pin contrast signal and the rear pin contrast signal when the position of the specimen slide 601 is changed in the optical axis direction of the objective lens 606 in the conventionally known virtual microscope apparatus 700. is there. The horizontal axis of the illustrated graph indicates the distance (defocus amount) between the specimen slide 601 and the objective lens 606, and the vertical axis indicates the contrast signal value. A curve 801 indicates the relationship between the defocus amount and the front pin contrast signal value. A curve 802 indicates the relationship between the defocus amount and the rear pin contrast signal value. When the specimen slide 601 placed on the stage 602 is moved from a position (−Z) sufficiently far from the objective lens 606 to a position (+ Z) sufficiently close to the objective lens 606, first, the front pin contrast signal value is changed to the optical path b. It becomes maximum at the projected image focus position (front pin position) due to and then decreases. Subsequently, the rear pin contrast signal value becomes maximum at the projected image focusing position (rear pin position) along the optical path a and then decreases.

図10は、従来知られているバーチャル顕微鏡装置700において、標本スライド601の位置を光軸方向に変化させたときの差分コントラスト信号値の変化を示したグラフである。図示するグラフの横軸は、標本スライド601と対物レンズ606との間の距離(デフォーカス量)を示し、縦軸は、差分コントラスト信号値を示す。また、曲線850は、デフォーカス量と差分コントラスト信号値との関係を示す。ステージ602に載置された標本スライド601を、対物レンズ606に対して十分に遠い位置(−Z)から十分に近い位置(+Z)まで移動させると、差分コントラスト信号値は、光路bによる投影像合焦位置で極大となり、その後急峻に低下してゼロとなり、光路aによる投影像合焦位置で極小となるS字カーブを描く。   FIG. 10 is a graph showing changes in the differential contrast signal value when the position of the specimen slide 601 is changed in the optical axis direction in the conventionally known virtual microscope apparatus 700. The horizontal axis of the illustrated graph indicates the distance (defocus amount) between the specimen slide 601 and the objective lens 606, and the vertical axis indicates the difference contrast signal value. A curve 850 indicates the relationship between the defocus amount and the difference contrast signal value. When the specimen slide 601 placed on the stage 602 is moved from a position (−Z) sufficiently far from the objective lens 606 to a position (+ Z) sufficiently close to the objective lens 606, the difference contrast signal value is obtained as a projection image by the optical path b. An S-shaped curve is drawn which becomes maximum at the in-focus position, then decreases sharply to zero, and becomes minimum at the in-focus position of the projected image by the optical path a.

なお、カメラ608が備える撮像素子6081の撮像面は、差分コントラスト信号値がゼロの時に標本スライド601の像が結像する位置に配置されている。そのため、ステージ駆動部603は、AF信号処理部609から入力されるAF信号に基づいて、差分コントラスト信号値がゼロとなる位置に標本スライド601(ステージ602)を移動させることで、カメラ608が備える撮像素子6081のピントが標本スライド601に合うように制御することができる。なお、カメラ608が備える撮像素子6081のピントが標本スライド601に合うように制御する処理を合焦処理と呼ぶ。   Note that the imaging surface of the imaging device 6081 provided in the camera 608 is disposed at a position where the image of the specimen slide 601 is formed when the differential contrast signal value is zero. Therefore, the stage driving unit 603 moves the sample slide 601 (stage 602) to a position where the differential contrast signal value becomes zero based on the AF signal input from the AF signal processing unit 609, so that the camera 608 is provided. Control can be performed so that the focus of the image sensor 6081 is aligned with the specimen slide 601. Note that the process of controlling the image sensor 6081 included in the camera 608 so that the focus of the image sensor 6081 is aligned with the sample slide 601 is referred to as a focusing process.

次に、バーチャル顕微鏡装置700による光路差AFについて説明する。まず、ラインセンサ7043は、光路aに導かれた標本スライド601からの光と、光路bに導かれた標本スライド601からの光とを受光し、受光した光を、光の強さに応じた電気信号に光電変換し出力する。AF信号処理部609は、ラインセンサ7043が出力する電気信号に基づいて、光路aに導かれてラインセンサ7043に入射される標本スライド601からの光のコントラストと、光路bに導かれてラインセンサ7043に入射される標本スライド101からの光のコントラストとの差を検出する。また、AF信号処理部609は、検出したコントラストの差がゼロとなる位置にステージ602が移動するように、AF信号を出力する。ステージ駆動部603は、AF信号処理部609が出力するAF信号に基づいてステージ602を移動させる。これにより、カメラ608が備える撮像素子6081のピントが標本スライド601に合う(例えば、特許文献2参照)。   Next, optical path difference AF by the virtual microscope apparatus 700 will be described. First, the line sensor 7043 receives the light from the specimen slide 601 guided to the optical path a and the light from the specimen slide 601 guided to the optical path b, and the received light according to the intensity of the light. Photoelectrically converted into electrical signals and output. The AF signal processing unit 609 is based on the electrical signal output from the line sensor 7043, and the contrast of light from the specimen slide 601 that is guided to the optical path a and incident on the line sensor 7043, and the linear sensor that is guided to the optical path b. A difference from the contrast of light from the specimen slide 101 incident on 7043 is detected. The AF signal processing unit 609 outputs an AF signal so that the stage 602 moves to a position where the detected contrast difference becomes zero. The stage driving unit 603 moves the stage 602 based on the AF signal output from the AF signal processing unit 609. Accordingly, the focus of the image sensor 6081 provided in the camera 608 is aligned with the specimen slide 601 (see, for example, Patent Document 2).

特開平5−236315号公報JP-A-5-236315 特開昭53−50851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 53-50851

前述した通り、バーチャル顕微鏡装置には高解像度且つ高速で標本スライドの画像を取得することが要求されている。従来知られている山登りコントラストAF処理では、撮像素子が撮像した画像を用いるのでAF視野は撮像視野と同一である。そのため、AF視野には被写体が含まれているので確実にAF動作を行なうことができる。しかしながら、山登りコントラストAF処理では、撮像素子が撮像した画像のコントラスト値のピークを探すために、ステージもしくは対物レンズを光軸方向に動かしてコントラスト値の減少および増加を検出し、合焦駆動方向やステージもしくは対物レンズの移動方向を判断しなければならない。そのため、山登りコントラストAF処理では合焦速度が遅く、標本スライドの画像を高速に取得することができないという問題がある。   As described above, a virtual microscope apparatus is required to acquire an image of a specimen slide with high resolution and high speed. In the conventionally known hill-climbing contrast AF process, an image picked up by the image pickup device is used, so that the AF field of view is the same as the image pickup field of view. Therefore, since the subject is included in the AF field of view, the AF operation can be performed reliably. However, in the hill-climbing contrast AF process, in order to find the peak of the contrast value of the image captured by the image sensor, the decrease or increase of the contrast value is detected by moving the stage or the objective lens in the optical axis direction. The direction of movement of the stage or objective lens must be determined. Therefore, the hill-climbing contrast AF process has a problem that the focusing speed is slow, and the image of the specimen slide cannot be acquired at high speed.

また、従来知られている光路差AF処理では、差分コントラスト値の符号により合焦駆動方向が常に判定できるため、合焦速度が速い。そのため、標本スライドの画像を高速に取得することができる。しかしながら、光路差AFのAF視野は、撮像視野と比べて範囲が非常に狭い。   Further, in the conventionally known optical path difference AF processing, since the in-focus driving direction can always be determined by the sign of the difference contrast value, the in-focus speed is fast. Therefore, the image of the specimen slide can be acquired at high speed. However, the AF field of the optical path difference AF has a very narrow range compared to the imaging field.

図11は、従来知られている光路差AFのAF視野と撮像視野との関係を示した概略図である。図示する例では、被写体901と、光路差AFのAF視野902と、撮像視野903とが示されている。このように、光路差AFのAF視野902は、撮像視野903の一部分である。そのため、図示するように、撮像視野903には被写体901が含まれているが、光路差AFのAF視野902には被写体901が含まれない可能性がある。   FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between the AF field of view and the imaging field of view of the conventionally known optical path difference AF. In the illustrated example, an object 901, an AF field 902 for optical path difference AF, and an imaging field 903 are shown. Thus, the AF field 902 of the optical path difference AF is a part of the imaging field 903. Therefore, as shown in the drawing, the subject 901 is included in the imaging field 903, but the subject 901 may not be included in the AF field 902 of the optical path difference AF.

このように、光路差AFのAF視野902内に被写体901が存在しない場合、光路差AF処理では合焦処理を行うことができない。なお、光路差AFのAF視野902内に被写体901が存在しない場合には、被写体901が光路差AFのAF視野902内に含まれるようにステージ602を移動させれば良い。しかしながら、バーチャル顕微鏡装置700においては、撮像時間の最適化や画像合成処理の容易化のため、部分画像を撮像する場合には隣接する部分画像を順次等間隔で撮像する必要がある。そのため、被写体901の配置や形状などによっては、光路差AFのAF視野902内に被写体901が存在しない場合があり、標本スライド601にピントを合わせることができない可能性がある。   As described above, when the subject 901 does not exist in the AF field 902 of the optical path difference AF, the focusing process cannot be performed in the optical path difference AF process. When the subject 901 does not exist in the AF field 902 for the optical path difference AF, the stage 602 may be moved so that the subject 901 is included in the AF field 902 for the optical path difference AF. However, in the virtual microscope apparatus 700, in order to optimize the imaging time and facilitate the image composition process, when capturing partial images, it is necessary to sequentially capture adjacent partial images at equal intervals. Therefore, depending on the arrangement and shape of the subject 901, the subject 901 may not exist in the AF field 902 of the optical path difference AF, and there is a possibility that the specimen slide 601 cannot be focused.

また、必ず合焦動作を行うことができるようにAFユニットを複数設け、常に被写体上に光路差AFのAF視野が存在するようにすることも考えられるが、装置が大掛かりとなりコストが高くなるため現実的ではない。   In addition, it is conceivable to provide a plurality of AF units so that the focusing operation can be performed without fail, so that the AF field of the optical path difference AF always exists on the subject, but the apparatus becomes large and the cost increases. Not realistic.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、より高速に、確実に合焦処理を行うことができる顕微鏡装置およびバーチャル顕微鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a microscope apparatus and a virtual microscope apparatus that can perform focusing processing at higher speed and with reliability.

本発明は、試料を載置するステージと、前記試料を照明する光源と、前記試料の領域のうち第1の領域の像を第1の平面に結像させ、前記第1の領域に含まれる第2の領域の像を第2の平面と第3の平面とに結像させる光学系と、前記第1の平面に結像された像に基づいた撮像信号を出力する撮像素子と、前記第2の平面と前記第3の平面との間に配置され、前記第2の平面に結像された像に対応する第1のコントラスト信号と、前記第3の平面に結像された像に対応する第2のコントラスト信号とを出力する光路差センサと、前記ステージと前記光学系との相対位置を変える駆動部と、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて前記駆動部を駆動させる合焦処理部と、を備えることを特徴とする顕微鏡装置である。   The present invention includes a stage on which a sample is placed, a light source that illuminates the sample, and an image of a first region of the sample region formed on a first plane, and is included in the first region. An optical system that forms an image of the second region on a second plane and a third plane; an image sensor that outputs an image signal based on the image formed on the first plane; The first contrast signal corresponding to the image formed on the second plane and the image formed on the third plane is disposed between the second plane and the third plane. An optical path difference sensor that outputs a second contrast signal, a drive unit that changes a relative position between the stage and the optical system, the first contrast signal output from the optical path difference sensor, and the second contrast. If the signal is greater than or equal to a predetermined value, the first contrast signal and the The drive unit is driven based on the contrast signal of 2 and the imaging device outputs when the first contrast signal and the second contrast signal output by the optical path difference sensor are less than a predetermined value. And a focusing processing unit that drives the driving unit based on the imaging signal.

また、本発明の顕微鏡装置において、前記合焦制御部は、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて光路差オートフォーカスを用いて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて山登りコントラストオートフォーカスを用いて前記駆動部を駆動させることを特徴とする。   In the microscope apparatus of the present invention, the focusing control unit may be configured such that the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value. Based on the contrast signal and the second contrast signal, the driving unit is driven using optical path difference autofocus, and the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are predetermined. When the value is less than the value, the driving unit is driven using hill-climbing contrast autofocus based on the imaging signal output by the imaging device.

また、本発明は、試料を載置するステージと、前記試料を照明する光源と、前記試料の領域のうち第1の領域の像を第1の平面に結像させ、前記第1の領域に含まれる第2の領域の像を第2の平面と第3の平面とに結像させる光学系と、前記第1の平面に結像された像に基づいた撮像信号を出力する撮像素子と、前記第2の平面と前記第3の平面との間に配置され、前記第2の平面に結像された像に対応する第1のコントラスト信号と、前記第3の平面に結像された像に対応する第2のコントラスト信号とを出力する光路差センサと、前記ステージと前記光学系との相対位置を変える駆動部と、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて前記駆動部を駆動させる合焦処理部と、を備えることを特徴とするバーチャル顕微鏡装置である。   In the present invention, a stage on which a sample is placed, a light source that illuminates the sample, and an image of a first region of the sample region are formed on a first plane, and the first region is formed on the first region. An optical system that forms an image of the second region included in the second plane and the third plane, an imaging element that outputs an imaging signal based on the image formed on the first plane, A first contrast signal corresponding to an image formed between the second plane and the third plane and formed on the second plane; and an image formed on the third plane. An optical path difference sensor that outputs a second contrast signal corresponding to the above, a drive unit that changes the relative position of the stage and the optical system, the first contrast signal output by the optical path difference sensor, and the second The first contrast signal when the contrast signal is equal to or greater than a predetermined value. When the driving unit is driven based on the second contrast signal and the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are less than a predetermined value, the imaging device A focusing processing unit that drives the driving unit based on the imaging signal output from the virtual microscope apparatus.

本発明によれば、ステージは試料を載置する。また、光源は試料を照明する。また、光学系は、試料の領域のうち第1の領域の像を第1の平面に結像させ、第1の領域に含まれる第2の領域の像を第2の平面と第3の平面とに結像させる。また、撮像素子は、第1の平面に結像された像に基づいた撮像信号を出力する。また、光路差センサは、第2の平面と第3の平面との間に配置され、第2の平面に結像された像に対応する第1のコントラスト信号と、第3の平面に結像された像に対応する第2のコントラスト信号とを出力する。また、駆動部は、ステージと光学系との相対位置を変える。また、合焦処理部は、光路差センサが出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて駆動部を駆動させ、光路差センサが出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には撮像素子が出力する撮像信号に基づいて駆動部を駆動させる。   According to the present invention, the stage mounts a sample. The light source illuminates the sample. In addition, the optical system forms an image of the first region of the sample region on the first plane, and images of the second region included in the first region are the second plane and the third plane. And form an image. The imaging element outputs an imaging signal based on the image formed on the first plane. The optical path difference sensor is disposed between the second plane and the third plane, and forms a first contrast signal corresponding to an image formed on the second plane and an image on the third plane. And a second contrast signal corresponding to the image formed. The drive unit changes the relative position between the stage and the optical system. In addition, the focusing processing unit determines that the first contrast signal and the second contrast signal are output when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value. And driving the drive unit based on the imaging signal output from the image sensor when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are less than a predetermined value. .

これにより、合焦処理部は、光路差センサが出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には、光路差センサが出力する信号に基づいて駆動部を駆動させることができる。また、合焦処理部は、光路差センサが出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には撮像素子が出力する撮像信号に基づいて駆動部を駆動させることができる。従って、より高速に、確実に合焦処理を行うことができる。   As a result, the focusing processing unit moves the driving unit based on the signal output from the optical path difference sensor when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value. It can be driven. The focusing processing unit drives the driving unit based on the imaging signal output from the imaging element when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are less than a predetermined value. be able to. Therefore, the focusing process can be performed reliably at a higher speed.

本発明の一実施形態における顕微鏡装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the microscope apparatus in one Embodiment of this invention. 本実施形態における光路差センサの光路差AF視野と、撮像素子の撮像視野との関係を示した概略図である。It is the schematic which showed the relationship between the optical path difference AF visual field of the optical path difference sensor in this embodiment, and the imaging visual field of an image pick-up element. 本実施形態における光路差AFユニットの視野内に被写体が存在するときの前ピン信号、後ピン信号と、光路差AFユニットの視野内に被写体が存在しないときの前ピン信号、後ピン信号との関係を示したグラフである。The front pin signal and rear pin signal when the subject is present in the field of view of the optical path difference AF unit in the present embodiment, and the front pin signal and rear pin signal when the subject is not present in the field of view of the optical path difference AF unit. It is the graph which showed the relationship. 本実施形態における顕微鏡装置の動作手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement procedure of the microscope apparatus in this embodiment. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置が撮像する部分画像領域と、部分画像を合成して生成する全体画像領域とを示した概略図である。It is the schematic which showed the partial image area which the conventionally known virtual microscope apparatus images, and the whole image area | region which synthesize | combines and produces | generates a partial image. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置が撮像した部分画像と、部分画像から生成した全体画像とを示した概略図である。It is the schematic which showed the partial image imaged with the conventionally known virtual microscope apparatus, and the whole image produced | generated from the partial image. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the conventionally known virtual microscope apparatus. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the conventionally known virtual microscope apparatus. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置において、標本スライドの位置を対物レンズの光軸方向に変化させたときの前ピンコントラスト信号と後ピンコントラスト信号の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the front pin contrast signal and the back pin contrast signal when the position of a sample slide is changed in the optical axis direction of an objective lens in the conventionally known virtual microscope apparatus. 従来知られているバーチャル顕微鏡装置において、標本スライドの位置を光軸方向に変化させたときの差分コントラスト信号値の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the difference contrast signal value when the position of a sample slide is changed in an optical axis direction in the conventionally known virtual microscope apparatus. 従来知られている光路差AFのAF視野と撮像視野との関係を示した概略図である。It is the schematic which showed the relationship between AF visual field of the optical path difference AF known conventionally, and an imaging visual field.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態における顕微鏡装置1の構成を示した概略図である。例えば、顕微鏡装置1は、標本スライドの部分画像を撮像し、撮像した部分画像を合成して1枚の全体画像を生成するバーチャル顕微鏡装置である。なお、顕微鏡装置1は、1枚の画像を撮像する顕微鏡装置であってもよい。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a microscope apparatus 1 according to the present embodiment. For example, the microscope apparatus 1 is a virtual microscope apparatus that captures partial images of a specimen slide and synthesizes the captured partial images to generate one entire image. Note that the microscope apparatus 1 may be a microscope apparatus that captures one image.

図示する例では、顕微鏡装置1は、ステージ102と、ステージ駆動部103(駆動部)と、光源104と、コンデンサレンズ105と、対物レンズ106と、第1のハーフミラー107と、第1の結像レンズ108と、第2の結像レンズ109と、カメラ110と、光路差AFユニット111と、AF信号処理部112(合焦処理部)と、画像処理部113とを備えている。なお、カメラ110は撮像素子1101を備えている。また、光路差AFユニット111は、第2のハーフミラー1111と、ミラー1112と、光路差センサ1113とを備えている。また、対物レンズ106と、第1のハーフミラー107と、第1の結像レンズ108と、第2の結像レンズ109と、第2のハーフミラー1111と、ミラー1112とを光学系200とする。   In the illustrated example, the microscope apparatus 1 includes a stage 102, a stage driving unit 103 (driving unit), a light source 104, a condenser lens 105, an objective lens 106, a first half mirror 107, and a first connection. An image lens 108, a second imaging lens 109, a camera 110, an optical path difference AF unit 111, an AF signal processing unit 112 (focus processing unit), and an image processing unit 113 are provided. Note that the camera 110 includes an image sensor 1101. The optical path difference AF unit 111 includes a second half mirror 1111, a mirror 1112, and an optical path difference sensor 1113. The objective lens 106, the first half mirror 107, the first imaging lens 108, the second imaging lens 109, the second half mirror 1111, and the mirror 1112 are used as the optical system 200. .

ステージ102は、スライドガラス上に病理標本や生物組織などを載置した標本スライド101を載置するための台である。ステージ102は、コンデンサレンズ105と対物レンズ106との間に配置されている。ステージ駆動部103は、AF信号処理部112が出力するAF信号(オートフォーカス信号)に基づいてステージ102を水平及び垂直方向に駆動する。光源104は、標本スライド101を照明する光を発生する。   The stage 102 is a table for placing a specimen slide 101 on which a pathological specimen or a biological tissue is placed on a slide glass. The stage 102 is disposed between the condenser lens 105 and the objective lens 106. The stage driving unit 103 drives the stage 102 in the horizontal and vertical directions based on the AF signal (autofocus signal) output from the AF signal processing unit 112. The light source 104 generates light that illuminates the specimen slide 101.

コンデンサレンズ105は、光源104が照射した光を集光して標本スライド101に対して照射する。対物レンズ106は、複数のレンズで構成されており、標本スライド101に対向するように配置されている。また、対物レンズ106は、標本スライド101からの光束を集光させ、集光させた光を第1のハーフミラー107に対して照射する。第1のハーフミラー107は、対物レンズ106と第1の結像レンズ108との間に配置されており、対物レンズ106からの光の一部を第2の結像レンズ109に対して照射し、残りの光を透過して第1の結像レンズ108に対して照射する。   The condenser lens 105 collects the light emitted from the light source 104 and irradiates the sample slide 101. The objective lens 106 is composed of a plurality of lenses and is disposed so as to face the specimen slide 101. The objective lens 106 condenses the light flux from the specimen slide 101 and irradiates the first half mirror 107 with the condensed light. The first half mirror 107 is disposed between the objective lens 106 and the first imaging lens 108, and irradiates a part of the light from the objective lens 106 to the second imaging lens 109. The remaining light is transmitted and applied to the first imaging lens 108.

第1の結像レンズ108は、第1のハーフミラー107の光軸に沿って配置されている。また、第1の結像レンズ108は、対物レンズ106が集光した光のうち、第1のハーフミラー107が透過した光をカメラ110が備える撮像素子1101の撮像面(第1の平面)上に結像させる。これにより、標本スライド101からの光はカメラ110に導かれる。カメラ110が備える撮像素子1101は、標本スライド101からの光を受光し、受光した光を、受光した光の強度に応じた電気信号に光電変換する。カメラ110は、撮像素子1101が光電変換した電気信号(撮像信号)を出力する。   The first imaging lens 108 is disposed along the optical axis of the first half mirror 107. In addition, the first imaging lens 108 is on the imaging surface (first plane) of the imaging device 1101 provided in the camera 110 with the light transmitted through the first half mirror 107 out of the light collected by the objective lens 106. To form an image. Thereby, the light from the specimen slide 101 is guided to the camera 110. An image sensor 1101 provided in the camera 110 receives light from the specimen slide 101 and photoelectrically converts the received light into an electric signal corresponding to the intensity of the received light. The camera 110 outputs an electrical signal (imaging signal) photoelectrically converted by the imaging element 1101.

第2の結像レンズ109は、対物レンズ106が集光した光のうち、第1のハーフミラー107が反射した光を光路差AFユニット111に照射する。これにより、標本スライド101からの光は、光路差AFユニット111に導かれる。第2のハーフミラー1111は、第2の結像レンズ109と光路差センサ1113との間に配置されている。また、第2のハーフミラー1111は、第2の結像レンズ109からの光の一部を透過して一部をミラー1112の方向に反射する。これにより、第2のハーフミラー1111は、第2の結像レンズ109からの光を、光路差センサ1113の方向と、ミラー1112の方向とに2分割する。ミラー1112は、第2のハーフミラー1111が反射した光を、光路差センサ1113の方向に反射する。   The second imaging lens 109 irradiates the optical path difference AF unit 111 with the light reflected by the first half mirror 107 out of the light collected by the objective lens 106. Thereby, the light from the specimen slide 101 is guided to the optical path difference AF unit 111. The second half mirror 1111 is disposed between the second imaging lens 109 and the optical path difference sensor 1113. The second half mirror 1111 transmits part of the light from the second imaging lens 109 and reflects part of the light in the direction of the mirror 1112. As a result, the second half mirror 1111 divides the light from the second imaging lens 109 into two in the direction of the optical path difference sensor 1113 and the direction of the mirror 1112. The mirror 1112 reflects the light reflected by the second half mirror 1111 in the direction of the optical path difference sensor 1113.

なお、第2のハーフミラー1111が透過し、光路差センサ1113に入射する光の光路を光路Aとする。また、第2のハーフミラー1111が反射し、ミラー1112が反射し、光路差センサ1113に入射する光の光路を光路Bとする。なお、ミラー1112は、反射した光の光路が光路Aと略平行になるように配置されている。また、光路Aは第2のハーフミラー1111から直接光路差センサ1113に導かれる光路であり、光路Bは第2のハーフミラー1111からミラー1112を介して光路差センサ1113に導かれる光路であるため、光路Bの光路長は、光路Aの光路長よりも長い。そのため、光路Aに導かれた光の結像点は、光路差センサ1113の後方の平面m(第2の平面)上の後ピン位置11となる。また、光路Bに導かれた光の結像点は、光路差センサ1113の前方の平面n(第3の平面)上の前ピン位置12となる。   Note that an optical path of light transmitted through the second half mirror 1111 and incident on the optical path difference sensor 1113 is an optical path A. The optical path of the light that is reflected by the second half mirror 1111, reflected by the mirror 1112, and incident on the optical path difference sensor 1113 is an optical path B. The mirror 1112 is disposed so that the optical path of the reflected light is substantially parallel to the optical path A. Further, the optical path A is an optical path that is directly guided from the second half mirror 1111 to the optical path difference sensor 1113, and the optical path B is an optical path that is guided from the second half mirror 1111 to the optical path difference sensor 1113 via the mirror 1112. The optical path length of the optical path B is longer than the optical path length of the optical path A. Therefore, the imaging point of the light guided to the optical path A is the rear pin position 11 on the plane m (second plane) behind the optical path difference sensor 1113. Further, the image formation point of the light guided to the optical path B is a front pin position 12 on the plane n (third plane) in front of the optical path difference sensor 1113.

光路差センサ1113は、例えばラインセンサである。光路差センサ1113は、光路A上かつ光路B上に配置され、光路Aに導かれた標本スライド101からの光と、光路Bに導かれた標本スライド101からの光とを受光し、受光した光を、光の強さに応じた電気信号に光電変換し出力する。すなわち、光路差センサ1113は、平面m上の後ピン位置11に結像された光(像)に対応する電気信号(第1のコントラスト信号)と、平面n上の前ピン位置12に結像された光(像)に対応する電気信号(第2のコントラスト信号)とを出力する。なお、光路差センサ1113の光検出面である平面を受光面とする。   The optical path difference sensor 1113 is a line sensor, for example. The optical path difference sensor 1113 is arranged on the optical path A and the optical path B, and receives and receives the light from the specimen slide 101 guided to the optical path A and the light from the specimen slide 101 guided to the optical path B. Light is photoelectrically converted into an electrical signal corresponding to the intensity of the light and output. That is, the optical path difference sensor 1113 forms an image at the front pin position 12 on the plane n and the electrical signal (first contrast signal) corresponding to the light (image) imaged at the rear pin position 11 on the plane m. An electrical signal (second contrast signal) corresponding to the emitted light (image) is output. A plane that is a light detection surface of the optical path difference sensor 1113 is a light receiving surface.

AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する電気信号(第1のコントラスト信号、第2のコントラスト信号)に基づいて、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストと、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストとの値を算出する。また、AF信号処理部112は、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストと、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストとの値が所定の値以上であれば、光路差センサ1113が出力する電気信号に基づいて、光路差AFを用いてステージ駆動部103を駆動させる。すなわち、AF信号処理部112は、光路差AFを用いて合焦動作を行う。光路差AFを用いた合焦動作の具体例については後述する。   The AF signal processing unit 112 is guided to the optical path A based on the electrical signals (first contrast signal and second contrast signal) output from the optical path difference sensor 1113 and is incident on the optical path difference sensor 1113. And the contrast of the light from the specimen slide 101 that is guided to the optical path B and enters the optical path difference sensor 1113 is calculated. The AF signal processing unit 112 also contrasts the light from the specimen slide 101 that is guided to the optical path A and is incident on the optical path difference sensor 1113, and the specimen slide 101 that is guided to the optical path B and is incident on the optical path difference sensor 1113. If the value of the contrast with the light from the optical path difference sensor 1113 is equal to or greater than a predetermined value, the stage drive unit 103 is driven using the optical path difference AF based on the electrical signal output from the optical path difference sensor 1113. That is, the AF signal processing unit 112 performs a focusing operation using the optical path difference AF. A specific example of the focusing operation using the optical path difference AF will be described later.

また、AF信号処理部112は、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストと、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストとの値が所定の値未満であれば、撮像素子1101が出力する撮像信号に基づいて、山登りコントラストAFを用いてステージ駆動部103を駆動させる。すなわち、AF信号処理部112は、山登りコントラストAFを用いて合焦動作を行う。山登りコントラストAFを用いた合焦動作の具体例については後述する。なお、所定の値は、例えば、AF信号処理部112が光路差AFを用いることができる最小のコントラスト値とする。また、所定の値は、例えば、被写体の搭載されていないスライドガラスに対して光路差AF処理を行ってコントラスト信号を測定し、このコントラスト値の最大値よりも大きい値としてもよい。   The AF signal processing unit 112 also contrasts the light from the specimen slide 101 that is guided to the optical path A and is incident on the optical path difference sensor 1113, and the specimen slide 101 that is guided to the optical path B and is incident on the optical path difference sensor 1113. If the value of the contrast with the light from is less than a predetermined value, the stage driving unit 103 is driven using the hill-climbing contrast AF based on the imaging signal output from the imaging element 1101. That is, the AF signal processing unit 112 performs a focusing operation using hill-climbing contrast AF. A specific example of the focusing operation using the hill-climbing contrast AF will be described later. The predetermined value is, for example, the minimum contrast value at which the AF signal processing unit 112 can use the optical path difference AF. Further, the predetermined value may be a value larger than the maximum value of the contrast value, for example, by measuring the contrast signal by performing the optical path difference AF process on the slide glass on which the subject is not mounted.

画像処理部113は、撮像素子1101が光電変換した電気信号に基づいて、画像を生成する。なお、顕微鏡装置1がバーチャル顕微鏡装置である場合、撮像素子1101が光電変換した電気信号に基づいて部分画像を生成し、複数の部分画像を合わせて1枚の全体画像を生成する。   The image processing unit 113 generates an image based on the electrical signal photoelectrically converted by the image sensor 1101. When the microscope apparatus 1 is a virtual microscope apparatus, a partial image is generated based on the electrical signal photoelectrically converted by the imaging element 1101, and a plurality of partial images are combined to generate one whole image.

次に、光路差AFを用いた合焦動作の具体例について説明する。AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する電気信号に基づいて、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストと、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される標本スライド101からの光のコントラストとの差(差分コントラスト信号値)を検出する。ここで、光路差センサ1113が、光路Aに導かれた光を光電変換した電気信号を後ピン信号と定義し、光路差センサ1113が、光路Bに導かれた光を光電変換した電気信号を前ピン信号と定義する。   Next, a specific example of the focusing operation using the optical path difference AF will be described. The AF signal processing unit 112 is guided to the optical path A based on the electrical signal output from the optical path difference sensor 1113 and the contrast of the light from the specimen slide 101 incident on the optical path difference sensor 1113 and the optical path B. A difference (difference contrast signal value) from the contrast of light from the specimen slide 101 incident on the optical path difference sensor 1113 is detected. Here, the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light guided to the optical path A by the optical path difference sensor 1113 is defined as a rear pin signal, and the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light guided by the optical path difference sensor 1113 to the optical path B. Defined as front pin signal.

カメラ110が備える撮像素子1101の撮像面は、差分コントラスト信号値がゼロの時に標本スライド101の像が結像する位置に配置されている。そのため、ステージ駆動部103は、AF信号処理部112から入力されるAF信号に基づいて、差分コントラスト信号値がゼロとなる位置に標本スライド101(ステージ102)を移動させることで、カメラ110が備える撮像素子1101のピントが標本スライド101に合うように制御することができる。   The imaging surface of the imaging device 1101 provided in the camera 110 is disposed at a position where the image of the specimen slide 101 is formed when the differential contrast signal value is zero. Therefore, the stage drive unit 103 moves the sample slide 101 (stage 102) to a position where the difference contrast signal value becomes zero based on the AF signal input from the AF signal processing unit 112, so that the camera 110 includes. Control can be performed so that the focus of the image sensor 1101 matches the specimen slide 101.

次に、山登りコントラストAFを用いた合焦動作の具体例について説明する。AF信号処理部112は、撮像素子1101が出力した撮像信号のコントラスト値を算出し、コントラスト値がピークとなる位置にステージ102が移動するようにAF信号を出力する。ステージ駆動部103は、AF信号処理部112が出力するAF信号に基づいてステージ102を移動させる。これにより、カメラ110が備える撮像素子1101のピントが標本スライド101に合うように制御することができる。   Next, a specific example of a focusing operation using hill-climbing contrast AF will be described. The AF signal processing unit 112 calculates the contrast value of the imaging signal output from the imaging element 1101 and outputs an AF signal so that the stage 102 moves to a position where the contrast value reaches a peak. The stage driving unit 103 moves the stage 102 based on the AF signal output from the AF signal processing unit 112. Thereby, it can control so that the focus of the image pick-up element 1101 with which the camera 110 is provided suits the sample slide 101.

次に、光路差センサ1113(光路差AFユニット111)の光路差AF視野と、撮像素子1101(カメラ110)の撮像視野との関係について説明する。図2は、本実施形態における光路差センサ1113の光路差AF視野と、撮像素子1101の撮像視野との関係を示した概略図である。図示する例では、被写体201と、光路差センサ1113の光路差AF視野202と、撮像素子1101の撮像視野203とが示されている。このように、光路差センサ1113の光路差AF視野202は、撮像素子1101の撮像視野203の一部分である。そのため、図示するように、撮像素子1101の撮像視野203には被写体201が含まれているが、光路差センサ1113の光路差AF視野202には被写体201が含まれない可能性がある。   Next, the relationship between the optical path difference AF field of the optical path difference sensor 1113 (optical path difference AF unit 111) and the imaging field of view of the image sensor 1101 (camera 110) will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the optical path difference AF field of the optical path difference sensor 1113 and the imaging field of the image sensor 1101 in the present embodiment. In the illustrated example, a subject 201, an optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113, and an imaging field 203 of the image sensor 1101 are shown. Thus, the optical path difference AF visual field 202 of the optical path difference sensor 1113 is a part of the imaging visual field 203 of the image sensor 1101. Therefore, as shown in the drawing, the subject 201 is included in the imaging field 203 of the imaging device 1101, but the subject 201 may not be included in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113.

次に、光路差AFユニット111の視野内に被写体が存在するときの前ピン信号、後ピン信号と、光路差AFユニット111の視野内に被写体が存在しないときの前ピン信号、後ピン信号との関係について説明する。図3は、本実施形態における光路差AFユニット111の視野内に被写体が存在するときの前ピン信号、後ピン信号と、光路差AFユニット111の視野内に被写体が存在しないときの前ピン信号、後ピン信号との関係を示したグラフである。   Next, a front pin signal and a rear pin signal when the subject exists in the field of view of the optical path difference AF unit 111, and a front pin signal and a rear pin signal when the subject does not exist in the field of view of the optical path difference AF unit 111, The relationship will be described. FIG. 3 shows a front pin signal and a rear pin signal when a subject is present in the field of view of the optical path difference AF unit 111 and a front pin signal when the subject is not present in the field of view of the optical path difference AF unit 111 in this embodiment. It is the graph which showed the relationship with a back pin signal.

図示するグラフの横軸は、標本スライド101と対物レンズ106との間の距離(デフォーカス量)を示し、縦軸は、コントラスト信号値を示す。また、曲線301は、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在するときのデフォーカス量と前ピンコントラスト信号値との関係を示す。また、曲線302は、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在するときのデフォーカス量と後ピンコントラスト信号値との関係を示す。また、曲線303は、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在しないときのデフォーカス量と前ピンコントラスト信号値との関係を示す。また、曲線304は、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在しないときのデフォーカス量と後ピンコントラスト信号値との関係を示す。   The horizontal axis of the illustrated graph indicates the distance (defocus amount) between the specimen slide 101 and the objective lens 106, and the vertical axis indicates the contrast signal value. A curve 301 indicates the relationship between the defocus amount and the front pin contrast signal value when a subject is present in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113. A curve 302 indicates the relationship between the defocus amount and the rear pin contrast signal value when a subject is present in the optical path difference AF visual field 202 of the optical path difference sensor 1113. A curve 303 shows the relationship between the defocus amount and the front pin contrast signal value when no subject is present in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113. A curve 304 shows the relationship between the defocus amount and the rear pin contrast signal value when no subject is present in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113.

図示する例では、光路差センサ1113の光路差AF視野202に被写体が存在する場合には、光路差AF視野202内のコントラストが高いため、光路差センサ1113が出力するコントラスト信号が大きく、ピークも高くなる。一方、光路差センサ1113の光路差AF視野202に被写体が存在しない場合には、光路差AF視野202内のコントラストが低いため、光路差センサ1113が出力するコントラスト信号が極めて小さく、ピークも生成されない。よって、前ピン信号若しくは後ピン信号の大きさ、或いは前ピン信号と後ピン信号の和信号の大きさを所定の値(閾値)と比較することにより、光路差センサ1113の光路差AF視野202に被写体が存在するか否かを判定することができる。   In the illustrated example, when a subject is present in the optical path difference AF visual field 202 of the optical path difference sensor 1113, the contrast in the optical path difference AF visual field 202 is high, so that the contrast signal output from the optical path difference sensor 1113 is large and has a peak. Get higher. On the other hand, when no subject is present in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113, the contrast in the optical path difference AF field 202 is low, so the contrast signal output from the optical path difference sensor 1113 is extremely small and no peak is generated. . Therefore, by comparing the magnitude of the front pin signal or the rear pin signal, or the magnitude of the sum signal of the front pin signal and the rear pin signal with a predetermined value (threshold value), the optical path difference AF visual field 202 of the optical path difference sensor 1113 is obtained. It can be determined whether or not there is a subject.

次に、本実施形態における顕微鏡装置1の動作手順について説明する。図4は、本実施形態における顕微鏡装置1の動作手順を示したフローチャートである。
(ステップS101)ステージ駆動部103は、カメラ110の撮像素子1101が最初の部分画像(例えば、図5に示した部分画像領域401の部分画像)を撮像できるように、ステージ102(標本スライド101)を水平方向に移動させる。その後、ステップS102の処理に進む。
Next, an operation procedure of the microscope apparatus 1 in the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the microscope apparatus 1 in the present embodiment.
(Step S101) The stage drive unit 103 enables the stage 102 (specimen slide 101) so that the image sensor 1101 of the camera 110 can capture the first partial image (for example, the partial image in the partial image region 401 shown in FIG. 5). Is moved horizontally. Thereafter, the process proceeds to step S102.

(ステップS102)ステージ駆動部103は、対物レンズ106とステージ102(標本スライド101)との間隔を初期間隔となるように、ステージ102を上下方向に移動させる。初期間隔は、例えば、対物レンズ106とステージ102(標本スライド101)が最接近した間隔であり、合焦状態が十分にデフォーカスした間隔である。その後、ステップS103の処理に進む。   (Step S102) The stage drive unit 103 moves the stage 102 in the vertical direction so that the interval between the objective lens 106 and the stage 102 (specimen slide 101) is the initial interval. The initial interval is, for example, an interval at which the objective lens 106 and the stage 102 (specimen slide 101) are closest to each other, and an interval at which the in-focus state is sufficiently defocused. Thereafter, the process proceeds to step S103.

(ステップS103)ステージ駆動部103は、ステージ102を対物レンズ106と離れる方向、つまり合焦する方向に一定距離移動させる。その後、ステップS104の処理に進む。
(ステップS104)光路差センサ1113は、光路Aに導かれた標本スライド101からの光と、光路Bに導かれた標本スライド101からの光とを受光し、受光した光を、光の強さに応じたコントラスト信号に光電変換し出力する。続いて、AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号と、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号との値とを加算したコントラスト和信号を算出する。その後、ステップS104の処理に進む。
(Step S103) The stage drive unit 103 moves the stage 102 by a certain distance in the direction away from the objective lens 106, that is, in the in-focus direction. Thereafter, the process proceeds to step S104.
(Step S104) The optical path difference sensor 1113 receives the light from the specimen slide 101 guided to the optical path A and the light from the specimen slide 101 guided to the optical path B, and uses the received light as the light intensity. Photoelectrically converted into a contrast signal according to the output. Subsequently, the AF signal processing unit 112 outputs the contrast signal of light that is output from the optical path difference sensor 1113 to the optical path A and is incident on the optical path difference sensor 1113, and is guided to the optical path B and is incident on the optical path difference sensor 1113. A contrast sum signal is calculated by adding the value of the contrast signal of the light to be obtained. Thereafter, the process proceeds to step S104.

(ステップS105)AF信号処理部112は、ステップS104の処理で算出したコントラスト和信号が所定の値以上であるか否かを判定する。コントラスト和信号は所定の値以上であるとAF信号処理部112が判定した場合、すなわち、光路差AF視野202内に被写体が存在する場合にはステップS107の処理に進み、それ以外の場合にはステップS106の処理に進む。
(ステップS106)AF信号処理部112は、対物レンズ106とステージ102との距離が、最大間隔値以下であるか否かを判定する。最大間隔値は、対物レンズ106とステージ102とを離すことができる最大の距離値である。対物レンズ106とステージ102との距離が、最大間隔値以下であるとAF信号処理部112が判定した場合にはステップS103の処理に戻り、それ以外の場合にはステップS108の処理に進む。
(Step S105) The AF signal processing unit 112 determines whether or not the contrast sum signal calculated in the process of Step S104 is a predetermined value or more. When the AF signal processing unit 112 determines that the contrast sum signal is equal to or greater than a predetermined value, that is, when an object is present in the optical path difference AF visual field 202, the process proceeds to step S107. The process proceeds to step S106.
(Step S106) The AF signal processing unit 112 determines whether or not the distance between the objective lens 106 and the stage 102 is equal to or less than the maximum interval value. The maximum distance value is a maximum distance value at which the objective lens 106 and the stage 102 can be separated. If the AF signal processing unit 112 determines that the distance between the objective lens 106 and the stage 102 is equal to or less than the maximum distance value, the process returns to step S103, and otherwise, the process proceeds to step S108.

(ステップS107)AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号と、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号とに基づいて、光路差AFを用いて合焦動作を行う。その後、ステップS109の処理に進む。   (Step S <b> 107) The AF signal processing unit 112 outputs the contrast signal of light that is output from the optical path difference sensor 1113 to the optical path A and is incident on the optical path difference sensor 1113, and the optical path difference sensor 1113 that is guided to the optical path B. Based on the contrast signal of the incident light, a focusing operation is performed using the optical path difference AF. Thereafter, the process proceeds to step S109.

(ステップS108)カメラ110が備える撮像素子1101は、標本スライド101からの光を受光して撮像信号を出力する。AF信号処理部112は、撮像素子1101が出力する撮像信号に基づいて、山登りコントラストAFを用いて合焦動作を行う。その後、ステップS109の処理に進む。   (Step S108) The image sensor 1101 provided in the camera 110 receives light from the specimen slide 101 and outputs an image signal. The AF signal processing unit 112 performs a focusing operation using the hill-climbing contrast AF based on the imaging signal output from the imaging element 1101. Thereafter, the process proceeds to step S109.

(ステップS109)カメラ110が備える撮像素子1101は、部分画像領域を撮像し、撮像信号を画像処理部113に対して出力する。画像処理部113は、撮像素子1101が出力した撮像信号に基づいて部分画像を生成する。その後、ステップS110の処理に進む。
(ステップS110)画像処理部113は、全ての部分画像を生成したか否かを判定する。全ての部分画像を生成したと画像処理部113が判定した場合にはステップS112の処理に進み、それ以外の場合にはステップS111の処理に進む。
(Step S <b> 109) The image sensor 1101 included in the camera 110 captures a partial image region and outputs an image signal to the image processing unit 113. The image processing unit 113 generates a partial image based on the imaging signal output from the imaging element 1101. Thereafter, the process proceeds to step S110.
(Step S110) The image processing unit 113 determines whether all partial images have been generated. If the image processing unit 113 determines that all the partial images have been generated, the process proceeds to step S112. Otherwise, the process proceeds to step S111.

(ステップS111)ステージ駆動部103は、カメラ110の撮像素子1101が次の部分画像(例えば、ステップS109の処理で図5に示した部分画像領域401の部分画像を撮像した場合には、部分画像領域402の部分画像)を撮像できるように、ステージ102(標本スライド101)を水平方向に移動させる。その後、ステップS102の処理に戻る。
(ステップS112)画像処理部113は、ステップS109の処理で生成した部分画像を合成して1枚の全体画像を生成する。その後、処理を終了する。
(Step S111) The stage drive unit 103, when the imaging device 1101 of the camera 110 captures the next partial image (for example, the partial image of the partial image region 401 shown in FIG. The stage 102 (specimen slide 101) is moved in the horizontal direction so that a partial image of the region 402 can be captured. Thereafter, the process returns to step S102.
(Step S112) The image processing unit 113 synthesizes the partial images generated in the process of step S109 to generate one whole image. Thereafter, the process ends.

上述した通り、本実施形態では、すなわち、AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には、光路差センサ1113が出力する信号に基づいてステージ駆動部103を駆動させる。また、AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する第1のコントラスト信号と第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には撮像素子1101が出力する撮像信号に基づいてステージ駆動部103を駆動させる。   As described above, in the present embodiment, that is, when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor 1113 are greater than or equal to a predetermined value, the AF signal processing unit 112 performs the optical path difference sensor. The stage drive unit 103 is driven based on the signal output from 1113. The AF signal processing unit 112 drives the stage based on the imaging signal output from the imaging element 1101 when the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor 1113 are less than a predetermined value. The unit 103 is driven.

すなわち、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在する場合には、光路差センサ1113が出力するコントラスト信号に基づいて光路差AFを用いて合焦動作を行う。また、光路差センサ1113の光路差AF視野202内に被写体が存在しない場合には、カメラ110が備える撮像素子1101が出力する撮像信号に基づいて、山登りコントラストAFを用いて合焦動作を行う。これにより、被写体が含まれる信号に基づいて合焦動作を行うため、常に合焦状態にある部分画像を撮像することができる。従って、より高速に、確実に合焦処理を行うことができる。   That is, when an object is present in the optical path difference AF field 202 of the optical path difference sensor 1113, the focusing operation is performed using the optical path difference AF based on the contrast signal output from the optical path difference sensor 1113. When there is no subject in the optical path difference AF visual field 202 of the optical path difference sensor 1113, the focusing operation is performed using the hill-climbing contrast AF based on the imaging signal output from the imaging element 1101 provided in the camera 110. Accordingly, since the focusing operation is performed based on the signal including the subject, it is possible to capture a partial image that is always in focus. Therefore, the focusing process can be performed reliably at a higher speed.

以上、この発明の一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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.

上述した実施形態では、AF信号処理部112は、光路差センサ1113が出力する、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号と、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号との値とを加算したコントラスト和信号を算出する。そして、AF信号処理部112は、算出したコントラスト和信号が所定の値以上である場合には、光路差AF視野202内に被写体が存在すると判定し、それ以外の場合には光路差AF視野202内に被写体が存在していないと判定しているがこれに限らない。例えば、コントラスト和信号を算出せず、光路Aに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号と、光路Bに導かれて光路差センサ1113に入射される光のコントラスト信号との値とのそれぞれと、予め定められた閾値とを比較することによって、光路差AF視野202内に被写体が存在するか否かを判定するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the AF signal processing unit 112 outputs the contrast signal of the light that is guided to the optical path A and is incident on the optical path difference sensor 1113 that is output from the optical path difference sensor 1113 and the optical path difference sensor that is guided to the optical path B. A contrast sum signal obtained by adding the value of the contrast signal of the light incident on 1113 is calculated. Then, the AF signal processing unit 112 determines that the subject exists in the optical path difference AF field 202 when the calculated contrast sum signal is equal to or greater than a predetermined value, and otherwise, the optical path difference AF field 202. However, the present invention is not limited to this. For example, a contrast signal of light that is guided to the optical path A and incident on the optical path difference sensor 1113 without calculating a contrast sum signal, and a contrast signal of light that is guided to the optical path B and incident on the optical path difference sensor 1113. It may be determined whether or not a subject is present in the optical path difference AF visual field 202 by comparing each of the values with a predetermined threshold value.

また上述した実施形態では、ステージ102(標本スライド101)と対物レンズ106との相対位置を変更する際には、ステージ駆動部103がステージ102を移動させているが、これに限らない。例えば、対物レンズを移動させる駆動部を備え、ステージ102(標本スライド101)と対物レンズ106との相対位置を変更する際には、駆動部が対物レンズ106を移動させるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, when the relative position between the stage 102 (specimen slide 101) and the objective lens 106 is changed, the stage driving unit 103 moves the stage 102. However, the present invention is not limited to this. For example, a drive unit that moves the objective lens may be provided, and the drive unit may move the objective lens 106 when the relative position between the stage 102 (specimen slide 101) and the objective lens 106 is changed.

1・・・顕微鏡装置、11・・・後ピン位置、12・・・前ピン位置、101,601・・・標本スライド、102,602・・・ステージ、103,603・・・ステージ駆動部、104,604・・・光源、105,605・・・コンデンサレンズ、106,606・・・対物レンズ、107,701,・・・第1のハーフミラー、108,702・・・第1の結像レンズ、109,703・・・第2の結像レンズ、110,608・・・カメラ、111,704・・・AFユニット、112,609・・・AF信号処理部、113・・・画像処理部、200・・・光学系、201,901・・・被写体、202,902・・・光路差AF視野、203,903・・・撮像視野、401〜412・・・部分画像領域、450・・・全体画像領域、470・・・スライドガラス、471・・・試料、501〜512・・・部分画像、550・・・全体画像、600,700・・・バーチャル顕微鏡装置、607・・・結像レンズ、1101,6081・・・撮像素子、1111,7041・・・第2のハーフミラー、1112,7042・・・ミラー、1113・・・光路差センサ、7043・・・ラインセンサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope apparatus, 11 ... Back pin position, 12 ... Front pin position, 101, 601 ... Sample slide, 102, 602 ... Stage, 103, 603 ... Stage drive part, 104,604 ... light source, 105,605 ... condenser lens, 106,606 ... objective lens, 107,701, ... first half mirror, 108,702 ... first imaging Lens, 109, 703 ... Second imaging lens, 110, 608 ... Camera, 111, 704 ... AF unit, 112, 609 ... AF signal processing unit, 113 ... Image processing unit , 200 ... Optical system, 201, 901 ... Subject, 202, 902 ... Optical path difference AF field, 203, 903 ... Imaging field, 401-412 ... Partial image region, 450 ... Whole picture Area, 470 ... slide glass, 471 ... sample, 501 to 512 ... partial image, 550 ... whole image, 600, 700 ... virtual microscope apparatus, 607 ... imaging lens, 1101 , 6081 ... Image sensor, 1111, 7041 ... Second half mirror, 1112, 7042 ... Mirror, 1113 ... Optical path difference sensor, 7043 ... Line sensor

Claims (3)

試料を載置するステージと、
前記試料を照明する光源と、
前記試料の領域のうち第1の領域の像を第1の平面に結像させ、前記第1の領域に含まれる第2の領域の像を第2の平面と第3の平面とに結像させる光学系と、
前記第1の平面に結像された像に基づいた撮像信号を出力する撮像素子と、
前記第2の平面と前記第3の平面との間に配置され、前記第2の平面に結像された像に対応する第1のコントラスト信号と、前記第3の平面に結像された像に対応する第2のコントラスト信号とを出力する光路差センサと、
前記ステージと前記光学系との相対位置を変える駆動部と、
前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて前記駆動部を駆動させる合焦処理部と、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
A stage on which a sample is placed;
A light source for illuminating the sample;
An image of a first area of the sample area is formed on a first plane, and an image of a second area included in the first area is formed on a second plane and a third plane. An optical system
An imaging element that outputs an imaging signal based on an image formed on the first plane;
A first contrast signal corresponding to an image formed between the second plane and the third plane and formed on the second plane; and an image formed on the third plane. An optical path difference sensor that outputs a second contrast signal corresponding to
A drive unit for changing a relative position between the stage and the optical system;
When the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value, the driving unit is based on the first contrast signal and the second contrast signal. And when the first contrast signal and the second contrast signal output by the optical path difference sensor are less than a predetermined value, the drive unit is controlled based on the imaging signal output by the imaging element. A focusing processing unit to be driven;
A microscope apparatus comprising:
前記合焦制御部は、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて光路差オートフォーカスを用いて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて山登りコントラストオートフォーカスを用いて前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。
When the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value, the focusing control unit is configured to output the first contrast signal and the second contrast signal. If the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are less than a predetermined value by driving the driving unit using optical path difference autofocus based on The microscope apparatus according to claim 1, wherein the driving unit is driven using hill-climbing contrast autofocus based on the imaging signal output from the element.
試料を載置するステージと、
前記試料を照明する光源と、
前記試料の領域のうち第1の領域の像を第1の平面に結像させ、前記第1の領域に含まれる第2の領域の像を第2の平面と第3の平面とに結像させる光学系と、
前記第1の平面に結像された像に基づいた撮像信号を出力する撮像素子と、
前記第2の平面と前記第3の平面との間に配置され、前記第2の平面に結像された像に対応する第1のコントラスト信号と、前記第3の平面に結像された像に対応する第2のコントラスト信号とを出力する光路差センサと、
前記ステージと前記光学系との相対位置を変える駆動部と、
前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値以上の場合には当該第1のコントラスト信号と当該第2のコントラスト信号とに基づいて前記駆動部を駆動させ、前記光路差センサが出力する前記第1のコントラスト信号と前記第2のコントラスト信号とが所定の値未満の場合には前記撮像素子が出力する前記撮像信号に基づいて前記駆動部を駆動させる合焦処理部と、
を備えることを特徴とするバーチャル顕微鏡装置。
A stage on which a sample is placed;
A light source for illuminating the sample;
An image of a first area of the sample area is formed on a first plane, and an image of a second area included in the first area is formed on a second plane and a third plane. An optical system
An imaging element that outputs an imaging signal based on an image formed on the first plane;
A first contrast signal corresponding to an image formed between the second plane and the third plane and formed on the second plane; and an image formed on the third plane. An optical path difference sensor that outputs a second contrast signal corresponding to
A drive unit for changing a relative position between the stage and the optical system;
When the first contrast signal and the second contrast signal output from the optical path difference sensor are equal to or greater than a predetermined value, the driving unit is based on the first contrast signal and the second contrast signal. And when the first contrast signal and the second contrast signal output by the optical path difference sensor are less than a predetermined value, the drive unit is controlled based on the imaging signal output by the imaging element. A focusing processing unit to be driven;
A virtual microscope apparatus comprising:
JP2012038798A 2012-02-24 2012-02-24 Microscope device and virtual microscope device Pending JP2013174709A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012038798A JP2013174709A (en) 2012-02-24 2012-02-24 Microscope device and virtual microscope device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012038798A JP2013174709A (en) 2012-02-24 2012-02-24 Microscope device and virtual microscope device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013174709A true JP2013174709A (en) 2013-09-05

Family

ID=49267668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012038798A Pending JP2013174709A (en) 2012-02-24 2012-02-24 Microscope device and virtual microscope device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013174709A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067456A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 オリンパス株式会社 Image processing method and cell fractionation method
CN109300387A (en) * 2018-12-05 2019-02-01 济南大学 A kind of virtual microscopic material object interaction suite and its application

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067456A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 オリンパス株式会社 Image processing method and cell fractionation method
CN107076650A (en) * 2014-10-31 2017-08-18 奥林巴斯株式会社 Image processing method and cell point take method
CN109300387A (en) * 2018-12-05 2019-02-01 济南大学 A kind of virtual microscopic material object interaction suite and its application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11156823B2 (en) Digital microscope apparatus, method of searching for in-focus position thereof, and program
JP4664871B2 (en) Automatic focus detection device
US8373789B2 (en) Auto focus system and auto focus method
WO2017019795A1 (en) Imaging assemblies with rapid sample auto-focusing
JP2012073285A (en) Imaging method and microscope device
JP2013044844A (en) Image processing device and image processing method
JP2010256530A (en) Microscope device
JP2022128517A (en) ranging camera
JP2011007867A (en) Focus detecting means and camera
WO2019181622A1 (en) Distance measurement camera
JP2008268815A (en) Automatic focusing device
JP2013174709A (en) Microscope device and virtual microscope device
JP2005189876A (en) Automatic focus system and camera
JP2012181341A (en) Microscope device
JP2009222449A (en) Distance measuring device using lens system
JP2014085599A (en) Microscope
JP2013088570A (en) Microscope apparatus
US9658444B2 (en) Autofocus system and autofocus method for focusing on a surface
JP2018017970A (en) Optical sheet microscope and method for controlling optical sheet microscope
JP2015114370A (en) Subject position detection device and subject position detection method
JP2004037732A (en) Digital camera
JP2009210520A (en) Distance measuring instrument and distance measuring method
JP4974059B2 (en) Auto focus control system
JP2010224165A (en) Imaging apparatus
JP2017219603A (en) Optical system control device, control method of optical system control device, and imaging apparatus