JP2017003827A - Microscope device, control method, and control program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope device, a control method, and a control program with which it is possible to accurately detect a desired in-focus position even when there is a plurality of in-focus positions.SOLUTION: A microscope device according to the present invention comprises: a stage for holding a sample having two boundary faces and moving it along an optical path; a storage unit for storing the characteristic information of an objective lens and first and second movement limit positions; an in-focus position detection unit for detecting the in-focus position of the sample on the basis of a light reflected from the sample; a movement limit position change unit for changing at least the second movement limit position in accordance with the first in-focus position and the characteristic information of an objective lens when the stage is moved from the first movement limit position side; and a movement control unit for exerting control to make the in-focus position detection unit detect a second in-focus position equivalent to the other boundary face while moving the stage from one of the movement limit positions after the change along the optical path.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、顕微鏡装置、制御方法および制御プログラムに関するものである。   The present invention relates to a microscope apparatus, a control method, and a control program.

従来、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡が用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡が利用されている。   Conventionally, in the fields of medicine and biology, a microscope for illuminating and observing a specimen is used for observing cells and the like. In the industrial field, microscopes are used for various purposes such as quality control of metal structures, research and development of new materials, inspection of electronic devices and magnetic heads, and the like.

近年、顕微鏡のオートフォーカス(AF)処理として、赤外光を標本を含む試料に照射し、屈折率差を有する界面から反射される反射光を検出して、検出した反射光の強度をもとに合焦しているか否かを判断する技術が知られている。AF処理では、電気制御によって上下方向(Z方向)に移動するステージなどの焦準部の位置(以下、Z位置という)を変えながら赤外光の照射を行う。   In recent years, as an autofocus (AF) process of a microscope, infrared light is irradiated to a sample including a specimen, reflected light reflected from an interface having a refractive index difference is detected, and the intensity of the detected reflected light is determined. A technique for determining whether or not the subject is in focus is known. In the AF processing, infrared light irradiation is performed while changing the position of a focusing unit such as a stage that moves in the vertical direction (Z direction) by electric control (hereinafter referred to as Z position).

水浸対物レンズやシリコーン浸対物レンズのような対物レンズとディッシュとの間に液体を介在させて、ディッシュやボトムに収容された培養液中の標本を観察する際、例えば液体とディッシュとの界面、およびディッシュと培養液との界面のような屈折率差がほぼ同じ界面が存在する場合、所望の界面とは異なる界面において合焦していると判断されてしまうことがある。   When observing a specimen in a culture solution contained in a dish or bottom by interposing a liquid between an objective lens such as a water immersion objective lens or a silicone immersion objective lens and a dish, for example, the interface between the liquid and the dish When there is an interface having substantially the same refractive index difference, such as the interface between the dish and the culture medium, it may be determined that the in-focus state is different from the desired interface.

この問題に対して、合焦位置が複数存在する場合に、ディッシュ等の厚さ情報に基づいて対物レンズをZ方向に移動させて、所望の合焦位置を検出する技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。   In order to solve this problem, there is disclosed a technique for detecting a desired in-focus position by moving an objective lens in the Z direction based on thickness information such as a dish when there are a plurality of in-focus positions ( For example, see Patent Document 1).

特開2006−3543号公報JP 2006-3543 A

しかしながら、ディッシュやボトムなどの厚さは、同種の容器であっても個体差により異なる場合がある。特許文献1が開示する技術では、使用する容器の実際の厚さと、厚さ情報とが異なる場合、例えばディッシュの底部における外表面および内表面などの二つの合焦位置の検出精度が低下してしまうという問題があった。   However, the thickness of dishes, bottoms, and the like may vary depending on individual differences even in the same type of container. In the technique disclosed in Patent Document 1, when the actual thickness of the container to be used is different from the thickness information, the detection accuracy of two in-focus positions such as the outer surface and the inner surface at the bottom of the dish is lowered. There was a problem that.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、二つの合焦位置が存在する場合であっても所望の合焦位置を正確に検出することができる顕微鏡装置、制御方法および制御プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a microscope apparatus, a control method, and a control program that can accurately detect a desired in-focus position even when two in-focus positions exist. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡装置は、倒立型の顕微鏡装置であって、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、前記対物レンズの特性情報、ならびに前記光路に対する前記ステージの移動限界位置であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置、および前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を記憶する記憶部と、前記観察対象物から反射された赤外光をもとに、前記観察対象物の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記第1移動限界位置側から前記ステージを移動させた場合に、前記合焦位置検出部により検出された一方の界面に相当する第1の合焦位置に基づき、該第1の合焦位置と前記対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更部と、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させつつ、前記合焦位置検出部に他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the microscope apparatus according to the present invention is an inverted microscope apparatus, and has an observation lens having a revolver body on which an objective lens can be arranged on an optical path and two interfaces. A stage that holds the object and is movable along the optical path, characteristic information of the objective lens, and a movement limit position of the stage with respect to the optical path, at a movement limit position closer to the objective lens Based on infrared light reflected from the observation object and a storage unit that stores a first movement limit position and a second movement limit position that is a movement limit position on the side far from the objective lens An in-focus position detector that detects the in-focus position of the object, and one field detected by the in-focus position detector when the stage is moved from the first movement limit position side; A movement limit position changing unit that changes at least the second movement limit position according to the first focusing position and characteristic information of the objective lens based on the first focusing position corresponding to Of the first and second movement limit positions after the change by the position changing unit, the stage is moved from one movement limit position along the optical path, and the focusing position detection unit corresponds to the other interface. And a movement control unit that performs control for detecting the second in-focus position.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、観察対象物は、標本および該標本を保持する保持部材を含み、前記記憶部は、前記対物レンズの特性情報として、対物レンズの作動距離を記憶するとともに、使用し得る複数の前記容器の各底面の厚さをさらに記憶し、前記移動限界位置変更部は、前記第1の合焦位置、および使用中の前記容器の底面の厚さに基づいて前記第1移動限界位置を変更するとともに、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更し、前記移動制御部は、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させることを特徴とする。   In the microscope apparatus according to the present invention, in the above invention, the observation object includes a specimen and a holding member that holds the specimen, and the storage unit has a working distance of the objective lens as characteristic information of the objective lens. And further storing the thickness of each bottom surface of the plurality of containers that can be used, the movement limit position changing unit is configured to determine the first focus position and the thickness of the bottom surface of the container in use. The first movement limit position is changed based on the first focusing position and the second movement limit position is changed based on the working distance, and the movement control unit is configured to change the movement limit position changing unit. The stage is moved along the optical path from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change according to (1).

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、観察対象物は、標本および該標本を保持する保持部材を含み、前記記憶部は、前記対物レンズの特性情報として、対物レンズの作動距離を記憶し、前記移動限界位置変更部は、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更し、前記移動制御部は、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第2移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させることを特徴とする。   In the microscope apparatus according to the present invention, in the above invention, the observation object includes a specimen and a holding member that holds the specimen, and the storage unit has a working distance of the objective lens as characteristic information of the objective lens. The movement limit position changing unit changes the second movement limit position based on the first focus position and the working distance, and the movement control unit is changed by the movement limit position changing unit. Of the subsequent first and second movement limit positions, the stage is moved along the optical path from the second movement limit position.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記保持部材は、少なくとも底部が光を透過可能である収容容器であり、前記合焦位置検出部は、前記収容容器の前記底部の外表面を前記第1の合焦位置として検出し、前記底部の内表面を前記第2の合焦位置として検出することを特徴とする。   In the microscope apparatus according to the present invention, in the above invention, the holding member is a storage container in which at least a bottom part can transmit light, and the focusing position detection unit is located outside the bottom part of the storage container. A surface is detected as the first focus position, and an inner surface of the bottom is detected as the second focus position.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記移動制御部は、前記合焦位置検出部により前記第2の合焦位置が検出された後、前記第2の合焦位置を合焦位置として追従させる追従モードに移行することを特徴とする。   In the microscope device according to the present invention, in the above invention, the movement control unit adjusts the second focus position after the focus position detection unit detects the second focus position. It shifts to the follow-up mode made to follow as a focal position, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明にかかる顕微鏡装置の制御方法は、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御方法であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに一方の界面に相当する第1の合焦位置を検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づき、前記第1の合焦位置と対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更ステップと、前記移動限界位置変更ステップによる変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御ステップと、を含むことを特徴とする。   Further, the control method of the microscope apparatus according to the present invention includes a revolver body capable of arranging an objective lens on an optical path, a stage that holds an observation target having two interfaces, and is movable along the optical path, The light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side, which is the movement limit position closer to the objective lens, Based on the detection step for detecting the first in-focus position corresponding to one interface, and based on the detection result of the detection step, at least according to the first in-focus position and the characteristic information of the objective lens The movement limit position changing step for changing the second movement limit position, which is the movement limit position on the side farther from the objective lens, and the change in the first position after the change by the movement limit position changing step. And a second movement limit position corresponding to the other interface based on the light reflected from the observation object while moving the stage along the optical path from the one movement limit position. And a movement control step for performing control for detecting the focal position.

また、本発明にかかる制御プログラムは、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御プログラムであって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに一方の界面に相当する第1の合焦位置を検出する検出手順と、前記検出手順の検出結果に基づき、前記第1の合焦位置と対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更手順と、前記移動限界位置変更手順による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御手順と、を前記顕微鏡装置に実行させることを特徴とする。   In addition, a control program according to the present invention includes a revolver body capable of arranging an objective lens on an optical path, and a stage that holds an observation target having two interfaces and is movable along the optical path. A control program for an inverted microscope apparatus, based on light reflected from the observation object while moving the stage from a first movement limit position side that is a movement limit position closer to the objective lens And a detection procedure for detecting a first in-focus position corresponding to one of the interfaces, and at least the objective lens according to the first in-focus position and objective lens characteristic information based on the detection result of the detection procedure. The movement limit position changing procedure for changing the second movement limit position, which is the movement limit position on the side farther from the vehicle, and the first and second movement limits after the change by the movement limit position changing procedure The second focus position corresponding to the other interface is detected based on the light reflected from the observation object while moving the stage from one movement limit position along the optical path. The microscope apparatus is caused to execute a movement control procedure for performing control.

本発明によれば、二つの合焦位置が存在する場合であっても所望の合焦位置を正確に検出することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that a desired in-focus position can be accurately detected even when two in-focus positions exist.

図1は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置の全体の概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall schematic configuration of the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置のコントロール部が記憶する情報を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining information stored in the control unit of the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図5Aは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 5A is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図5Bは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 5B is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図5Cは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 5C is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図6Aは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 6A is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図6Bは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 6B is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図6Cは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 6C is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図7Aは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 7A is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図7Bは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 7B is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図7Cは、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDへの結像の様子を説明するための図である。FIG. 7C is a diagram for explaining a state of image formation on the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDの検出信号の強度を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the intensity of the detection signal of the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態1にかかる2分割PDの検出信号から算出したEF値を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the EF value calculated from the detection signal of the two-divided PD according to the first embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図11は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明する模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施の形態2にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明するフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図14は、本発明の実施の形態2にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明する模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the second embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. The drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship so that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡装置の全体の概略構成を示す模式図である。図1に示す顕微鏡装置100は、倒立型であって、ステージ1およびレボルバ本体2を有する顕微鏡本体部101と、結像レンズおよびミラー等を介して入射された観察像を拡大する接眼レンズ102と、を備える。接眼レンズ102は、一または複数のレンズを用いて構成される。本実施の形態1では、観察対象である標本Sが、培養液とともにディッシュ103に収容されているものとして説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall schematic configuration of the microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. A microscope apparatus 100 shown in FIG. 1 is an inverted type, and includes a microscope main body 101 having a stage 1 and a revolver main body 2, an eyepiece 102 for enlarging an observation image incident through an imaging lens, a mirror, and the like. . The eyepiece 102 is configured using one or a plurality of lenses. In the first embodiment, description will be made assuming that the specimen S to be observed is stored in the dish 103 together with the culture solution.

ステージ1は、ディッシュ103を保持し、光路上に配置されている対物レンズの光軸方向に移動可能である。レボルバ本体2は、対物レンズ3a〜3cを保持するとともに、自身の回転動作によりいずれかの対物レンズを光路上に配置する。なお、本実施の形態1では、対物レンズ3aが中NAの対物レンズ、対物レンズ3bが高NAの対物レンズ、対物レンズ3cが低NAの対物レンズであるものとして説明する。   The stage 1 holds the dish 103 and is movable in the optical axis direction of the objective lens arranged on the optical path. The revolver body 2 holds the objective lenses 3a to 3c and arranges any of the objective lenses on the optical path by its rotation. In the first embodiment, it is assumed that the objective lens 3a is a medium NA objective lens, the objective lens 3b is a high NA objective lens, and the objective lens 3c is a low NA objective lens.

続いて、顕微鏡装置100の内部に設けられ、焦点を標本Sに自動で合焦させるオートフォーカス(AF)機構について、図2を参照して説明する。図2は、本実施の形態1にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図である。本実施の形態1にかかるオートフォーカス機構は、顕微鏡装置100は、基準光源4、コリメートレンズ5、投光側ストッパー6、偏光ビームスプリッター(PBS:Polarization Beam Splitter)7、集光レンズ群8、オフセットレンズ群9、λ/4板10、ダイクロックミラー11、受光側ストッパー12、集光レンズ群13、2分割フォトダイオード(PD)14、レボルバ用モーター15、焦準用モーター16、オフセットレンズ用モーター17、レボルバ用モーター駆動制御部18、焦準用モーター駆動制御部19、オフセットレンズ用モーター駆動制御部20、レボ穴位置検出部21、レーザー駆動制御部22、A/D変換器23、コントロール部24、パルスカウンタ25、JOGエンコーダ26、リミット検出部27を備える。   Next, an autofocus (AF) mechanism that is provided inside the microscope apparatus 100 and automatically focuses on the specimen S will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the first embodiment. In the autofocus mechanism according to the first embodiment, the microscope apparatus 100 includes a reference light source 4, a collimating lens 5, a light projecting side stopper 6, a polarization beam splitter (PBS) 7, a condenser lens group 8, and an offset. Lens group 9, λ / 4 plate 10, dichroic mirror 11, light receiving side stopper 12, condenser lens group 13, two-division photodiode (PD) 14, revolver motor 15, focusing motor 16, offset lens motor 17 , Revolver motor drive control unit 18, focusing motor drive control unit 19, offset lens motor drive control unit 20, revo hole position detection unit 21, laser drive control unit 22, A / D converter 23, control unit 24, A pulse counter 25, a JOG encoder 26, and a limit detection unit 27 are provided.

基準光源4は、AFに用いられる光源であって、赤外線等の可視外光波長領域の光源が使用される。基準光源4は、レーザー駆動制御部22による制御のもと、AFを行うためのAF光として赤外レーザー光を出射する。基準光源4は、光源のパルス点灯等を行ない、光源の強弱をコントロールするレーザー駆動制御部22により制御される。   The reference light source 4 is a light source used for AF, and a light source in the visible light wavelength region such as infrared rays is used. The reference light source 4 emits infrared laser light as AF light for performing AF under the control of the laser drive control unit 22. The reference light source 4 is controlled by a laser drive controller 22 that performs pulse lighting of the light source and controls the intensity of the light source.

コリメートレンズ5は、平行光を保つために設けられる。投光側ストッパー6は、コリメートレンズ5を通過した平行光の光束の半分をカットする。PBS7は、AF光を透過するとともに、AF光の偏光成分を反射する。集光レンズ群8は、PBS7を透過した光の光束を一旦集光するとともに、オフセットレンズ群9を透過した光を透過する。   The collimating lens 5 is provided to keep parallel light. The light projecting side stopper 6 cuts half of the luminous flux of the parallel light that has passed through the collimating lens 5. The PBS 7 transmits AF light and reflects the polarization component of the AF light. The condenser lens group 8 once collects the light beam transmitted through the PBS 7 and transmits the light transmitted through the offset lens group 9.

オフセットレンズ群9は、オフセットレンズ用モーター17により焦点距離を変更するズーム機構と、光軸方向への移動を行なう機構の両方を兼ね備えた構成になっており、オフセットレンズ用モーター駆動制御部20によって駆動される。また、オフセットレンズ群9の光軸方向における所定の範囲の両端には、リミット検出部27が設けられており、オフセットレンズ群9の光軸方向の移動範囲を制限している。   The offset lens group 9 has both a zoom mechanism that changes the focal length by the offset lens motor 17 and a mechanism that moves in the optical axis direction. The offset lens motor drive controller 20 controls the offset lens group 9. Driven. Further, limit detection units 27 are provided at both ends of a predetermined range in the optical axis direction of the offset lens group 9 to limit the movement range of the offset lens group 9 in the optical axis direction.

λ/4板10は、直線偏光を楕円偏光や円偏光に、また逆に楕円偏光や円偏光を直線偏光に変える。ダイクロックミラー11は、赤外域の光を反射し、可視域の光を通過する。これにより、ダイクロックミラー11は、AF光を反射し、標本Sを視察するための可視光、すなわち観察光および照明光は、光路中に挿入された対物レンズを介して、接眼レンズ102に至り、観察試料Sを観察することが可能になる。受光側ストッパー12は、PBS7により反射されたAF光の偏光成分の光の光束の半分をカットする。集光レンズ群13は、PBS7により反射されたAF光の偏光成分の光を2分割PD14に集光する。   The λ / 4 plate 10 changes linearly polarized light into elliptically polarized light and circularly polarized light, and conversely changes elliptically polarized light and circularly polarized light into linearly polarized light. The dichroic mirror 11 reflects light in the infrared region and passes light in the visible region. Thereby, the dichroic mirror 11 reflects the AF light, and the visible light for observing the specimen S, that is, the observation light and the illumination light reach the eyepiece lens 102 through the objective lens inserted in the optical path. The observation sample S can be observed. The light receiving side stopper 12 cuts half of the light beam of the polarization component of the AF light reflected by the PBS 7. The condensing lens group 13 condenses the light of the polarization component of the AF light reflected by the PBS 7 on the two-divided PD 14.

2分割PD14は、光軸を中心に二つの受光領域(第1領域RA、第2領域RB)を有するフォトダイオードにより実現される光検出器である。2分割PD14で結像されたスポットの光強度に応じた電流信号は、電流/電圧変換された後に所定の増幅率をもって増幅され、その後A/D変換器23にてデジタル値に変換されてからコントロール部24で演算処理される。 The two-divided PD 14 is a photodetector realized by a photodiode having two light receiving regions (first region R A and second region R B ) around the optical axis. The current signal corresponding to the light intensity of the spot imaged by the two-divided PD 14 is amplified with a predetermined amplification factor after current / voltage conversion, and then converted into a digital value by the A / D converter 23. The control unit 24 performs arithmetic processing.

焦準用モーター16は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、観察対象となる標本S(ディッシュ103)を載置する焦準部としてのステージ1を光軸方向に移動する。   The focusing motor 16 moves the stage 1 as a focusing unit on which the specimen S (dish 103) to be observed is placed in the optical axis direction under the control of the focusing motor drive control unit 19.

レボルバ用モーター15は、レボルバ用モーター駆動制御部18による制御のもと、レボルバ本体2を回転させて任意の対物レンズ(対物レンズ3a〜3cのいずれか)を光路中に挿入させるために電気的な駆動を行なう。   The revolver motor 15 is electrically controlled to rotate the revolver body 2 and insert an arbitrary objective lens (any of the objective lenses 3a to 3c) into the optical path under the control of the revolver motor drive control unit 18. Drive.

レボ穴位置検出部21は、レボルバ本体2のどの対物レンズ取付け位置が現在光路中に挿入されているかを検出する。レボ穴位置検出部21は、例えば、磁気センサや光学センサ、ボタン等を用いて構成される。   The revolver hole position detector 21 detects which objective lens mounting position of the revolver body 2 is currently inserted in the optical path. The rebo hole position detection unit 21 is configured using, for example, a magnetic sensor, an optical sensor, a button, or the like.

このような電動レボルバにおいて、コントロール部24からの信号を受けるレボルバ用モーター駆動制御部18の駆動制御によりレボルバ用モーター15が回転駆動され、レボルバ本体2のどの穴位置に対物レンズが装着されているかを検出するレボ穴位置検出部21で検出された情報がコントロール部24へ送られる。   In such an electric revolver, the revolver motor 15 is rotationally driven by the drive control of the revolver motor drive control unit 18 that receives a signal from the control unit 24, and in which hole position of the revolver body 2 the objective lens is mounted. The information detected by the rebo hole position detection unit 21 for detecting the signal is sent to the control unit 24.

また、観察者が直接操作する操作部として、レボルバ本体2を回転させて、光路上に配置する対物レンズを変更するための対物レンズ変換スイッチ(不図示)、AF動作の設定/解除を行なうAFスイッチ、並びにステージ1の上下動およびオフセットレンズ群9の移動を指示するためのJOGエンコーダ26が設けられている。JOGエンコーダ26からのエンコーダ信号は、パルスカウンタ25にてパルス数に変換されてコントロール部24に送られる。コントロール部24は、このパルスカウンタ25からのパルス数を読込むことでJOGエンコーダ26がどちらの方向にどれだけ回転されたかを判断し、JOGエンコーダ26の回転量に応じて各々の駆動部を動かすようになっている。   Further, as an operation unit directly operated by the observer, the revolver body 2 is rotated, an objective lens conversion switch (not shown) for changing the objective lens arranged on the optical path, and AF for setting / releasing the AF operation A switch and a JOG encoder 26 for instructing the vertical movement of the stage 1 and the movement of the offset lens group 9 are provided. The encoder signal from the JOG encoder 26 is converted into the number of pulses by the pulse counter 25 and sent to the control unit 24. The control unit 24 reads the number of pulses from the pulse counter 25 to determine how much the JOG encoder 26 is rotated in which direction, and moves each driving unit according to the rotation amount of the JOG encoder 26. It is like that.

コントロール部24は、周知のCPU(Central Processing Unit)回路であり、CPU本体、制御プログラムを格納したROM、制御に必要なデータを随時格納する揮発性メモリであるRAM、制御信号の入出力を行なうI/Oポート、およびこれらの各部を接続するデータバス、発振器、アドレスデコーダ等の周知の周辺回路から構成され、データバスおよびI/Oポートを介して周辺装置の制御を行なう。   The control unit 24 is a well-known CPU (Central Processing Unit) circuit, and performs CPU input / output of a control signal, a ROM that stores a control program, a RAM that is a volatile memory that stores data necessary for control as needed. The I / O port is composed of well-known peripheral circuits such as a data bus, an oscillator, an address decoder, and the like for connecting these components, and controls peripheral devices via the data bus and the I / O port.

図3は、本実施の形態1にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示すブロック図であって、コントロール部24の内部構成を示すブロック図である。図4は、本実施の形態1にかかる顕微鏡装置のコントロール部が記憶する情報を説明する図である。コントロール部24は、入出力部240、検出信号記憶部241、EF値演算部242、AF処理部243、サーチレンジ記憶部244、オフセットレンズ駆動指示部245、焦準部駆動指示部246、レボルバ駆動指示部247、レーザー駆動指示部248、ワークディスタンス(WD)記憶部249、サーチリミット変更部250(移動限界位置変更部)およびボトム厚記憶部251を備える。各記憶部は、例えば、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて実現され、各々が個別のメモリにより構成されるものであってもよいし、一つのメモリにより構成されるものであってもよい。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the first embodiment, and is a block diagram illustrating an internal configuration of the control unit 24. FIG. 4 is a diagram for explaining information stored in the control unit of the microscope apparatus according to the first embodiment. The control unit 24 includes an input / output unit 240, a detection signal storage unit 241, an EF value calculation unit 242, an AF processing unit 243, a search range storage unit 244, an offset lens drive instruction unit 245, a focusing unit drive instruction unit 246, and a revolver drive. An instruction unit 247, a laser drive instruction unit 248, a work distance (WD) storage unit 249, a search limit change unit 250 (movement limit position change unit), and a bottom thickness storage unit 251 are provided. Each storage unit is realized using, for example, a semiconductor memory such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and each storage unit may be configured by an individual memory, or may be configured by one memory. It may be a thing.

入出力部240は、A/D変換器23にてデジタル値に変換された2分割PD14の検出値、パルスカウンタ25にてパルス数に変換されたJOGエンコーダ26からのエンコーダ信号、または現在光路中に挿入されているレボルバ本体2の対物レンズ取付け位置を入力したり、レボルバ用モーター駆動制御部18、焦準用モーター駆動制御部19、オフセットレンズ用モーター駆動制御部20、およびレーザー駆動制御部22を駆動するための駆動信号を各駆動部に対して出力したりする。   The input / output unit 240 is a detection value of the two-divided PD 14 converted into a digital value by the A / D converter 23, an encoder signal from the JOG encoder 26 converted into the number of pulses by the pulse counter 25, or in the current optical path The revolver main body 2 is inserted into the revolver body 2 and the revolver motor drive controller 18, the focusing motor drive controller 19, the offset lens motor drive controller 20, and the laser drive controller 22 are input. A drive signal for driving is output to each drive unit.

検出信号記憶部241は、A/D変換器23にてデジタル値に変換された2分割PD14の検出値を格納し、EF値演算部242は、検出信号記憶部41に格納された2分割PD14の検出値に基づいて、EF値を算出する。   The detection signal storage unit 241 stores the detection value of the two-segment PD 14 converted into a digital value by the A / D converter 23, and the EF value calculation unit 242 stores the two-segment PD 14 stored in the detection signal storage unit 41. The EF value is calculated based on the detected value.

AF処理部243は、EF値演算部242で算出したEF値を用いて、後述するAF処理を実行する。サーチレンジ記憶部244は、ステージ1のZ方向への検出範囲(サーチレンジ)の上限値(上側サーチリミット)および下限値(下側サーチリミット)を記憶する。図4に示すように、ステージ1は、上側サーチリミットSRupおよび下側サーチリミットSRdownの間のサーチレンジR20を移動可能である。 The AF processing unit 243 performs AF processing described later using the EF value calculated by the EF value calculation unit 242. The search range storage unit 244 stores an upper limit value (upper search limit) and a lower limit value (lower search limit) of the detection range (search range) in the Z direction of the stage 1. As shown in FIG. 4, the stage 1 is movable in the search range R 20 between the upper search limit SR up and the lower search limit SR down .

ここで、本実施の形態1では、対物レンズとディッシュ103との間には、浸液Lgが設けられている。浸液Lgとしては、水やシリコーンオイル、一般的なイマージョンオイル、グリセリンなどが挙げられる。標本Sの深部(例えば培養液300中の核などの対象物C)を観察する場合は、標本の屈折率に近い水などが好ましく用いられ、細胞の屈折率が約1.38であるため、細胞を観察する場合には、屈折率が約1.4のシリコーンオイルが好ましく用いられる。 Here, in the first embodiment, the immersion liquid L g is provided between the objective lens and the dish 103. The immersion liquid L g, water and silicone oil, typical immersion oil, such as glycerin. When observing the deep part of the sample S (for example, the object C such as a nucleus in the culture medium 300), water or the like close to the refractive index of the sample is preferably used, and the refractive index of the cell is about 1.38. When observing cells, silicone oil having a refractive index of about 1.4 is preferably used.

オフセットレンズ駆動指示部245は、オフセットレンズ群9の駆動を指示し、焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19に焦準用モーター16の駆動を指示し、レボルバ駆動指示部247は、電動レボルバの駆動を指示し、レーザー駆動指示部248は、レーザー駆動制御部22に基準光源4の駆動を指示する。   The offset lens drive instruction unit 245 instructs to drive the offset lens group 9, and the focusing unit drive instruction unit 246 instructs the focusing motor drive control unit 19 to drive the focusing motor 16, and the revolver drive instruction unit 247. Instructs to drive the electric revolver, and the laser drive instruction unit 248 instructs the laser drive control unit 22 to drive the reference light source 4.

WD記憶部249は、対物レンズ3a〜3cについて、焦点を合わせたときの、対物レンズ先端から標本面までの距離である作動距離を記憶する。なお、本実施の形態1では、作動距離がディッシュ103のボトム厚よりも大きいものとして説明する。   The WD storage unit 249 stores a working distance that is a distance from the tip of the objective lens to the sample surface when the objective lenses 3a to 3c are focused. In the first embodiment, it is assumed that the working distance is larger than the bottom thickness of the dish 103.

サーチリミット変更部250は、AF処理部243による検出結果に基づいて、ステージ1のZ方向へのサーチレンジの上限値(上側サーチリミット)および下限値(下側サーチリミット)の少なくとも一方を変更し、サーチレンジの再設定を行う。設定変更については、後述する。   The search limit changing unit 250 changes at least one of the upper limit value (upper search limit) and the lower limit value (lower search limit) of the search range in the Z direction of the stage 1 based on the detection result by the AF processing unit 243. Reset the search range. The setting change will be described later.

ボトム厚記憶部251は、使用し得るディッシュ103のボトム厚を記憶する。ディッシュ103は、同種のディッシュであっても個体差があり、ボトム厚が若干異なる。このため、ボトム厚記憶部251は、使用し得る複数のディッシュ103の各ボトム厚を記憶する。   The bottom thickness storage unit 251 stores the bottom thickness of the dish 103 that can be used. Even if the dish 103 is the same kind of dish, there are individual differences and the bottom thickness is slightly different. For this reason, the bottom thickness memory | storage part 251 memorize | stores each bottom thickness of the some dish 103 which can be used.

図2に戻り、オートフォーカス機構において、基準光源4から発せられたAF光としての赤外レーザー光は、コリメートレンズ5を通り、投光側ストッパー6を介して標本S側に導かれる。すなわち、集光レンズ群8により一旦集光された光束は、オフセットレンズ群9を通り、λ/4板10を通過し、ダイクロックミラー11により反射される。   Returning to FIG. 2, in the autofocus mechanism, the infrared laser light as the AF light emitted from the reference light source 4 passes through the collimator lens 5 and is guided to the sample S side via the light projection side stopper 6. That is, the light beam once condensed by the condenser lens group 8 passes through the offset lens group 9, passes through the λ / 4 plate 10, and is reflected by the dichroic mirror 11.

ダイクロックミラー11により反射されたAF光は、対物レンズにより標本S(またはディッシュ103)にスポット状の像を形成する。そして、標本Sにより反射されたAF光は、対物レンズ、ダイクロックミラー11を介し、λ/4板10を通過する。その後、オフセットレンズ群9、集光レンズ群8を通過し、PBS7へ入射する。PBS7で反射されたAF光の偏光成分は、受光側ストッパー12、集光レンズ群13を通過した後に2分割PD14に結像される。   The AF light reflected by the dichroic mirror 11 forms a spot-like image on the sample S (or dish 103) by the objective lens. Then, the AF light reflected by the sample S passes through the λ / 4 plate 10 via the objective lens and the dichroic mirror 11. Thereafter, the light passes through the offset lens group 9 and the condenser lens group 8 and enters the PBS 7. The polarization component of the AF light reflected by the PBS 7 passes through the light receiving side stopper 12 and the condenser lens group 13 and then forms an image on the two-divided PD 14.

フォトダイオードの領域は、反射光の光軸を中心にして2つの領域(第1領域RA、第2領域RB)に分けられ、2分割PD14が、分割された二つの領域に対応するセンサがそれぞれの領域の光強度を検出信号QA,QBとして検出する。そして、EF値演算部242が、これらの差(QA−QB)をこれらの和(QA+QB)で除算した値((QA−QB)/(QA+QB))をEF値として算出し、AF処理部243が、そのEF値を用いて合焦判定を行なう。すなわち、対物レンズと標本Sとの距離を相対的に変化させ、EF値が0となる箇所を合焦位置と判定している。 The region of the photodiode is divided into two regions (first region R A and second region R B ) around the optical axis of the reflected light, and the two-divided PD 14 corresponds to the two divided regions. Detects the light intensity of each region as detection signals Q A and Q B. Then, the EF value calculation unit 242 calculates a value ((Q A −Q B ) / (Q A + Q B )) obtained by dividing the difference (Q A −Q B ) by the sum (Q A + Q B ). The EF value is calculated, and the AF processing unit 243 performs in-focus determination using the EF value. In other words, the distance between the objective lens and the sample S is relatively changed, and a portion where the EF value is 0 is determined as the in-focus position.

次に、顕微鏡装置100によって実行されるAF処理について説明する。AF動作の設定/解除を行なうAFスイッチが押下されると、コントロール部24は、AF用の赤外光のスポットを標本Sに照射させるためにレーザー駆動制御部22に信号を与え、基準光源4の発振を開始する。   Next, AF processing executed by the microscope apparatus 100 will be described. When an AF switch for setting / releasing AF operation is pressed, the control unit 24 gives a signal to the laser drive control unit 22 to irradiate the sample S with a spot of infrared light for AF, and the reference light source 4 Start oscillation.

基準光源4からの光束により観察試料Sにスポットが照射され、その反射光が2分割PD14に投影される。そして、この投影されたスポットの位置によりAF制御が行なわれる。   The observation sample S is irradiated with a spot by the light beam from the reference light source 4, and the reflected light is projected onto the two-part PD 14. Then, AF control is performed based on the position of the projected spot.

図5A〜5C、図6A〜6C、図7A〜7Cは、2分割PD14への結像の様子を説明するための図であり、図5A〜5Cが中NAの対物レンズ3aを用いた場合、図6A〜6Cが高NAの対物レンズ3bを用いた場合、図7A〜7Cが低NAの対物レンズ3cを用いた場合である。   FIGS. 5A to 5C, FIGS. 6A to 6C, and FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the state of image formation on the two-divided PD 14. When FIGS. 5A to 5C use the objective lens 3a having a medium NA, 6A to 6C show the case where the high NA objective lens 3b is used, and FIGS. 7A to 7C show the case where the low NA objective lens 3c is used.

まず、焦点深度が中間のNA(中NA)の対物レンズ3aの場合であって、ディッシュ103の底面の位置が合焦位置より下の場合、すなわちディッシュ103の底面が対物レンズ3aから遠い位置の場合を考える。この場合、AF光は、ディッシュ103の底面から早く反射されるので、図5Aに示すように、2分割PD14に結像されるスポット像201aは、中心位置から第1領域RA側に結像される。他方、ディッシュ103の底面が合焦位置より上にある場合、すなわちディッシュ103の底面が対物レンズ3aから近い位置の場合には、図5Bに示すように、2分割PD14に結像されるスポット像202aは、第2領域RB側に結像される。 First, in the case of the objective lens 3a having a medium depth of focus (medium NA), the bottom surface of the dish 103 is below the in-focus position, that is, the bottom surface of the dish 103 is far from the objective lens 3a. Think about the case. In this case, since the AF light is quickly reflected from the bottom surface of the dish 103, as shown in FIG. 5A, the spot image 201a formed on the two-part PD 14 is formed on the first region RA side from the center position. Is done. On the other hand, when the bottom surface of the dish 103 is above the in-focus position, that is, when the bottom surface of the dish 103 is close to the objective lens 3a, as shown in FIG. 5B, a spot image formed on the two-segment PD 14 202a is imaged in the second region R B side.

これに対し、ディッシュ103の底面が正確に合焦位置にある場合のスポット像203aは、図5Cに示すように、第1領域RAおよび第2領域RBが共に均等な範囲でほぼ光軸の中心に結像する。さらに、この場合は焦点位置にあるために中心の光強度は最も高くなっている。 In contrast, the spot image 203a when the bottom surface of the dish 103 is in exact focus position, as shown in FIG. 5C, about the optical axis in the first region R A and the second region R B are both equal range An image is formed at the center. Furthermore, in this case, the light intensity at the center is the highest because of the focal position.

焦点深度が小さい高NAの対物レンズ3bの場合は、図6A,6Bに示すように、合焦位置より下、上のスポットの形状201b,202bは、中NAの対物レンズのスポット像201a,202aに比べて大きくなる。焦点深度が大きい低NAの対物レンズ3cの場合は、図7A,7Bに示したように、合焦位置より下、上のスポットの形状201c,202cは、中NAの対物レンズのスポット像201a,202aに比べて小さくなる。また、図6C,7Cに示すように、ディッシュ103の底面が正確に合焦位置にある場合のスポット像203b,203cは、第1領域RAおよび第2領域RBが共に均等な範囲でほぼ光軸の中心に結像する。 In the case of the high NA objective lens 3b with a small focal depth, as shown in FIGS. 6A and 6B, the spot shapes 201b and 202b below and above the in-focus position are spot images 201a and 202a of the medium NA objective lens. Larger than In the case of the low NA objective lens 3c having a large depth of focus, as shown in FIGS. 7A and 7B, the spot shapes 201c and 202c below and above the in-focus position are the spot images 201a and 202c of the medium NA objective lens. It becomes smaller than 202a. Further, as shown in FIG. 6C, 7C, spot image 203b in the case where the bottom surface of the dish 103 is exactly in-focus position, 203c is substantially in the first region R A and the second region R B are both equal range An image is formed at the center of the optical axis.

このように、2分割PD14のフォトダイオードに形成されるスポットは、中NA、高NA、低NAの対物レンズによって異なる。上述したように2分割PD14は、フォトダイオードの領域を反射光の光軸を中心にして2つの領域(第1領域RA、第2領域RB)に分け、2個のセンサとしてそれぞれの領域の光強度を検出信号として検出する。コントロール部24は、EF値を算出して合焦判定を行なう。 As described above, the spots formed on the photodiode of the two-divided PD 14 vary depending on the objective lens having medium NA, high NA, and low NA. As described above, the two-divided PD 14 divides the photodiode region into two regions (first region R A and second region R B ) with the optical axis of the reflected light as the center, and each region serves as two sensors. Is detected as a detection signal. The control unit 24 calculates the EF value and performs in-focus determination.

具体的には、対物レンズと標本Sとの距離を相対的に変化させ、EF値が0となるようにステージ1を移動することによりAF動作を行なう。すなわち、第1領域RAからの出力(検出信号QA)が大きい場合はステージ1を上に駆動し、第2領域RBからの出力(検出信号QB)が大きい場合は下に移動する。これにより、標本Sに正確に合焦できることになる。 Specifically, the AF operation is performed by relatively changing the distance between the objective lens and the sample S and moving the stage 1 so that the EF value becomes zero. That is, when the output (detection signal Q A ) from the first region R A is large, the stage 1 is driven upward, and when the output (detection signal Q B ) from the second region R B is large, the stage 1 is moved downward. . As a result, the specimen S can be accurately focused.

このような移動量は、対物レンズの特性、基準光源4の使用波長により異なることから、予め対物レンズ3a〜3cごとの移動値をROMあるいはその他の記憶媒体、例えば不揮発性メモリであるEEPROM等に格納しておく。   Since the amount of movement varies depending on the characteristics of the objective lens and the wavelength used by the reference light source 4, the movement value for each objective lens 3a to 3c is previously stored in a ROM or other storage medium, such as an EEPROM that is a nonvolatile memory. Store it.

コントロール部24が上述のようにして合焦したと判断しても、AF光により検出できるのは、屈折率差のあるディッシュと水との界面、またはディッシュと空気との界面であり、観察対象となる細胞等は、この界面よりも上方に位置する。これを補正するのがオフセットレンズ群9である。   Even if it is determined that the control unit 24 is in focus as described above, the AF light can detect the interface between the dish and water or the interface between the dish and air having a difference in refractive index. The cells and the like are located above this interface. The offset lens group 9 corrects this.

コントロール部24は、オフセットレンズ用モーター駆動制御部20に駆動指示を与え、オフセットレンズ用モーター17を駆動してオフセットレンズ群9の光軸方向に対する移動量を調整し、2分割PD14の結像位置の補正を行なう。   The control unit 24 gives a drive instruction to the offset lens motor drive control unit 20, drives the offset lens motor 17 to adjust the amount of movement of the offset lens group 9 in the optical axis direction, and the image forming position of the two-segment PD 14 Make corrections.

図8は、2分割PD14の検出信号の強度を示すグラフであり、QAmが中NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QAの出力値(信号強度)にかかる曲線、QBmが中NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QBの出力値(信号強度)にかかる曲線、QAhが高NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QAの出力値(信号強度)にかかる曲線、QBhが高NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QBの出力値(信号強度)にかかる曲線、QAlが低NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QAの出力値(信号強度)にかかる曲線、QBlが低NAの対物レンズを用いて検出した場合の検出信号QBの出力値(信号強度)にかかる曲線を示す。図8に示すグラフでは、縦軸が出力値であり、横軸が光軸に対するステージ1(焦準部)位置である。図9は、2分割PD14の検出信号QA,QBから算出したEF値((QA−QB)/(QA+QB))を示すグラフであって、EFMが中NAの対物レンズのEF値にかかる曲線、EFHが高NAの対物レンズのEF値にかかる曲線、EFLが低NAの対物レンズのEF値にかかる曲線を示す図である。 FIG. 8 is a graph showing the intensity of the detection signal of the two-part PD 14, and a curve relating to the output value (signal intensity) of the detection signal Q A when Q Am is detected using an objective lens having a medium NA, Q Bm Is a curve related to the output value (signal intensity) of the detection signal Q B when detected using an objective lens with medium NA, and the output value of the detection signal Q A when Q Ah is detected using an objective lens with high NA A curve relating to (signal intensity), a curve relating to an output value (signal intensity) of a detection signal Q B when Q Bh is detected using an objective lens having a high NA, and Q Al being detected using an objective lens having a low NA A curve relating to the output value (signal intensity) of the detection signal Q A in the case of the detection signal, and a curve relating to the output value (signal intensity) of the detection signal Q B in the case where Q Bl is detected using an objective lens having a low NA. In the graph shown in FIG. 8, the vertical axis is the output value, and the horizontal axis is the stage 1 (focusing part) position with respect to the optical axis. FIG. 9 is a graph showing EF values ((Q A −Q B ) / (Q A + Q B )) calculated from the detection signals Q A and Q B of the two-divided PD 14, and the objective with EF M being medium NA. curve according to EF value of the lens, the curve according to the EF value of the objective lens of EF H high NA, EF L is a diagram showing such a curve EF value of the objective lens of low NA.

AF処理部243は、検出信号QA,QBの和(QA+QB)、およびEF値((QA−QB)/(QA+QB))を用いて以下のように合焦位置の判定を行う。まず、対物レンズ3a〜3cごとに設定されているノイズ判定閾値(NTH)を不揮発性メモリ(不図示)から読み出し、(QA+QB)の値と比較する。その結果、(QA+QB)の値が所定のノイズ判定閾値NTHより小さければ、すなわち、(QA+QB)<NTHであれば、コントロール部24は、ディッシュ103の底面を補足していないと判定し、(QA+QB)の値がノイズ判定閾値NTH以上になるように、すなわち(QA+QB)≧NTHが成立するように、ステージ1を駆動する。 The AF processing unit 243 uses the sum (Q A + Q B ) of the detection signals Q A and Q B and the EF value ((Q A −Q B ) / (Q A + Q B )) to focus as follows: Determine the position. First, the noise determination threshold value (N TH ) set for each of the objective lenses 3a to 3c is read from a nonvolatile memory (not shown) and compared with the value of (Q A + Q B ). As a result, if the value of (Q A + Q B ) is smaller than the predetermined noise determination threshold value N TH , that is, if (Q A + Q B ) <N TH , the control unit 24 supplements the bottom surface of the dish 103. The stage 1 is driven so that the value of (Q A + Q B ) is not less than the noise determination threshold value N TH , that is, (Q A + Q B ) ≧ N TH is satisfied.

ディッシュ103の底面を補足する範囲は、図8に示す通り、低NAの対物レンズの場合が範囲R11であり、同様に中NAの対物レンズが範囲R12、高NAの対物レンズが範囲R13であり、高NAの対物レンズが最も狭く、対物レンズの倍率が小さくなるほどこの範囲は広くなる。 As shown in FIG. 8, the range supplementing the bottom surface of the dish 103 is the range R 11 in the case of the low NA objective lens. Similarly, the medium NA objective lens is in the range R 12 and the high NA objective lens is in the range R 11. is 13, the objective lens is narrowest high NA, the range as the magnification of the objective lens becomes small becomes wider.

そして、(QA+QB)≧NTHが成立すると、コントロール部24は、EF値が所定の合焦範囲内に入るように、ステージ1を駆動する。すなわち、下式(1)が成立するように、コントロール部24はステージ1を移動させ、成立したところでステージ1の動作を止める。
−FTH<(QA−QB)/(QA+QB)<+FTH ・・・(1)
ここで、FTHは合焦判定閾値であり、ステージ1の位置が各対物レンズの焦点深度の範囲内に必ず移動されるように決められており、対物レンズごとに設定されている値である。
When (Q A + Q B ) ≧ N TH is established, the control unit 24 drives the stage 1 so that the EF value falls within a predetermined focusing range. That is, the control unit 24 moves the stage 1 so that the following expression (1) is satisfied, and stops the operation of the stage 1 when it is satisfied.
-F TH <(Q A -Q B ) / (Q A + Q B ) <+ F TH (1)
Here, F TH is an in-focus determination threshold value, which is determined so that the position of the stage 1 is always moved within the range of the focal depth of each objective lens, and is a value set for each objective lens. .

続いて、顕微鏡装置100によって実行されるAF処理の流れを、図10を参照して説明する。図10は、本実施の形態1にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明するフローチャートである。図11,12は、本実施の形態1にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明する模式図である。以下のフローチャートでは、コントロール部24の制御のもとで各部が動作するものとして説明する。AF動作の設定/解除を行なうAFスイッチが押下されると、コントロール部24は、AF光を標本(ディッシュ103)に照射させるためにレーザー駆動制御部22に信号を与え、基準光源4の発振を開始する。   Next, the flow of AF processing executed by the microscope apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the first embodiment. FIGS. 11 and 12 are schematic diagrams for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the first embodiment. In the following flowchart, description will be made on the assumption that each unit operates under the control of the control unit 24. When the AF switch for setting / canceling the AF operation is pressed, the control unit 24 gives a signal to the laser drive control unit 22 to irradiate the specimen (dish 103) with the AF light, and causes the reference light source 4 to oscillate. Start.

コントロール部24は、合焦サーチレンジを最大に設定する(ステップS101)。具体的には、コントロール部24は、検出範囲記憶部244を参照して、合焦サーチレンジを、図4に示すような、上側サーチリミットSRupおよび下側サーチリミットSRdownの間であるサーチレンジR20に設定する。 The control unit 24 sets the focus search range to the maximum (step S101). Specifically, the control unit 24 refers to the detection range storage unit 244 and searches for the in-focus search range between the upper search limit SR up and the lower search limit SR down as shown in FIG. to set the range R 20.

合焦サーチレンジを設定後、コントロール部24は、焦準部駆動指示部246にステージ1(焦準部)を下側サーチリミットSRdownまで移動させるよう指示する(ステップS102)。焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、ステージ1を下側サーチリミットSRdownまで移動させる。 After setting the focus search range, the control unit 24 instructs the focusing unit drive instruction unit 246 to move the stage 1 (focusing unit) to the lower search limit SR down (step S102). The focusing unit drive instructing unit 246 moves the stage 1 to the lower search limit SR down under the control of the focusing motor drive control unit 19.

その後、焦準部駆動指示部246の制御によりステージ1をディッシュ103に近づく方向(図12の矢印Y1)に移動させて合焦サーチを行いながら(ステップS103)、AF処理部243が移動した位置においてAF光LAFにより取得した検出信号をもとに合焦判定を行う(ステップS104:検出ステップ)。ここで、AF処理部243が合焦していないと判定した場合は(ステップS104:No)、コントロール部24は、ステップS103に移行して、ステージ1を移動させて合焦判定を繰り返す。一方、AF処理部243が合焦していると判定し、該判定した位置を合焦位置として検出した場合(ステップS104:Yes)、コントロール部24は、ステップS105に移行する。この際の合焦位置は、ディッシュ103の下側界面Bdown(ディッシュ103の外表面)である(図11(a)参照)。 Thereafter, the focus processing unit drive instruction unit 246 controls the stage 1 to move in the direction approaching the dish 103 (arrow Y1 in FIG. 12) to perform a focus search (step S103), and the position where the AF processing unit 243 has moved. In step S104, the focus is determined based on the detection signal acquired by the AF light L AF . Here, when it is determined that the AF processing unit 243 is not in focus (step S104: No), the control unit 24 proceeds to step S103, moves the stage 1, and repeats the focus determination. On the other hand, if it is determined that the AF processing unit 243 is in focus and the determined position is detected as the focus position (step S104: Yes), the control unit 24 proceeds to step S105. The focusing position at this time is the lower interface B down of the dish 103 (the outer surface of the dish 103) (see FIG. 11A).

ステップS105では、サーチリミット変更部250は、上側界面に合焦するような上側界面用の合焦サーチレンジの設定を行う(移動限界位置変更ステップ)。具体的には、下側から上側に向かう方向を正としたときに、下側界面Bdownに光路上に配置している対物レンズのWDを加算した位置(Bdown+WD)を上側サーチリミットSRup’として再設定するとともに、下側界面Bdownに、ボトム厚記憶部251を参照して使用中のディッシュ103のボトム厚を読み出すことにより、個体差を加味したディッシュ103のボトム厚(No1Sガラス:0.15〜0.19mm)をボトムの屈折率で除した値の1/2(例えば50μm)を加算した位置(Bdown+50)を下側サーチリミットSRdown’として再設定する(図12参照)。サーチリミット変更部250は、合焦サーチレンジを、図12に示すような、上側サーチリミットSRup’および下側サーチリミットSRdown’の間であるサーチレンジR21に設定する。 In step S105, the search limit changing unit 250 sets a focus search range for the upper interface so as to focus on the upper interface (movement limit position changing step). Specifically, when the direction from the lower side to the upper side is positive, the position (B down + WD) obtained by adding the WD of the objective lens disposed on the optical path to the lower interface B down is the upper search limit SR. The bottom thickness of the dish 103 that takes into account individual differences by reading out the bottom thickness of the dish 103 that is in use by referring to the bottom thickness storage unit 251 at the lower interface B down. : 0.15 to 0.19 mm) divided by the bottom refractive index and a position (B down +50) obtained by adding 1/2 (for example, 50 μm) is reset as the lower search limit SR down ′ (FIG. 12). reference). The search limit changing unit 250 sets the in-focus search range to a search range R 21 between the upper search limit SR up ′ and the lower search limit SR down ′ as shown in FIG.

合焦サーチレンジを再設定後、コントロール部24は、焦準部駆動指示部246に焦準部(ステージ1)を下側サーチリミットSRdown’まで移動させるよう指示する(ステップS106)。焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、ステージ1を下側サーチリミットSRdown’まで移動させる(図12の矢印Y2)。 After resetting the focus search range, the control unit 24 instructs the focusing unit drive instruction unit 246 to move the focusing unit (stage 1) to the lower search limit SR down ′ (step S106). The focusing unit drive instruction unit 246 moves the stage 1 to the lower search limit SR down 'under the control of the focusing motor drive control unit 19 (arrow Y2 in FIG. 12).

その後、焦準部駆動指示部246の制御によって、ステージ1を下側サーチリミットSRdown’からディッシュ103に近づく方向(図12の矢印Y3)に移動させて合焦サーチを行いながら(ステップS107)、AF処理部243が移動した位置において取得した検出信号をもとに合焦判定を行う(ステップS108)。ここで、AF処理部243が合焦していないと判定した場合(ステップS108:No)、コントロール部24は、ステップS107に移行して、ステージ1を移動させて合焦判定を繰り返す。一方、AF処理部243が合焦していると判定し、該判定した位置を合焦位置として検出した場合(ステップS108:Yes)、コントロール部24は、ステップS109に移行する。この際の合焦位置は、ディッシュ103の上側界面Bup(ディッシュ103の内表面)である(図11(b)参照)。 Thereafter, under the control of the focusing unit drive instruction unit 246, the stage 1 is moved from the lower search limit SR down ′ in the direction approaching the dish 103 (arrow Y3 in FIG. 12) while performing a focus search (step S107). The focus determination is performed based on the detection signal acquired at the position where the AF processing unit 243 has moved (step S108). If it is determined that the AF processing unit 243 is not in focus (step S108: No), the control unit 24 proceeds to step S107, moves the stage 1, and repeats the focus determination. On the other hand, if it is determined that the AF processing unit 243 is in focus and the determined position is detected as the focus position (step S108: Yes), the control unit 24 proceeds to step S109. The focus position at this time is the upper interface B up of the dish 103 (the inner surface of the dish 103) (see FIG. 11B).

ステップS109では、観察用の照明光LSによりAF処理を行ない、ステージ1が移動した際に上側界面Bupを合焦位置として追従する合焦追従モードに移行する(図11(c)参照)。その後は、本AF処理の終了指示の入力があるか否かを判断する(ステップS110)。ここで、AF処理の終了指示の入力がなければ(ステップS110:No)、ステップS109に移行して合焦追従モードを継続する。これに対して、本AF処理の終了指示の入力があれば(ステップS110:Yes)、本AF処理を終了する。上述した処理により、標本(例えば対象物C)に焦点の合った観察を行なうことが可能となる。 In step S109, performs the AF process by the illuminating light L S for observation, the process proceeds to focus tracking mode to follow the upper surface B Stay up-as-focus position when the stage 1 is moved (FIG. 11 (c) refer) . Thereafter, it is determined whether or not an instruction to end the AF process is input (step S110). If there is no input of an AF processing end instruction (step S110: No), the process proceeds to step S109 to continue the focus tracking mode. On the other hand, if there is an input of an instruction to end the AF process (step S110: Yes), the AF process ends. By the above-described processing, it is possible to perform observation focused on the specimen (for example, the object C).

上述した本実施の形態1によれば、ディッシュ103の下側界面Bdownを検出後、該下側界面Bdownに基づいて上側サーチリミットSRup’および下側サーチリミットSRdown’を再設定し、下側界面Bdownを含まないサーチレンジR21でディッシュ103の上側界面Bupを検出するようにしたので、複数の合焦位置(界面)が存在する場合であって、ディッシュ103の実際の厚さなどが不明な場合であっても所望の合焦位置を正確に検出することができる。さらに、ディッシュ103の上側界面Bupを検出後に、該上側界面Bupに合焦した状態を維持する追従モードに移行するようにしたので、オフセットレンズ群9による細胞の深部観察を迅速に行うことができる。 According to the first embodiment described above, after detecting the lower interface B down the dish 103, resetting the upper search limit SR Stay up-'and lower search limit SR down' on the basis of the lower side surface B down Since the upper interface B up of the dish 103 is detected in the search range R 21 that does not include the lower interface B down , there are a plurality of in-focus positions (interfaces). Even when the thickness or the like is unknown, a desired in-focus position can be accurately detected. Further, after detecting the upper interface B Stay up-dish 103. Thus proceeds to tracking mode to maintain the focused state on the upper side surface B Stay up-, rapidly performed it deep observation of the cells by the offset lens group 9 Can do.

また、本実施の形態1にかかるAF処理をボタン入力により実行するようにすることで、術者による一回のボタンの入力操作のみで、ディッシュ103の上側界面Bupを簡易に検出することができる。このため、術者の操作にかかる負担を軽減することができる。 Furthermore, by so executing the AF processing according to the first embodiment by button input, only an input operation of a single button by the operator, to detect the upper interface B Stay up-dish 103 in a simple it can. For this reason, the burden concerning an operator's operation can be reduced.

なお、上述した実施の形態1では、浸液Lgに関わらずにAF処理を行なうものとして説明したが、浸液Lgの種別に応じてAF処理を行なうか否かを判断するようにしてもよい。この場合、例えば、浸液Lgが水またはシリコーンオイルであれば一連のAF処理を行ない、浸液Lgが低自家蛍光オイルであればS105からS108のAF処理を行なわないようにしてもよい。   In the first embodiment described above, the AF process is described regardless of the immersion liquid Lg. However, it may be determined whether the AF process is performed according to the type of the immersion liquid Lg. . In this case, for example, if the immersion liquid Lg is water or silicone oil, a series of AF processes may be performed, and if the immersion liquid Lg is a low autofluorescence oil, the AF processes from S105 to S108 may not be performed.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、下側界面Bdownを検出後、該下側界面Bdownに基づいて上側サーチリミットSRup’および下側サーチリミットSRdown’を再設定するものとして説明したが、本実施の形態2では、下側界面Bdownを検出後、該下側界面Bdownに基づいて上側サーチリミットSRup’のみを再設定する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the above-described first embodiment, after the lower interface B down is detected, the upper search limit SR up ′ and the lower search limit SR down ′ are reset based on the lower interface B down . in the second embodiment, after detecting the lower interface B down, resetting only the upper search limit SR Stay up-'based on the lower side surface B down.

図13は、本実施の形態2にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明するフローチャートである。図14は、本実施の形態2にかかる顕微鏡装置が行うAF処理を説明する模式図である。以下のフローチャートでは、コントロール部24の制御のもとで各部が動作するものとして説明する。上述した実施の形態1と同様、AF動作の設定/解除を行なうAFスイッチが押下されると、コントロール部24は、AF光を標本(ディッシュ103)に照射させるためにレーザー駆動制御部22に信号を与え、基準光源4の発振を開始する。   FIG. 13 is a flowchart for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the second embodiment. FIG. 14 is a schematic diagram for explaining AF processing performed by the microscope apparatus according to the second embodiment. In the following flowchart, description will be made on the assumption that each unit operates under the control of the control unit 24. As in the first embodiment, when the AF switch for setting / releasing the AF operation is pressed, the control unit 24 sends a signal to the laser drive control unit 22 to irradiate the specimen (dish 103) with AF light. And oscillation of the reference light source 4 is started.

コントロール部24は、合焦サーチレンジを最大に設定する(ステップS201)。具体的には、サーチリミット変更部250は、サーチレンジ記憶部244を参照して、合焦サーチレンジを、図14に示すような、上側サーチリミットSRupおよび下側サーチリミットSRdownの間であるサーチレンジR20に設定する。 The control unit 24 sets the focus search range to the maximum (step S201). Specifically, the search limit changing unit 250 refers to the search range storage unit 244 to change the in-focus search range between the upper search limit SR up and the lower search limit SR down as shown in FIG. set to a certain search range R 20.

合焦サーチレンジを設定後、コントロール部24は、焦準部駆動指示部246に焦準部(ステージ1)を下側サーチリミットSRdownまで移動させるよう指示する(ステップS202)。焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、ステージ1を下側サーチリミットSRdownまで移動させる。 After setting the focus search range, the control unit 24 instructs the focusing unit drive instruction unit 246 to move the focusing unit (stage 1) to the lower search limit SR down (step S202). The focusing unit drive instructing unit 246 moves the stage 1 to the lower search limit SR down under the control of the focusing motor drive control unit 19.

その後、焦準部駆動指示部246の制御によりステージ1をディッシュ103に近づく方向(図14の矢印Y1)に移動させながら(ステップS203)、AF処理部243が移動した位置において取得した検出信号をもとに合焦判定を行う(ステップS204)。ここで、AF処理部243により合焦していないと判定された場合は(ステップ204:No)、ステップS203に移行して、ステージ1を移動させて合焦判定を繰り返す。一方、AF処理部243により合焦していると判定された場合は(ステップS204:Yes)、ステップS205に移行する。この際の合焦位置は、ディッシュ103の下側界面Bdownである。 Thereafter, while the stage 1 is moved in the direction approaching the dish 103 (arrow Y1 in FIG. 14) under the control of the focusing unit drive instruction unit 246 (step S203), the detection signal acquired at the position where the AF processing unit 243 has moved is received. In-focus determination is performed (step S204). Here, when it is determined that the AF processing unit 243 is not focused (step 204: No), the process proceeds to step S203, the stage 1 is moved, and the focus determination is repeated. On the other hand, if the AF processing unit 243 determines that the subject is in focus (step S204: Yes), the process proceeds to step S205. The in-focus position at this time is the lower interface B down of the dish 103.

ステップS205では、サーチリミット変更部250は、上側界面に合焦するような上側界面用の合焦サーチレンジの設定を行う。具体的には、下側から上側に向かう方向を正としたときに、下側界面Bdownに光路上に配置している対物レンズのWDを加算した位置(Bdown+WD)を上限である上側サーチリミットSRup’’として再設定する(図14参照)。本実施の形態2では、下限である下側サーチリミットSRdownの再設定は行わない。サーチリミット変更部250は、合焦サーチ範囲を、図14に示すような、上側サーチリミットSRup’ ’および下側サーチリミットSRdownの間であるサーチレンジR22に設定する。 In step S205, the search limit changing unit 250 sets an in-focus search range for the upper interface so as to focus on the upper interface. Specifically, when the direction from the lower side to the upper side is positive, the upper side is the upper limit of the position (B down + WD) obtained by adding the WD of the objective lens arranged on the optical path to the lower interface B down. The search limit SR up ″ is reset (see FIG. 14). In the second embodiment, the lower search limit SR down which is the lower limit is not reset. The search limit changing unit 250 sets the in-focus search range to a search range R 22 between the upper search limit SR up '' and the lower search limit SR down as shown in FIG.

合焦サーチレンジを再設定後、コントロール部24は、焦準部駆動指示部246に焦準部(ステージ1)を上側サーチリミットSRup’’まで移動させるよう指示する(ステップS206)。焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、ステージ1を上側サーチリミットSRup’’まで移動させる(図14の矢印Y2’)。 After resetting the focusing search range, the control unit 24 instructs the focusing unit drive instruction unit 246 to move the focusing unit (stage 1) to the upper search limit SR up ″ (step S206). The focusing unit drive instruction unit 246 moves the stage 1 to the upper search limit SR up ″ under the control of the focusing motor drive control unit 19 (arrow Y2 ′ in FIG. 14).

その後、焦準部駆動指示部246の制御によって、ステージ1を上側サーチリミットSRup’’から下方(図14の矢印Y3’)に移動させながら(ステップS207)、AF処理部243が移動した位置において取得した検出信号をもとに合焦判定を行う(ステップS208)。ここで、AF処理部243により合焦していないと判定された場合は(ステップS208:No)、ステップS207に移行して、ステージ1を移動させて合焦判定を繰り返す。一方、AF処理部243により合焦していると判定された場合は(ステップS208:Yes)、ステップS209に移行する。この際の合焦位置は、ディッシュ103の上側界面Bupである。 Thereafter, under the control of the focusing unit drive instruction unit 246, the stage 1 is moved from the upper search limit SR up ″ to the lower side (arrow Y3 ′ in FIG. 14) (step S207), and the AF processing unit 243 is moved. In-focus determination is performed based on the detection signal acquired in step S208. Here, when it is determined that the AF processing unit 243 is not in focus (step S208: No), the process proceeds to step S207, the stage 1 is moved, and the focus determination is repeated. On the other hand, if the AF processing unit 243 determines that the subject is in focus (step S208: Yes), the process proceeds to step S209. The in-focus position at this time is the upper interface B up of the dish 103.

ステップS209では、観察用の照明光LSによりAF処理を行ない、標本、例えば、対象物Cに追従する合焦追従モードに移行する(例えば図11(c)を参照)。その後は、本AF処理の終了指示の入力があるか否かを判断する(ステップS210)。ここで、AF処理の終了指示の入力がなければ(ステップS210:No)、ステップS209に移行して合焦追従モードを継続する。これに対して、本AF処理の終了指示の入力があれば(ステップS210:Yes)、本AF処理を終了する。上述した処理により、標本(対象物C)に焦点の合った観察を行なうことが可能となる。 In step S209, AF processing is performed with the illumination light for observation L S , and the mode shifts to a focus tracking mode in which the sample, for example, the object C is tracked (see, for example, FIG. 11C). Thereafter, it is determined whether or not an instruction to end the AF process is input (step S210). Here, if there is no input of an AF process end instruction (step S210: No), the process proceeds to step S209 to continue the focus tracking mode. On the other hand, if there is an input of an instruction to end the AF process (Step S210: Yes), the AF process is ended. By the above-described processing, it is possible to perform observation focused on the specimen (object C).

上述した本実施の形態2によれば、ディッシュ103の下側界面Bdownを検出後、該下側界面Bdownに基づいて上側サーチリミットSRup’’を再設定し、下側界面Bdownを含まない検出範囲R22で上側サーチリミットSRup’’側から上側界面Bupを検出するようにしたので、複数の合焦位置(界面)が存在する場合であって、ディッシュ103の実際の厚さなどが不明な場合であっても所望の合焦位置を正確に検出することができる。さらに、ディッシュ103の上側界面Bupを検出後に、該上側界面Bupに合焦した状態を維持する追従モードに移行するようにしたので、オフセットレンズ群9による細胞の深部観察を迅速に行うことができる。 According to the second embodiment described above, after detecting the lower interface B down the dish 103, reconfigure the upper search limit SR Stay up-'' based on the lower side surface B down, the lower interface B down Since the upper interface B up is detected from the upper search limit SR up ″ side in the detection range R 22 that does not include, the actual thickness of the dish 103 is present when there are a plurality of in-focus positions (interfaces). Even if it is unknown, the desired in-focus position can be accurately detected. Further, after detecting the upper interface B Stay up-dish 103. Thus proceeds to tracking mode to maintain the focused state on the upper side surface B Stay up-, rapidly performed it deep observation of the cells by the offset lens group 9 Can do.

なお、上述した実施の形態1,2では、ステージを焦準部として説明したが、対物レンズを光軸に沿って移動可能な焦準部としてもよい。また、対象物Cを保持する保持部材は、上述したディッシュ103に限らず、対象物Cを載置して保持するスライドガラスなど、光を透過可能な底部が厚みを有する保持部材であれば適用可能である。   In the first and second embodiments described above, the stage is described as the focusing unit. However, the objective lens may be a focusing unit that can move along the optical axis. In addition, the holding member that holds the object C is not limited to the above-described dish 103, and may be any holding member that has a bottom that can transmit light, such as a slide glass that holds and holds the object C. Is possible.

上述した実施の形態1,2は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。   Embodiments 1 and 2 described above are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these. Further, the present invention can form various inventions by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the respective embodiments. It is obvious from the above description that the present invention can be variously modified according to specifications and the like, and that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

1 ステージ
2 レボルバ本体
3a〜3c 対物レンズ
4 基準光源
5 コリメートレンズ
6 投光側ストッパー
7 偏光ビームスプリッター(PBS)
8,13 集光レンズ群
9 オフセットレンズ群
10 λ/4板
11 ダイクロックミラー
12 受光側ストッパー
14 2分割フォトダイオード(PD)
15 レボルバ用モーター
16 焦準用モーター
17 オフセットレンズ用モーター
18 レボルバ用モーター駆動制御部
19 焦準用モーター駆動制御部
20 オフセットレンズ用モーター駆動制御部
21 レボ穴位置検出部
22 レーザー駆動制御部
23 A/D変換器
24 コントロール部
25 パルスカウンタ
26 JOGエンコーダ
27 リミット検出部
100 顕微鏡装置
101 顕微鏡本体部
102 接眼レンズ
103 ディッシュ
240 入出力部
241 検出信号記憶部
242 EF値演算部
243 AF処理部
244 サーチレンジ記憶部
245 オフセットレンズ駆動指示部
246 焦準部駆動指示部
247 レボルバ駆動指示部
248 レーザー駆動指示部
249 ワークディスタンス(WD)記憶部
250 サーチリミット変更部
251 ボトム厚記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage 2 Revolver body 3a-3c Objective lens 4 Reference light source 5 Collimate lens 6 Light emission side stopper 7 Polarizing beam splitter (PBS)
8, 13 Condensing lens group 9 Offset lens group 10 λ / 4 plate 11 Dichroic mirror 12 Light-receiving side stopper 14 Two-division photodiode (PD)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Revolver motor 16 Focusing motor 17 Offset lens motor 18 Revolver motor drive control part 19 Focusing motor drive control part 20 Offset lens motor drive control part 21 Revo hole position detection part 22 Laser drive control part 23 A / D Converter 24 Control unit 25 Pulse counter 26 JOG encoder 27 Limit detection unit 100 Microscope device 101 Microscope main unit 102 Eyepiece 103 Dish 240 Input / output unit 241 Detection signal storage unit 242 EF value calculation unit 243 AF processing unit 244 Search range storage unit 245 Offset lens drive instruction unit 246 Focus unit drive instruction unit 247 Revolver drive instruction unit 248 Laser drive instruction unit 249 Work distance (WD) storage unit 250 Search limit change unit 2 1 bottom thickness storage unit

Claims (7)

倒立型の顕微鏡装置であって、
対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、
二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、
前記対物レンズの特性情報、ならびに前記光路に対する前記ステージの移動限界位置であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置、および前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を記憶する記憶部と、
前記観察対象物から反射された赤外光をもとに、前記観察対象物の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、
前記第1移動限界位置側から前記ステージを移動させた場合に、前記合焦位置検出部により検出された一方の界面に相当する第1の合焦位置に基づき、該第1の合焦位置と前記対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更部と、
前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させつつ、前記合焦位置検出部に他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
An inverted microscope device,
A revolver body in which the objective lens can be arranged on the optical path;
While holding an observation object having two interfaces, a stage movable along the optical path;
Characteristic information of the objective lens, and a movement limit position of the stage with respect to the optical path, a first movement limit position that is a movement limit position closer to the objective lens, and a movement limit position on the side farther from the objective lens A storage unit for storing the second movement limit position,
Based on the infrared light reflected from the observation object, a focus position detection unit that detects a focus position of the observation object;
When the stage is moved from the first movement limit position side, based on the first focus position corresponding to one interface detected by the focus position detection unit, the first focus position and A movement limit position changing unit that changes at least the second movement limit position according to the characteristic information of the objective lens;
Of the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing unit, the stage is moved along the optical path from one movement limit position, and the other interface is moved to the in-focus position detection unit. A movement control unit that performs control to detect a second in-focus position corresponding to
A microscope apparatus comprising:
観察対象物は、標本および該標本を保持する保持部材を含み、
前記記憶部は、前記対物レンズの特性情報として、対物レンズの作動距離を記憶するとともに、使用し得る複数の前記容器の各底面の厚さをさらに記憶し、
前記移動限界位置変更部は、前記第1の合焦位置、および使用中の前記容器の底面の厚さに基づいて前記第1移動限界位置を変更するとともに、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更し、
前記移動制御部は、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。
The observation object includes a specimen and a holding member that holds the specimen,
The storage unit stores the working distance of the objective lens as the characteristic information of the objective lens, and further stores the thickness of each bottom surface of the plurality of containers that can be used,
The movement limit position changing unit changes the first movement limit position based on the first focus position and the thickness of the bottom surface of the container in use, and the first focus position and the Changing the second movement limit position based on the working distance;
The movement control unit moves the stage along the optical path from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after being changed by the movement limit position changing unit. The microscope apparatus according to claim 1.
観察対象物は、標本および該標本を保持する保持部材を含み、
前記記憶部は、前記対物レンズの特性情報として、対物レンズの作動距離を記憶し、
前記移動限界位置変更部は、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更し、
前記移動制御部は、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第2移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。
The observation object includes a specimen and a holding member that holds the specimen,
The storage unit stores the working distance of the objective lens as characteristic information of the objective lens,
The movement limit position changing unit changes the second movement limit position based on the first focus position and the working distance,
The movement control unit moves the stage along the optical path from the second movement limit position among the first and second movement limit positions after being changed by the movement limit position changing unit. The microscope apparatus according to claim 1.
前記保持部材は、少なくとも底部が光を透過可能である収容容器であり、
前記合焦位置検出部は、前記収容容器の前記底部の外表面を前記第1の合焦位置として検出し、前記底部の内表面を前記第2の合焦位置として検出することを特徴とする請求項2または3に記載の顕微鏡装置。
The holding member is a container in which at least the bottom part can transmit light,
The focus position detection unit detects an outer surface of the bottom portion of the storage container as the first focus position, and detects an inner surface of the bottom portion as the second focus position. The microscope apparatus according to claim 2 or 3.
前記移動制御部は、前記合焦位置検出部により前記第2の合焦位置が検出された後、前記第2の合焦位置を合焦位置として追従させる追従モードに移行することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。   The movement control unit shifts to a follow-up mode in which the second focus position is followed as a focus position after the second focus position is detected by the focus position detection unit. The microscope apparatus as described in any one of Claims 1-4. 対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御方法であって、
前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに一方の界面に相当する第1の合焦位置を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づき、前記第1の合焦位置と対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更ステップと、
前記移動限界位置変更ステップによる変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御ステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
A control method for an inverted microscope apparatus comprising a revolver body in which an objective lens can be arranged on an optical path, and a stage that holds an observation object having two interfaces and is movable along the optical path. And
A first focus corresponding to one interface based on light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the movement limit position closer to the objective lens. A detection step for detecting a position;
Based on the detection result of the detection step, a movement limit position that changes at least a second movement limit position that is a movement limit position on the side away from the objective lens according to the first focus position and characteristic information of the objective lens Change steps,
While the stage is moved along the optical path from one of the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing step, the light reflected from the observation object is A movement control step for performing control to detect the second in-focus position corresponding to the other interface,
The control method characterized by including.
対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御プログラムであって、
前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに一方の界面に相当する第1の合焦位置を検出する検出手順と、
前記検出手順の検出結果に基づき、前記第1の合焦位置と対物レンズの特性情報とに応じて少なくとも前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更手順と、
前記移動限界位置変更手順による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、一方の移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面に相当する第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御手順と、
を前記顕微鏡装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。
A control program for an inverted microscope apparatus comprising a revolver body in which an objective lens can be disposed on an optical path, and a stage that holds an observation object having two interfaces and is movable along the optical path. And
A first focus corresponding to one interface based on light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the movement limit position closer to the objective lens. A detection procedure for detecting the position;
Based on the detection result of the detection procedure, a movement limit position that changes at least a second movement limit position that is a movement limit position on the side away from the objective lens according to the first focus position and characteristic information of the objective lens Change procedure,
While the stage is moved along the optical path from one movement limit position of the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position change procedure, the light reflected from the observation object is reflected. A movement control procedure for performing control to detect the second in-focus position corresponding to the other interface,
Is executed by the microscope apparatus.
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