JP4222877B2 - Microscope observation method and microscope used therefor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の観察方法及びそれを用いるための顕微鏡に関するものであり、特に、生体細胞等の位相物体を広範囲で観察可能する場合や、半導体やガラス基板上に形成された微細な凹凸を観察するための観察方法及びそれに用いる顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体細胞等は無色透明な物体であり、このような無色透明な物体は位相物体と呼ばれる。この位相物体を顕微鏡で観察する場合、位相差観察や微分干渉観察の特殊な観察法が用いられている。
【0003】
位相差観察法は、例えば、特開平7−225341号に示されているように顕微鏡のコンデンサーレンズの瞳位置に輪帯状の開口を配置し、この輪帯開口と観察物体を介して共役な対物レンズの瞳位置に輪帯開口と相似な位相膜を配置して、位相物体の位相分布に比例した像コントラストが得られる観察法である。
【0004】
また、微分干渉観察は、例えば、特開平8−122648号に示されているように顕微鏡のコンデンサーレンズと対物レンズの瞳位置に夫々複屈折プリズムを配置し、直行する2つの偏光成分が横ずらしされて干渉し、位相物体の位相分布の微分値に比例した像コントラストが得られる観察法である。
【0005】
一方、生体から細胞を採取し、培養して増殖した生体細胞を採取した生体に戻し、生体の疾病を治療する再生医療に関する研究が進められている。
このような再生医療で細胞を培養する場合、細胞の培養状態を速やかに観察する必要がある。生体細胞の培養には通常φ90mm程度のシャーレ等が用いられ、シャーレ全面を早く観察するために、出来るだけ広い範囲を一度に観察することが望まれている。よって、再生医療に関する研究の場合では、培養状態の確認をより低倍の観察で行うのが望まれており、実際には、顕微鏡観察において、1倍、1.25倍、2倍、2.5倍、4倍等の低倍の対物レンズが利用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、生体細胞は位相物体であるために、位相差観察法や微分干渉観察法を用いないと生体細胞を見ることは出来ない。
【0007】
位相差観察法及び微分干渉観察法は、コンデンサーレンズの瞳と対物レンズの瞳の共役関係が重要になっており、低倍の対物レンズを用いた場合は、コンデンサーレンズから対物レンズに瞳がリレーされる際に瞳収差が発生する。このために、コンデンサーレンズと対物レンズの瞳の共役関係を保つのが難しくなる。
【0008】
このような理由により、現状では、4倍の対物レンズを用いた観察より低い倍率の対物レンズを用いた観察を良好に行うことが難しい。つまり、培養細胞の状態を観察する場合、4倍の対物レンズの視野より広い範囲を観察することが難しい。
【0009】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたもので、広い範囲の観察を可能とした顕微鏡の観察方法及びそれを用いるための顕微鏡を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る顕微鏡観察方法は、照明光学系の瞳位置に配された部分開口を通過する光によって照明される位相物体を、該位相物体に対する観察光学系の合焦位置からデフォーカスさせることにより、前記位相物体を透過又は反射した光と前記位相物体で回折した光との間に位相差を発生させ、前記合焦位置に対して近点側にデフォーカスした位相物体の像と、遠点側にデフォーカスした位相物体の像とをそれぞれ撮像並びに記憶し、該記憶した2画像の差演算を行うことにより、前記位相物体の可視化画像を形成することを特徴とする。
請求項2に係る顕微鏡観察方法は、請求項1において、前記位相物体の像を撮像する際のデフォーカス量を、前記位相物体毎に設定することを特徴とする。
請求項3に係る顕微鏡観察方法は、請求項1において、前記部分開口は、前記照明光学系内に偏心配置されたことを特徴とする。
請求項4に係る顕微鏡観察方法は、請求項3において、前記部分開口は、輪帯開口であることを特徴とする。
請求項5に係る顕微鏡観察方法は、請求項1において、前記位相物体の可視化画像は、前記位相物体の像コントラストをレリーフ状に形成することを特徴とする。
【0011】
本発明の請求項6に係る位相物体観察顕微鏡は、瞳位置に部分開口を備えた照明光学系と、該照明光学系によって照明された位相物体を観察する観察光学系と、前記位相物体の像を撮像並びに記憶する撮像手段と、前記記憶された前記位相物体の画像について画像処理する画像処理手段とを備え、前記観察光学系の合焦位置に対して近点側にデフォーカスした位相物体の像と、遠点側にデフォーカスした位相物体の像とをそれぞれ撮像並びに記憶し、該記憶した2画像の差演算を行うことにより、前記位相物体の可視化画像を形成することを特徴とする。
請求項7に係る位相物体観察顕微鏡は、請求項6において、前記位相物体の像を撮像する際のデフォーカス量を、前記位相物体毎に設定することを特徴とする。
請求項8に係る位相物体観察顕微鏡は、請求項6において、前記部分開口は、前記照明光学系内に偏心配置されたことを特徴とする。
請求項9に係る位相物体観察顕微鏡は、請求項8において、前記部分開口は、輪帯開口であることを特徴とする。
【0012】
ここで、本発明を用いて、生体細胞の位相分布に比例した像コントラストを発生させる原理について説明する。
【0013】
図1は原理説明図であり、物点、光学系入射瞳、射出瞳、結像面を模式的に示したものである。これに示すように、合焦位置に観察物体を配置すると、観察物点から出た光は実線で示すように球面状に広がり入射瞳に入る。入射瞳に入った光は、射出瞳から球面状の収束光になり結像面に集光して像を形成する。この時、光学系を透過する各光線の間に光路(位相)差は生じないので、像にボケは生じない。
【0014】
しかし、物点を点線に示す位置に移動させると、物点からの光は入射瞳に球面状に入射する。入射瞳に入射した光は、射出瞳から移動後の像面に向かった球面状の光に変わる。移動後の像面で観察すれば、光に光路(位相)差は発生しないが、観察点を移動させずに当初の結像面で観察すると各光線に光路(位相)差が発生する。
【0015】
本発明では、これを利用して、観察物体を光学系の合焦位置からずらした位置に配置することにより、光学系を透過する夫々の光線に位相差を発生さている。
また、図1においては、光学系の光軸と、最大NA光線との位相の差が最も大きくなる。
【0016】
一方、培養観察に用いられる生体細胞は、略同じ形状であり、この為、シャーレ内に分布している培養細胞に光を入射させると、細胞の形状に依存して特有の方向に回折光が発生する。シャーレ内の細胞に特定の方向から照明光を入射させると、入射光の方向に透過光が発生し、更に透過光に対し特定の角度で回折光が発生する。
【0017】
本発明では、顕微鏡の照明光学系の瞳位置に開口を照明光学系の光軸に対して偏心させて配置することにより、観察物体に対し特定の角度を持った照明光を照射させている。開口を偏心させている分、観察物体への入射光の方向に透過する透過光に対して角度を持たせた回折光を光学系の入射瞳に入射させることができ、透過光と回折光との位相差を大きくすることができる。
【0018】
すなわち、本発明においては、観察物体を観察光学系の合焦位置から外れた位置で観察することにより、観察物体を透過した光と回折した光の間に合焦位置からのずれ量(デフォーカス量)に対応した位相差量を発生させることができる。また、開口を照明光学系の光軸から偏心させて配置することにより、回折光を透過光に対してより角度を持たせたものとすることができる。つまり、透過光と回折光との位相差をより大きくすることができる。
【0019】
よって、この位相差量が位相差観察法で用いている位相膜と等価な機能をして、培養細胞の位相分布に比例した像コントラストを与えることが出来、無色透明な培養細胞を観察することが出来る。
【0020】
この時、観察光学系の倍率が低い場合の方が、観察光学系を通過する回折光の角度が限定させ易くなり、像のコントラストも良くなる。
位相物体を観察する場合、位相物体の位相分布に比例した像コントラストは、観察物体の位相量と透過光と回折光の間に与える位相差量とに比例する。観察物体で回折される光と透過光の間の角度は、観察物体の形状に依存して変わる。回折光と透過光の間の角度が変わると同じデフォーカス量でも2つの光束の間に発生する位相差量が異なってくる。
【0021】
観察する細胞ごとにデフォーカス量を変える事により、より良い像コントラストを得ることが出来る。
デフォーカスによって生じる各光線の位相差は、観察物体が観察光学系の合焦位置から近点側にずれた場合と遠点側にずれた場合で符号が変わる。
【0022】
培養細胞等の観察物体を観察光学系の合焦位置から近点側にずらして観察した画像と遠点側にずらして観察した画像は、観察物体の位相分布に相当して夫々得られる画像の像コントラストが反転している。
【0023】
また、シャーレ付着したゴミ等の光を吸収する物体は、位相物体ではなくなり、デフォーカスによって位相差が与えられても像コントラストに変化は生じない。
【0024】
よって、近点側にずらして撮像した画像と遠点側にずらして撮像した画像を画像間演算することにより、デフォーカスによって与えられる位相差に影響されない画像成分を分離することが出来る。特に、2つの画像の各画素ごとに差演算を行なうことにより、観察物体の位相分布に相当する画像成分の像コントラストは2倍にすることが出来、ゴミや異物、照明ムラなどの位相情報をもたない画像成分を無くすことが出来る。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図2から図4を用いて、本発明の第1の実施の形態の構成について説明する。
【0026】
図2は倒立型顕微鏡の概略図、図3は開口の形状を示す図、図4は開口の投影図である。
図2に示すように、倒立顕微鏡1は、光源2と、光源2から発せられた光を導くための照明光学系3と、観察物体4の像を形成するための観察光学系5と、観察物体4の像を拡大して目視観察するための接眼レンズ6と、観察物体4の像を撮像するための撮像素子7を有するCCDカメラ8とにより構成されている。また、CCDカメラ8には、図示しないテレビモニターが接続されている。
【0027】
照明光学系3は、光源2側から順に、コレクターレンズ10、照明光の光軸11を偏向させるための偏向ミラー12、光源2を準単色とするための干渉フィルタ13、及びコンデンサレンズ14により構成されている。
【0028】
観察光学系5は、観察物体4側から順に、観察物体4の像を形成するための対物レンズ15、第1のリレーレンズ16、対物レンズ15からの光を偏向するための偏向ミラー17、第1のリレーレンズ16と共に対物レンズ15の像(観察物体4の像)を結像面に結像させるための第2のリレーレンズ18により構成されている。
【0029】
また、第2のリレーレンズ18と結像面19との間には、観察物体4の像を接眼レンズ6による目視観察とCCDカメラによる観察が同じまたは任意に切り替えることができるように、ハーフミラーである切替ミラー20が配置されている。
【0030】
また、光源2の像が投影されるコンデンサーレンズ14の瞳位置25には図4に示す部分輪帯の開口26を有する開口ユニット27が、着脱自在に配置されている。開口26自体は、瞳の中心に対して偏心した状態になるように配置されている。また、開口ユニット27の開口26以外は、遮光性の遮光板から形成されている。開口26は、図5に示すように、対物レンズ15の瞳の外周部分に略内接するように投影される寸法に形成されている。また、開口26の幅(Ro−Ri)は、共役関係にある対物レンズ15の瞳半径の3分の1以下であることが望ましい。観察する生体細胞の種類によって適宜移動量を設定することで、最良の像コントラスト得ることが可能になる。
【0031】
次に、第1の実施の形態の作用について説明する。
光源2は、コンデンサーレンズ14の瞳位置に投影される。そして、この光源2像は、コンデンサーレンズ14によってケーラー照明として観察物体4を照明する。観察物体4を照明した光は、観察物体4を透過して対物レンズ15に入射する。対物レンズ15に入射した光は、対物レンズ15と第1のリレーレンズ16及び第2のリレーレンズ18により結像面19に観察物体4の像を形成する。
【0032】
結像面19に形成された観察物体4の像は、接眼レンズ6に入射すると共に、切替ミラー20により、CCDカメラ8の撮像素子7の撮像面上に結像する。
一方、開口ユニット27をコンデンサーレンズ14の瞳位置に配置した場合、開口26の位置を調整することで、開口26の像は、図5に示すように対物レンズ15の瞳の外周部分に略内接するように投影され、観察物体4は対物レンズ15の最大NAと同じ角度で特定の方向から偏斜照明される。
【0033】
偏射照明光は、観察物体4である培養される立体的な大きさを持った生体細胞細胞に入射され、透過光、屈折光、及び回折光に分解されて細胞から射出する。細胞の輪郭が球や楕円体に近い形状をしている部分の場合は、屈折する光が多くなり、扁平な部分の場合は透過光と回折光が多くなる。細胞の球や楕円体に近い部分で屈折した光は、一部の光が対物レンズ15のNAより大きくなり対物レンズ15には取込まれない。
【0034】
本発明では、対物レンズ15の位置を通常の観察の合焦位置とされている位置から観察物体4に対し前後何れかに微小量だけ移動させる。これにより、観察光学系5を透過する各光線に移動量に比例した位相差が発生し、この位相差は、対物レンズ15の最大NAを通過する光線が最大になる。この時、偏射照明により、回折光の一部は対物レンズ15のNA外に回折され、観察光学系5を透過しなくなり、屈折光の場合と同様にレリーフ感のある像コントラストが形成される。
【0035】
また、対物レンズ15を前後に移動させる移動量は、形成される像にボケが生じない範囲であることが必要であり、観察に使用する光源2の波長を使用する対物レンズ15のNAの2乗で割った値以下であることが望ましい。
【0036】
第1の実施の形態の効果について説明する。
本発明では、対物レンズの位置を通常の観察の合焦位置から観察物体4に対し微小量だけ移動させることにより、位相差用の対物レンズを使用しなくても、位相差観察法と同様な像コントラストを得ることができる。
【0037】
対物レンズとコンデンサーレンズとの瞳収差を考慮する必要がないので、より低倍の対物レンズを使用できる。つまり、位相差観察法が行なえない1倍や2倍の対物レンズを使用しても培養細胞のような位相物体の観察が可能になり、従来の観察法では、実現できなかったより広い範囲の観察が可能になる。
【0038】
さらに、偏射照明により、位相分布に陰影を付けたレリーフ感のある像コントラストを得ることができる。
また、切替ミラーにより、目視観察とテレビモニターによる観察とをすることができる。
【0039】
開口を取り外せば、通常の顕微鏡観察ができる。
(第2の実施の形態)
図5、及び図6を用いて第2の実施の形態を説明する。
【0040】
図5は開口の形状を示す図、図6は開口の投影図である。
この実施の形態は、第1の実施の形態のコンデンサーレンズの瞳位置に、図5に示す開口ユニット30を配置するものであり、その他は第1の実施の形態と同じである。
【0041】
図5に示すように、開口ユニット30は、中心から離れた位置に矩形の開口31を備え、その他の部分は遮光性の遮光板から形成されており、開口31自体は、瞳の中心に対して偏心した状態になるように配置されている。
【0042】
この第2の実施の形態では、開口ユニット30の矩形の開口31により、観察物体4を偏射照明し、図6のように開口31を投影させる。
第2の実施の形態では、矩形の開口が瞳の中心に対して同心円状に配置されていないので、細長い細胞を観察する場合など、コントラストのつき方を良好にすることができる。
(第3の実施の形態)
図2、図7、及び図8を用いて第3の実施の形態の構成について説明する。
【0043】
図7は開口の形状を示す図、図8は開口の投影図である。
第3の実施の形態では、図2のCCDカメラ8に、CCDカメラ8からの画像を格納及び演算するための図示しないパーソナルコンピュータが接続されている。さらに、このパーソナルコンピュータには図示しないテレビモニターが接続されている。
【0044】
図2の照明光学系3のコンデンサーレンズ14の瞳位置25には、図7の示す開口ユニット40が配置されている。この開口ユニット40は、第1の実施の形態の開口26と異なり、略全周に亘って存在する輪帯状の開口41を有し、その他は遮光性の遮光板で形成されている。開口41自体は、瞳の中心に対して偏心した状態になるように配置されている。また、この開口41は、図7に示すように、対物レンズ15の最大NAに近い角度で観察物体4を照明する輪帯照明が行えるように、対物レンズ15の瞳の外周に略内接するような寸法に形成されている。
【0045】
第3の実施の形態の作用について説明する。
図7に示す状態になるように、開口41の位置を調整し、この開口41を通過した光源2からの光は、第1の実施の形態とは異なり、観察物体4に対して光軸に対して対称に照明される。
【0046】
切替ミラー20をCCDカメラ8に切り替えることにより、観察物体4の像はCCDカメラ8を介してテレビモニターに表示される。
対物レンズ15の位置を観察物体4側(近点側)に微少量移動させて画像を撮像してパーソナルコンピュータに近点画像として格納する。次に、合焦点を挟んで反対側(遠点側)に対物レンズを近点側の移動量と略同程度移動させて画像を撮像してパーソナルコンピュータに遠点画像として格納する。
【0047】
パーソナルコンピュータにより、格納された2つの画像の夫々に対応する画素毎に、(近点画像)−(遠点画像)又は(遠点画像)−(近点画像)の演算を行なう。
【0048】
第3の実施の形態の効果について説明する。
この第3の実施の形態の場合、第1の実施の形態と異なり光軸に対して対称に照明されるために、レリーフ感のある像コントラストではなく位相差観察法と同じ方向性の無い画像を得ることができる。
【0049】
パーソナルコンピュータに格納された近点及び遠点の画像の夫々対応する画素毎の(近点画像)−(遠点画像)又は(遠点画像)−(近点画像)の演算を行なうことで、観察物体4の位相分布に比例する像コントラストが2倍に画像強調される。また、観察物体4の位相分布以外の成分は像コントラストが略0になり、本来観察したい位相分布に比例する画像成分を強調することが可能になる。
(第4の実施の形態)
図9を用いて第4の実施の形態の構成を説明する。
【0050】
図9はターレット50を示す図である。
この実施の形態は、図9に示すようなターレット50がコンデンサーレンズ14の瞳位置25に配置されている。ターレット50には、回転軸51に対して同心円状に複数の開口装着孔52を有し、種種の形状の開口を装着することが可能である。ターレット50は、複数の開口装着孔の夫々の中心点が、照明光学系3の光軸と略一致するように回転軸に対して回転自在な構成になっており、使用する対物レンズと観察方法によってターレット50を回転させることで、適宜開口装着孔を選択できるようになっている。
【0051】
複数の開口装着孔に、例えば図3,5,6に示す形状であって、対物レンズの倍率に合った大きさの開口を装着する。
この第4の実施の形態では、ターレットの回転により、簡単に対物レンズの倍率変換に合わせて、開口の形状、大きさを変えることができるので、良好な観察を行うことができる。
(第5の実施の形態)
第1から第4の実施の形態では、生体細胞の観察に応用した例を示した。本第5の実施の形態では、位相物体とみなせる物体の観察、つまり、半導体やガラス基板上に形成された微細な凹凸を観察する場合に応用したものである。これは、表面の微小な凹凸はその微小な段差が作り出す位相成分と考えることが出来、本発明を使用することが有効である。
【0052】
半導体表面やガラス基板に形成された微細な凹凸の観察は、図10に示す落射顕微鏡を用いるので、落射顕微鏡を用いて説明する。
落射顕微鏡60は、光源61と、光源61から発せられた光を観察物体62に導くための照明光学系63と、観察物体62の像を形成するための観察光学系64と、観察物体62の像を撮像するための撮像素子65を有するCCDカメラ66とにより構成されている。また、CCDカメラ66には、図示しないテレビモニターが接続されている。
【0053】
照明光学系63は、光源61側から順に、コレクターレンズ67、照明リレーレンズ68、照明光の光軸69を偏向させるためのハーフミラー70、観察光学系64も構成する対物レンズ71により構成されている。
【0054】
また、光源61の像が投影される位置には開口ユニット72が、着脱自在に配置されている。この開口ユニット72に装着する開口の形状は、図3,5,6に示すような形状であり、対物レンズの瞳の大きさに応じて、開口の大きさが決定されるものである。
【0055】
観察光学系64は、観察物体62側から順に、観察物体62の像を形成するための対物レンズ71と、この対物レンズ71の像を結像するための結像レンズ72により構成されている。
【0056】
第5の実施の形態の作用について説明する。
光源61から発せられた光はコレクターレンズ67により、照明光学系63内に光源61像を結像する。この光源61像は、照明リレーレンズ68により、ハーフミラー70で偏向された後に対物レンズ71の瞳位置にリレーされ再び光源61像を形成する。そして、リレーされた光源61像は対物レンズ71により観察物体62をケーラー照明する。このとき、対物レンズ71はコンデンサーレンズとしての機能も果たす。
【0057】
観察物体62を照明した光は、観察物体62で反射され対物レンズ71に入射する。対物レンズ71に入射した光は、ハーフミラー70を透過して結像レンズ72により結像面に観察物体62像を形成する。結像面上にCCDカメラ66のを配置して、CCDカメラ66を介してテレビモニター上に観察物体62の像を映し出して観察を行なう。
【0058】
本実施の形態では、コレクターレンズ67によって光源61の像画形成される位置に開口ユニット72を配置する。更に、観察物体62を通常の合焦位置から微少量前後に移動させ、観察物体4の像コントラストを調節する。
【0059】
第5の実施の形態の効果について説明する。
本第5の実施の形態では、観察物体として半導体やガラス基板を観察することができる。つまり、半導体やガラス基板の表面の微小な凹凸を、微小な段差が作り出す位相成分として観察することができる。
【0060】
また、図3または図5に示す形状の開口を用いれば、レリーフ感のある像コントラストを得ることができる。
また、図6に示す形状の開口を用いれば、方向性の無い像コントラストを得ることができる。
【0061】
更に、コントラスト強調するために、合焦位置から前後2ヶ所ずらした位置で画像を撮像し、その差演算を行うことが有効である。
尚、これまでの実施の形態では、輪帯開口を対物レンズの瞳の外周部に内接するように配置したが、円形のピンホール状の開口を瞳の中心部に配置する事でも同様に位相差観察法と同じ像コントラストを得ることが出来る。この場合、ピンホールは共役関係にある対物レンズの瞳の略中心近傍になるように位置調整することが望ましく、方向性の無い像コントラストを得ることができる。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、広い範囲の位相物体の観察を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 原理説明図
【図2】 倒立型顕微鏡の概略図
【図3】 第1の実施の形態の開口の形状を示す図
【図4】 開口の投影図
【図5】 第2の実施の形態の開口の形状を示す図
【図6】 開口の投影図
【図7】 第3の実施の形態の開口の形状を示す図
【図8】 開口の投影図
【図9】 ターレットを示す図
【図10】 落射顕微鏡の概略図
【符号の説明】
14…コンデンサーレンズ
26…開口
27…開口ユニット
30…開口ユニット
31…開口
40…開口ユニット
41…開口
50…ターレット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microscope observation method and a microscope for using the same, and in particular, when a phase object such as a living cell can be observed over a wide range, or fine irregularities formed on a semiconductor or a glass substrate. The present invention relates to an observation method for observation and a microscope used therefor.
[0002]
[Prior art]
Living cells and the like are colorless and transparent objects, and such colorless and transparent objects are called phase objects. When observing this phase object with a microscope, special observation methods such as phase difference observation and differential interference observation are used.
[0003]
In the phase difference observation method, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-225341, a ring-shaped opening is arranged at the pupil position of a condenser lens of a microscope, and a conjugate objective is formed through the ring-shaped opening and the observation object. This is an observation method in which a phase film similar to the annular opening is arranged at the pupil position of the lens, and an image contrast proportional to the phase distribution of the phase object is obtained.
[0004]
In differential interference observation, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 8-122648, birefringent prisms are arranged at the pupil positions of the condenser lens and objective lens of the microscope, respectively, and the two orthogonally polarized components are shifted laterally. This is an observation method in which the image contrast proportional to the differential value of the phase distribution of the phase object is obtained.
[0005]
On the other hand, research is being conducted on regenerative medicine in which cells are collected from a living body, the living cells grown by culturing are returned to the collected living body, and a disease in the living body is treated.
When cells are cultured by such regenerative medicine, it is necessary to quickly observe the culture state of the cells. A petri dish or the like having a diameter of about 90 mm is usually used for culturing living cells. In order to observe the entire petri dish quickly, it is desired to observe as wide a range as possible. Therefore, in the case of research related to regenerative medicine, it is desired to confirm the culture state by observation at a lower magnification. Actually, in microscopic observation, it is 1 ×, 1.25 ×, 2 ×, 2. A low-magnification objective lens such as 5x or 4x is used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since a living cell is a phase object, it cannot be seen without using a phase difference observation method or differential interference observation method.
[0007]
In the phase contrast observation method and differential interference observation method, the conjugate relationship between the pupil of the condenser lens and the pupil of the objective lens is important. When a low-magnification objective lens is used, the pupil is relayed from the condenser lens to the objective lens. When this occurs, pupil aberration occurs. For this reason, it becomes difficult to maintain the conjugate relationship between the condenser lens and the pupil of the objective lens.
[0008]
For these reasons, it is difficult to perform observation using an objective lens having a lower magnification than observation using a 4 × objective lens. That is, when observing the state of cultured cells, it is difficult to observe a range wider than the field of view of a 4 × objective lens.
[0009]
The present invention has been made in view of the above situation, and provides an observation method of a microscope capable of observing a wide range and a microscope for using the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a microscope observation method in which a phase object illuminated by light passing through a partial aperture disposed at a pupil position of an illumination optical system is deselected from a focus position of the observation optical system with respect to the phase object. By focusing, a phase difference is generated between the light transmitted or reflected by the phase object and the light diffracted by the phase object, and an image of the phase object defocused to the near point side with respect to the in-focus position And a phase object image defocused on the far point side are respectively captured and stored, and a difference image between the two stored images is calculated to form a visualized image of the phase object.
A microscope observation method according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, a defocus amount at the time of capturing an image of the phase object is set for each phase object.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a microscope observation method according to the first aspect, wherein the partial aperture is eccentrically arranged in the illumination optical system.
According to a fourth aspect of the present invention, in the microscope observation method according to the third aspect, the partial opening is an annular opening.
According to a fifth aspect of the present invention, in the microscope observation method according to the first aspect, the visualized image of the phase object forms an image contrast of the phase object in a relief shape.
[0011]
A phase object observation microscope according to a sixth aspect of the present invention includes an illumination optical system having a partial aperture at a pupil position, an observation optical system for observing a phase object illuminated by the illumination optical system, and an image of the phase object. Imaging means for capturing and storing the image, and image processing means for performing image processing on the stored image of the phase object, and the phase object defocused to the near point side with respect to the focus position of the observation optical system An image and a phase object image defocused to the far point side are respectively captured and stored, and a difference image between the two stored images is calculated to form a visualized image of the phase object.
A phase object observation microscope according to a seventh aspect is characterized in that, in the sixth aspect, a defocus amount when an image of the phase object is captured is set for each phase object.
The phase object observation microscope according to claim 8 is characterized in that, in claim 6, the partial aperture is arranged eccentrically in the illumination optical system.
The phase object observation microscope according to claim 9 is characterized in that, in claim 8, the partial opening is an annular opening.
[0012]
Here, the principle of generating image contrast proportional to the phase distribution of living cells using the present invention will be described.
[0013]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle, and schematically shows an object point, an optical system entrance pupil, an exit pupil, and an imaging plane. As shown in this figure, when the observation object is placed at the in-focus position, the light emitted from the observation point spreads into a spherical shape as shown by the solid line and enters the entrance pupil. The light that enters the entrance pupil becomes spherical convergent light from the exit pupil and is condensed on the image forming surface to form an image. At this time, since there is no optical path (phase) difference between the light beams transmitted through the optical system, no blur occurs in the image.
[0014]
However, when the object point is moved to the position indicated by the dotted line, the light from the object point enters the entrance pupil in a spherical shape. The light that has entered the entrance pupil changes to spherical light that travels from the exit pupil toward the image plane after movement. When observed on the image plane after movement, no optical path (phase) difference occurs in the light, but when observed on the original imaging plane without moving the observation point, an optical path (phase) difference occurs in each light beam.
[0015]
In the present invention, by utilizing this, a phase difference is generated in each light beam transmitted through the optical system by arranging the observation object at a position shifted from the focus position of the optical system.
In FIG. 1, the phase difference between the optical axis of the optical system and the maximum NA ray is the largest.
[0016]
On the other hand, living cells used for culture observation have substantially the same shape. Therefore, when light is incident on cultured cells distributed in a petri dish, diffracted light is emitted in a specific direction depending on the shape of the cells. appear. When illumination light is incident on cells in the petri dish from a specific direction, transmitted light is generated in the direction of the incident light, and diffracted light is generated at a specific angle with respect to the transmitted light.
[0017]
In the present invention, the observation object is irradiated with illumination light having a specific angle by disposing the opening at the pupil position of the illumination optical system of the microscope so as to be decentered with respect to the optical axis of the illumination optical system. Since the aperture is decentered, diffracted light can be incident on the entrance pupil of the optical system with an angle with respect to the transmitted light transmitted in the direction of the incident light on the observation object. The phase difference can be increased.
[0018]
That is, in the present invention, by observing the observation object at a position deviating from the focus position of the observation optical system, the amount of deviation (defocus) from the focus position between the light transmitted through the observation object and the diffracted light is observed. A phase difference amount corresponding to the (quantity) can be generated. Further, by arranging the aperture to be decentered from the optical axis of the illumination optical system, the diffracted light can be more angled with respect to the transmitted light. That is, the phase difference between the transmitted light and the diffracted light can be further increased.
[0019]
Therefore, the amount of this phase difference functions equivalently to the phase film used in the phase difference observation method, and can provide an image contrast proportional to the phase distribution of the cultured cells, observing colorless and transparent cultured cells. I can do it.
[0020]
At this time, when the magnification of the observation optical system is low, it becomes easier to limit the angle of the diffracted light passing through the observation optical system, and the contrast of the image is improved.
When observing a phase object, the image contrast proportional to the phase distribution of the phase object is proportional to the phase amount of the observation object and the phase difference amount provided between transmitted light and diffracted light. The angle between the light diffracted by the observation object and the transmitted light varies depending on the shape of the observation object. When the angle between the diffracted light and the transmitted light changes, the amount of phase difference generated between the two light beams differs even with the same defocus amount.
[0021]
Better image contrast can be obtained by changing the defocus amount for each cell to be observed.
The sign of the phase difference of each light beam caused by defocusing changes depending on whether the observation object is shifted to the near point side or the far point side from the focus position of the observation optical system.
[0022]
An image observed by shifting an observation object such as a cultured cell from the in-focus position of the observation optical system to the near point side and an image observed by shifting the observation object to the far point side are images respectively obtained corresponding to the phase distribution of the observation object. Image contrast is reversed.
[0023]
Further, an object that absorbs light such as dust adhering to a petri dish is no longer a phase object, and even if a phase difference is given by defocusing, the image contrast does not change.
[0024]
Therefore, an image component that is not affected by the phase difference given by the defocusing can be separated by performing an inter-image calculation on the image captured by shifting to the near point side and the image captured by shifting to the far point side. In particular, by performing the difference calculation for each pixel of the two images, the image contrast of the image component corresponding to the phase distribution of the observation object can be doubled, and phase information such as dust, foreign matter, and illumination unevenness can be obtained. It is possible to eliminate unwanted image components.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
The configuration of the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
FIG. 2 is a schematic view of an inverted microscope, FIG. 3 is a view showing the shape of the opening, and FIG. 4 is a projection view of the opening.
As shown in FIG. 2, an inverted microscope 1 includes a light source 2, an illumination optical system 3 for guiding light emitted from the light source 2, an observation optical system 5 for forming an image of the observation object 4, and an observation. An eyepiece 6 for enlarging and visually observing the image of the object 4 and a CCD camera 8 having an image sensor 7 for capturing an image of the observed object 4 are configured. The CCD camera 8 is connected to a television monitor (not shown).
[0027]
The illumination optical system 3 includes, in order from the light source 2 side, a collector lens 10, a deflection mirror 12 for deflecting the optical axis 11 of illumination light, an interference filter 13 for making the light source 2 quasi-monochromatic, and a condenser lens 14. Has been.
[0028]
The observation optical system 5 includes, in order from the observation object 4 side, an objective lens 15 for forming an image of the observation object 4, a first relay lens 16, a deflection mirror 17 for deflecting light from the objective lens 15, a first mirror. The first relay lens 16 and the second relay lens 18 are used to form an image of the objective lens 15 (an image of the observation object 4) on the imaging surface.
[0029]
In addition, a half mirror is provided between the second relay lens 18 and the imaging plane 19 so that the visual observation by the eyepiece 6 and the observation by the CCD camera can be switched to the same or arbitrary for the image of the observation object 4. A switching mirror 20 is arranged.
[0030]
Further, an aperture unit 27 having a partial ring zone aperture 26 shown in FIG. 4 is detachably disposed at the pupil position 25 of the condenser lens 14 on which the image of the light source 2 is projected. The opening 26 itself is arranged so as to be eccentric with respect to the center of the pupil. Further, the portions other than the opening 26 of the opening unit 27 are formed from a light shielding plate. As shown in FIG. 5, the opening 26 is formed in a size that is projected so as to be substantially inscribed in the outer peripheral portion of the pupil of the objective lens 15. Further, it is desirable that the width (Ro-Ri) of the opening 26 is equal to or less than one third of the pupil radius of the objective lens 15 having a conjugate relationship. It is possible to obtain the best image contrast by appropriately setting the amount of movement according to the type of living cell to be observed.
[0031]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The light source 2 is projected onto the pupil position of the condenser lens 14. The light source 2 image illuminates the observation object 4 as Koehler illumination by the condenser lens 14. The light that illuminates the observation object 4 passes through the observation object 4 and enters the objective lens 15. The light incident on the objective lens 15 forms an image of the observation object 4 on the image plane 19 by the objective lens 15, the first relay lens 16, and the second relay lens 18.
[0032]
The image of the observation object 4 formed on the imaging surface 19 enters the eyepiece 6 and is imaged on the imaging surface of the imaging device 7 of the CCD camera 8 by the switching mirror 20.
On the other hand, when the aperture unit 27 is arranged at the pupil position of the condenser lens 14, the position of the aperture 26 is adjusted so that the image of the aperture 26 is substantially within the outer peripheral portion of the pupil of the objective lens 15 as shown in FIG. The object 4 is projected so as to be in contact, and the observation object 4 is obliquely illuminated from a specific direction at the same angle as the maximum NA of the objective lens 15.
[0033]
The oblique illumination light is incident on a living cell having a three-dimensional size to be cultured as the observation object 4, and is decomposed into transmitted light, refracted light, and diffracted light and emitted from the cell. In the part where the outline of the cell has a shape close to a sphere or ellipsoid, more light is refracted, and in the flat part, transmitted light and diffracted light are increased. The light refracted near the cell sphere or ellipsoid is partly larger than the NA of the objective lens 15 and is not taken into the objective lens 15.
[0034]
In the present invention, the position of the objective lens 15 is moved by a minute amount either forward or backward with respect to the observation object 4 from a position that is a normal observation focus position. As a result, a phase difference proportional to the amount of movement is generated in each light beam transmitted through the observation optical system 5, and the light beam that passes through the maximum NA of the objective lens 15 is maximized. At this time, part of the diffracted light is diffracted outside the NA of the objective lens 15 by the oblique illumination, and is not transmitted through the observation optical system 5, and a relief-like image contrast is formed as in the case of the refracted light. .
[0035]
Further, the amount of movement for moving the objective lens 15 back and forth needs to be within a range in which the formed image is not blurred, and the NA of the objective lens 15 that uses the wavelength of the light source 2 used for observation is 2 It is desirable to be less than or equal to the value divided by the power.
[0036]
The effect of the first embodiment will be described.
In the present invention, the position of the objective lens is moved by a minute amount with respect to the observation object 4 from the normal observation focus position, so that the same objective as the phase difference observation method can be used without using the phase difference objective lens. Image contrast can be obtained.
[0037]
Since it is not necessary to consider the pupil aberration between the objective lens and the condenser lens, a lower magnification objective lens can be used. In other words, phase objects such as cultured cells can be observed even with the use of 1x or 2x objective lenses that cannot be used for phase contrast observation, and a wider range of observations that could not be realized with conventional observation methods. Is possible.
[0038]
Furthermore, a relief-like image contrast in which the phase distribution is shaded can be obtained by the oblique illumination.
Moreover, visual observation and observation with a television monitor can be performed by the switching mirror.
[0039]
If the opening is removed, normal microscopic observation is possible.
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
[0040]
FIG. 5 is a view showing the shape of the opening, and FIG. 6 is a projection view of the opening.
In this embodiment, the aperture unit 30 shown in FIG. 5 is arranged at the pupil position of the condenser lens of the first embodiment, and the others are the same as those of the first embodiment.
[0041]
As shown in FIG. 5, the aperture unit 30 includes a rectangular aperture 31 at a position away from the center, and other portions are formed from a light-shielding light-shielding plate. The aperture 31 itself is located with respect to the center of the pupil. Are arranged in an eccentric state.
[0042]
In the second embodiment, the observation object 4 is obliquely illuminated by the rectangular opening 31 of the opening unit 30, and the opening 31 is projected as shown in FIG.
In the second embodiment, since the rectangular openings are not arranged concentrically with respect to the center of the pupil, it is possible to improve the contrast, for example, when observing elongated cells.
(Third embodiment)
The configuration of the third embodiment will be described with reference to FIG. 2, FIG. 7, and FIG.
[0043]
FIG. 7 is a view showing the shape of the opening, and FIG. 8 is a projection view of the opening.
In the third embodiment, a personal computer (not shown) for storing and calculating an image from the CCD camera 8 is connected to the CCD camera 8 of FIG. Furthermore, a television monitor (not shown) is connected to the personal computer.
[0044]
An aperture unit 40 shown in FIG. 7 is arranged at the pupil position 25 of the condenser lens 14 of the illumination optical system 3 shown in FIG. Unlike the opening 26 of the first embodiment, the opening unit 40 has a ring-shaped opening 41 that exists over substantially the entire circumference, and the others are formed of a light shielding plate. The opening 41 itself is arranged so as to be eccentric with respect to the center of the pupil. Further, as shown in FIG. 7, the opening 41 is substantially inscribed in the outer periphery of the pupil of the objective lens 15 so that annular illumination for illuminating the observation object 4 at an angle close to the maximum NA of the objective lens 15 can be performed. It is formed in various dimensions.
[0045]
The operation of the third embodiment will be described.
Unlike the first embodiment, the position of the opening 41 is adjusted so that the position of the opening 41 is adjusted and the light from the light source 2 that has passed through the opening 41 is in the optical axis with respect to the observation object 4. It is illuminated symmetrically.
[0046]
By switching the switching mirror 20 to the CCD camera 8, the image of the observation object 4 is displayed on the television monitor via the CCD camera 8.
The position of the objective lens 15 is slightly moved to the observation object 4 side (near point side) to capture an image and store it as a near point image in a personal computer. Next, the objective lens is moved to the opposite side (far point side) across the focal point, and the image is picked up and stored in the personal computer as a far point image.
[0047]
The personal computer calculates (near point image)-(far point image) or (far point image)-(near point image) for each pixel corresponding to each of the two stored images.
[0048]
The effect of the third embodiment will be described.
In the case of the third embodiment, unlike the first embodiment, since it is illuminated symmetrically with respect to the optical axis, the image does not have the same directionality as the phase difference observation method, rather than a relief image contrast. Can be obtained.
[0049]
By calculating the (near point image)-(far point image) or (far point image)-(near point image) for each corresponding pixel of the near point and far point images stored in the personal computer, The image contrast proportional to the phase distribution of the observation object 4 is enhanced twice. Further, the components other than the phase distribution of the observation object 4 have an image contrast of substantially 0, and it is possible to emphasize an image component proportional to the phase distribution originally desired to be observed.
(Fourth embodiment)
The configuration of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
[0050]
FIG. 9 is a view showing the turret 50.
In this embodiment, a turret 50 as shown in FIG. 9 is arranged at the pupil position 25 of the condenser lens 14. The turret 50 has a plurality of opening mounting holes 52 concentrically with respect to the rotating shaft 51, and various types of openings can be mounted. The turret 50 is configured to be rotatable with respect to the rotation axis so that the center point of each of the plurality of aperture mounting holes substantially coincides with the optical axis of the illumination optical system 3, and the objective lens used and the observation method are used. By rotating the turret 50, the opening mounting hole can be selected as appropriate.
[0051]
In the plurality of opening mounting holes, for example, openings having a shape shown in FIGS. 3, 5 and 6 and having a size suitable for the magnification of the objective lens are mounted.
In the fourth embodiment, since the shape and size of the opening can be easily changed in accordance with the magnification conversion of the objective lens by the rotation of the turret, good observation can be performed.
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, examples applied to observation of living cells have been shown. The fifth embodiment is applied to the observation of an object that can be regarded as a phase object, that is, the case of observing fine irregularities formed on a semiconductor or a glass substrate. This can be considered that the minute unevenness on the surface is a phase component created by the minute step, and it is effective to use the present invention.
[0052]
Observation of fine irregularities formed on a semiconductor surface or a glass substrate uses an episcopic microscope shown in FIG. 10, and will be described using an episcopic microscope.
The epi-illumination microscope 60 includes a light source 61, an illumination optical system 63 for guiding the light emitted from the light source 61 to the observation object 62, an observation optical system 64 for forming an image of the observation object 62, and the observation object 62. A CCD camera 66 having an image pickup element 65 for picking up an image. The CCD camera 66 is connected to a television monitor (not shown).
[0053]
The illumination optical system 63 includes, in order from the light source 61 side, a collector lens 67, an illumination relay lens 68, a half mirror 70 for deflecting the optical axis 69 of illumination light, and an objective lens 71 that also constitutes an observation optical system 64. Yes.
[0054]
An opening unit 72 is detachably disposed at a position where the image of the light source 61 is projected. The shape of the opening attached to the opening unit 72 is as shown in FIGS. 3, 5 and 6, and the size of the opening is determined according to the size of the pupil of the objective lens.
[0055]
The observation optical system 64 includes, in order from the observation object 62 side, an objective lens 71 for forming an image of the observation object 62 and an imaging lens 72 for forming an image of the objective lens 71.
[0056]
The operation of the fifth embodiment will be described.
The light emitted from the light source 61 forms an image of the light source 61 in the illumination optical system 63 by the collector lens 67. The light source 61 image is deflected by the illumination relay lens 68 by the half mirror 70 and then relayed to the pupil position of the objective lens 71 to form the light source 61 image again. Then, the relayed light source 61 image Koehler-illuminates the observation object 62 by the objective lens 71. At this time, the objective lens 71 also functions as a condenser lens.
[0057]
The light that illuminates the observation object 62 is reflected by the observation object 62 and enters the objective lens 71. The light incident on the objective lens 71 passes through the half mirror 70 and forms an observation object 62 image on the imaging surface by the imaging lens 72. The CCD camera 66 is placed on the image plane, and an image of the observation object 62 is projected on the television monitor via the CCD camera 66 for observation.
[0058]
In the present embodiment, the opening unit 72 is arranged at a position where the image of the light source 61 is formed by the collector lens 67. Further, the observation object 62 is moved back and forth by a small amount from the normal focus position, and the image contrast of the observation object 4 is adjusted.
[0059]
The effect of the fifth embodiment will be described.
In the fifth embodiment, a semiconductor or a glass substrate can be observed as an observation object. That is, minute unevenness on the surface of a semiconductor or glass substrate can be observed as a phase component created by a minute step.
[0060]
Further, if the opening having the shape shown in FIG. 3 or FIG. 5 is used, an image contrast with a relief feeling can be obtained.
Further, if the opening having the shape shown in FIG. 6 is used, an image contrast having no directionality can be obtained.
[0061]
Further, in order to enhance contrast, it is effective to take an image at a position shifted by two places before and after the in-focus position and perform a difference calculation thereof.
In the embodiments described so far, the annular opening is arranged so as to be inscribed in the outer peripheral portion of the objective lens pupil. However, the circular pinhole opening may be arranged in the center of the pupil in the same manner. The same image contrast as the phase difference observation method can be obtained. In this case, it is desirable to adjust the position of the pinhole so that it is in the vicinity of the approximate center of the pupil of the objective lens having a conjugate relationship, and an image contrast having no directionality can be obtained.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention can be favorably to observe phase object range have wide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle. FIG. 2 is a schematic diagram of an inverted microscope. FIG. 3 is a diagram showing the shape of an opening according to the first embodiment. FIG. 4 is a projection view of the opening. The figure which shows the shape of the opening of the form of [FIG. 6] The projection figure of an opening [FIG. 7] The figure which shows the shape of the opening of 3rd Embodiment [FIG. 8] The projection figure of an opening [FIG. 9] The figure which shows a turret [Figure 10] Schematic diagram of epi-illumination microscope [Explanation of symbols]
14 ... Condenser lens 26 ... Opening 27 ... Opening unit 30 ... Opening unit 31 ... Opening 40 ... Opening unit 41 ... Opening 50 ... Turret

Claims (9)

照明光学系の瞳位置に配された部分開口を通過する光によって照明される位相物体を、該位相物体に対する観察光学系の合焦位置からデフォーカスさせることにより、前記位相物体を透過又は反射した光と前記位相物体で回折した光との間に位相差を発生させ、前記合焦位置に対して近点側にデフォーカスした位相物体の像と、遠点側にデフォーカスした位相物体の像とをそれぞれ撮像並びに記憶し、該記憶した 2 画像の差演算を行うことにより、前記位相物体の可視化画像を形成することを特徴とする顕微鏡観察方法。 The phase object illuminated by the light passing through the partial aperture arranged at the pupil position of the illumination optical system is defocused from the in-focus position of the observation optical system with respect to the phase object, thereby transmitting or reflecting the phase object. A phase difference is generated between the light and the light diffracted by the phase object, and an image of the phase object defocused to the near point side with respect to the in-focus position and an image of the phase object defocused to the far point side A microscope observation method characterized in that a visualized image of the phase object is formed by imaging and storing each of them and performing a difference calculation between the two stored images . 前記位相物体の像を撮像する際のデフォーカス量を、前記位相物体毎に設定することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡観察方法。The microscope observation method according to claim 1, wherein a defocus amount when capturing an image of the phase object is set for each phase object. 前記部分開口は、前記照明光学系内に偏心配置されたことを特徴とする請求項1記載の顕微鏡観察方法。The microscope observation method according to claim 1, wherein the partial aperture is arranged eccentrically in the illumination optical system. 前記部分開口は、輪帯開口であることを特徴とする請求項3記載の顕微鏡観察方法。The microscope observation method according to claim 3, wherein the partial opening is an annular opening. 前記位相物体の可視化画像は、前記位相物体の像コントラストをレリーフ状に形成することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡観察方法。The microscope observation method according to claim 1, wherein the visualized image of the phase object forms an image contrast of the phase object in a relief shape. 瞳位置に部分開口を備えた照明光学系と、An illumination optical system with a partial aperture at the pupil position;
該照明光学系によって照明された位相物体を観察する観察光学系と、  An observation optical system for observing the phase object illuminated by the illumination optical system;
前記位相物体の像を撮像並びに記憶する撮像手段と、  Imaging means for capturing and storing an image of the phase object;
前記記憶された前記位相物体の画像について画像処理する画像処理手段と  Image processing means for performing image processing on the stored image of the phase object;
を備え、With
前記観察光学系の合焦位置に対して近点側にデフォーカスした位相物体の像と、遠点側にデフォーカスした位相物体の像とをそれぞれ撮像並びに記憶し、該記憶した  The image of the phase object defocused to the near point side and the image of the phase object defocused to the far point side with respect to the in-focus position of the observation optical system are respectively captured and stored, and the stored 22 画像の差演算を行うことにより、前記位相物体の可視化画像を形成することを特徴とする位相物体観察顕微鏡。A phase object observation microscope characterized by forming a visualized image of the phase object by performing an image difference calculation.
前記位相物体の像を撮像する際のデフォーカス量を、前記位相物体毎に設定することを特徴とする請求項6記載の位相物体観察顕微鏡。The phase object observation microscope according to claim 6, wherein a defocus amount for capturing an image of the phase object is set for each phase object. 前記部分開口は、前記照明光学系内に偏心配置されたことを特徴とする請求項6記載の位相物体観察顕微鏡。The phase object observation microscope according to claim 6, wherein the partial aperture is arranged eccentrically in the illumination optical system. 前記部分開口は、輪帯開口であることを特徴とする請求項8記載の位相物体観察顕微鏡。The phase object observation microscope according to claim 8, wherein the partial opening is an annular opening.
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EP1930717B1 (en) 2005-09-29 2019-06-19 Olympus Corporation Focal position determining method and apparatus
JP5307539B2 (en) 2006-05-31 2013-10-02 オリンパス株式会社 Biological sample imaging method and biological sample imaging apparatus
GB0814297D0 (en) * 2008-08-05 2008-09-10 Ge Healthcare Uk Ltd Microscopy
JP5132480B2 (en) 2008-08-26 2013-01-30 オリンパス株式会社 microscope
JP5460086B2 (en) * 2009-03-13 2014-04-02 オリンパス株式会社 Cultured cell illumination device and cultured cell illumination method
JP5430188B2 (en) 2009-03-16 2014-02-26 オリンパス株式会社 Cell image analysis apparatus and method for capturing cell image
JP5499732B2 (en) * 2009-06-23 2014-05-21 ソニー株式会社 Biological sample image acquisition apparatus, biological sample image acquisition method, and biological sample image acquisition program
JP5814684B2 (en) 2010-09-03 2015-11-17 オリンパス株式会社 Phase object visualization method and visualization apparatus
JP5201185B2 (en) * 2010-09-14 2013-06-05 オムロン株式会社 Observation optical system and laser processing apparatus
CN102033308B (en) * 2010-10-22 2012-08-29 浙江大学 Ultra-high resolution optical microscope imaging method and device
JP6112872B2 (en) * 2013-01-18 2017-04-12 キヤノン株式会社 Imaging system, image processing method, and imaging apparatus
JP6218394B2 (en) * 2013-02-28 2017-10-25 オリンパス株式会社 Specimen observation method and specimen observation apparatus
JP6385643B2 (en) * 2013-02-28 2018-09-05 オリンパス株式会社 Specimen observation method and specimen observation apparatus
WO2014132485A1 (en) 2013-02-28 2014-09-04 オリンパス株式会社 Specimen observation method and specimen observation device
WO2016132563A1 (en) * 2015-02-19 2016-08-25 オリンパス株式会社 Specimen observation device and specimen observation method
JP6797564B2 (en) 2016-06-01 2020-12-09 オリンパス株式会社 Phase object visualization device, phase object visualization method

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