JP6708289B2 - Microscope, observation method, and control program - Google Patents

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Description

本発明は、顕微鏡、観察方法、及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a microscope, an observation method, and a control program.

試料に対して斜方から照明する顕微鏡が知られている(例えば特許文献1)。 A microscope that illuminates a sample obliquely is known (for example, Patent Document 1).

特開平9−159922号公報JP, 9-159922, A

試料に対して斜方から照明する顕微鏡において、厚みのある試料の断面画像を良好に取得することが望まれている。 It is desired to obtain a good cross-sectional image of a thick sample in a microscope that illuminates the sample obliquely.

本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、照明光の試料に対する入射角度を調整する調整部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御してステージと対物レンズとの距離を変化させ、調整部を制御して照明光の試料に対する入射角度を変化させ、試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、試料の第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、試料の第1の観察位置および第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備える顕微鏡において、試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、照明光の試料に対する入射角度を変化させ、試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、試料の第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、試料の第1の観察位置および第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する観察方法が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、照明光の試料に対する入射角度を調整する調整部とを備える顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、制御は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御してステージと対物レンズとの距離を変化させ、調整部を制御して照明光の試料に対する入射角度を変化させ、試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、試料の第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、試料の第1の観察位置および第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する制御プログラムが提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、照明光の試料に対する入射角度を調整する調整部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御してステージと対物レンズとの距離を変化させ、調整部を制御して照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージと対物レンズとの距離に対応して、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御して試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、照明光の対物レンズの瞳面における入射位置を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、観察光学系において形成された像を撮像する撮像部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御して試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、撮像部により撮像される画像の輝度値が所定の範囲内になるように照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、観察光学系において形成された像を撮像する撮像部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御して試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、撮像部により撮像される画像の輝度値に基づいて、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる制御部と、観察光学系において形成された像を撮像する撮像部と、を備える顕微鏡であって、制御部がステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度が変化可能に構成される、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備える顕微鏡において、試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、観察方法が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、照明光の試料に対する入射角度を調整する調整部とを備える顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、制御は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御してステージと対物レンズとの距離を変化させ、調整部を制御して照明光の試料に対する入射角度を変化させる、制御プログラムが提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動させる制御部と、観察光学系において形成された像を撮像する撮像部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料が載置されるステージと、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動させる制御部と、対物レンズを介して試料の撮像を行う撮像装置と、対物レンズの光軸方向における観察位置毎の撮像条件を記憶する記憶部と、を備え、撮像条件は、照明光の試料への入射角度に関する情報を含み、制御部は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、撮像条件に基づいて、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備え、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動可能な顕微鏡を用いる観察方法であって、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを含む、観察方法が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備え、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動可能な顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、制御は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを含む、制御プログラムが提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、照明光の試料に対する入射角度を調整する調整部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料と対物レンズとの距離に基づいて、調整部を制御して照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、観察光学系において形成された像を撮像する撮像部と、制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を制御して試料を保持するステージと対物レンズとの距離を変化させ、撮像部により撮像される画像のコントラストに基づいて、照明光の試料に対する入射角度を変化させる、顕微鏡が提供される。
本発明の態様に従えば、試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備える顕微鏡において、照明光の試料に対する入射角度を変化させることにより、試料の観察位置の変化を補正する、観察方法が提供される。
本発明の第1の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と対物レンズを有する観察光学系と、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動させる制御部と、を備える顕微鏡であって、制御部は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを特徴とする、顕微鏡が提供される。
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an adjusting unit that adjusts an incident angle of the illumination light with respect to the sample, and a control unit. In the microscope provided with the control unit, the control unit controls at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage and the objective lens, and controls the adjusting unit to control the incident angle of the illumination light with respect to the sample. The first observation position of the sample and the first observation position of the sample based on the information about the incidence angle of the sample with respect to the first observation position and the information about the incidence angle of the second observation position different from the first observation position of the sample. A microscope is provided that determines information about the angle of incidence for a third viewing position that is different from the second viewing position.
According to the aspect of the present invention, in a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens, the distance between the stage that holds the sample and the objective lens is changed. The incident angle of the illumination light with respect to the sample is changed, and based on the information regarding the incident angle of the sample with respect to the first observation position and the information regarding the incident angle of the sample with respect to the second observation position different from the first observation position, An observation method is provided for determining information regarding an incident angle of a sample with respect to a third observation position different from the first observation position and the second observation position.
According to the aspect of the present invention, the control of the microscope including the illumination optical system that illuminates the sample with the illumination light, the observation optical system having the objective lens, and the adjustment unit that adjusts the incident angle of the illumination light with respect to the sample is performed. A control program executed by a computer, wherein the control is to control at least one of a stage holding a sample and an objective lens to change a distance between the stage and the objective lens, and to control an adjusting unit to illuminate the sample with respect to the sample. The first observation of the sample is performed based on the information about the incident angle of the sample with respect to the first observation position and the information about the incident angle of the second observation position different from the first observation position of the sample by changing the incident angle. A control program is provided that determines information about the position and the angle of incidence for a third viewing position that is different from the second viewing position.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an adjusting unit that adjusts an incident angle of the illumination light with respect to the sample, and a control unit. In the microscope provided with the control unit, the control unit controls at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage and the objective lens, and controls the adjusting unit to control the incident angle of the illumination light with respect to the sample. A varying, microscope is provided.
According to an aspect of the present invention, there is provided a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, and a controller, the controller holding the sample. Provided is a microscope in which an incident angle of illumination light with respect to a sample is changed according to a distance between a stage and an objective lens.
According to an aspect of the present invention, there is provided a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, and a controller, the controller holding the sample. Provided is a microscope that controls at least one of a stage and an objective lens to change a distance between a stage holding a sample and the objective lens and change an incident position of illumination light on a pupil plane of the objective lens.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an imaging unit that captures an image formed in the observation optical system, and a controller. In the microscope, the control unit controls at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage holding the sample and the objective lens, and the brightness of the image captured by the imaging unit. A microscope is provided that changes the angle of incidence of illumination light on a sample such that the values are within a predetermined range.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an imaging unit that captures an image formed in the observation optical system, and a controller. In the microscope, the control unit controls at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage holding the sample and the objective lens, and the brightness of the image captured by the imaging unit. A microscope is provided that changes the angle of incidence of the illumination light on the sample based on the values.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, and a control unit that moves at least one of a stage holding the sample and the objective lens. And an image pickup section for picking up an image formed in the observation optical system, wherein the incident angle of the illumination light with respect to the sample can be changed when the control section moves at least one of the stage and the objective lens. A microscope configured as described above is provided.
According to the aspect of the present invention, in a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens, the distance between the stage that holds the sample and the objective lens is changed. An observation method is provided in which an incident angle of illumination light with respect to a sample is changed.
According to the aspect of the present invention, the control of the microscope including the illumination optical system that illuminates the sample with the illumination light, the observation optical system having the objective lens, and the adjustment unit that adjusts the incident angle of the illumination light with respect to the sample is performed. A control program executed by a computer, wherein the control is to control at least one of a stage holding a sample and an objective lens to change a distance between the stage and the objective lens, and to control an adjusting unit to illuminate the sample with respect to the sample. A control program is provided to change the angle of incidence.
According to the aspect of the present invention, the illumination optical system that obliquely illuminates the sample with the illumination light, the observation optical system having the objective lens, and at least one of the stage and the objective lens holding the sample are It is a microscope provided with a control part which moves in the same direction as an optical axis, and an image pick-up part which picks up an image formed in an observation optical system, Comprising: A control part is when moving at least one of a stage and an objective lens. A microscope is provided that changes the angle of incidence of illumination light on a sample.
According to the aspect of the present invention, a stage on which a sample is placed, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, a stage that holds the sample, and an objective A control unit that moves at least one of the lenses in the same direction as the optical axis of the objective lens, an imaging device that images the sample through the objective lens, and imaging conditions for each observation position in the optical axis direction of the objective lens are stored. And a storage unit for storing the illumination light, the imaging condition includes information about an incident angle of the illumination light on the sample, and the control unit, based on the imaging condition, moves the illumination light when at least one of the stage and the objective lens is moved. A microscope is provided that changes the angle of incidence of the light on the sample.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens are provided, and at least one of the stage and the objective lens that holds the sample is provided. An observation method using a microscope capable of moving in the same direction as the optical axis of an objective lens, which comprises changing an incident angle of illumination light with respect to a sample when at least one of a stage and an objective lens is moved. Will be provided.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens are provided, and at least one of the stage and the objective lens that holds the sample is provided. A control program that causes a computer to execute control of a microscope that can move in the same direction as the optical axis of the objective lens, the control being such that when at least one of the stage and the objective lens is moved, the incident angle of the illumination light to the sample A control program is provided that includes varying.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an adjusting unit that adjusts an incident angle of the illumination light with respect to the sample, and a control unit. A microscope provided with the control unit, wherein the control unit controls the adjustment unit to change the incident angle of the illumination light with respect to the sample based on the distance between the sample and the objective lens.
According to the aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, an imaging unit that captures an image formed in the observation optical system, and a controller. In the microscope, the control unit controls at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage holding the sample and the objective lens, and the contrast of the image captured by the imaging unit. Based on, a microscope is provided that changes the angle of incidence of illumination light on the sample.
According to an aspect of the present invention, in a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens, the incident angle of the illumination light with respect to the sample is changed to An observation method is provided that corrects changes in the observation position of the.
According to the first aspect of the present invention, at least one of an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light and an observation optical system that has an objective lens, and a stage that holds the sample and the objective lens are used. A control unit that moves the lens in the same direction as the optical axis of the lens, wherein the control unit changes the incident angle of the illumination light with respect to the sample when moving at least one of the stage and the objective lens. A featured microscope is provided.

本発明の第2の態様に従えば、試料が載置されるステージと、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動させる制御部と、対物レンズを介して試料の撮像を行う撮像装置と、対物レンズの光軸方向における観察位置毎の撮像条件を記憶する記憶部と、を備え、撮像条件は、照明光の試料への入射角度に関する情報を含み、制御部は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、撮像条件に基づいて、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを特徴とする、顕微鏡が提供される。 According to the second aspect of the present invention, a stage on which a sample is placed, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, and a sample are held. A control unit that moves at least one of the stage and the objective lens in the same direction as the optical axis of the objective lens, an imaging device that images the sample through the objective lens, and an imaging for each observation position in the optical axis direction of the objective lens. And a storage unit that stores the condition, wherein the imaging condition includes information about an incident angle of the illumination light on the sample, and the control unit, based on the imaging condition, moves at least one of the stage and the objective lens. A microscope is provided, which is characterized in that an incident angle of illumination light with respect to a sample is changed.

本発明の第3の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備え、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動可能な顕微鏡を用いる観察方法であって、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを含むことを特徴とする、観察方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens are provided, and at least the stage for holding the sample and the objective lens are provided. An observation method using a microscope, one of which is movable in the same direction as the optical axis of an objective lens, including changing an incident angle of illumination light with respect to a sample when at least one of a stage and an objective lens is moved. An observation method is provided, which is characterized by the above.

本発明の第4の態様に従えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備え、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動可能な顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、制御は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを含むことを特徴とする、制御プログラムが提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light and an observation optical system having an objective lens are provided, and at least the stage for holding the sample and the objective lens are provided. One is a control program that causes a computer to execute control of a microscope capable of moving in the same direction as the optical axis of the objective lens, wherein the control is performed when at least one of the stage and the objective lens is moved, with respect to the sample of illumination light. A control program is provided, characterized in that it comprises varying the angle of incidence.

第1実施形態に係る顕微鏡を示す図である。It is a figure which shows the microscope which concerns on 1st Embodiment. 角度調整部による照明光の試料に対する入射角度の調整を示す図である。It is a figure which shows adjustment of the incident angle with respect to the sample of illumination light by an angle adjustment part. 照明光学系の照野と観察光学系の視野とを示す図である。It is a figure which shows the illumination field of an illumination optical system, and the visual field of an observation optical system. 第1実施形態に係る算出部が算出する観察位置と入射角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the observation position and incident angle which the calculation part which concerns on 1st Embodiment calculates. 実施形態に係る観察方法の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the observation method concerning an embodiment. 第2実施形態に係る算出部が算出する観察位置と入射角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the observation position and incident angle which the calculation part which concerns on 2nd Embodiment calculates. 第4実施形態に係る顕微鏡1を示す図である。It is a figure which shows the microscope 1 which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る照明と撮像のシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sequence of illumination and imaging which concerns on 4th Embodiment. 画像処理部が生成する画像の例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the example of the image which an image processing part produces|generates.

[第1実施形態]
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る顕微鏡1を示す図である。顕微鏡1は、観察対象の試料Sを斜方照明し、試料Sの像を観察可能な顕微鏡である。顕微鏡1は、例えば、試料Sに対する照明光の照射角度を変更可能に構成されている。ここでは、顕微鏡1が蛍光顕微鏡であるものとして説明するが、顕微鏡1は、蛍光顕微鏡以外の顕微鏡でもよい。顕微鏡1は、試料Sの内部を観察可能であり、例えば試料Sの厚み方向の断面を積み重ねた画像(例、Z−stack)を生成可能である。顕微鏡1は、試料Sの厚み方向の1つの断面のみを観察可能なものでもよい。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing a microscope 1 according to this embodiment. The microscope 1 is a microscope capable of obliquely illuminating a sample S to be observed and observing an image of the sample S. The microscope 1 is configured to be able to change the irradiation angle of the illumination light with respect to the sample S, for example. Here, the microscope 1 is described as being a fluorescence microscope, but the microscope 1 may be a microscope other than the fluorescence microscope. The microscope 1 can observe the inside of the sample S and can generate an image (for example, Z-stack) in which cross-sections of the sample S in the thickness direction are stacked. The microscope 1 may be capable of observing only one cross section of the sample S in the thickness direction.

顕微鏡1は、ステージ2、光源装置3と、照明光学系4と、第1の観察光学系5と、撮像部6と、角度調整部7と、制御装置8とを備える。制御装置8は、顕微鏡1の各部を包括的に制御する制御部9を備える。 The microscope 1 includes a stage 2, a light source device 3, an illumination optical system 4, a first observation optical system 5, an image pickup unit 6, an angle adjustment unit 7, and a control device 8. The control device 8 includes a control unit 9 that comprehensively controls each unit of the microscope 1.

ステージ2は、観察対象の試料Sを保持する。ステージ2は、例えば、その上面に試料Sを載置可能である。図1などに示すXYZ直交座標系において、X方向およびY方向は、ステージ2の上面に平行な方向であり、Z方向はステージ2の上面に垂直な方向である。ステージ2は、例えば、X方向、Y方向、Z方向に移動可能な機構を有してもよい。 The stage 2 holds the sample S to be observed. The sample S can be mounted on the upper surface of the stage 2, for example. In the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 and the like, the X direction and the Y direction are directions parallel to the upper surface of the stage 2, and the Z direction is a direction perpendicular to the upper surface of the stage 2. The stage 2 may have a mechanism capable of moving in the X direction, the Y direction, and the Z direction, for example.

光源装置3は、光源11、シャッタ12、音響光学素子13、及びレンズ14を備える。光源11は、例えば、レーザダイオード(LD)、発光ダイオード(LED)などの発光素子を含む。顕微鏡1が蛍光観察に用いられる場合、光源11は、試料Sに含まれる蛍光物質を励起させる励起光を含む照明光Lを射出する。シャッタ12は、制御部9により制御され、光源11からの照明光Lを通す状態と、照明光Lを遮る状態とを切り替え可能である。音響光学素子13は、シャッタ12の光出射側に設けられる。音響光学素子13は、例えば音響光学フィルタなどである。音響光学素子13は、制御部9に制御され、照明光Lの光強度を調整可能である。また、音響光学素子13は、制御部9に制御され、照明光Lが音響光学素子13を通る状態(以下、通光状態という)と、音響光学素子13により遮られる状態または強度が低減される状態(以下、遮光状態という)とを切り替え可能である。レンズ14は、例えばカプラであり、音響光学素子13からの照明光Lを導光部材16に集光する。 The light source device 3 includes a light source 11, a shutter 12, an acousto-optic device 13, and a lens 14. The light source 11 includes a light emitting element such as a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED). When the microscope 1 is used for fluorescence observation, the light source 11 emits the illumination light L including the excitation light that excites the fluorescent substance contained in the sample S. The shutter 12 is controlled by the control unit 9 and can switch between a state of passing the illumination light L from the light source 11 and a state of blocking the illumination light L. The acousto-optic element 13 is provided on the light emission side of the shutter 12. The acousto-optic element 13 is, for example, an acousto-optic filter or the like. The acousto-optic element 13 is controlled by the controller 9 and can adjust the light intensity of the illumination light L. Further, the acousto-optic element 13 is controlled by the control unit 9, and the state in which the illumination light L passes through the acousto-optic element 13 (hereinafter, referred to as a light-transmitting state) and the state or intensity blocked by the acousto-optic element 13 are reduced. It is possible to switch between a state (hereinafter referred to as a light shielding state). The lens 14 is, for example, a coupler, and focuses the illumination light L from the acousto-optic element 13 on the light guide member 16.

なお、顕微鏡1は、光源装置3の少なくとも一部を備えなくてもよい。例えば、光源装置3は、ユニット化されており、顕微鏡1に交換可能(取り付け可能、取り外し可能)に設けられていてもよい。例えば、光源装置3は、顕微鏡1による観察時などに、顕微鏡1に取り付けられてもよい。 The microscope 1 may not include at least a part of the light source device 3. For example, the light source device 3 may be unitized and provided in the microscope 1 so as to be replaceable (attachable or detachable). For example, the light source device 3 may be attached to the microscope 1 during observation with the microscope 1.

照明光学系4は、光源装置3からの照明光Lを、試料Sに対して斜方から照射可能である。照明光学系4は、導光部材16、レンズ17、レンズ18、フィルタ19、ダイクロイックミラー20、及び対物レンズ21を備える。図1などにおいて、照明光学系4の光軸を符号4aで表す。 The illumination optical system 4 can obliquely illuminate the sample S with the illumination light L from the light source device 3. The illumination optical system 4 includes a light guide member 16, a lens 17, a lens 18, a filter 19, a dichroic mirror 20, and an objective lens 21. In FIG. 1 and the like, the optical axis of the illumination optical system 4 is represented by reference numeral 4a.

導光部材16は、例えば光ファイバであり、照明光Lをレンズ17へ導く。レンズ17は、例えばコリメータであり、照明光Lを平行光に変換する。レンズ18は、例えば、照明光Lを対物レンズ21の瞳面(後側焦点面)又はその近傍の位置に集光する。ここで、瞳面(後側焦点面)の近傍とは、例えば、瞳面(後側焦点面)から±10mmの範囲内である。フィルタ19は、例えば、試料Sに含まれる蛍光物質を励起させる励起光の波長(以下、励起波長という)を含む波長帯の光が透過する特性を有する。フィルタ19の波長特性は、励起波長以外の波長の光の少なくとも一部が遮られるように設定される。ダイクロイックミラー20は、照明光Lが反射し、試料Sからの光のうち所定の波長帯の光(例、蛍光)が透過する特性を有する。フィルタ19からの光は、ダイクロイックミラー20で反射し、対物レンズ21に入射する。観察時において、試料Sの一部は、対物レンズ21の前側焦点面に配置される。 The light guide member 16 is, for example, an optical fiber, and guides the illumination light L to the lens 17. The lens 17 is, for example, a collimator, and converts the illumination light L into parallel light. The lens 18 condenses, for example, the illumination light L on a pupil plane (rear focal plane) of the objective lens 21 or a position in the vicinity thereof. Here, the vicinity of the pupil plane (rear focal plane) is, for example, within ±10 mm from the pupil plane (rear focal plane). The filter 19 has a characteristic of transmitting light in a wavelength band including a wavelength of excitation light (hereinafter, referred to as an excitation wavelength) that excites the fluorescent substance contained in the sample S, for example. The wavelength characteristic of the filter 19 is set so that at least a part of light having a wavelength other than the excitation wavelength is blocked. The dichroic mirror 20 has a characteristic that the illumination light L is reflected and the light (eg, fluorescence) in a predetermined wavelength band of the light from the sample S is transmitted. The light from the filter 19 is reflected by the dichroic mirror 20 and enters the objective lens 21. At the time of observation, a part of the sample S is arranged on the front focal plane of the objective lens 21.

なお、上述した照明光学系4は一例であり、適宜、変更可能である。例えば、上述した照明光学系4の一部は、省略されてもよいし、光源装置3に含まれてもよい。また、照明光学系4は、光源装置3の少なくとも一部を含んでいてもよい。また、照明光学系4は、開口絞り、視野絞りなどを備えてもよい。また、照明光学系4のうち最も試料Sに近い光学要素は、図1において対物レンズ21であるが、プリズム、ミラーなどでもよい。 The illumination optical system 4 described above is an example, and can be changed as appropriate. For example, a part of the illumination optical system 4 described above may be omitted or may be included in the light source device 3. Further, the illumination optical system 4 may include at least a part of the light source device 3. Further, the illumination optical system 4 may include an aperture stop, a field stop, and the like. The optical element closest to the sample S in the illumination optical system 4 is the objective lens 21 in FIG. 1, but may be a prism, a mirror, or the like.

第1の観察光学系5は、試料Sからの光により像を形成する。例えば、第1の観察光学系5は、試料Sに含まれる蛍光物質からの蛍光の像を形成する。第1の観察光学系5は、対物レンズ21、ダイクロイックミラー20、フィルタ24、レンズ25、光路切替部材26、レンズ27、及びレンズ28を備える。第1の観察光学系5は、対物レンズ21およびダイクロイックミラー20を照明光学系4と共用している。対物レンズ21の光軸21aは、照明光学系4の光軸4aと同軸であり、第1の観察光学系5の光軸5aと同軸である。図1に示す例では、対物レンズ21の光軸21aは、Z方向である。 The first observation optical system 5 forms an image by the light from the sample S. For example, the first observation optical system 5 forms an image of fluorescence from the fluorescent substance contained in the sample S. The first observation optical system 5 includes an objective lens 21, a dichroic mirror 20, a filter 24, a lens 25, an optical path switching member 26, a lens 27, and a lens 28. The first observation optical system 5 shares the objective lens 21 and the dichroic mirror 20 with the illumination optical system 4. The optical axis 21a of the objective lens 21 is coaxial with the optical axis 4a of the illumination optical system 4 and the optical axis 5a of the first observation optical system 5. In the example shown in FIG. 1, the optical axis 21a of the objective lens 21 is in the Z direction.

試料Sからの蛍光は、対物レンズ21およびダイクロイックミラー20を通ってフィルタ24に入射する。フィルタ24は、試料Sからの光のうち所定の波長帯の光が選択的に透過する特性を有する。この所定の波長帯は、試料Sからの蛍光の波長(以下、蛍光波長という)を含むように設定される。フィルタ24は、例えば、試料Sで反射した照明光、外光、迷光などを遮断する。フィルタ24は、例えば、フィルタ19およびダイクロイックミラー20とユニット化され、このフィルタユニット29は、交換可能に設けられる。フィルタユニット29は、例えば、光源装置3から射出される照明光Lの波長、試料Sから放射される蛍光の波長などに応じて交換可能でもよいし、複数の励起波長、蛍光波長に対応した単一のフィルタユニットを利用したものでもよい。 The fluorescence from the sample S enters the filter 24 through the objective lens 21 and the dichroic mirror 20. The filter 24 has a characteristic that light in a predetermined wavelength band of the light from the sample S is selectively transmitted. The predetermined wavelength band is set so as to include the wavelength of fluorescence from the sample S (hereinafter, referred to as fluorescence wavelength). The filter 24 blocks, for example, illumination light reflected by the sample S, external light, stray light, and the like. The filter 24 is unitized with, for example, the filter 19 and the dichroic mirror 20, and the filter unit 29 is replaceably provided. The filter unit 29 may be replaceable according to, for example, the wavelength of the illumination light L emitted from the light source device 3, the wavelength of fluorescence emitted from the sample S, or the like, or a single unit corresponding to a plurality of excitation wavelengths and fluorescence wavelengths. It is also possible to use one filter unit.

フィルタ24を通った光は、レンズ25を介して光路切替部材26に入射する。レンズ25から射出された光は、光路切替部材26に入射する。光路切替部材26は、例えばプリズムであり、第1の観察光学系5の光路に挿脱可能に設けられる。光路切替部材26は、例えば、制御部9により制御される駆動部(図示せず)によって、第1の観察光学系5の光路に挿脱される。光路切替部材26は、第1の観察光学系5の光路に挿入された状態において、試料Sからの蛍光を内面反射によって撮像部6へ向かう光路へ導く。試料Sからの蛍光は、光路切替部材26を経由した後、レンズ27およびレンズ28を介して、撮像部6へ入射する。第1の観察光学系5において、対物レンズ21およびレンズ25は、例えば、試料Sの一次像(例、中間像)を形成する。また、第1の観察光学系5において、レンズ27およびレンズ28は、試料Sの二次像(例、最終像)を形成する。 The light passing through the filter 24 enters the optical path switching member 26 via the lens 25. The light emitted from the lens 25 enters the optical path switching member 26. The optical path switching member 26 is, for example, a prism, and is provided so that it can be inserted into and removed from the optical path of the first observation optical system 5. The optical path switching member 26 is inserted into and removed from the optical path of the first observation optical system 5 by, for example, a drive unit (not shown) controlled by the control unit 9. The optical path switching member 26 guides the fluorescence from the sample S to the optical path toward the imaging unit 6 by internal reflection in a state of being inserted in the optical path of the first observation optical system 5. The fluorescence from the sample S passes through the optical path switching member 26 and then enters the imaging unit 6 via the lens 27 and the lens 28. In the first observation optical system 5, the objective lens 21 and the lens 25 form, for example, a primary image (eg, intermediate image) of the sample S. Further, in the first observation optical system 5, the lens 27 and the lens 28 form a secondary image (eg, final image) of the sample S.

なお、上述した第1の観察光学系5は一例であり、適宜、変更可能である。例えば、上述した第1の観察光学系5の一部は、省略されてもよい。また、第1の観察光学系5は、開口絞り、視野絞りなどを備えてもよい。また、第1の観察光学系5は、照明光学系4と独立に設けられてもよく、例えば、試料Sに対して対物レンズ21の反対側に設けられてもよい。 The first observation optical system 5 described above is an example, and can be changed as appropriate. For example, a part of the first observation optical system 5 described above may be omitted. Moreover, the first observation optical system 5 may include an aperture stop, a field stop, and the like. The first observation optical system 5 may be provided independently of the illumination optical system 4, and may be provided, for example, on the opposite side of the objective lens 21 with respect to the sample S.

本実施形態に係る顕微鏡1は、観察範囲の設定などに利用される第2の観察光学系30を備える。第2の観察光学系30は、試料Sから観察者の視点Vpに向かう順に、対物レンズ21、ダイクロイックミラー20、フィルタ24、レンズ25、ミラー31、レンズ32、ミラー33、レンズ34、レンズ35、ミラー36、及びレンズ37を備える。第2の観察光学系30は、対物レンズ21からレンズ25までの構成を第1の観察光学系5と共用している。試料Sからの光は、レンズ25を通った後に、光路切替部材26が第1の観察光学系5の光路から退避した状態において、ミラー31に入射する。ミラー31で反射した光は、レンズ32を介してミラー33に入射し、ミラー33で反射した後に、レンズ34およびレンズ35を介してミラー36に入射する。ミラー36で反射した光は、レンズ37を介して、視点Vpに入射する。第2の観察光学系30は、例えば、レンズ35とレンズ37との間の光路に試料Sの中間像を形成する。レンズ37は、例えば接眼レンズであり、観察者は、中間像を観察することにより観察範囲の設定などを行うことができる。 The microscope 1 according to this embodiment includes a second observation optical system 30 used for setting an observation range and the like. The second observation optical system 30 includes an objective lens 21, a dichroic mirror 20, a filter 24, a lens 25, a mirror 31, a lens 32, a mirror 33, a lens 34, and a lens 35 in order from the sample S toward the observer's viewpoint Vp. The mirror 36 and the lens 37 are provided. The second observation optical system 30 shares the configuration from the objective lens 21 to the lens 25 with the first observation optical system 5. After passing through the lens 25, the light from the sample S is incident on the mirror 31 with the optical path switching member 26 retracted from the optical path of the first observation optical system 5. The light reflected by the mirror 31 enters the mirror 33 through the lens 32, is reflected by the mirror 33, and then enters the mirror 36 through the lenses 34 and 35. The light reflected by the mirror 36 enters the viewpoint Vp via the lens 37. The second observation optical system 30 forms, for example, an intermediate image of the sample S on the optical path between the lens 35 and the lens 37. The lens 37 is, for example, an eyepiece lens, and an observer can set an observation range by observing the intermediate image.

撮像部6は、第1の観察光学系5が形成した像を撮像する。撮像部6は、撮像素子40および制御部41を備える。撮像素子40は、例えばCMOSイメージセンサであるが、CCDイメージセンサなどでもよい。撮像素子40は、例えば、二次元的に配列された複数の画素を有し、各画素にフォトダイオードなどの光電変換素子が配置された構造である。撮像素子40は、例えば、光電変換素子に蓄積された電荷を、読出回路によって読み出す。撮像素子40は、読み出された電荷をデジタルデータに変換し、画素の位置と階調値とを関連付けたデジタル形式のデータ(例、画像のデータ)を出力する。制御部41は、制御装置8の制御部9から入力される制御信号に基づいて撮像素子40を動作させ、撮像画像のデータを制御装置8に出力する。また、制御部41は、電荷の蓄積期間と電荷の読み出し期間を制御装置8に出力する。 The image capturing section 6 captures an image formed by the first observation optical system 5. The image pickup unit 6 includes an image pickup device 40 and a control unit 41. The image sensor 40 is, for example, a CMOS image sensor, but may be a CCD image sensor or the like. The image pickup device 40 has, for example, a plurality of pixels arranged two-dimensionally, and a photoelectric conversion device such as a photodiode is arranged in each pixel. The imaging element 40 reads the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element by a reading circuit, for example. The image sensor 40 converts the read charges into digital data and outputs digital data (for example, image data) in which pixel positions and gradation values are associated with each other. The control unit 41 operates the image sensor 40 based on the control signal input from the control unit 9 of the control device 8 and outputs the data of the captured image to the control device 8. Further, the control unit 41 outputs the charge accumulation period and the charge reading period to the control device 8.

顕微鏡1は、入出力装置42および記憶装置43を備える。入出力装置42は、制御装置8と有線または無線により通信可能に接続される。入出力装置42は、表示装置44(表示部、出力部)および入力装置45(入力部)を備える。表示装置44は、例えば、液晶ディスプレイなどである。表示装置44は、例えば、顕微鏡1の各種設定を示す画像、撮像部6による撮像画像、撮像画像から生成された画像などの各種画像を表示する。制御部9は、表示装置44を制御し、表示装置44に各種画像を表示させる。例えば、制御部9は、画像処理部56が生成した画像のデータを表示装置44に供給し、この画像を表示装置44に表示させる。入力装置45は、例えば、キーボード、マウス、トラックボールなどのユーザが操作可能な入力部である。入力装置45は、例えばユーザから、観察条件、顕微鏡1の各部に対する動作指令などの各種情報の入力を受け付ける。入力装置45は、自装置に入力された情報を制御装置8に供給する。入出力装置42は、上記の構成に限定されず、例えば表示部および入力部が一体化されたタッチパネルなどでもよいし、表示装置44の代わりに他の出力部(例、プリンタ)を備えてもよい。 The microscope 1 includes an input/output device 42 and a storage device 43. The input/output device 42 is communicably connected to the control device 8 in a wired or wireless manner. The input/output device 42 includes a display device 44 (display unit, output unit) and an input device 45 (input unit). The display device 44 is, for example, a liquid crystal display or the like. The display device 44 displays various images such as an image showing various settings of the microscope 1, an image captured by the image capturing unit 6, and an image generated from the captured image. The control unit 9 controls the display device 44 to display various images on the display device 44. For example, the control unit 9 supplies the image data generated by the image processing unit 56 to the display device 44 and causes the display device 44 to display the image. The input device 45 is a user-operable input unit such as a keyboard, a mouse, or a trackball. The input device 45 accepts, for example, the user's input of various information such as an observation condition and an operation command for each unit of the microscope 1. The input device 45 supplies the information input to the own device to the control device 8. The input/output device 42 is not limited to the above configuration, and may be, for example, a touch panel in which a display unit and an input unit are integrated, or may include another output unit (eg, a printer) instead of the display device 44. Good.

本実施形態において、顕微鏡1は、照明光学系4の光軸4aの方向において、試料Sにおける観察位置を変更可能である。試料Sにおける観察位置は、対物レンズ21の前側焦点面の位置またはその近傍に設定される。試料Sにおける観察位置は、例えば、対物レンズ21の光軸21a(照明光学系4の光軸4a)の方向において試料Sと対物レンズ21とを相対移動することにより、変更可能である。例えば、試料Sが載置されたステージ2を対物レンズ21の光軸21aの方向に移動させることで、試料Sにおける観察位置を変更可能である。なお、試料Sにおける観察位置の変更は、対物レンズ21を光軸の方向に移動させることにより行ってもよい。つまり、試料Sにおける観察位置の変更は、ステージ2を動かしてもよいし、対物レンズ21を動かしてもよいし、それら両方を動かしてもよい。 In this embodiment, the microscope 1 can change the observation position on the sample S in the direction of the optical axis 4a of the illumination optical system 4. The observation position on the sample S is set at or near the position of the front focal plane of the objective lens 21. The observation position on the sample S can be changed, for example, by relatively moving the sample S and the objective lens 21 in the direction of the optical axis 21a of the objective lens 21 (optical axis 4a of the illumination optical system 4). For example, the observation position on the sample S can be changed by moving the stage 2 on which the sample S is placed in the direction of the optical axis 21a of the objective lens 21. The observation position on the sample S may be changed by moving the objective lens 21 in the optical axis direction. That is, to change the observation position on the sample S, the stage 2 may be moved, the objective lens 21 may be moved, or both of them may be moved.

角度調整部7は、照明光学系4の光軸4aの方向における試料Sの観察位置に応じて、照明光学系4から照射される照明光Lの角度を調整する。角度調整部7は、例えば、保持部材51および駆動部52を備える。保持部材51は導光部材16の光出射側の端部を保持する。駆動部52は、保持部材51を照明光学系4の光軸4aと垂直の方向に移動させることができる。なお、保持部材51は、対物レンズ21の瞳共役面または、その近傍に設けられている。角度調整部7については、後に図2および図3などを参照してより詳しく説明する。 The angle adjusting unit 7 adjusts the angle of the illumination light L emitted from the illumination optical system 4 according to the observation position of the sample S in the direction of the optical axis 4a of the illumination optical system 4. The angle adjusting unit 7 includes, for example, a holding member 51 and a driving unit 52. The holding member 51 holds the end of the light guide member 16 on the light emission side. The drive unit 52 can move the holding member 51 in a direction perpendicular to the optical axis 4 a of the illumination optical system 4. The holding member 51 is provided on the pupil conjugate plane of the objective lens 21 or in the vicinity thereof. The angle adjusting unit 7 will be described later in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

制御装置8は、顕微鏡1の各部を総括して制御する。制御装置8は、制御部9、算出部55、及び画像処理部56を備える。制御部9は、駆動部52を制御し、駆動部52によって保持部材51を移動させる。これにより、試料Sに対する照明光Lの入射角(例、照明光Lと光軸4aとの角度)が調整される。なお、駆動部52が保持部材51を移動させる代わりに、手動により保持部材51を移動してもよい。 The control device 8 collectively controls each part of the microscope 1. The control device 8 includes a control unit 9, a calculation unit 55, and an image processing unit 56. The control unit 9 controls the driving unit 52 and moves the holding member 51 by the driving unit 52. Thereby, the incident angle of the illumination light L with respect to the sample S (eg, the angle between the illumination light L and the optical axis 4a) is adjusted. Note that the holding member 51 may be manually moved instead of the driving unit 52 moving the holding member 51.

また、制御部9は、例えば、撮像部6の制御部41から供給される電荷の蓄積期間と電荷の読み出し期間を示す信号(撮像タイミングの情報)に基づいて、音響光学素子13に、光源装置3からの光を通す通光状態と、光源装置3からの光を遮る遮光状態とを切り替える制御信号を供給する。音響光学素子13は、この制御信号に基づいて、通光状態と遮光状態とを切り替える。なお、制御部9の代わりに制御部41は、電荷の蓄積期間と電荷の読み出し期間を示す信号(撮像タイミングの情報)に基づいて、音響光学素子13に遮光状態と通光状態とを切り替える制御信号を供給し、音響光学素子13を制御してもよい。 In addition, the control unit 9 causes the acousto-optic element 13 to include the light source device based on a signal (image pickup timing information) that is supplied from the control unit 41 of the image pickup unit 6 and indicates the charge accumulation period and the charge read period. A control signal for switching between a light-transmitting state in which light from the light source 3 passes and a light-shielding state in which light from the light source device 3 is blocked is supplied. The acousto-optic element 13 switches between a light-transmitting state and a light-shielding state based on this control signal. The control unit 41, instead of the control unit 9, controls the acoustooptic device 13 to switch between a light blocking state and a light transmitting state based on a signal (image pickup timing information) indicating a charge accumulation period and a charge reading period. A signal may be supplied to control the acousto-optic device 13.

また、制御部9は、撮像部6を制御し、撮像素子40に撮像を実行させる。制御部9は、撮像部6から撮像結果(撮像画像のデータ)を取得する。画像処理部56は、撮像部6の撮像結果を用いて画像処理を行う。例えば、制御部9は、対物レンズ21の光軸21aの方向におけるステージ2の位置を変更することで、試料Sにおける観察位置を変更する。また、制御部9は、各観察位置について撮像素子40に撮像を実行させ、対物レンズ21の光軸21aの方向の複数の観察位置において、撮像画像を取得させる。画像処理部56は、例えば、取得した複数の撮像画像を用いて、試料Sの三次元的な画像を生成可能である。 In addition, the control unit 9 controls the image pickup unit 6 to cause the image pickup device 40 to perform image pickup. The control unit 9 acquires the imaging result (data of the captured image) from the imaging unit 6. The image processing unit 56 performs image processing using the image pickup result of the image pickup unit 6. For example, the control unit 9 changes the observation position on the sample S by changing the position of the stage 2 in the direction of the optical axis 21a of the objective lens 21. Further, the control unit 9 causes the image pickup device 40 to perform image pickup at each observation position, and causes the pickup image to be acquired at a plurality of observation positions in the direction of the optical axis 21a of the objective lens 21. The image processing unit 56 can generate a three-dimensional image of the sample S using, for example, a plurality of acquired captured images.

次に、角度調整部7について説明する。図2は、角度調整部7による照明光Lの試料Sに対する入射角度の調整を示す図である。角度調整部7は、照明光Lの試料Sに対する入射角度を調整する。ここで、照明光Lの試料Sに対する入射角度とは、対物レンズ21の光軸21a(照明光学系4の光軸4a)と、照明光Lが試料Sに対して入射する方向とがなす角(図2のα1、α2等)である。また、照明光Lの試料Sに対する入射角度(図2のα1、α2等)が変化すると、対物レンズ21の光軸(照明光学系4の光軸4a)と試料Sを照明する(通過する)照明光Lとの角度(図2のβ1、β2等)も変化する。ここでは、角度調整部7が照明光Lの試料Sに対する入射角度を小さくする例(α1からα2)を説明するが、大きくしてもよい。 Next, the angle adjusting unit 7 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the adjustment of the incident angle of the illumination light L on the sample S by the angle adjusting unit 7. The angle adjusting unit 7 adjusts the incident angle of the illumination light L on the sample S. Here, the incident angle of the illumination light L with respect to the sample S is an angle formed by the optical axis 21a of the objective lens 21 (optical axis 4a of the illumination optical system 4) and the direction in which the illumination light L enters the sample S. (Α1, α2, etc. in FIG. 2). Further, when the incident angle of the illumination light L to the sample S (α1, α2, etc. in FIG. 2) changes, the optical axis of the objective lens 21 (optical axis 4a of the illumination optical system 4) and the sample S are illuminated (passed). The angle with the illumination light L (β1, β2, etc. in FIG. 2) also changes. Here, an example (α1 to α2) in which the angle adjusting unit 7 reduces the incident angle of the illumination light L on the sample S will be described, but it may be increased.

導光部材16の光出射側の端16aには、概ね点光源とみなすことができる光源像が形成される。導光部材16の端16aは、保持部材51によって、対物レンズ21の瞳面PU1と光学に共役な瞳共役面PU2の位置、または瞳共役面PU2の近傍に配置される。ここでは、照明光Lの角度を調整する前において、保持部材51は、瞳共役面PU2上の位置Q1に配置されているものとする。導光部材16から出射した照明光Lは、対物レンズ21の瞳面PU1上の入射位置P1に入射した後、試料Sに対して角度α1で入射する。ここでは、試料Sがカバーガラスなどの透明部材2a上に載置され、透明部材2aがステージ2に支持されている。透明部材2aの下面と対物レンズ21の端面との間の空間は、浸液LQで満たされている。浸液LQの屈折率は、例えば透明部材2aの屈折率とほぼ同じである。試料Sの屈折率と、試料Sが載置されている透明部材2aの屈折率が異なる場合、図2に示すように、照明光Lは、試料Sと透明部材2aとの界面Saで屈折する。ここでは、角度α1で試料Sに入射して試料Sと透明部材2aとの界面Saで屈折した照明光Lと対物レンズ21の光軸21a(照明光学系4の光軸4a)との角度をβ1で表す。 A light source image that can be regarded as a point light source is formed at the light exit side end 16a of the light guide member 16. The end 16a of the light guide member 16 is arranged by the holding member 51 at the position of the pupil conjugate plane PU2 optically conjugate with the pupil plane PU1 of the objective lens 21 or in the vicinity of the pupil conjugate plane PU2. Here, it is assumed that the holding member 51 is arranged at the position Q1 on the pupil conjugate plane PU2 before the angle of the illumination light L is adjusted. The illumination light L emitted from the light guide member 16 is incident on the incident position P1 on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 and then is incident on the sample S at an angle α1. Here, the sample S is placed on a transparent member 2a such as a cover glass, and the transparent member 2a is supported by the stage 2. The space between the lower surface of the transparent member 2a and the end surface of the objective lens 21 is filled with the immersion liquid LQ. The refractive index of the immersion liquid LQ is substantially the same as the refractive index of the transparent member 2a, for example. When the refractive index of the sample S and the refractive index of the transparent member 2a on which the sample S is placed are different, the illumination light L is refracted at the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a, as shown in FIG. .. Here, the angle between the illumination light L incident on the sample S at the angle α1 and refracted at the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a and the optical axis 21a of the objective lens 21 (optical axis 4a of the illumination optical system 4) is defined as follows. It is represented by β1.

駆動部52は、照明光Lの角度を小さくする際に、導光部材16の端16aを保持した保持部材51を、位置Q1よりも光軸4aに近い位置Q2に移動させる。これにより、対物レンズ21の瞳面PU1上の照明光Lの入射位置は、入射位置P1よりも光軸4aに近い入射位置P2へ変化し、照明光の角度がα1よりも小さいα2へ変化する。ここでは、角度α2で試料Sに入射して界面Saで屈折した照明光Lと光軸4aとの角度をβ2で表す。α2がα1よりも小さいので、β2はβ1よりも小さくなる。 When reducing the angle of the illumination light L, the drive unit 52 moves the holding member 51 holding the end 16a of the light guide member 16 to the position Q2 closer to the optical axis 4a than the position Q1. As a result, the incident position of the illumination light L on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 changes to the incident position P2 closer to the optical axis 4a than the incident position P1, and the angle of the illumination light changes to α2 smaller than α1. .. Here, the angle between the illumination light L incident on the sample S at the angle α2 and refracted at the interface Sa and the optical axis 4a is represented by β2. Since α2 is smaller than α1, β2 is smaller than β1.

図3は、照明光学系の照野と観察光学系の視野とを示す図である。ここでは、試料Sにおける観察位置は、対物レンズ21の前側焦点面と同じ位置であるものとする。なお、以下、説明の便宜上、対物レンズ21の瞳面PU1上に照明光Lが集光する場合を例示するが、必ずしも対物レンズ21の瞳面PU1上に照明光Lが集光する必要はない。例えば、照明光Lは瞳面PU1上の近傍に集光してもよい。図3(A)において、対物レンズ21の前側焦点面FP1は、試料Sと透明部材2aとの界面Saと同じ位置に設定されている。対物レンズ21の瞳面PU1上の入射位置P1に集光した照明光Lは、平行光となり、試料Sを照明し、試料Sと透明部材2aとの界面Saに照野LF1を形成する。照野LF1は、例えば、対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)を中心に形成される。第1の観察光学系5(図1参照)の視野VF(例、試料S上の観察範囲)は、例えば、対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)を中心に形成される。照野LFは、例えば、視野VFの全体が収まる領域に形成される。 FIG. 3 is a diagram showing the illumination field of the illumination optical system and the field of view of the observation optical system. Here, the observation position on the sample S is assumed to be the same position as the front focal plane of the objective lens 21. Note that, for convenience of description, a case where the illumination light L is condensed on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 will be exemplified below, but the illumination light L does not necessarily need to be condensed on the pupil plane PU1 of the objective lens 21. .. For example, the illumination light L may be condensed near the pupil plane PU1. In FIG. 3A, the front focal plane FP1 of the objective lens 21 is set at the same position as the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a. The illumination light L condensed at the incident position P1 on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 becomes parallel light, illuminates the sample S, and forms an illumination field LF1 at the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a. The illumination field LF1 is formed, for example, around the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21. The visual field VF (for example, the observation range on the sample S) of the first observation optical system 5 (see FIG. 1) is formed, for example, around the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21. The illumination field LF is formed, for example, in a region where the entire visual field VF fits.

図3(B)は、図3(A)の状態から例えばステージ2を対物レンズ21に近づけた様子を示している。図3(B)において、対物レンズ21の前側焦点面FP2は、対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)の方向において試料Sと透明部材2aとの界面Saから離れた位置(試料Sの内部)に設定されている。対物レンズ21の瞳面PU1上で集光した照明光Lは、平行光となり、前側焦点面FP2上に照野LF2を形成する。試料Sに入射した照明光Lは、試料Sと透明部材2aとの界面Saでの屈折により対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)との角度がβ1になっており、試料Sと透明部材2aとの界面Saと前側焦点面FP2とにギャップ(ΔZ)があることから、照野LF2は、照野LF1と比較して+X方向に移動量ΔXだけ移動する。移動量ΔXは、試料Sと透明部材2aとの界面Saと前側焦点面FP2との距離ΔZ、及び角度β1などに依存する量である。距離ΔZが大きくなるほど、あるいは角度β1が大きくなるほど、移動量ΔXが大きくなる。移動量ΔXが大きくなるにつれて、照野LF2と視野VFとの重なり面積が小さくなり、試料Sの像を良好に取得することが難しくなる。そこで、図2に示した角度調整部7は、対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)の方向における試料Sの観察位置(対物レンズ21の前側焦点面)に応じて、照明光Lの試料Sに対する入射角度を調整する。 FIG. 3B shows a state in which, for example, the stage 2 is brought closer to the objective lens 21 from the state of FIG. In FIG. 3B, the front focal plane FP2 of the objective lens 21 is located away from the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a in the direction of the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21 (of the sample S). Internal). The illumination light L condensed on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 becomes parallel light and forms an illumination field LF2 on the front focal plane FP2. The illumination light L that has entered the sample S has an angle β1 with the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21 due to refraction at the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a, and is transparent to the sample S. Since there is a gap (ΔZ) between the interface Sa with the member 2a and the front focal plane FP2, the illumination field LF2 moves in the +X direction by the movement amount ΔX compared to the illumination field LF1. The amount of movement ΔX is an amount that depends on the distance ΔZ between the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a and the front focal plane FP2, and the angle β1. The larger the distance ΔZ or the larger the angle β1, the larger the movement amount ΔX. As the movement amount ΔX increases, the overlapping area of the illumination field LF2 and the visual field VF decreases, and it becomes difficult to obtain a good image of the sample S. Therefore, the angle adjusting unit 7 shown in FIG. 2 adjusts the illumination light L according to the observation position of the sample S in the direction of the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21 (front focal plane of the objective lens 21). The incident angle with respect to the sample S is adjusted.

図3(C)において、対物レンズ21の前側焦点面FP2は、図3(B)と同じ位置に設定されている。角度調整部7(図2参照)は、例えば、対物レンズ21の前側焦点面FP2の位置に応じて、対物レンズ21の瞳面PU1上の照明光Lの入射位置(集光位置)を、入射位置P3に調整する。入射位置P3は、図3(B)の入射位置P1よりも対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)に近い位置に設定される。入射位置P3において集光した照明光Lは、平行光となって、試料Sに向かう。試料Sに向かう照明光Lの角度α3(照明光Lの試料Sに対する入射角度)は、図3(B)の角度α1よりも小さく、試料Sと透明部材2aとの界面Saで屈折した照明光Lの角度(界面Saで屈折した照明光Lと対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)との角度)β3は、図3(B)の角度β1よりも小さい。そのため、照野LF3は、図3(B)の照野LF2と比較して−X方向に移動する。これにより、照野LF3と視野VFとの重なり面積が図3(B)と比較して増加し、試料Sの像を良好に取得することができる。 In FIG. 3C, the front focal plane FP2 of the objective lens 21 is set at the same position as in FIG. 3B. The angle adjusting unit 7 (see FIG. 2) makes the incident position (condensing position) of the illumination light L on the pupil plane PU1 of the objective lens 21 incident according to the position of the front focal plane FP2 of the objective lens 21, for example. Adjust to position P3. The incident position P3 is set closer to the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21 than the incident position P1 in FIG. The illumination light L condensed at the incident position P3 becomes parallel light and travels toward the sample S. The angle α3 of the illumination light L toward the sample S (the incident angle of the illumination light L with respect to the sample S) is smaller than the angle α1 in FIG. 3B, and the illumination light refracted at the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a. The angle β3 (the angle between the illumination light L refracted at the interface Sa and the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21) β3 is smaller than the angle β1 in FIG. 3B. Therefore, the illumination field LF3 moves in the −X direction as compared with the illumination field LF2 in FIG. As a result, the overlapping area of the illumination field LF3 and the visual field VF is increased as compared with FIG. 3B, and the image of the sample S can be satisfactorily acquired.

図2に示した角度調整部7は、例えば、対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)の方向における試料Sと透明部材2aとの界面Saから観察位置(対物レンズ21の前側焦点面FP2)までの距離ΔZに応じて、入射位置Pを調整する。例えば、角度調整部7は、対物レンズ21の前側焦点面FP2が試料Sと透明部材2aとの界面Saから離れているほど(ΔZが大きいほど)、照明光Lの入射位置Pを対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)に近づく方向に移動させる。つまり、ステージ2を対物レンズ21の光軸21aに沿って対物レンズ21に近づく方向に動かすと、試料Sの深い(ここでは、界面Saからの距離が大きくなる方向に離れた)部分が観察位置となる。この場合、上述したように、照明光Lの試料Sに対する入射角度が一定のままであると、照野と視野との重なり面積が小さくなるため、ステージ2を光軸に沿って動かすとともに、制御部9は、角度調整部7の駆動部52を制御し、駆動部52によって、入射位置Pが対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)に近づくように保持部材51を移動させる。また、対物レンズ21を光軸に沿ってステージ2に近づく方向に動かしても同様に、試料Sの深い部分が観察位置となる。この場合にも、同様に、対物レンズ21を光軸に沿って動かすとともに、制御部9は、角度調整部7の駆動部52を制御し、駆動部52によって、入射位置Pが対物レンズ21の光軸21a(光軸4a)に近づくように保持部材51を移動させる。 The angle adjusting unit 7 shown in FIG. 2 is, for example, an observation position (the front focal plane FP2 of the objective lens 21 from the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a in the direction of the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21). The incident position P is adjusted according to the distance ΔZ. For example, the angle adjusting unit 7 sets the incident position P of the illumination light L to the objective lens 21 as the front focal plane FP2 of the objective lens 21 is farther from the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a (the larger ΔZ is). The optical axis 21a (optical axis 4a). That is, when the stage 2 is moved in the direction approaching the objective lens 21 along the optical axis 21a of the objective lens 21, the deep portion of the sample S (here, the portion away from the interface Sa in the direction of increasing the distance) is at the observation position. Becomes In this case, as described above, if the incident angle of the illumination light L with respect to the sample S remains constant, the overlapping area of the illumination field and the field of view becomes small, so that the stage 2 is moved along the optical axis and controlled. The unit 9 controls the driving unit 52 of the angle adjusting unit 7, and moves the holding member 51 by the driving unit 52 so that the incident position P approaches the optical axis 21a (optical axis 4a) of the objective lens 21. Similarly, even if the objective lens 21 is moved in the direction approaching the stage 2 along the optical axis, the deep portion of the sample S becomes the observation position. Also in this case, similarly, while moving the objective lens 21 along the optical axis, the control unit 9 controls the driving unit 52 of the angle adjusting unit 7, and the driving unit 52 causes the incident position P to be set to the objective lens 21. The holding member 51 is moved so as to approach the optical axis 21a (optical axis 4a).

本実施形態において、図1に示した算出部55は、対物レンズ21の前側焦点面FPの試料Sにおける位置に対して入射位置(例、図3の入射位置P3)の目標値を算出する。制御部9は、算出部55の算出結果に基づいて角度調整部7を制御する。算出部55は、例えば、入力装置45を介して入力された情報に基づいて、瞳面PU1上の照明光Lの入射位置の目標値を算出する。 In the present embodiment, the calculator 55 shown in FIG. 1 calculates the target value of the incident position (eg, the incident position P3 in FIG. 3) with respect to the position of the front focal plane FP of the objective lens 21 on the sample S. The control unit 9 controls the angle adjusting unit 7 based on the calculation result of the calculating unit 55. The calculator 55 calculates the target value of the incident position of the illumination light L on the pupil plane PU1 based on the information input via the input device 45, for example.

図4(A)は、本実施形態に係る算出部55が算出する観察位置と入射角度との関係を示す図である。算出部55は、例えばユーザーが指定した観察位置(対物レンズ21の試料Sにおける前側焦点面FPの位置)と照明光Lの入射位置Pとの組を2組以上用いて、他の観察位置に応じた照明光Lの入射位置Pの目標値を算出する。図4(A)において、横軸は、試料Sと透明部材2aとの界面Saを基準(0μm)として試料Sの内部を正とする観察位置(単位はμm)である。図4(A)において、縦軸は、瞳面PU1上の照明光Lの入射位置Pを示す値であり、その単位は任意単位(a.u.)である。ここでは、保持部材51の可動範囲で規格化した例を示す。符号U1は、ユーザが指定した第1観察位置(例、約0μm)に対応する入射位置Pの目標値(約0.897)を示す。符号U2は、ユーザが指定した第2の観察位置(例、約4.5μm)に対応する入射位置P(例、約0.841)の目標値を示す。算出部55は、例えば、プロットU1とプロットU2との間を補間することによって、第1観察位置と第2観察位置との間の第3観察位置に対する入射位置Pの目標値を算出する。具体的には、図4において算出部55は、線形補間を用いて、U3〜U12を線形補間する。また、上記では、ユーザは、U1とU2を指定して、U1とU2との間を補間したが、例えば、ユーザは、U5とU10とを指定して、U1〜U4、U6〜U9およびU11〜U12を算出してもよい。なお、観察位置の数は、観察条件などに応じて適宜設定される。 FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the observation position and the incident angle calculated by the calculation unit 55 according to this embodiment. The calculation unit 55 uses, for example, two or more sets of an observation position (position of the front focal plane FP of the sample S of the objective lens 21 on the sample S of the objective lens 21) and the incident position P of the illumination light L to determine another observation position. The target value of the incident position P of the corresponding illumination light L is calculated. In FIG. 4A, the horizontal axis represents the observation position (unit is μm) with the inside of the sample S being positive with the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a as a reference (0 μm). In FIG. 4A, the vertical axis is a value indicating the incident position P of the illumination light L on the pupil plane PU1, and its unit is an arbitrary unit (au). Here, an example is shown in which the movable range of the holding member 51 is standardized. Reference numeral U1 indicates a target value (about 0.897) of the incident position P corresponding to the first observation position (eg, about 0 μm) designated by the user. Reference numeral U2 indicates a target value of the incident position P (eg, about 0.841) corresponding to the second observation position (eg, about 4.5 μm) designated by the user. The calculator 55 calculates the target value of the incident position P with respect to the third observation position between the first observation position and the second observation position by, for example, interpolating between the plot U1 and the plot U2. Specifically, in FIG. 4, the calculation unit 55 uses linear interpolation to linearly interpolate U3 to U12. Further, in the above, the user specifies U1 and U2 and interpolates between U1 and U2. However, for example, the user specifies U5 and U10 and U1 to U4, U6 to U9 and U11. ~U12 may be calculated. Note that the number of observation positions is appropriately set according to the observation conditions and the like.

図4(B)は、本実施形態に係る算出部55の動作の他の例を示す図である。本例において、算出部55は、非線形な補間法によって、瞳面PU1上の照明光Lの入射位置Pを算出する。例えば、算出部55は、プロットU1、U2が端点となり、かつ複数のプロットU1〜U12が下に凸の曲線上に配置されるように、プロットU1、U2の間の区間を補間する。例えば、算出部55は、入射位置の目標値が観察位置の指数を含む関数形で表される補間法(例、γ補間)を用いて、複数のプロットU3〜U12を算出する。なお、算出部55が用いる補間法は、上述の例に限定されず、折れ線状の分布となる補間法などでもよい。制御部9は、対物レンズ21の位置に応じた入射角度に関する情報の複数の算出方法を選択可能に入出力装置42に出力してもよい。例えば、制御部9は、補間法の複数の候補を(例、線形補間、γ補間等)表示装置44に表示させ、ユーザは、入力装置45を操作することにより、用いる補間法を複数の候補から選択可能でもよい。また、算出部55は、入出力装置42から入力された算出方法に基づいて、対物レンズ21の位置に応じた入射角度に関する情報を算出し、制御部9は、算出部55が算出した情報に基づいて、入射角度を変化させてもよい。また、制御部9は、ステージ2の位置に応じた入射角度に関する情報の複数の算出方法を選択可能に入出力装置42に出力し、算出部55は、入出力装置42から入力された算出方法に基づいて、ステージ2の位置に応じた入射角度に関する情報を算出し、制御部9は、算出部55が算出した情報に基づいて、入射角度を変化させてもよい。 FIG. 4B is a diagram showing another example of the operation of the calculation unit 55 according to the present embodiment. In this example, the calculation unit 55 calculates the incident position P of the illumination light L on the pupil plane PU1 by a non-linear interpolation method. For example, the calculation unit 55 interpolates the section between the plots U1 and U2 such that the plots U1 and U2 are the end points and the plurality of plots U1 to U12 are arranged on the downward convex curve. For example, the calculation unit 55 calculates a plurality of plots U3 to U12 using an interpolation method (for example, γ interpolation) in which the target value of the incident position is expressed in a function form including the index of the observation position. The interpolation method used by the calculation unit 55 is not limited to the above example, and may be an interpolation method having a polygonal distribution. The controller 9 may output to the input/output device 42 selectable a plurality of calculation methods of information regarding the incident angle according to the position of the objective lens 21. For example, the control unit 9 causes the display device 44 to display a plurality of interpolation method candidates (eg, linear interpolation, γ interpolation, etc.), and the user operates the input device 45 to select a plurality of interpolation methods to be used. It may be selectable from. In addition, the calculation unit 55 calculates information regarding the incident angle according to the position of the objective lens 21 based on the calculation method input from the input/output device 42, and the control unit 9 uses the information calculated by the calculation unit 55. On the basis of this, the incident angle may be changed. Further, the control unit 9 selectively outputs a plurality of calculation methods of information regarding the incident angle according to the position of the stage 2 to the input/output device 42, and the calculation unit 55 outputs the calculation method input from the input/output device 42. Based on the above, information about the incident angle according to the position of the stage 2 may be calculated, and the control unit 9 may change the incident angle based on the information calculated by the calculation unit 55.

なお、上記図4では、横軸は、試料Sと透明部材2aとの界面Saを基準(0μm)として試料Sの内部を正とする観察位置としたが、ステージ2の位置又は対物レンズ21の位置としてもよい。ユーザは、第1観察位置とその入射位置Pの目標値と、第2観察位置とその入射位置Pの目標値とを指定するが、算出部55は、第1観察位置に対応するステージ2の位置(第1ステージ位置)および第2観察位置に対応するステージ2の位置(第2ステージ位置)を取得して、第1ステージ位置とその入射位置Pの目標値、第2ステージ位置とその入射位置Pの目標値とを関連づけてもよい。この場合、算出部55は、ステージ2の位置に応じた入射位置Pの目標値を算出する。このとき、上記図4において、横軸はステージ2の絶対座標位置でもよいし、第1ステージ位置を基準としてもよい。同様に、ユーザは、第1観察位置とその入射位置Pの目標値と、第2観察位置とその入射位置Pの目標値とを指定するが、算出部55は、第1観察位置に対応する対物レンズ21の位置(第1対物レンズ位置)および第2観察位置に対応する対物レンズ21の位置(第2対物レンズ位置)を取得して、第1対物レンズ位置とその入射位置Pの目標値、第2対物レンズ位置とその入射位置Pの目標値とを関連づけてもよい。この場合、算出部55は、対物レンズ21の位置に応じた入射位置Pの目標値を算出する。このとき、上記図4において、横軸は対物レンズ21の絶対座標位置でもよいし、第1対物レンズ位置を基準としてもよい。 In FIG. 4, the horizontal axis is the observation position where the inside of the sample S is positive with the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a as a reference (0 μm), but the position of the stage 2 or the objective lens 21 It may be the position. The user specifies the first observation position and the target value of the incident position P thereof, and the second observation position and the target value of the incident position P thereof, but the calculation unit 55 calculates the stage 2 of the stage 2 corresponding to the first observation position. The position (first stage position) and the position of the stage 2 (second stage position) corresponding to the second observation position are acquired, and the first stage position and the target value of its incident position P, the second stage position and its incident point are acquired. You may relate with the target value of the position P. In this case, the calculator 55 calculates the target value of the incident position P according to the position of the stage 2. At this time, in FIG. 4, the horizontal axis may be the absolute coordinate position of the stage 2 or may be the first stage position as a reference. Similarly, the user specifies the first observation position and the target value of the incident position P thereof and the second observation position and the target value of the incident position P thereof, but the calculation unit 55 corresponds to the first observation position. The position of the objective lens 21 (first objective lens position) and the position of the objective lens 21 corresponding to the second observation position (second objective lens position) are acquired, and the target values of the first objective lens position and its incident position P are acquired. , The second objective lens position may be associated with the target value of the incident position P thereof. In this case, the calculator 55 calculates the target value of the incident position P according to the position of the objective lens 21. At this time, in FIG. 4, the horizontal axis may be the absolute coordinate position of the objective lens 21 or may be the first objective lens position as a reference.

制御部9は、算出部55の算出結果に基づいて角度調整部7を制御する。この場合、制御部9は、予め記憶装置43に記憶された入射位置Pに対応する保持部材51の位置を用いて、角度調整部7を制御する。 The control unit 9 controls the angle adjusting unit 7 based on the calculation result of the calculating unit 55. In this case, the control unit 9 controls the angle adjusting unit 7 using the position of the holding member 51 corresponding to the incident position P stored in the storage device 43 in advance.

なお、上記図4では、縦軸は、瞳面PU1上の照明光Lの入射位置Pとしたが、保持部材51の位置としてもよい。この場合、ユーザは、第1観察位置とその保持部材51の位置と、第2観察位置とその保持部材51の位置とを指定し、算出部55は、観察位置に応じた保持部材51の位置を算出する。この場合、入射位置Pに対応する保持部材51の位置を予め記憶装置43記憶しておく必要はない。 In FIG. 4, the vertical axis is the incident position P of the illumination light L on the pupil plane PU1, but it may be the position of the holding member 51. In this case, the user specifies the first observation position and the position of the holding member 51, and the second observation position and the position of the holding member 51, and the calculator 55 determines the position of the holding member 51 according to the observation position. To calculate. In this case, the position of the holding member 51 corresponding to the incident position P does not need to be stored in the storage device 43 in advance.

なお、制御部9は、対物レンズ21の位置に応じた入射角度に関する情報(以下、第1の参照情報という)に基づいて、入射角度を変化させてもよい。第1の参照情報は、例えば、対物レンズ21の絶対位置情報に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。絶対位置情報は、例えば、予め定められた基準位置に対する対物レンズ21の位置の情報であり、対物レンズ21の光軸21aの方向(Z方向)の座標などである。例えば、基準位置は顕微鏡1の電源を入れた時等に制御部9によって定められるものである。この場合、第1の参照情報として、例えば、対物レンズ21の絶対位置と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。また、第1の参照情報は、対物レンズ21の移動量に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。この場合、第1の参照情報として、例えば、対物レンズ21の移動量と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。また、第1の参照情報は、ステージ2に対する対物レンズ21の相対位置情報に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。この相対位置情報は、例えば、対物レンズ21の光軸21aの方向(Z方向)における、ステージ2の座標と対物レンズ21の座標との差の情報である。この場合、第1の参照情報として、例えば、ステージ2の位置を基準とする対物レンズ21の絶対位置と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。 The control unit 9 may change the incident angle based on information about the incident angle according to the position of the objective lens 21 (hereinafter, referred to as first reference information). The first reference information may be, for example, information about the incident angle associated with the absolute position information of the objective lens 21. The absolute position information is, for example, information on the position of the objective lens 21 with respect to a predetermined reference position, and is coordinates in the direction (Z direction) of the optical axis 21a of the objective lens 21. For example, the reference position is set by the control unit 9 when the power of the microscope 1 is turned on. In this case, as the first reference information, for example, a function (eg, mathematical expression, numerical table) indicating the relationship between the absolute position of the objective lens 21 and the incident angle can be used. Further, the first reference information may be information regarding the incident angle associated with the movement amount of the objective lens 21. In this case, as the first reference information, for example, a function (eg, mathematical expression, numerical table) indicating the relationship between the movement amount of the objective lens 21 and the incident angle can be used. Further, the first reference information may be information regarding an incident angle associated with relative position information of the objective lens 21 with respect to the stage 2. This relative position information is, for example, information on the difference between the coordinates of the stage 2 and the coordinates of the objective lens 21 in the direction (Z direction) of the optical axis 21a of the objective lens 21. In this case, as the first reference information, for example, a function (e.g., mathematical expression, numerical table) indicating the relationship between the absolute position of the objective lens 21 and the incident angle with respect to the position of the stage 2 can be used.

なお、制御部9は、ステージ2の位置に応じた入射角度に関する情報(以下、第2の参照情報という)に基づいて、入射角度を変化させてもよい。第2の参照情報は、例えば、ステージ2の絶対位置情報に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。絶対位置情報は、例えば、予め定められた基準位置に対するステージ2の位置の情報であり、対物レンズ21の光軸21aの方向(Z方向)におけるステージ2の座標などである。例えば、基準位置は顕微鏡1の電源を入れた時等に制御部9によって定められるものである。この場合、第2の参照情報として、例えば、ステージ2の絶対位置と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。また、第2の参照情報は、ステージ2の移動量に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。この場合、第2の参照情報として、例えば、ステージ2の移動量と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。また、第2の参照情報は、対物レンズ21に対するステージ2の相対位置情報に関連づけられた入射角度に関する情報でもよい。この相対位置情報は、例えば、対物レンズ21の光軸21aの方向(Z方向)における、ステージ2の座標と対物レンズ21の座標との差の情報である。この場合、第2の参照情報として、例えば、対物レンズ21の位置を基準とするステージ2の絶対位置と入射角度との関係を示す関数(例、数式、数値テーブル)を用いることができる。 The control unit 9 may change the incident angle based on information on the incident angle according to the position of the stage 2 (hereinafter referred to as second reference information). The second reference information may be, for example, information about the incident angle associated with the absolute position information of the stage 2. The absolute position information is, for example, information on the position of the stage 2 with respect to a predetermined reference position, and is the coordinates of the stage 2 in the direction (Z direction) of the optical axis 21a of the objective lens 21. For example, the reference position is set by the control unit 9 when the power of the microscope 1 is turned on. In this case, as the second reference information, for example, a function (e.g., mathematical expression, numerical table) indicating the relationship between the absolute position of the stage 2 and the incident angle can be used. Further, the second reference information may be information on the incident angle associated with the movement amount of the stage 2. In this case, as the second reference information, for example, a function (eg, mathematical expression, numerical table) indicating the relationship between the movement amount of the stage 2 and the incident angle can be used. Further, the second reference information may be information regarding the incident angle associated with the relative position information of the stage 2 with respect to the objective lens 21. This relative position information is, for example, information on the difference between the coordinates of the stage 2 and the coordinates of the objective lens 21 in the direction (Z direction) of the optical axis 21a of the objective lens 21. In this case, as the second reference information, for example, a function (for example, a mathematical expression, a numerical value table) indicating the relationship between the absolute position of the stage 2 and the incident angle with respect to the position of the objective lens 21 can be used.

以下、上述の顕微鏡1の構成に基づき、実施形態に係る観察方法を説明する。図5は、実施形態に係る観察方法の一例を示すフローチャートである。まず、ステップS1で、ユーザは、入力装置45を用いて観察条件を設定する。観察条件は、例えば、第1観察位置(観察位置の下限)およびその際の入射位置、第2観察位置(観察位置の上限)およびその際の入射位置、並びに対物レンズ21の光軸方向における観察位置の数などである。ここで、ユーザは、保持部材51を移動させて入射位置を変更して撮像された複数の画像のコントラスト、光強度等に基づいて、第1観察位置および第2観察位置における最適な入射位置を決定する。上記の観察条件は、例えば、予め記憶部43に記憶されていてもよい。 Hereinafter, the observation method according to the embodiment will be described based on the configuration of the microscope 1 described above. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the observation method according to the embodiment. First, in step S1, the user sets the observation conditions using the input device 45. The observation conditions are, for example, the first observation position (lower limit of the observation position) and the incident position at that time, the second observation position (upper limit of the observation position) and the incident position at that time, and the observation in the optical axis direction of the objective lens 21. For example, the number of positions. Here, the user determines the optimum incident position at the first observation position and the second observation position based on the contrast, light intensity, etc. of a plurality of images captured by moving the holding member 51 to change the incident position. decide. The above observation conditions may be stored in the storage unit 43 in advance, for example.

ステップS2において、算出部55は、観察位置と入射位置の関係を算出する。例えば、算出部55は、観察条件に定められた第1観察位置、第2観察位置、及び対物レンズ21の光軸方向における観察位置の数を用いて、第1観察位置と第2観察位置との間の観察位置を算出する。また、算出部55は、例えば図4に示したように、第1観察位置の場合の入射位置と、第2観察位置の場合の入射位置を用いて、その間の各観察位置における入射位置を算出する。 In step S2, the calculation unit 55 calculates the relationship between the observation position and the incident position. For example, the calculation unit 55 uses the first observation position, the second observation position, and the number of observation positions in the optical axis direction of the objective lens 21 that are set in the observation conditions to determine the first observation position and the second observation position. Calculate the observation position between. Further, for example, as shown in FIG. 4, the calculation unit 55 uses the incident position in the case of the first observation position and the incident position in the case of the second observation position to calculate the incident position at each observation position therebetween. To do.

ステップS3において、顕微鏡1は、例えばユーザの指令により、観察に関する動作を開始する。ステップS4において、制御部41は、ステージ2を制御し、ステージ2を第1観察位置に応じた位置に移動させる。ステップS5において、制御部41は、観察位置と入射角度との関係を用いて、保持部材51を移動させる。ステップS6において、制御部41は、照明光学系4から照明光が試料Sに照射された状態で、第1の観察光学系5が形成した像を撮像部6に撮像させ、画像を取得させる。ステップS7において、制御部41は、全ての観察位置に対して画像の取得が完了したか否かを判定する。制御部41は、ステップS1において観察条件に設定された観察位置の一部が完了していないと判定した場合(ステップS7;No)、ステップS8において、ステージ2を次の観察位置に応じた位置へ移動させ、ステップS5からステップS7の処理を繰り返し行う。また、制御部41は、全ての観察位置に対する画像の取得が完了したと判定した場合(ステップS7;Yes)、一連の処理を終了する。上記では、ステップS2において、算出部55は、観察位置と入射位置の関係を算出したが、観察位置と入射位置の関係は、予め記憶装置43に記憶しておいてもよい。この場合、ステップS2は省略される。 In step S3, the microscope 1 starts an operation related to observation in response to, for example, a user instruction. In step S4, the control unit 41 controls the stage 2 to move the stage 2 to the position corresponding to the first observation position. In step S5, the control unit 41 moves the holding member 51 using the relationship between the observation position and the incident angle. In step S6, the control unit 41 causes the image capturing unit 6 to capture the image formed by the first observation optical system 5 while the sample S is illuminated with the illumination light from the illumination optical system 4, and causes the image capturing unit 6 to acquire the image. In step S7, the control unit 41 determines whether acquisition of images has been completed for all the observation positions. When the control unit 41 determines that a part of the observation positions set in the observation condition in Step S1 is not completed (Step S7; No), in Step S8, the stage 2 is moved to a position corresponding to the next observation position. Then, the process from step S5 to step S7 is repeated. In addition, when the control unit 41 determines that the acquisition of the images for all the observation positions is completed (step S7; Yes), the control unit 41 ends the series of processes. In the above, in step S2, the calculation unit 55 calculates the relationship between the observation position and the incident position, but the relationship between the observation position and the incident position may be stored in the storage device 43 in advance. In this case, step S2 is omitted.

[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態において、顕微鏡1の構成は図1と同様であるが、算出部55の動作が第1実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described. In the present embodiment, configurations similar to those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. In the present embodiment, the configuration of the microscope 1 is the same as that of FIG. 1, but the operation of the calculation unit 55 is different from that of the first embodiment.

図6は、第2実施形態に係る算出部55が算出する観察位置と入射角度との関係を示す図である。第2実施形態では、第1実施形態と異なり、ユーザは、観察位置(対物レンズ21の試料Sにおける前側焦点面FPの位置)と照明光Lの入射位置Pとの組を指定する必要がなく、算出部55は、予め決められた観察条件に基づいて、観察位置と入射位置Pの目標値との関係を、図6の符号D1に示すように算出する。上記の観察条件は、例えば、試料Sと対物レンズ21との間の屈折率(例:透明部材の屈折率、浸液の屈折率)、試料Sの屈折率、対物レンズの種類、環境の温度、カバーガラス2aの厚さなどを含む。ユーザは、観察位置(対物レンズ21の試料Sにおける前側焦点面FPの位置)と照明光Lの入射位置Pを指定する場合、その観察位置で入射角度Pを変化させ、画像を複数枚取得して、最適な入射位置Pを決定する必要があるが、第2実施形態では、その手間を省くことができる。なお、算出部55は、例えば、収差、エバネッセント場の影響などを考慮して、例えば、試料Sと透明部材2aとの界面Saに近い領域については、図6の符号D2に示すように算出してもよい。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the observation position and the incident angle calculated by the calculation unit 55 according to the second embodiment. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the user does not need to specify the set of the observation position (the position of the front focal plane FP of the sample S of the objective lens 21) and the incident position P of the illumination light L. The calculation unit 55 calculates the relationship between the observation position and the target value of the incident position P based on a predetermined observation condition, as indicated by reference numeral D1 in FIG. The above observation conditions are, for example, the refractive index between the sample S and the objective lens 21 (eg, the refractive index of the transparent member, the refractive index of the immersion liquid), the refractive index of the sample S, the type of the objective lens, and the temperature of the environment. Including the thickness of the cover glass 2a. When the user designates the observation position (the position of the front focal plane FP of the sample S of the objective lens 21) and the incident position P of the illumination light L, the user changes the incident angle P at the observation position and acquires a plurality of images. Therefore, it is necessary to determine the optimum incident position P, but in the second embodiment, the labor can be saved. Note that the calculation unit 55 calculates, for example, in the region near the interface Sa between the sample S and the transparent member 2a in consideration of the influence of the aberration, the evanescent field, and the like, as shown by reference numeral D2 in FIG. May be.

[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態において、顕微鏡1の構成は図1と同様であるが、算出部55の動作が第1実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described. In the present embodiment, configurations similar to those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. In the present embodiment, the configuration of the microscope 1 is similar to that of FIG. 1, but the operation of the calculation unit 55 is different from that of the first embodiment.

第1実施形態では、ユーザは、観察位置(対物レンズ21の試料Sにおける前側焦点面FPの位置)と照明光Lの入射位置Pとの組(符号U1、U2等)を指定したが、本実施形態では、入射位置Pを指定する必要がない。言い換えると、ユーザは、観察位置(対物レンズ21の試料Sにおける前側焦点面FPの位置)を指定することにより、算出部55は、観察位置と入射位置Pとの関係を算出する。例えば、ユーザにより第1観察位置が指定されると、制御部9は、駆動部52を制御し、保持部材51を移動させ、指定された観察位置において、異なる入射位置Pで照明された試料Sの複数の画像を撮像部6に撮像させる。、算出部55は、入射位置Pを変化させる毎に検出される試料Sからの光に関する情報に基づいて、ユーザにより入力された第1観察位置に対応する入射位置Pの目標値を決定する。例えば、算出部55は、試料Sからの光の強度またはコントラストが最も大きい入射位置Pを、第1観察位置における入射位置Pの目標値とする。算出部55は、同様に、第2観察位置における入射位置Pの目標値を算出する。さらに、算出部55は、第1観察位置および第2観察位置以外の観察位置(例:U3〜U12等)についても同様に、入射位置Pを変化させる毎に検出される試料Sからの光に関する情報に基づいて、入射位置Pの目標値を算出してもよい。この場合、U1とU2からU3〜U12を線形補間する場合に比べ、より精度よく観察位置と入射位置Pとの関係を算出することができる。第1実施形態では、ユーザは、観察位置に対応する入射位置Pの目標値を指定する必要があったが、第3実施形態では、算出部55が、ユーザが指定した観察位置に対応する入射位置Pを算出するため、ユーザの手間を省くことができる。 In the first embodiment, the user specifies the set of the observation position (the position of the front focal plane FP of the sample S of the objective lens 21) and the incident position P of the illumination light L (reference symbols U1, U2, etc.). In the embodiment, it is not necessary to specify the incident position P. In other words, the calculation unit 55 calculates the relationship between the observation position and the incident position P by the user designating the observation position (the position of the front focal plane FP of the sample S of the objective lens 21). For example, when the user specifies the first observation position, the control unit 9 controls the drive unit 52 to move the holding member 51, and the sample S illuminated at a different incident position P at the specified observation position. The image pickup unit 6 is caused to pick up a plurality of images. The calculation unit 55 determines the target value of the incident position P corresponding to the first observation position input by the user, based on the information regarding the light from the sample S detected each time the incident position P is changed. For example, the calculation unit 55 sets the incident position P where the intensity or contrast of the light from the sample S is the largest as the target value of the incident position P at the first observation position. The calculation unit 55 similarly calculates the target value of the incident position P at the second observation position. Further, the calculation unit 55 similarly relates to the light from the sample S detected every time when the incident position P is changed at the observation positions (eg, U3 to U12, etc.) other than the first observation position and the second observation position. The target value of the incident position P may be calculated based on the information. In this case, the relationship between the observation position and the incident position P can be calculated more accurately than in the case of linearly interpolating U1 and U2 to U3 to U12. In the first embodiment, the user had to specify the target value of the incident position P corresponding to the observation position, but in the third embodiment, the calculation unit 55 causes the incident portion corresponding to the observation position specified by the user. Since the position P is calculated, the labor of the user can be saved.

[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図7は、本実施形態に係る顕微鏡1を示す図である。本実施形態に係る顕微鏡は、例えば、STORM、PALM等のSingle-molecule Localization Microscopy法を利用した顕微鏡である。実施形態に係る顕微鏡は、1種類の蛍光物質で標識(ラベル)された試料の蛍光観察、及び2種類以上の蛍光物質で標識された試料の蛍光観察のいずれにも利用できる。また、実施形態に係る顕微鏡は、例えば、2次元の超解像画像を生成するモード、及び3次元の超解像画像を生成するモードを有し、2つのモードを切り替え可能であるが、2つのモードの片方のみを有するものでもよい。本実施形態では、標識に用いられる蛍光色素(例、レポータ色素)が2種類である形態について説明するが、蛍光色素(例、レポータ色素)の数は1種類でもよいし、3種類以上でもよい。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described. In the present embodiment, configurations similar to those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. FIG. 7 is a diagram showing the microscope 1 according to the present embodiment. The microscope according to this embodiment is, for example, a microscope that uses a single-molecule localization microscopy method such as STORM and PALM. The microscope according to the embodiment can be used for both fluorescence observation of a sample labeled with one type of fluorescent substance and fluorescence observation of a sample labeled with two or more types of fluorescent substances. Further, the microscope according to the embodiment has, for example, a mode for generating a two-dimensional super-resolution image and a mode for generating a three-dimensional super-resolution image, and can switch between the two modes. It may have only one of the two modes. In the present embodiment, a mode in which there are two types of fluorescent dyes (eg, reporter dyes) used for labeling will be described, but the number of fluorescent dyes (eg, reporter dyes) may be one type, or may be three or more types. ..

試料は、生きた細胞(ライブセル)を含むものでもよいし、ホルムアルデヒド溶液等の組織固定液を用いて固定された細胞を含むものでもよく、組織等でもよい。蛍光物質は、シアニン(cyanine)染料等の蛍光色素でもよいし、蛍光タンパク質でもよい。蛍光色素は、活性化された状態(以下、活性化状態という)で励起光を受けた場合に蛍光を発するレポータ色素を含む。また、蛍光色素は、活性化光を受けてレポータ色素を活性化状態にするアクティベータ色素を含む場合がある。蛍光色素がアクティベータ色素を含まない場合、レポータ色素は、活性化光を受けて活性化状態になる。蛍光色素は、例えば、2種類のシアニン(cyanine)染料を結合させた染料対(例、Cy3−Cy5染料対(Cy3、Cy5は登録商標)、Cy2−Cy5染料対(Cy2、Cy5は登録商標)、Cy3−Alexa Fluor647染料対(Cy3、Alexa Fluorは登録商標))、1種類の染料(例、Alexa Fluor647(Alexa Fluorは登録商標))である。蛍光タンパク質は、例えばPA−GFP、Dronpaなどである。 The sample may contain living cells (live cells), may contain cells fixed using a tissue fixing solution such as formaldehyde solution, or may be tissue or the like. The fluorescent substance may be a fluorescent dye such as a cyanine dye or a fluorescent protein. The fluorescent dye includes a reporter dye that emits fluorescence when receiving excitation light in an activated state (hereinafter referred to as an activated state). In addition, the fluorescent dye may include an activator dye that receives activation light to activate the reporter dye. If the fluorescent dye does not contain an activator dye, the reporter dye is activated by receiving activating light. The fluorescent pigment is, for example, a dye pair (for example, Cy3-Cy5 dye pair (Cy3, Cy5 is a registered trademark), or a Cy2-Cy5 dye pair (Cy2 and Cy5 are registered trademarks) in which two types of cyanine dyes are combined. , Cy3-Alexa Fluor 647 dye pair (Cy 3, Alexa Fluor is a registered trademark), and one type of dye (eg, Alexa Fluor 647 (Alexa Fluor is a registered trademark)). The fluorescent protein is, for example, PA-GFP or Dronpa.

本実施形態において、照明光学系4は、蛍光物質(例、レポータ色素)に応じた2種類の波長の励起光を試料Sに照射する。光源装置3は、活性化光源11a、励起光源11b、励起光源11c、シャッタ12a、シャッタ12b、シャッタ12c、ミラー61、ダイクロイックミラー62、及びダイクロイックミラー63を備える。 In the present embodiment, the illumination optical system 4 irradiates the sample S with excitation light of two types of wavelengths depending on the fluorescent substance (eg, reporter dye). The light source device 3 includes an activation light source 11a, an excitation light source 11b, an excitation light source 11c, a shutter 12a, a shutter 12b, a shutter 12c, a mirror 61, a dichroic mirror 62, and a dichroic mirror 63.

活性化光源11aは、照明光として、試料Sに含まれる蛍光物質の一部を活性化する活性化光L0を発する。ここでは、蛍光物質がレポータ色素を含み、アクティベータ色素を含まないものとする。蛍光物質のレポータ色素は、活性化光L0が照射されることで、蛍光を発することが可能な活性化状態となる。活性化光L0の波長は、例えば、405nmである。蛍光物質は、レポータ色素およびアクティベータ色素を含むものでもよく、この場合、アクティベータ色素は、活性化光L0を受けた場合にレポータ色素を活性状態にする。なお、蛍光物質は、例えばPA−GFP、Dronpaなどの蛍光タンパク質でもよい。シャッタ12aは、活性化光源11aの光出射側に配置される。シャッタ12aは、制御部9により制御され、活性化光源11aからの活性化光L0を通す状態と、活性化光L0を遮る状態とを切り替え可能である。 The activation light source 11a emits, as illumination light, activation light L0 that activates a part of the fluorescent substance contained in the sample S. Here, it is assumed that the fluorescent substance contains the reporter dye and does not contain the activator dye. The reporter dye of the fluorescent substance is brought into an activated state capable of emitting fluorescence by being irradiated with the activation light L0. The wavelength of the activation light L0 is 405 nm, for example. The fluorescent substance may include a reporter dye and an activator dye, and in this case, the activator dye activates the reporter dye when receiving the activation light L0. The fluorescent substance may be a fluorescent protein such as PA-GFP or Dronpa. The shutter 12a is arranged on the light emitting side of the activation light source 11a. The shutter 12a is controlled by the control unit 9 and can switch between a state of passing the activation light L0 from the activation light source 11a and a state of blocking the activation light L0.

励起光源11bは、照明光として、第1波長の第1励起光L1を発する。シャッタ12bは、励起光源11bの光出射側に配置される。シャッタ12bは、制御部9により制御され、励起光源11bからの第1励起光L1を通す状態と、第1励起光L1を遮る状態とを切り替え可能である。励起光源11cは、照明光として、第1波長と異なる第2波長の第2励起光L2を発生する。ここでは、第2波長は、第1波長よりも短波長であるとする。例えば、第1波長は647nmであり、第2波長は561nmである。シャッタ12cは、励起光源11cの光出射側に配置される。シャッタ12cは、制御部9により制御され、励起光源11cからの第2励起光L2を通す状態と、第2励起光L2を遮る状態とを切り替え可能である。 The excitation light source 11b emits the first excitation light L1 having the first wavelength as the illumination light. The shutter 12b is arranged on the light emission side of the excitation light source 11b. The shutter 12b is controlled by the control unit 9 and can switch between a state in which the first excitation light L1 from the excitation light source 11b passes and a state in which the first excitation light L1 is blocked. The excitation light source 11c generates, as illumination light, the second excitation light L2 having a second wavelength different from the first wavelength. Here, it is assumed that the second wavelength is shorter than the first wavelength. For example, the first wavelength is 647 nm and the second wavelength is 561 nm. The shutter 12c is arranged on the light emission side of the excitation light source 11c. The shutter 12c is controlled by the control unit 9 and can switch between a state of passing the second excitation light L2 from the excitation light source 11c and a state of blocking the second excitation light L2.

ミラー61は、シャッタ12cの光出射側に配置される。シャッタ12cを通った第2励起光L2は、ミラー61で反射してダイクロイックミラー62に入射する。ダイクロイックミラー62は、シャッタ12bの光出射側に配置される。ダイクロイックミラー62は、第2励起光L2が透過し、第1励起光L1が反射する特性を有する。ダイクロイックミラー62で反射した第1励起光L1、及びダイクロイックミラー62を透過した第2励起光L2は、同じ光路を通ってダイクロイックミラー63に入射する。ダイクロイックミラー63は、シャッタ12aの光出射側に配置される。ダイクロイックミラー63は、第1励起光L1および第2励起光L2が反射する特性を有し、活性化光L0が透過する特性を有する。第1励起光L1および第2励起光L2は、活性化光L0と同じ光路を通って、試料Sに照射される。 The mirror 61 is arranged on the light emitting side of the shutter 12c. The second excitation light L2 that has passed through the shutter 12c is reflected by the mirror 61 and enters the dichroic mirror 62. The dichroic mirror 62 is arranged on the light emitting side of the shutter 12b. The dichroic mirror 62 has a characteristic that the second excitation light L2 is transmitted and the first excitation light L1 is reflected. The first excitation light L1 reflected by the dichroic mirror 62 and the second excitation light L2 transmitted through the dichroic mirror 62 enter the dichroic mirror 63 through the same optical path. The dichroic mirror 63 is arranged on the light emitting side of the shutter 12a. The dichroic mirror 63 has a characteristic of reflecting the first excitation light L1 and the second excitation light L2 and a characteristic of transmitting the activation light L0. The first excitation light L1 and the second excitation light L2 are applied to the sample S through the same optical path as the activation light L0.

角度調整部7は、例えば、照明光の波長に応じて照明光の入射角度を調整してもよい。例えば、活性化光L0に最適な入射角度としてもよいし、第1励起光L1に最適な入射角度としてもよいし、第2励起光L2に最適な入射角度でもよいし、これらのうちの最小角度と最大角度との間の角度を、入射角度としてもよい。第1励起光L1が照射される場合に、第1励起光L1の波長に最適な入射角度になるように設定し、第2励起光L2が照射される場合には、第2励起光L2の波長に最適な入射角度に再設定してもよい。なお、活性化光L0は、必ずしも斜光照明する必要はない。 The angle adjusting unit 7 may adjust the incident angle of the illumination light according to the wavelength of the illumination light, for example. For example, the incident angle may be the optimum incident angle for the activation light L0, the optimum incident angle for the first excitation light L1, the optimum incident angle for the second excitation light L2, or the minimum of these. The angle between the angle and the maximum angle may be the incident angle. When the first excitation light L1 is emitted, the incident angle is set to be the most suitable for the wavelength of the first excitation light L1, and when the second excitation light L2 is emitted, the second excitation light L2 The incident angle may be reset to the optimum wavelength. The activation light L0 does not necessarily have to be obliquely illuminated.

画像処理部56は、撮像部6の撮像結果を用いて、個々の像の重心位置を求めるなどの画像処理を行う。制御部9は、撮像部6に複数のフレーム期間で撮像させ、画像処理部56は、複数のフレーム期間で得られた撮像結果の少なくとも一部を用いて1枚の画像を生成する。例えば、画像処理部56は、複数の撮像画像のそれぞれについて、各画像に含まれる蛍光の像(点像)の重心位置を算出する。例えば、画像処理部56は、撮像画像において点像に対応する領域の画素値の分布に対してガウシアンフィッティングを行うことにより、重心位置を算出する。画像処理部56は、例えば、蛍光の像の重心位置を輝点で表し、複数の撮像画像に含まれる複数の蛍光の像に応じた複数の輝点の少なくとも一部を用いて(マージして)1枚の画像(例、超解像画像)を生成する。 The image processing unit 56 uses the image pickup result of the image pickup unit 6 to perform image processing such as obtaining the barycentric position of each image. The control unit 9 causes the image capturing unit 6 to capture images in a plurality of frame periods, and the image processing unit 56 generates one image by using at least a part of the image capturing results obtained in the plurality of frame periods. For example, the image processing unit 56 calculates, for each of the plurality of captured images, the barycentric position of the fluorescence image (point image) included in each image. For example, the image processing unit 56 calculates the barycentric position by performing Gaussian fitting on the distribution of pixel values in the area corresponding to the point image in the captured image. The image processing unit 56 represents, for example, the barycentric position of the fluorescence image by a bright spot, and uses (at least, merges) at least a part of the plurality of bright spots corresponding to the multiple fluorescence images included in the plurality of captured images. ) Generate one image (eg, super-resolution image).

第1の観察光学系5は、非点収差光学系(例、シリンドリカルレンズ65)を備える。シリンドリカルレンズ65は、試料Sからの蛍光の少なくとも一部に作用し、蛍光の少なくとも一部に対して非点収差を発生させる。すなわち、シリンドリカルレンズ65などの非点収差光学系は、蛍光の少なくとも一部に対して非点収差を発生させて、非点隔差を発生させる。シリンドリカルレンズ65は、試料Sと撮像部6(例、撮像素子40)との間の光路に挿脱可能に設けられる。画像処理部56は、例えば、非点収差を用いて、試料Sの深さ方向(対物レンズ21の光軸21a、すなわち第1の観察光学系5の光軸5a方向)における蛍光物質の位置を算出する。画像処理部56は、例えば、楕円ガウシアンフィッティングを行うことにより、試料Sにおける蛍光物質の位置を算出することができる。なお、図7に示されるように、シリンドリカルレンズ65は、挿脱可能に設けられている。 The first observation optical system 5 includes an astigmatism optical system (for example, a cylindrical lens 65). The cylindrical lens 65 acts on at least a part of the fluorescence from the sample S to generate astigmatism on at least a part of the fluorescence. That is, the astigmatism optical system such as the cylindrical lens 65 causes astigmatism to at least a part of the fluorescence to generate an astigmatic difference. The cylindrical lens 65 is provided so that it can be inserted into and removed from the optical path between the sample S and the imaging section 6 (eg, the imaging element 40). The image processing unit 56 uses, for example, astigmatism to determine the position of the fluorescent substance in the depth direction of the sample S (the optical axis 21a of the objective lens 21, that is, the optical axis 5a direction of the first observation optical system 5). calculate. The image processing unit 56 can calculate the position of the fluorescent substance in the sample S by performing elliptic Gaussian fitting, for example. Note that, as shown in FIG. 7, the cylindrical lens 65 is provided so that it can be inserted and removed.

図8は、本実施形態に係る照明と撮像のシーケンスの一例を示す図である。図9は、画像処理部56が生成する画像の例を概念的に示す図である。なお、以下、図4、図6等に示される観察位置と入射位置Pとの関係は、算出部55により予め算出されているものとして説明する。制御部9は、ステージ2を対物レンズ21の光軸21aに沿って動かして所定の観察位置(図8のZ)に設定する。また、制御部9は、図4、図6等に示される観察位置と入射位置Pとの関係を用いて、角度調整部7の駆動部52を制御し、第1画像生成期間T1において入射位置がP0−1になるように保持部材51を移動させ、第2画像生成期間T2において入射位置がP0−2になるように保持部材51を移動させる。制御部9は、所定の観察位置(図9のZ)において、以下の通り、撮像シーケンスを実行する。 FIG. 8 is a diagram showing an example of an illumination and imaging sequence according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram conceptually showing an example of an image generated by the image processing unit 56. Note that, hereinafter, the relationship between the observation position and the incident position P shown in FIGS. 4 and 6 will be described as being calculated in advance by the calculation unit 55. The controller 9 moves the stage 2 along the optical axis 21a of the objective lens 21 to set it at a predetermined observation position (Z 0 in FIG. 8). Further, the control unit 9 controls the drive unit 52 of the angle adjusting unit 7 by using the relationship between the observation position and the incident position P shown in FIGS. 4 and 6, etc., and the incident position in the first image generation period T1. Is moved to P 0-1 and the holding member 51 is moved so that the incident position is P 0-2 in the second image generation period T2. The control unit 9 executes the imaging sequence as follows at a predetermined observation position (Z 0 in FIG. 9).

制御部9は、画像生成期間T1において、第1励起光(第1励起光L1)を照射させ、第2励起光(第2励起光L2)を照射させない。また、制御部9は、画像生成期間T1において、活性化光L0も照射させる。また、制御部9は、画像生成期間T1の複数のフレーム期間Tfのそれぞれにおいて、撮像部6に撮像させる(図中の第1撮像処理;ON)。制御部9は、画像生成期間T1の次の画像生成期間T2において、第2励起光を照射させ、第1励起光を照射させない。また、制御部9は、画像生成期間T2において、活性化光L0も照射させる。また、制御部9は、画像生成期間T2の複数のフレーム期間Tfのそれぞれにおいて、撮像部6に撮像させる(図中の第2撮像処理;ON)。活性化光L0の強度は、例えば、蛍光物質に応じて調整される。例えば、活性化光L0の強度は、第2励起光の照射時に、第1励起光の照射時よりも強く設定される。例えば、制御部9は、音響光学素子13を制御し、活性化光の強度を調整する。 The control unit 9 emits the first excitation light (first excitation light L1) and does not emit the second excitation light (second excitation light L2) in the image generation period T1. The control unit 9 also causes the activation light L0 to be emitted during the image generation period T1. Further, the control unit 9 causes the image capturing unit 6 to capture an image in each of the plurality of frame periods Tf of the image generation period T1 (first image capturing process in the figure; ON). The controller 9 emits the second excitation light and does not emit the first excitation light in the image generation period T2 subsequent to the image generation period T1. The control unit 9 also causes the activation light L0 to be emitted during the image generation period T2. Further, the control unit 9 causes the image capturing unit 6 to capture an image in each of the plurality of frame periods Tf of the image generation period T2 (second image capturing process in the figure; ON). The intensity of the activation light L0 is adjusted according to the fluorescent substance, for example. For example, the intensity of the activation light L0 is set to be higher when irradiating the second excitation light than when irradiating the first excitation light. For example, the control unit 9 controls the acoustooptic device 13 and adjusts the intensity of the activation light.

画像処理部56は、画像生成期間T1における複数の第1撮像処理により得られる撮像結果(例、撮像画像)の少なくとも一部を用いて、第1の画像Paを生成する。また、画像処理部56は、画像生成期間T2における複数の第2撮像処理により得られる撮像結果(例、撮像画像)の少なくとも一部を用いて、第2の画像Pbを生成する。2種類の蛍光物質(例、レポータ色素)は、試料Sにおいて異なる小器官などに標識されており、第1の画像Paと第2の画像Pbとで異なる小器官などの画像が得られる。画像処理部56は、例えば、第1の画像Paおよび第2の画像Pbを合成して、図9(C)に示すように1枚の画像Ptを生成することができる。 The image processing unit 56 generates the first image Pa 0 using at least a part of the imaging result (eg, captured image) obtained by the plurality of first imaging processes in the image generation period T1. In addition, the image processing unit 56 generates the second image Pb 0 by using at least a part of the imaging result (eg, captured image) obtained by the plurality of second imaging processes in the image generation period T2. Two types of fluorescent substances (eg, reporter dyes) are labeled on different organs in the sample S, and images of different organs are obtained between the first image Pa 0 and the second image Pb 0. .. The image processing unit 56 may be, for example, by combining the first image Pa 0 and the second image Pb 0, to generate an image Pt 0 of one as shown in FIG. 9 (C).

なお、画像処理部56は、第1の画像Paおよび第2の画像Pbを用いずに、1枚の画像Ptを生成してもよい。例えば、画像処理部56は、複数の第1撮像処理により得られる撮像結果の少なくとも一部と、第2撮像処理により得られる撮像結果の少なくとも一部とを用いて、1枚の画像Ptを生成してもよい。また、画像処理部56は、画像Ptを生成しなくてもよい。 The image processing unit 56 may generate one image Pt 0 without using the first image Pa 0 and the second image Pb 0 . For example, the image processing unit 56 uses at least a part of the imaging results obtained by the plurality of first imaging processes and at least a part of the imaging results obtained by the second imaging processes to form one image Pt 0 . May be generated. Further, the image processing unit 56 does not have to generate the image Pt 0 .

次に、制御部9は、ステージ2を対物レンズ21の光軸21aに沿って動かして次の観察位置(図8のZ)に設定する。また、制御部9は、図4、図6等に示される観察位置と入射位置Pとの関係を用いて、角度調整部7の駆動部52を制御し、第1画像生成期間T1において入射位置がP1−1になるように保持部材51を移動させ、第2画像生成期間T2において入射位置がP1−2になるように保持部材51を移動させる。制御部9は、この観察位置においても、上述した撮像シーケンスを実行し、第1の画像Pa、第2の画像Pb、画像Pt1が得られる。このように、図8に示すように、観察位置Z〜Zそれぞれにおいて、第1の画像Pa〜Pa、第2の画像Pb〜Pb画像Pt0〜Pt nが得られる。 Next, the control unit 9 moves the stage 2 along the optical axis 21a of the objective lens 21 to set it at the next observation position (Z 1 in FIG. 8). Further, the control unit 9 controls the drive unit 52 of the angle adjusting unit 7 by using the relationship between the observation position and the incident position P shown in FIGS. 4 and 6, etc., and the incident position in the first image generation period T1. Is moved to P 1-1 , and the holding member 51 is moved so that the incident position is P 1-2 in the second image generation period T2. The control unit 9 also executes the above-described imaging sequence at this observation position, and obtains the first image Pa 1 , the second image Pb 1 , and the image Pt 1 . Thus, as shown in FIG. 8, in the observation position Z 0 to Z n respectively, the first image Pa 0 ~Pa n, the second image Pb 0 ~Pb n image Pt 0 ~Pt n obtained.

例えば、画像処理部56は、図9(A)に示すように、第1の画像Pa0〜Panを用いて、3次元画像画像Paを生成可能である。また、画像処理部56は、図9(B)に示すように、第2の画像Pb0〜Pb nを用いて、3次元画像画像Pbを生成可能である。画像処理部56は、例えば3次元画像画像Paと3次元画像画像Pbとを合成することで、3次元画像(例、図9(C)の3次元画像Pt)を生成可能である。また、画像処理部56は、図9(C)に示すように、第1の画像Pa0および第2の画像Pb0を用いて、画像Pt0を生成可能であり、同様にして画像Pt〜Ptを生成可能である。画像処理部56は、画像Pt〜Ptを用いて3次元画像画像Ptを生成することもできる。なお、第1の画像Pa0〜Panおよび第2の画像Pb0〜Pb nそれぞれは、3次元画像であるが、図7においてシリンドリカルレンズ65を光路から退避させた場合は、2次元画像となる。 For example, the image processing unit 56, as shown in FIG. 9 (A), using the first image Pa 0 ~Pa n, it is possible to generate a three-dimensional picture Pa. The image processing unit 56, as shown in FIG. 9 (B), using the second image Pb 0 ~Pb n, it is possible to generate a three-dimensional picture Pb. The image processing unit 56 can generate a three-dimensional image (eg, the three-dimensional image Pt in FIG. 9C) by combining the three-dimensional image image Pa and the three-dimensional image image Pb, for example. Further, as shown in FIG. 9C, the image processing unit 56 can generate the image Pt 0 using the first image Pa 0 and the second image Pb 0 , and similarly, the image Pt 1 ~ Pt n can be generated. The image processing unit 56 can also generate the three-dimensional image image Pt using the images Pt 0 to Pt n . Note that the first image Pa 0 ~Pa n and the second image Pb 0 ~Pb n respectively, is a three-dimensional image, if it retracts the cylindrical lens 65 from the optical path in FIG. 7, a two-dimensional image Become.

本実施形態では、観察位置Z0〜Znそれぞれにおいて、励起光(第1励起光、第2励起光)の試料への入射角度が最適に設定されるため、高精度の画像を得ることができる。 In this embodiment, since the incident angle of the excitation light (first excitation light, second excitation light) to the sample is optimally set at each of the observation positions Z 0 to Z n , it is possible to obtain a highly accurate image. it can.

なお、本実施形態では、ステージ2を動作させて、それぞれの観察位置Z0〜Znにおいて、画像生成期間T1および画像生成期間T2を実行したが、それぞれの観察位置Z0〜Znにおいて、画像生成期間T1のみを実行してもよい。この場合、再度、ステージ2を動作させて、それぞれの観察位置Z0〜Znにおいて、画像生成期間T2のみを実行すればよい。 In the present embodiment, by operating the stage 2, in each viewing position Z 0 to Z n, but executes the image generation period T1 and the image generation period T2, at each viewing position Z 0 to Z n, Only the image generation period T1 may be executed. In this case, the stage 2 may be operated again to execute only the image generation period T2 at each of the observation positions Z 0 to Z n .

高解像度の画像が生成可能である、STORM、PALM等のSingle-molecule Localization Microscopyにおいて、照明光の試料に対する入射角度ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることは、特に有用である。照明光の試料に対する入射角度を変化させない場合、解像度が低下してしまう可能性があるが、本実施形態のように、照明光の試料に対する入射角度を適切に変化させることにより、Single-molecule Localization Microscopyにおいて、例えば、蛍光の像に相当する光強度の分布が歪むことを抑制することができる。したがって、例えば蛍光の像の重心位置を高精度に求めることができ、厚みのある試料の断面画像についても高解像度で取得することができる。 In single-molecule localization microscopy such as STORM and PALM, which can generate high-resolution images, the incident angle of the illumination light to the sample is changed when at least one of the stage and the objective lens of the illumination light is moved. Varying is particularly useful. If the incident angle of the illumination light with respect to the sample is not changed, the resolution may decrease, but by appropriately changing the incident angle of the illumination light with respect to the sample as in the present embodiment, single-molecule localization In Microscopy, for example, it is possible to suppress the distortion of the distribution of the light intensity corresponding to the fluorescence image. Therefore, for example, the barycentric position of the fluorescence image can be obtained with high accuracy, and a cross-sectional image of a thick sample can also be obtained with high resolution.

[第5実施形態]
第5実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態において、顕微鏡1の構成は図1と同様であるが、制御部9の動作が第1実施形態と異なる。本実施形態において、制御部9は、ステージ2および対物レンズ21の少なくとも一方を移動させる場合に、異なる複数の入射角度で撮像部6に複数の画像を撮像させる。例えば、制御部9は、ステージ2と対物レンズ21とが第1の相対位置で配置された状態で、1つの入射角度に対して1または2以上の画像を撮像部6に撮像させ、複数の入射角度のそれぞれに対しても1または2以上の画像を撮像部6に撮像させる。制御部9は、入射角度が異なる複数の画像に基づいて、第1の相対位置に対応する入射角度を決定してもよい。例えば、制御部9は、入射角度が異なる複数の画像のうち、輝度値が最も高い画像に対応する入射角度を、第1の相対位置における入射角度として採用してもよい。また、画像処理部56は、入射角度が異なる複数の画像から、画像処理に用いる画像を選択してもよい。例えば、画像処理部56は、入射角度が異なる複数の画像のうち、輝度値が所定の範囲内に収まる画像を選択し、選択した画像のみを用いて画像処理(例、図8に示した第1の画像Paの生成処理)を行ってもよい。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment will be described. In the present embodiment, configurations similar to those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. In this embodiment, the configuration of the microscope 1 is the same as that of FIG. 1, but the operation of the control unit 9 is different from that of the first embodiment. In the present embodiment, the control unit 9 causes the imaging unit 6 to capture a plurality of images at different incident angles when moving at least one of the stage 2 and the objective lens 21. For example, the control unit 9 causes the image capturing unit 6 to capture one or two or more images for one incident angle in a state where the stage 2 and the objective lens 21 are arranged at the first relative position, and a plurality of images are acquired. The imaging unit 6 is caused to capture one or more images for each incident angle. The control unit 9 may determine the incident angle corresponding to the first relative position based on a plurality of images with different incident angles. For example, the control unit 9 may employ, as the incident angle at the first relative position, the incident angle corresponding to the image having the highest luminance value among the plurality of images having different incident angles. Further, the image processing unit 56 may select an image used for image processing from a plurality of images having different incident angles. For example, the image processing unit 56 selects an image having a luminance value within a predetermined range from a plurality of images having different incident angles, and performs image processing using only the selected image (for example, the first image shown in FIG. 8). Generation process of the image Pa 0 of 1) may be performed.

また、制御部9は、ステージ2と対物レンズ21とが第1の相対位置と異なる第2の相対位置で配置された状態で、1つの入射角度に対して1または2以上の画像を撮像部6に撮像させ、複数の入射角度のそれぞれに対しても1または2以上の画像を撮像部6に撮像させてもよい。画像処理部56は、入射角度が異なる複数の画像のうち、輝度値が所定の範囲内に収まる画像を選択し、選択した画像のみを用いて画像処理(例、図8に示した第1の画像Paの生成処理)を行ってもよい。また、制御部9は、第2の相対位置に関しても第1の相対位置と同様に、第2の相対位置に対応する入射角度を決定してもよい。また、算出部55は、第1の相対位置用の入射角度と、第2の相対位置用の入射角度とを用いて、第1の相対位置と第2の相対位置との間の第3の相対位置用の入射角度を算出してもよい。 The control unit 9 also captures one or more images for one incident angle in a state where the stage 2 and the objective lens 21 are arranged at a second relative position different from the first relative position. The image capturing unit 6 may capture an image, and the image capturing unit 6 may capture one or two or more images for each of a plurality of incident angles. The image processing unit 56 selects an image having a luminance value within a predetermined range from a plurality of images having different incident angles, and performs image processing using only the selected image (eg, the first image shown in FIG. 8). The process of generating the image Pa 1 ) may be performed. Further, the control unit 9 may determine the incident angle corresponding to the second relative position as well as the first relative position with respect to the second relative position. Further, the calculation unit 55 uses the incident angle for the first relative position and the incident angle for the second relative position to determine the third angle between the first relative position and the second relative position. The incident angle for the relative position may be calculated.

上述の実施形態において、制御部9は、例えばコンピュータシステムを含む。制御部9は、記憶装置43に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って各種の処理を実行する。このプログラムは、例えば、試料に対して斜方から照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、を備え、試料を保持するステージおよび対物レンズの少なくとも一方を、対物レンズの光軸と同じ方向に移動可能な顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって制御は、ステージおよび対物レンズの少なくとも一方を移動させる場合に、照明光の試料に対する入射角度を変化させることを含む。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。 In the above embodiment, the control unit 9 includes, for example, a computer system. The control unit 9 reads a program stored in the storage device 43 and executes various processes according to the program. This program includes, for example, an illumination optical system that obliquely illuminates the sample with illumination light, and an observation optical system having an objective lens. At least one of the stage and the objective lens that holds the sample is an objective lens. Is a control program that causes a computer to execute control of a microscope that can move in the same direction as the optical axis of the control, and the control is to change the incident angle of the illumination light with respect to the sample when at least one of the stage and the objective lens is moved. including. This program may be provided by being recorded in a computer-readable storage medium.

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the modes described in the above embodiments and the like. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. Further, the requirements described in the above-described embodiments and the like can be combined as appropriate. Further, as far as legally permitted, the disclosure of all documents cited in the above-described embodiments and the like is incorporated as a part of the description of the text.

1・・・顕微鏡、4・・・照明光学系、4a・・・光軸、5・・・結像光学系、7・・・角度調整部、9・・・制御部、16・・・導光部材、21・・・対物レンズ、45・・・入力装置、52・・・駆動部、55・・・算出部、FP1・・・焦点面、FP2・・・焦点面、L・・・照明光、LF1・・・照野、LF2・・・照野、LF3・・・照野、PU1・・・瞳面、PU2・・・瞳共役面、S・・・試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Microscope, 4... Illumination optical system, 4a... Optical axis, 5... Imaging optical system, 7... Angle adjustment part, 9... Control part, 16... Guide Optical member, 21... Objective lens, 45... Input device, 52... Driving unit, 55... Calculation unit, FP1... Focal plane, FP2... Focal plane, L... Illumination Light, LF1... Teruno, LF2... Teruno, LF3... Teruno, PU1... Pupil plane, PU2... Pupillary conjugate plane, S... Sample

Claims (11)

試料に対して照明光を照射する照明光学系と、
対物レンズを有する観察光学系と、
前記照明光の前記試料に対する入射角度を調整する調整部と、
制御部と、
を備える顕微鏡であって、
前記制御部は、
前記試料を保持するステージおよび前記対物レンズの少なくとも一方を制御して前記ステージと前記対物レンズとの距離を変化させ、
前記調整部を制御して前記照明光の前記試料に対する入射角度を変化させ、
前記試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、前記試料の前記第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、前記試料の前記第1の観察位置および前記第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する
顕微鏡。
An illumination optical system that illuminates the sample with illumination light,
An observation optical system having an objective lens,
An adjusting unit that adjusts an incident angle of the illumination light with respect to the sample,
A control unit,
A microscope comprising:
The control unit is
Controlling at least one of the stage holding the sample and the objective lens to change the distance between the stage and the objective lens,
Changing the incident angle of the illumination light with respect to the sample by controlling the adjustment unit,
The first observation position of the sample based on the information about the incident angle of the sample with respect to the first observation position and the information about the incident angle of the sample with respect to the second observation position different from the first observation position. And a microscope for determining information about an incident angle with respect to a third observation position different from the second observation position.
前記制御部は、前記試料の前記第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、前記試料の前記第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とを補間して前記試料の前記第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する
請求項1に記載の顕微鏡。
The control unit interpolates information about an incident angle of the sample with respect to the first observation position and information about an incident angle of the sample with respect to the second observation position to the third observation position of the sample. The microscope according to claim 1, wherein information regarding an incident angle is determined.
前記補間は、線形補間である
請求項2に記載の顕微鏡。
The microscope according to claim 2, wherein the interpolation is linear interpolation.
前記補間は、非線形補間である
請求項2に記載の顕微鏡。
The microscope according to claim 2, wherein the interpolation is non-linear interpolation.
前記照明光学系は、前記対物レンズを含み、前記対物レンズを介して、前記照明光を前記試料に対して照射する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の顕微鏡。
The illumination optical system includes the objective lens, and illuminates the illumination light to the sample via the objective lens.
The microscope according to any one of claims 1 to 4.
前記入射角度に関する情報は、前記照明光の前記対物レンズの瞳面における入射位置である
請求項5に記載の顕微鏡。
The microscope according to claim 5, wherein the information regarding the incident angle is an incident position of the illumination light on a pupil plane of the objective lens.
前記制御部は、前記決定した前記試料の前記第3の観察位置に対する入射角度に関する情報に基づいて、前記調整部を制御して前記照明光の前記試料に対する入射角度を変化させる
請求項1〜6のいずれか記載の顕微鏡。
The control unit controls the adjusting unit to change the incident angle of the illumination light with respect to the sample based on information on the determined incident angle of the sample with respect to the third observation position. The microscope according to any one of 1.
前記観察光学系により形成される像を撮像して画像を形成する撮像部
をさらに有し、
前記制御部は、前記画像に基づいて前記試料の前記第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、前記試料の前記第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とを決定する
請求項1〜7のいずれか1項に記載の顕微鏡。
Further comprising an imaging unit that captures an image formed by the observation optical system to form an image,
The said control part determines the information regarding the incident angle with respect to the said 1st observation position of the said sample, and the information regarding the incident angle with respect to the said 2nd observation position of the said sample based on the said image. The microscope according to any one of items.
前記試料の前記第1の観察位置、前記第2の観察位置および前記第3の観察位置は、前記対物レンズの光軸方向において互いに異なる位置である
請求項1〜8のいずれか1項に記載の顕微鏡。
The first observation position, the second observation position, and the third observation position of the sample are positions different from each other in the optical axis direction of the objective lens. Microscope.
試料に対して照明光を照射する照明光学系と、
対物レンズを有する観察光学系と、
を備える顕微鏡において、
前記試料を保持するステージと前記対物レンズとの距離を変化させ、
前記照明光の前記試料に対する入射角度を変化させ、
前記試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、前記試料の前記第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、前記試料の前記第1の観察位置および前記第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する
観察方法。
An illumination optical system that illuminates the sample with illumination light,
An observation optical system having an objective lens,
In a microscope equipped with
By changing the distance between the stage holding the sample and the objective lens,
Changing the incident angle of the illumination light with respect to the sample,
The first observation position of the sample based on the information about the incident angle of the sample with respect to the first observation position and the information about the incident angle of the sample with respect to the second observation position different from the first observation position. And an observation method for determining information about an incident angle with respect to a third observation position different from the second observation position.
試料に対して照明光を照射する照明光学系と、対物レンズを有する観察光学系と、前記照明光の前記試料に対する入射角度を調整する調整部とを備える顕微鏡の制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
前記制御は、前記試料を保持するステージおよび前記対物レンズの少なくとも一方を制御して前記ステージと前記対物レンズとの距離を変化させ、前記調整部を制御して前記照明光の前記試料に対する入射角度を変化させ、
前記試料の第1の観察位置に対する入射角度に関する情報と、前記試料の前記第1の観察位置と異なる第2の観察位置に対する入射角度に関する情報とに基づいて、前記試料の前記第1の観察位置および前記第2の観察位置と異なる第3の観察位置に対する入射角度に関する情報を決定する
制御プログラム。
A control program that causes a computer to execute control of a microscope including an illumination optical system that illuminates a sample with illumination light, an observation optical system having an objective lens, and an adjusting unit that adjusts an incident angle of the illumination light with respect to the sample. And
The control controls at least one of a stage holding the sample and the objective lens to change a distance between the stage and the objective lens, and controls the adjusting unit to make an incident angle of the illumination light with respect to the sample. Change
The first observation position of the sample based on the information about the incident angle of the sample with respect to the first observation position and the information about the incident angle of the sample with respect to the second observation position different from the first observation position. And a control program for determining information about an incident angle with respect to a third observation position different from the second observation position.
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