JP6865680B2 - 顕微鏡 - Google Patents
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Description
Di=A1−A2
が算出される。ここで、Diは、画像解析データの差分(例えばコントラスト値の差分)であり、A1は、ステップ114aから求められた第1の画像解析データ(例えば第1のコントラスト値)であり、またA2は、ステップ114bから求められた第2の画像解析データ(例えばコントラスト値)である。ここで、iは、反復的に実施可能な方法100のi回目の反復を表す整数の添え字である。
Di×Di-1>0
を用いて、画像解析の差分(例えばコントラスト値の差分)を比較するためのステップ118を含んでいる。ここで、Diは、方法100の目下の反復の間に求められた、画像解析データの差分(コントラスト値の差分)であり、またDi-1は、方法100の先行の反復の間に求められた、画像解析データの差分(例えばコントラスト値の差分)である。更に、方法100は、ステップ116の間に求められたコントラスト値の差分を評価するためのステップ120を含んでいる。ここで、ステップ118の間に実施された比較の結果が正である場合には、即ち上述の式による条件が満たされている場合には、ステップ120が実施される。ステップ120の間に、以下の条件
Di>0
が満たされているか否かについての検査が行われる。更に、方法100は、「プレパラートを2.5×DOF(DOF=depth of field:被写界深度)上昇させる」と表されているステップ122及び「プレパラートを2.5×DOF降下させる」と表されているステップ124を含んでいる。ここで、ステップ120の間に検査された条件が満たされている場合には、ステップ122が実施され、ステップ120の間に検査された条件が満たされていない場合には、ステップ124が実施される。ステップ122の間に、プレパラートは、被写界深度の2.5倍上昇される。ステップ124の間に、プレパラートは、被写界深度の2.5倍降下される。この場合、検査すべきプレパラートは、実質的に、図1a及び図1bに示した物体面22に設けられている。更に、方法は、この方法100を中断するか又は繰り返し実施するかを判定するためのステップ128を含んでいる。ステップ128の間に、以下の条件
i≦X
が満たされているか否かについての検査が行われる。ここで、Xは、反復回数の上限を表している。上限Xを例えば30以下に、好適には15から20までの間に設定することができる。更に、方法100は、「フォーカシング失敗」と表されているブロック130を含んでいる。ここでブロック130は、ステップ128の間に検査された条件が満たされていないこと、即ち方法100の反復が既に16回を超える回数実施されたことを表している。16回を超えていない場合には、方法が再びステップ112a、112bから始まって繰り返し実施される。
O=f(B1、B2)
を使用して求められる。ここで、Oは、オフセットであり、またB1及びB2は、画像解析値である。更に、方法200は、以下の条件
O>DOF/2
を検査するためのステップ220を含んでいる。ここで、Oは、オフセットであり、またDOFは顕微鏡10の被写界深度である。更に、方法200は、「プレパラートをオフセット分だけ移動」と表されているステップ222及び「焦点の維持の終了」と表されているブロック224を含んでいる。ここで、ステップ220の間に検査された条件が満たされている場合には、ステップ222が実施される。ステップ222の間に、プレパラートは、ステップ218の間に求められたオフセット分だけ移動される。ここで、検査すべきプレパラートは、実質的に、図1a及び図1bに示した物体面22に位置している。ステップ222の実施後に、方法200は、再びステップ212a、212bから始まって繰り返し実施される。ステップ220の間に検査された条件が満たされていない場合には、ブロック224に進む。ブロック224は、方法200の終了を表している。
V=(DOF×ST)/AT
によって表される。ここで、vは、最大焦点移動速度であり、DOFは、被写界深度であり、ATは、画像記録時間(「Image Acquisition Time」)であり、またSTは、被写界深度の倍数を表している。ここで、DOF×STの積は、フォーカシング中のステップ幅に相当している。
11 オートフォーカスシステム
12a、12b ビーム路
14a、14b、25 画像センサ
16a、16b、30 画像
18a、18b 像面
20 焦平面
22 物体面
26 対物レンズ
28a、28b ビームスプリッタ
32 結像システム
33 結像縮尺を無段階に調節するための装置(「ズーム」)
34、36 許容範囲
100、200、300、400 方法
110〜132、210〜224 方法の構成要素
310、340、410、450 方法の構成要素
Claims (14)
- 顕微鏡(10)において、
前記顕微鏡(10)は、第1の出力結合ビーム路(12a)に配置されており、且つ、第1の画像(16a)を記録するための第1の画像センサ(14a)と、第2の出力結合ビーム路(12b)に配置されており、且つ、第2の画像(16b)を記録するための第2の画像センサ(14b)と、を用いてフォーカシング工程を実施するオートフォーカスシステム(11)を備えており、
前記オートフォーカスシステム(11)は、前記第1の画像センサ(14a)によって記録される前記第1の画像(16a)及び前記第2の画像センサ(14b)によって記録される前記第2の画像(16b)を記録するための画像記録時間中に、物体面(22)に対する焦平面(20)の相対的な位置を、所定の焦点移動速度で調節するために構成されており、
前記オートフォーカスシステム(11)は、前記フォーカシング工程が少なくとも1つの粗いフォーカシングのための第1の動作モード及び前記第1の動作モードの後の少なくとも1つの精密なフォーカシングのための第2の動作モードに基づいて実施できるように構成されており、
前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第1の動作モードにおいて、前記第1の画像センサ(14a)によって記録された前記第1の画像(16a)の第1のコントラスト値及び前記第2の画像センサ(14b)によって記録された前記第2の画像(16b)の第2のコントラスト値を求め、且つ、i回目に求めた前記第1のコントラスト値と前記第2のコントラスト値との差分をDiとしたとき、Di×Di−1<0のとき、前記第1の動作モードを終了し、前記焦点移動速度は、前記画像記録時間に対するステップ幅の比率に等しく、前記ステップ幅は、前記顕微鏡(10)の被写界深度よりも大きく、
前記第2の動作モードにおいて、前記第1の画像センサ(14a)によって記録された前記第1の画像(16a)の第1のコントラスト値及び前記第2の画像センサ(14b)によって記録された前記第2の画像(16b)の第2のコントラスト値を求め、且つ、求めた第1及び第2のコントラスト値に基づいて、前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整するように構成されている、
顕微鏡(10)。 - 前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第1の動作モードにおいて、前記焦平面(20)が、前記物体面(22)の前後に位置している第1の許容範囲内に位置しているように、前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整し、
前記第2の動作モードにおいて、前記焦平面(20)が、前記物体面(22)の前後に位置しており、且つ、前記第1の許容範囲よりも小さい第2の許容範囲内に位置しているように、前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整するために構成されている、
請求項1に記載の顕微鏡(10)。 - 前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置の調整に関する方向識別を、前記第1のコントラスト値と前記第2のコントラスト値との比較に基づいて実施するために構成されている、
請求項1又は2に記載の顕微鏡(10)。 - 前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第1のコントラスト値が前記第2のコントラスト値よりも大きい場合には、前記焦平面(20)が前記物体面(22)の方向にずらされるか、又は、前記物体面(22)が前記焦平面(20)の方向にずらされ、その結果、前記焦平面(20)と前記物体面(22)との間の距離が縮小されるように、前記方向識別に基づいて前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整するために構成されている、
請求項3に記載の顕微鏡(10)。 - 前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第2のコントラスト値が前記第1のコントラスト値よりも大きい場合には、前記焦平面(20)が前記物体面(22)から離れる方向にずらされるか、又は、前記物体面(22)が前記焦平面(20)から離れる方向にずらされ、その結果、前記焦平面(20)と前記物体面(22)との間の距離が拡大されるように、前記方向識別に基づいて前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整するために構成されている、
請求項3又は4に記載の顕微鏡(10)。 - 第3の画像センサ(25)、対物レンズ(26)、第1のビームスプリッタ(28a)及び第2のビームスプリッタ(28b)を備えている結像システム(32)が設けられており、
前記第1のビームスプリッタ(28a)は、前記対物レンズ(26)と前記第3の画像センサ(25)との間のビーム路及び前記対物レンズ(26)と前記第1の画像センサ(14a)との間のビーム路に配置されており、
前記第2のビームスプリッタ(28b)は、前記対物レンズ(26)と前記第3の画像センサ(25)との間のビーム路及び前記対物レンズ(26)と前記第2の画像センサ(14b)との間のビーム路に配置されている、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の顕微鏡(10)。 - 前記第1のビームスプリッタ(28a)は、前記物体面(22)に共役な第1の像面(18a)を形成するために構成されており、
前記第2のビームスプリッタ(28b)は、前記物体面(22)に共役な第2の像面(18b)を形成するために構成されている、
請求項6に記載の顕微鏡(10)。 - 前記第1のビームスプリッタ(28a)及び前記第2のビームスプリッタ(28b)は、前記対物レンズ(26)と前記第3の画像センサ(25)との間の前記ビーム路において相互に距離を置いて配置されており、
前記物体面(22)に共役な前記第1の像面(18a)及び前記物体面(22)に共役な前記第2の像面(18b)は、相互に距離を置いており、
前記物体面(22)に共役な前記第1の像面(18a)と前記物体面(22)に共役な前記第2の像面(18b)との間の距離は、前記第1のビームスプリッタ(28a)と前記第2のビームスプリッタ(28b)との間の距離に相当している、
請求項7に記載の顕微鏡(10)。 - 前記ステップ幅は、前記顕微鏡の前記被写界深度の2.5倍以上である、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の顕微鏡(10)。 - 前記ステップ幅は、前記顕微鏡(10)の前記被写界深度の10倍以下である、
請求項9に記載の顕微鏡(10)。 - 前記焦点移動速度は、一定である、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の顕微鏡(10)。 - 前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第1の動作モードに基づいて実施できる前記フォーカシング工程が、1回だけ実施され、
前記第2の動作モードに基づいて実施できる前記フォーカシング工程が、所定の中断条件が満たされるまで何度も繰り返される、
ように構成されている、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の顕微鏡(10)。 - ユーザが前記第1及び第2の画像センサにおいて部分領域(関心領域:ROI=Region of Interest)を選択することができ、前記部分領域において焦点算出を実施することができる、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の顕微鏡(10)。 - 顕微鏡(10)において、
前記顕微鏡(10)は、出力結合ビーム路(12a)に配置されている、第1の画像(16a)及び第2の画像(16b)を記録するための1つの画像センサ(14a)を用いて、フォーカシング工程を実施するためのオートフォーカスシステム(11)を含んでおり、
前記出力結合ビーム路(12a)に1つのレンズアレイが配置されており、前記レンズアレイによって、前記第1の画像(16a)を前記1つの画像センサ(14a)における第1の部分領域において形成することができ、前記第2の画像(16b)を前記1つの画像センサ(14a)における第2の部分領域において形成することができ、
前記オートフォーカスシステム(11)は、前記画像センサ(14a)によって記録される前記第1の画像(16a)及び前記第2の画像(16b)を記録するための画像記録時間中に、物体面(22)に対する焦平面(20)の相対的な位置を、所定の焦点移動速度で調節するために構成されており、
前記オートフォーカスシステム(11)は、前記フォーカシング工程が少なくとも1つの粗いフォーカシングのための第1の動作モード及び前記第1の動作モードの後の少なくとも1つの精密なフォーカシングのための第2の動作モードに基づいて実施できるように構成されており、
前記オートフォーカスシステム(11)は、
前記第1の動作モードにおいて、前記第1の部分領域の第1のコントラスト値及び前記第2の部分領域の第2のコントラスト値を求め、且つ、i回目に求めた前記第1のコントラスト値と前記第2のコントラスト値との差分をDiとしたとき、Di×Di−1<0のとき、前記第1の動作モードを終了し、前記焦点移動速度は、前記画像記録時間に対するステップ幅の比率に等しく、前記ステップ幅は、前記顕微鏡(10)の被写界深度よりも大きく、
前記第2の動作モードにおいて、前記第1の部分領域の第1のコントラスト値及び前記第2の部分領域の第2のコントラスト値を求め、且つ、求めた第1及び第2のコントラスト値に基づいて、前記物体面(22)に対する前記焦平面(20)の前記相対的な位置を調整するように構成されている、
顕微鏡(10)。
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