JPH10307252A - 自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡 - Google Patents
自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡Info
- Publication number
- JPH10307252A JPH10307252A JP9116915A JP11691597A JPH10307252A JP H10307252 A JPH10307252 A JP H10307252A JP 9116915 A JP9116915 A JP 9116915A JP 11691597 A JP11691597 A JP 11691597A JP H10307252 A JPH10307252 A JP H10307252A
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- JP
- Japan
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- image
- sample
- line sensor
- optical
- microscope
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 顕微鏡の視野に影響を与えることなく、焦点
を合わせるためのパターンの投影、受光機構を提供す
る。 【解決手段】 対物レンズと結像レンズを経由した試料
の像を含む像を結像し、電気信号に変更するエリアセン
サテレビカメラと、前記試料の像を含む像を分岐するビ
ームスプリッタと、該ビームスプリッタにより分岐した
像の内、前記試料の像を囲む周囲の像が結像する位置に
設けたラインセンサと、前記試料の周囲に合焦点用のパ
ターンを投影するためのハーフミラー及び照明系を有す
る。
を合わせるためのパターンの投影、受光機構を提供す
る。 【解決手段】 対物レンズと結像レンズを経由した試料
の像を含む像を結像し、電気信号に変更するエリアセン
サテレビカメラと、前記試料の像を含む像を分岐するビ
ームスプリッタと、該ビームスプリッタにより分岐した
像の内、前記試料の像を囲む周囲の像が結像する位置に
設けたラインセンサと、前記試料の周囲に合焦点用のパ
ターンを投影するためのハーフミラー及び照明系を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学顕微鏡で試料
を観察または画像処理する場合の前処理として、試料を
顕微鏡焦点内に自動で位置決めする光学顕微鏡自動合焦
点装置に関するものである。
を観察または画像処理する場合の前処理として、試料を
顕微鏡焦点内に自動で位置決めする光学顕微鏡自動合焦
点装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術による光学顕微鏡自動合焦点装
置の１つとして、例えば図３に示す光学顕微鏡におい
て、試料台３１に搭載した試料３２を光学顕微鏡で観察
しつつ、対物レンズ３３を介し、結像レンズ３４の結像
面位置に配置したテレビカメラの光電変換センサ３５よ
り映像信号を出力し、この映像信号の微分成分を処理装
置３８において処理して駆動出力信号とし、駆動モータ
または圧電素子３７で駆動して顕微鏡上下移動機構３９
を上下移動させ、合焦点を行なう光学顕微鏡自動合焦点
装置がある。
置の１つとして、例えば図３に示す光学顕微鏡におい
て、試料台３１に搭載した試料３２を光学顕微鏡で観察
しつつ、対物レンズ３３を介し、結像レンズ３４の結像
面位置に配置したテレビカメラの光電変換センサ３５よ
り映像信号を出力し、この映像信号の微分成分を処理装
置３８において処理して駆動出力信号とし、駆動モータ
または圧電素子３７で駆動して顕微鏡上下移動機構３９
を上下移動させ、合焦点を行なう光学顕微鏡自動合焦点
装置がある。
【０００３】映像信号は画像を輝度軸と時間軸に特性化
するものであり、微分するコントラストの強弱が検出で
きる。
するものであり、微分するコントラストの強弱が検出で
きる。
【０００４】この光学顕微鏡自動合焦点装置は、図４の
ように光電変換センサ３５より出力される映像信号か
ら、処理装置において微分成分を検出して、微分成分に
応じた駆動出力信号を、試料と対物レンズの相対距離を
制御する駆動機構３９へ出力して、微分成分が最大出力
となるように駆動機構を制御することで合焦点とするも
のである。
ように光電変換センサ３５より出力される映像信号か
ら、処理装置において微分成分を検出して、微分成分に
応じた駆動出力信号を、試料と対物レンズの相対距離を
制御する駆動機構３９へ出力して、微分成分が最大出力
となるように駆動機構を制御することで合焦点とするも
のである。
【０００５】また、試料に微分成分がないときには、輝
度変化のあるパターンを発生する擬似白黒投影像４０を
照明系４１の光学的合焦点位置４２に入れてハーフミラ
ー１０を介して試料３２へ投影させ、常に映像信号に微
分成分を形成させている。
度変化のあるパターンを発生する擬似白黒投影像４０を
照明系４１の光学的合焦点位置４２に入れてハーフミラ
ー１０を介して試料３２へ投影させ、常に映像信号に微
分成分を形成させている。
【０００６】一方、映像はビデオモニタ４３に表示さ
れ、合焦点時には画面に擬似白黒投影像４０が常に表示
されている。
れ、合焦点時には画面に擬似白黒投影像４０が常に表示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の欠点として
（１）試料の端面での不安定要素、すなわち、自動ＸＹ
移動試料台に搭載された試料の位置設定が悪く、画面内
の微分成分抽出エリアから試料が外れた時に、自動焦点
不可能となる不安定さがある。（２）試料本来の画像が
観察または画像認識できない、すなわち、輝度変化のあ
る擬似白黒投影像を照明系の光学的合焦点位置に入れて
試料へ投影させ、常に映像信号に微分成分を形成させて
いるため、試料本来の画像が観察または画像認識できな
い。つまり、擬似白黒投影像が試料画像のじゃまにな
り、見づらくなる。
（１）試料の端面での不安定要素、すなわち、自動ＸＹ
移動試料台に搭載された試料の位置設定が悪く、画面内
の微分成分抽出エリアから試料が外れた時に、自動焦点
不可能となる不安定さがある。（２）試料本来の画像が
観察または画像認識できない、すなわち、輝度変化のあ
る擬似白黒投影像を照明系の光学的合焦点位置に入れて
試料へ投影させ、常に映像信号に微分成分を形成させて
いるため、試料本来の画像が観察または画像認識できな
い。つまり、擬似白黒投影像が試料画像のじゃまにな
り、見づらくなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するためにエリアセンサ（テレビカメラ）を画像処理
系は画像処理または観察用の専用とする。これとは別に
自動焦点系は、ラインセンサとする。画像処理系と自動
焦点系の２系統とし、これらの従来技術の欠点を是正す
る。
決するためにエリアセンサ（テレビカメラ）を画像処理
系は画像処理または観察用の専用とする。これとは別に
自動焦点系は、ラインセンサとする。画像処理系と自動
焦点系の２系統とし、これらの従来技術の欠点を是正す
る。
【０００９】更に、前記自動焦点系のセンサは、観察用
エリアの範囲外の擬似白黒投影像を検出する。
エリアの範囲外の擬似白黒投影像を検出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に発明の実施例を示す。図１
に示す光学顕微鏡において、ＸＹ方向移動試料台１に搭
載した試料２を光学顕微鏡で観察しつつ、光学像は対物
レンズ３を介し、結像レンズ４の結像面位置に配置した
光電変換エリアセンサテレビカメラ５より映像信号を出
力し、この映像信号を画像処理装置６に入れ画像処理す
る。映像はビデオモニタ７に表示されている。
に示す光学顕微鏡において、ＸＹ方向移動試料台１に搭
載した試料２を光学顕微鏡で観察しつつ、光学像は対物
レンズ３を介し、結像レンズ４の結像面位置に配置した
光電変換エリアセンサテレビカメラ５より映像信号を出
力し、この映像信号を画像処理装置６に入れ画像処理す
る。映像はビデオモニタ７に表示されている。
【００１１】擬似白黒投影像９は試料２に投影させるフ
ァイバ照明系８の光学的合焦点位置に入れている。この
擬似白黒投影像９の影を伴った光が試料２に反射され反
射像が対物レンズ３を介し、結像レンズ４の結像面位置
に配置した光電変換エリアセンサテレビカメラ５の画像
となる。
ァイバ照明系８の光学的合焦点位置に入れている。この
擬似白黒投影像９の影を伴った光が試料２に反射され反
射像が対物レンズ３を介し、結像レンズ４の結像面位置
に配置した光電変換エリアセンサテレビカメラ５の画像
となる。
【００１２】一方、ビームスプリッタ１１で光学像はラ
インセンサ１２にも入力する。ラインセンサからの出力
を画像処理装置６に入力し、自動焦点制御処理して駆動
出力信号とし、機構部１３を駆動して顕微鏡１４を上下
移動させ、合焦点を行なう。また上下の移動量は１５の
変位センサで検出し画像処理装置６に入力する。
インセンサ１２にも入力する。ラインセンサからの出力
を画像処理装置６に入力し、自動焦点制御処理して駆動
出力信号とし、機構部１３を駆動して顕微鏡１４を上下
移動させ、合焦点を行なう。また上下の移動量は１５の
変位センサで検出し画像処理装置６に入力する。
【００１３】またＸＹ方向移動試料台１はＸＹ移動制御
を行なうステージ制御部２０より指定の位置へ移動でき
るものとする。
を行なうステージ制御部２０より指定の位置へ移動でき
るものとする。
【００１４】本発明は、ラインセンサ１２と擬似白黒投
影像の光学的な平面位置関係をＣＣＤカメラの視野の外
側として、試料本来の画像を観察または画像認識できる
ようにしたことと、ラインセンサ１２は上下の２個とし
て、両方の映像信号から微分成分を抽出できるようにし
た光学的な平面位置関係の工夫が主である。
影像の光学的な平面位置関係をＣＣＤカメラの視野の外
側として、試料本来の画像を観察または画像認識できる
ようにしたことと、ラインセンサ１２は上下の２個とし
て、両方の映像信号から微分成分を抽出できるようにし
た光学的な平面位置関係の工夫が主である。
【００１５】エリアセンサテレビカメラ５の視野とライ
ンセンサ１２と擬似白黒投影像９の光学的な平面位置関
係を図５に示す。なお、この実施例ではラインセンサを
２つ例で説明したが、これは１つでもよく、さらに、画
面上の各辺に１つづつ、計４つ設けてもよい。各辺に設
けた場合はより確実に、検出できる。
ンセンサ１２と擬似白黒投影像９の光学的な平面位置関
係を図５に示す。なお、この実施例ではラインセンサを
２つ例で説明したが、これは１つでもよく、さらに、画
面上の各辺に１つづつ、計４つ設けてもよい。各辺に設
けた場合はより確実に、検出できる。
【００１６】
（１）ラインセンサと擬似白黒投影像の光学的な平面位
置関係をＣＣＤカメラ視野の外側として、試料本来の画
像を観察または画像認識できるようにした。
置関係をＣＣＤカメラ視野の外側として、試料本来の画
像を観察または画像認識できるようにした。
【００１７】（２）自動ＸＹ移動試料台１に搭載された
試料２の位置設定がＸＹ方向に悪くても２つのラインセ
ンサのどちらか１つに投影され、微分成分の検出が可能
となり、試料端面の自動合焦点が安定となる。例えば対
物レンズ５倍カメラ２／３インチのとき従来の可能範囲
約１００μｍに対し、発明による可能範囲約２００μｍ
である。
試料２の位置設定がＸＹ方向に悪くても２つのラインセ
ンサのどちらか１つに投影され、微分成分の検出が可能
となり、試料端面の自動合焦点が安定となる。例えば対
物レンズ５倍カメラ２／３インチのとき従来の可能範囲
約１００μｍに対し、発明による可能範囲約２００μｍ
である。
【００１８】（３）各種画像処理の応用として照明系向
きが９０°異なってシステム化される場合があるがライ
ンセンサに投影される擬似白黒投影像はラインセンサに
投影され動合焦点検出が可能となる。
きが９０°異なってシステム化される場合があるがライ
ンセンサに投影される擬似白黒投影像はラインセンサに
投影され動合焦点検出が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図
【図２】本発明の実施例の説明図
【図３】従来技術のブロック図
【図４】合焦点の技術説明図
５：センサＴＶカメラ、６：画像処理装置、７：ビデオ
モニタ、１２：ラインセンサ。
モニタ、１２：ラインセンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】 自動合焦点光学式顕微鏡において、 対物レンズと結像レンズを経由した試料の像を含む像を
結像し、電気信号に変更するエリアセンサテレビカメラ
と、前記試料の像を含む像を分岐するビームスプリッタ
と、該ビームスプリッタにより分岐した像の内前記試料
の像を囲む周囲の像が結像する位置に設けたラインセン
サと、前記試料の周囲に合焦点用のパターンを投影する
ためのハーフミラー及び照明系と、前記ラインセンサか
らの信号により制御される合焦点機構とを有することを
特徴とする自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116915A JPH10307252A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116915A JPH10307252A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307252A true JPH10307252A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14698818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9116915A Pending JPH10307252A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307252A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088819A3 (de) * | 2001-04-28 | 2003-09-25 | Evotec Ag | Vorrichtung und verfahren zur optischen messung von chemischen und/oder biologischen proben |
| KR100781095B1 (ko) | 2007-05-07 | 2007-11-30 | 윈텍 주식회사 | 라인센서를 갖는 자동초점모듈을 포함하는 압흔 검사용미분간섭 현미경 |
| US7593109B2 (en) | 2004-07-19 | 2009-09-22 | Helicos Biosciences Corporation | Apparatus and methods for analyzing samples |
| CN104977779A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-10-14 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 | 一种自动对焦的装置及方法 |
| WO2017199537A1 (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 富士フイルム株式会社 | 観察装置および方法並びに観察装置制御プログラム |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP9116915A patent/JPH10307252A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088819A3 (de) * | 2001-04-28 | 2003-09-25 | Evotec Ag | Vorrichtung und verfahren zur optischen messung von chemischen und/oder biologischen proben |
| US7474777B2 (en) | 2001-04-28 | 2009-01-06 | Evotec Oai Ag | Device and method for optical measurement of chemical and/or biological samples |
| US7593109B2 (en) | 2004-07-19 | 2009-09-22 | Helicos Biosciences Corporation | Apparatus and methods for analyzing samples |
| KR100781095B1 (ko) | 2007-05-07 | 2007-11-30 | 윈텍 주식회사 | 라인센서를 갖는 자동초점모듈을 포함하는 압흔 검사용미분간섭 현미경 |
| CN104977779A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-10-14 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 | 一种自动对焦的装置及方法 |
| WO2017199537A1 (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 富士フイルム株式会社 | 観察装置および方法並びに観察装置制御プログラム |
| US11009689B2 (en) | 2016-05-17 | 2021-05-18 | Fujifilm Corporation | Observation device, observation method, and observation device control program |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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