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JP6545008B2 - Microscope apparatus, control method and control program - Google Patents

Microscope apparatus, control method and control program Download PDF

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JP6545008B2 JP2015118733A JP2015118733A JP6545008B2 JP 6545008 B2 JP6545008 B2 JP 6545008B2 JP 2015118733 A JP2015118733 A JP 2015118733A JP 2015118733 A JP2015118733 A JP 2015118733A JP 6545008 B2 JP6545008 B2 JP 6545008B2
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Description

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

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

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

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

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

特開2006−3543号公報JP, 2006-3543, A

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

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

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡装置は、倒立型の顕微鏡装置であって、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、前記対物レンズの作動距離、使用し得る複数の前記収容容器の各底面の厚さ、ならびに前記光路に対する前記ステージの移動限界位置であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置、および前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を記憶する記憶部と、前記観察対象物から反射された赤外光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面を第1の合焦位置として検出し、他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出する合焦位置検出部と、前記第1移動限界位置側から前記ステージを移動させた場合に、前記合焦位置検出部により検出された一方の界面に相当する第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記第1移動限界位置を変更するとともに、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更部と、前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させつつ、前記合焦位置検出部に前記第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, a microscope apparatus according to the present invention is an inverted microscope apparatus, and an observation having a revolver body capable of arranging an objective lens in an optical path and two interfaces. A stage for holding an observation target including a holding member which is a target and a holding member which holds the sample and the sample and at least the bottom of which is a storage container capable of transmitting light, and which is movable along the optical path; The working distance of the lens, the thickness of each bottom surface of the plurality of usable containers , and the first movement limit which is the movement limit position of the stage with respect to the optical path on the side closer to the objective lens position, and a storage unit for storing the second movement limit position is the movement limit position of the side away from the objective lens, based on the infrared light reflected from the observation object, the two It detects the bottom outer surface of the container, which is one of the interface of the surfaces as the first focus position, to detect the inner surface of the bottom portion which is the other interface as a second focus position focus A focusing position detection unit; a first focusing position corresponding to one interface detected by the focusing position detection unit when the stage is moved from the first movement limit position side ; A movement limit position change unit that changes the first movement limit position based on the thickness of the bottom surface of the storage container, and changes the second movement limit position based on the first focusing position and the working distance. And moving the stage along the optical path from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing unit; search the second focus position A movement control unit that performs control to, characterized by comprising a.

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

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記収容容器の底面と、前記対物レンズとの間には、シリコーンオイルが設けられていることを特徴とする。 In the microscope apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above , a silicone oil is provided between the bottom surface of the storage container and the objective lens .

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記移動限界位置変更部は、前記第1移動限界位置を、前記第1の合焦位置から前記収容容器の各底面の厚さの1/2を加算した位置に変更し、前記第2移動限界位置を、前記第1の合焦位置から前記対物レンズの作動距離を加算した位置に変更することを特徴とする。 Further, in the microscope apparatus according to the present invention, in the above-mentioned invention, the movement limit position changing unit is configured to adjust the first movement limit position from the first focusing position to the thickness of each bottom surface of the storage container. The second movement limit position is changed to a position obtained by adding the working distance of the objective lens from the first focusing position .

また、本発明にかかる顕微鏡装置の制御方法は、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御方法であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面に相当する第1の合焦位置を検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づき、前記第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置を変更するととともに、前記第1の合焦位置、および前記対物レンズの作動距離に基づいて、前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更ステップと、前記移動限界位置変更ステップによる変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出させる制御を行う移動制御ステップと、を含むことを特徴とする。 A control method of a microscope apparatus according to the present invention is an observation target having a revolver body capable of disposing an objective lens on an optical path and two interfaces, which holds a sample and the sample, and at least a bottom part of light. A control method of an inverted microscope apparatus comprising: an observation target including a holding member which is a permeable storage container, and a stage movable along the optical path, wherein the control method is for approaching the objective lens The container is one of two interfaces based on light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the movement limit position on the side . a detection step of detecting a first focus position corresponding to the external surface surface of the bottom portion, based on the detection result of the detecting step, the thickness of the bottom surface of the container of the first focus position, and in use With Changing the first movement limit position is the movement limit position of the side closer to the objective lens based on the first focus position, and based on the working distance of the objective lens, the side away from the objective lens A movement limit position changing step of changing a second movement limit position which is a movement limit position of the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing step; while moving along the stage on the optical path, the movement control for controlling to detect the inner surface of the bottom portion which is the other interface on the basis has been the light reflected from the observation object as a second focus position And including steps.

また、本発明にかかる制御プログラムは、対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御プログラムであって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面に相当する第1の合焦位置を検出する検出手順と、前記検出手順の検出結果に基づき、前記第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置を変更するととともに、前記第1の合焦位置、および前記対物レンズの作動距離に基づいて、前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更手順と、前記移動限界位置変更手順による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出させる制御を行う移動制御手順と、を前記顕微鏡装置に実行させることを特徴とする。 Further, a control program according to the present invention is an observation target having a revolver body capable of arranging an objective lens on an optical path and two interfaces , holds a sample and the sample, and at least the bottom can transmit light. A control program of an inverted microscope apparatus comprising: a stage that holds an observation target including a holding member that is a storage container and is movable along the optical path, the movement on the side approaching the objective lens Based on the light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the limit position, the bottom portion of the storage container being one of two interfaces a detection step of detecting a first focus position corresponding to the outer table surface, wherein based on the detection result of the detection procedure, based on the thickness of the bottom surface of the container of the first focus position, and in use Wherein with Changing the first movement limit position is the movement limit position of the side closer to the objective lens, the first focus position, and based on the working distance of the objective lens Te, the movement of the side away from the objective lens A movement limit position changing procedure for changing a second movement limit position which is a limit position, and the stage from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change according to the movement limit position change procedure while it allowed to move along the optical path, and movement control procedure for performing control to detect the inner surface of the bottom on the basis of the reflected light which is the other surface from the observation object as a second focus position , And the above-described microscope apparatus.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ステップS105では、サーチリミット変更部250は、上側界面に合焦するような上側界面用の合焦サーチレンジの設定を行う(移動限界位置変更ステップ)。具体的には、下側から上側に向かう方向を正としたときに、下側界面Bdownに光路上に配置している対物レンズのWDを加算した位置(Bdown+WD)を上側サーチリミットSRup’として再設定するとともに、下側界面Bdownに、ボトム厚記憶部251を参照して使用中のディッシュ103のボトム厚を読み出すことにより、個体差を加味したディッシュ103のボトム厚(No1Sガラス:0.15〜0.19mm)をボトムの屈折率で除した値の1/2(例えば50μm)を加算した位置(Bdown+50)を下側サーチリミットSRdown’として再設定する(図12参照)。サーチリミット変更部250は、合焦サーチレンジを、図12に示すような、上側サーチリミットSRup’および下側サーチリミットSRdown’の間であるサーチレンジR21に設定する。 In step S105, the search limit changing unit 250 sets the focusing search range for the upper interface so as to focus on the upper interface (moving limit position changing step). Specifically, when the direction from the lower side to the upper side is positive, a position (B down + WD) obtained by adding the WD of the objective lens disposed on the optical path to the lower interface B down is the upper search limit SR The bottom thickness of the dish 103 is added with individual differences by reading the bottom thickness of the dish 103 in use with reference to the bottom thickness storage unit 251 at the lower interface B down while resetting as up ′ (No 1 S glass The position (B down +50) obtained by adding 1/2 (for example, 50 μm) of the value obtained by dividing 0.15 to 0.19 mm by the refractive index of the bottom is reset as the lower search limit SR down '(FIG. 12) reference). Search limit changing unit 250, the focus search range, as shown in FIG. 12, set in the search range R 21 is between the upper search limit SR Stay up-'and lower search limit SR down'.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

合焦サーチレンジを再設定後、コントロール部24は、焦準部駆動指示部246に焦準部(ステージ1)を上側サーチリミットSRup’’まで移動させるよう指示する(ステップS206)。焦準部駆動指示部246は、焦準用モーター駆動制御部19の制御のもと、ステージ1を上側サーチリミットSRup’’まで移動させる(図14の矢印Y2’)。 After resetting the focusing search range, the control unit 24 instructs the focusing unit drive instructing unit 246 to move the focusing unit (stage 1) to the upper search limit SR up ′ ′ (step S206). The focusing unit drive instruction unit 246 moves the stage 1 to the upper search limit SR up ′ ′ under the control of the focusing motor drive control unit 19 (arrow Y 2 ′ in FIG. 14).

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

ステップS209では、観察用の照明光LSによりAF処理を行ない、標本、例えば、対象物Cに追従する合焦追従モードに移行する(例えば図11(c)を参照)。その後は、本AF処理の終了指示の入力があるか否かを判断する(ステップS210)。ここで、AF処理の終了指示の入力がなければ(ステップS210:No)、ステップS209に移行して合焦追従モードを継続する。これに対して、本AF処理の終了指示の入力があれば(ステップS210:Yes)、本AF処理を終了する。上述した処理により、標本(対象物C)に焦点の合った観察を行なうことが可能となる。 In step S209, an AF process is performed using the illumination light L S for observation, and a transition is made to a focus following mode in which the object, for example, the object C is followed (see, for example, FIG. 11C). After that, it is determined whether there is an input of an instruction to end the present AF process (step S210). Here, if there is no input of an instruction to end the AF process (step S210: No), the process proceeds to step S209 to continue the in-focus tracking mode. On the other hand, if there is an input of an end instruction of the present AF processing (step S210: Yes), the present AF processing is ended. By the above-described processing, it is possible to perform focused observation on the sample (object C).

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

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

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

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

Claims (6)

倒立型の顕微鏡装置であって、
対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、
二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、
前記対物レンズの作動距離、使用し得る複数の前記収容容器の各底面の厚さ、ならびに前記光路に対する前記ステージの移動限界位置であって、前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置、および前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を記憶する記憶部と、
前記観察対象物から反射された赤外光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面を第1の合焦位置として検出し、他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出する合焦位置検出部と、
前記第1移動限界位置側から前記ステージを移動させた場合に、前記合焦位置検出部により検出された一方の界面に相当する第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記第1移動限界位置を変更するとともに、前記第1の合焦位置および前記作動距離に基づいて前記第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更部と、
前記移動限界位置変更部による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させつつ、前記合焦位置検出部に前記第2の合焦位置を検出させる制御を行う移動制御部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
An inverted microscope device,
A revolver main body capable of placing an objective lens on the light path;
An observation target having two interfaces, which holds the sample and the holding member including the holding member which holds the sample and at least the bottom of which is a storage container capable of transmitting light, and is movable along the light path Stage, and
The working distance of the objective lens, the thickness of each bottom of a plurality of usable containers , and the movement limit position of the stage with respect to the optical path, which is the movement limit position on the side approaching the objective lens A storage unit that stores a movement limit position and a second movement limit position that is a movement limit position on the side away from the objective lens;
Based on the infrared light reflected from the object to be observed, the outer surface of the bottom of the container, which is one of the two interfaces, is detected as a first focus position, and the other interface is detected. A focus position detection unit that detects the inner surface of the bottom as a second focus position ;
When the stage is moved from the first movement limit position side, a first in-focus position corresponding to one interface detected by the in-focus position detection unit , and a bottom surface of the storage container in use A movement limit position change unit that changes the first movement limit position based on thickness and changes the second movement limit position based on the first focus position and the working distance ;
One of the first and second movement limit position after the change by the movement limit position changing part, while moving along the stage on the optical path from the first movement limit position, the said focus position detecting section first A movement control unit that performs control to detect the in-focus position 2;
The microscope apparatus characterized by having.
前記移動制御部は、前記合焦位置検出部により前記第2の合焦位置が検出された後、前記第2の合焦位置を合焦位置として追従させる追従モードに移行することを特徴とする請求項に記載の顕微鏡装置。 The movement control unit is characterized in that, after the second in-focus position is detected by the in-focus position detection unit, the movement control unit shifts to a follow-up mode in which the second in-focus position is followed as the in-focus position. The microscope apparatus according to claim 1 . 前記収容容器の底面と、前記対物レンズとの間には、シリコーンオイルが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。The microscope apparatus according to claim 1, wherein a silicone oil is provided between the bottom surface of the storage container and the objective lens. 前記移動限界位置変更部は、The movement limit position changer is
前記第1移動限界位置を、前記第1の合焦位置から前記収容容器の各底面の厚さの1/2を加算した位置に変更し、Changing the first movement limit position to a position obtained by adding 1/2 of the thickness of each bottom surface of the storage container from the first in-focus position;
前記第2移動限界位置を、前記第1の合焦位置から前記対物レンズの作動距離を加算した位置に変更するThe second movement limit position is changed to a position obtained by adding the working distance of the objective lens from the first focusing position.
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。The microscope apparatus according to claim 1,
対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御方法であって、
前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面に相当する第1の合焦位置を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づき、前記第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置を変更するととともに、前記第1の合焦位置、および前記対物レンズの作動距離に基づいて、前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更ステップと、
前記移動限界位置変更ステップによる変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出させる制御を行う移動制御ステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
An observation target including a revolver body capable of disposing an objective lens in an optical path, an observation target having two interfaces, a sample and a holding member holding the sample and at least a bottom portion of which can transmit light. A control method for an inverted microscope apparatus, comprising: a stage for holding an object and movable along the light path;
Based on the light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the movement limit position on the side closer to the objective lens, at one of the two interfaces a detection step of detecting a first focus position corresponding to the external surface surface of the bottom portion of a said container,
The first movement limit position, which is the movement limit position closer to the objective lens based on the detection result of the detection step, based on the first in-focus position and the thickness of the bottom surface of the storage container in use A movement limit position changing step of changing a second movement limit position which is a movement limit position on the side moving away from the objective lens based on the first focusing position and the working distance of the objective lens together with the change;
The light reflected from the observation object while moving the stage along the optical path from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing step a movement control step of performing control to detect an inner surface of the bottom portion which is the other of the interfaces based on the second focus position,
A control method characterized by including.
対物レンズを光路上に配置可能なレボルバ本体と、二つの界面を有する観察対象であって、標本および該標本を保持し、少なくとも底部が光を透過可能な収容容器である保持部材を含む観察対象物を保持するとともに、前記光路に沿って移動可能なステージと、を備えた倒立型の顕微鏡装置の制御プログラムであって、
前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置側から前記ステージを移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに、二つの界面のうちの一方の界面である前記収容容器の前記底部の外表面に相当する第1の合焦位置を検出する検出手順と、
前記検出手順の検出結果に基づき、前記第1の合焦位置、および使用中の前記収容容器の底面の厚さに基づいて前記対物レンズに近づく側の移動限界位置である第1移動限界位置を変更するととともに、前記第1の合焦位置、および前記対物レンズの作動距離に基づいて、前記対物レンズから遠ざかる側の移動限界位置である第2移動限界位置を変更する移動限界位置変更手順と、
前記移動限界位置変更手順による変更後の前記第1および第2移動限界位置のうち、前記第1移動限界位置から前記ステージを前記光路に沿って移動させながら、前記観察対象物から反射された光をもとに他方の界面である前記底部の内表面を第2の合焦位置として検出させる制御を行う移動制御手順と、
を前記顕微鏡装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。
An observation target including a revolver body capable of disposing an objective lens in an optical path, an observation target having two interfaces, a sample and a holding member holding the sample and at least a bottom portion of which can transmit light. A control program for an inverted microscope apparatus, comprising: a stage for holding an object and movable along the optical path;
Based on the light reflected from the observation object while moving the stage from the first movement limit position side which is the movement limit position on the side closer to the objective lens, at one of the two interfaces a detection step of detecting a first focus position corresponding to the external surface surface of the bottom portion of a said container,
The first movement limit position, which is the movement limit position closer to the objective lens based on the detection result of the detection procedure, based on the first in-focus position and the thickness of the bottom surface of the storage container in use A movement limit position changing procedure for changing a second movement limit position which is a movement limit position on the side moving away from the objective lens based on the first focusing position and the working distance of the objective lens together with the change;
The light reflected from the observation object while moving the stage along the optical path from the first movement limit position among the first and second movement limit positions after the change by the movement limit position changing procedure a movement control procedure for performing control to detect the inner surface of the bottom portion which is the other of the interfaces based on the second focus position,
Control program for causing the microscope apparatus to execute the program.
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