(57)【要約】【課題】圧力差や温度差等によって発生した観察面の変位によるフォーカスずれを補正するようにした観察装置および観察装置のフォーカス制御方法を提供する。【解決手段】試料を撮像する撮像センサａと、撮像位置と試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶用の記憶部を有している。そして、撮像部の撮像位置を変更し（Ｓ１〜Ｓ７参照）、観察装置の内部の温度を計測し、温度計測部によって計測される温度に基づいてフォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する（Ｓ９、Ｓ１１）。【選択図】  図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を撮像する撮像部を有する観察装置であって、
上記撮像部の撮像位置を変更する撮像位置変更部と、
上記撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御部と、
上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部と、
上記観察装置の内部の温度を計測する温度計測部と、
を具備し、
上記フォーカス制御部は、上記温度計測部によって計測される温度に基づいて上記フォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御することを特徴とする観察装置。
【請求項２】
上記観察装置の内部の気圧を計測する気圧計測部を有し、
上記フォーカス制御部は、上記気圧計測部によって計測される気圧に基づいて上記フォーカスマップを補正することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
上記観察装置が配置される環境に係る情報を取得する環境情報取得部を有し、
上記フォーカス制御部は上記環境情報取得部の取得した情報に基づいて上記フォーカスマップを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の観察装置。
【請求項４】
上記環境に係る情報は、環境の温度または気圧であることを特徴とする請求項３に記載の観察装置。
【請求項５】
上記フォーカス制御部は、上記撮像部が上記試料を撮像する際の光路の変化を推定して上記フォーカスマップを補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項６】
上記試料が配置されるとともに、上記試料と上記撮像部の間に配置される透明板と、
上記透明板とともに用いられて上記観察装置の内部を密閉状態とする筐体と、
を備え、
上記透明板の変形を推測して上記フォーカスマップを補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項７】
上記撮像部の撮像出力に基づき上記試料の画像を表示する表示部を有し、
上記撮像部は静止画に対応する撮像とライブビューに対応する撮像が可能であり、
上記フォーカス制御部は、上記撮像部により撮像された画像情報に基づくコントラストがピークとなるようにフォーカスを調節することが可能であって、
上記撮像部がライブビューに対応する撮像動作を行う場合は、上記フォーカス制御部は上記補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御し、上記撮像部が静止画に対応する撮像動作を行う場合は、上記フォーカス制御部は上記コントラストがピークとなるようにフォーカスを制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項８】
試料を撮像する撮像部を有する観察装置であって、
上記撮像部の撮像位置を変更する撮像位置変更部と、
上記撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御部と、
上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部と、
を有し、
上記フォーカス制御部は、上記撮像位置変更部によって変更された撮像位置に基づいて上記記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項９】
試料を撮像する撮像部と、上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部を有する観察装置のフォーカス制御方法であって、
上記撮像部の撮像位置を変更し、
上記観察装置の内部の温度を計測し、
計測された温度に基づいて上記フォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する、
ことを特徴とする観察装置のフォーカス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の位置を変更した際に、撮像部のフォーカス制御を行う観察装置および観察装置のフォーカス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境を一定に維持する恒温槽やインキュベータ等の内部に細胞観察装置を長期間配置し、培養容器内の細胞等を撮像部によって観察することが知られている。この恒温槽やインキュベータ等は、内部の温度、湿度等を一定に維持するために密閉構造となっている。このような恒温槽やインキュベータ等の内部に長期間配置される細胞観察装置は、電気性能を維持するために密閉構造となっている。
【０００３】
また、顕微鏡の視野よりも大きな観察体を、ステージと対物レンズの相対的位置を移動させながら、撮影を行う顕微鏡システムが知られている（特許文献１参照）。この顕微鏡システムでは、撮影位置とフォーカスレンズの合焦位置の関係を示すフォーカスマップを作成し、このフォーカスマップに従って対物レンズのピント合わせを行うようにしている。さらに、顕微鏡システムでは、内蔵光源からの熱により、顕微鏡筐体が歪み、ピントがボケてしまうことから、熱的要因による合焦位置を補正したフォーカスマップを作成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７８９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、細胞観察装置は、恒温槽やインキュベータの内部においても電気的性能を維持するために密閉構造となっている。例えば、細胞観察装置の内部のモータ駆動や撮像センサの動作により発生する熱で、細胞観察装置内部の温度が上昇し、細胞観察装置の外装が膨張し、また、非動作とした後は外装の収縮が発生する。これにより、細胞等を入れた培地の観察面を支える透明の天板が撓んでしまう。また、密閉構造のため、細胞観察装置内部と外部で圧力差が生じ、同様に天板の撓みや凹みが発生して観察面の変位が発生する。特許文献１に開示の顕微鏡システムでは、圧力差や温度差等によって発生した天板の変形等の観察面の変位によるフォーカスずれの補正については何ら述べられていない。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、圧力差や温度差等によって発生した観察面の変位によるフォーカスずれを補正するようにした観察装置および観察装置のフォーカス制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため第１の発明に係る観察装置は、試料を撮像する撮像部を有する観察装置であって、上記撮像部の撮像位置を変更する撮像位置変更部と、上記撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御部と、上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部と、上記観察装置の内部の温度を計測する温度計測部と、を具備し、上記フォーカス制御部は、上記温度計測部によって計測される温度に基づいて上記フォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する。
【０００８】
第２の発明に係る観察装置は、上記第１の発明において、上記観察装置の内部の気圧を計測する気圧計測部を有し、上記フォーカス制御部は、上記気圧計測部によって計測される気圧に基づいて上記フォーカスマップを補正する。
第３の発明に係る観察装置は、上記第１または第２の発明において、上記観察装置が配置される環境に係る情報を取得する環境情報取得部を有し、上記フォーカス制御部は上記環境情報取得部の取得した情報に基づいて上記フォーカスマップを補正する。
第４の発明に係る観察装置は、上記第３の発明において、上記環境に係る情報は、環境の温度または気圧である。
【０００９】
第５の発明に係る観察装置は、上記第１ないし第４の発明において、上記フォーカス制御部は、上記撮像部が上記試料を撮像する際の光路の変化を推定して上記フォーカスマップを補正する。
第６の発明に係る観察装置は、上記第１ないし第４の発明において、上記試料が配置されるとともに、上記試料と上記撮像部の間に配置される透明板と、上記透明板とともに用いられて上記観察装置の内部を密閉状態とする筐体と、を備え、上記透明板の変形を推測して上記フォーカスマップを補正する。
【００１０】
第７の発明に係る観察装置は、上記第１ないし第６の発明において、上記撮像部の撮像出力に基づき上記試料の画像を表示する表示部を有し、上記撮像部は静止画に対応する撮像とライブビューに対応する撮像が可能であり、上記フォーカス制御部は、上記撮像部により撮像された画像情報に基づくコントラストがピークとなるようにフォーカスを調節することが可能であって、上記撮像部がライブビューに対応する撮像動作を行う場合は、上記フォーカス制御部は上記補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御し、上記撮像部が静止画に対応する撮像動作を行う場合は、上記フォーカス制御部は上記コントラストがピークとなるようにフォーカスを制御する。
【００１１】
第８の発明に係る観察装置は、試料を撮像する撮像部を有する観察装置であって、上記撮像部の撮像位置を変更する撮像位置変更部と、上記撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御部と、上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部と、を有し、上記フォーカス制御部は、上記撮像位置変更部によって変更された撮像位置に基づいて上記記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する。
【００１２】
第９の発明に係る観察装置のフォーカス制御方法は、試料を撮像する撮像部と、上記撮像位置と上記試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部を有する観察装置のフォーカス制御方法であって、上記撮像部の撮像位置を変更し、上記観察装置の内部の温度を計測し、計測された温度に基づいて上記フォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧力差や温度差等によって発生した観察面の変位によるフォーカスずれを補正するようにした観察装置および観察装置のフォーカス制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置の使用状態を示し、斜め上から見た斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置の主として電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、ＡＦ（オートフォーカス）動作時の合焦点検出の原理を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置におけるピント補正を説明する図であり、（ａ）は天板が水平な場合を示し、（ｂ）は天板が傾いている場合を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、ピント補正を説明するグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、撮像部の位置の移動（Ｘ／Ｙステージ駆動）と、フォーカスレンズ駆動（ＬＤ駆動）の動作シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、撮像部のＸ／Ｙ位置によるピントずれ補正を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、撮像部のＸ／Ｙ位置とピント補正量の関係を示す図表である。
【図９】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、撮像部のＸ／Ｙ位置とピント補正量の関係を示す図表である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、ピントずれ量の補間演算を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、温度によるピントずれ量の補正を示す図表である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置において、圧力によるピントずれ量の補正を示す図表である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置における細胞観察のメイン動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置におけるピントずれ（フォーカスずれ：Ｆｃ）補正駆動の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置におけるＦｃ補正パルス演算の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置における駆動バックラッシュ補正判定の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態に係る細胞観察装置における補正目標パルス演算の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図を用いて、本発明の一実施形態として細胞観察システムに適用した例について説明する。図１は、細胞観察システムの全体的構成を示す斜視図であり、この細胞観察システムは、細胞観察装置１と操作部２０を有し、細胞観察装置１は、例えば、その内部環境（温度、湿度等）を一定に維持する恒温槽やインキュベータ等（図示せず）内に配置され、また操作部２０は、そのインキュベータ等の外に配置される。
【００１６】
細胞観察装置１の透明な天板４０の上には容器８０が載置でき、容器８０で培養される試料８１を透明な天板４０を透して撮像し、撮像画像を取得することができる。このため、細胞をインキュベータ等内で環境を維持したまま培養し、インキュベータ外の操作部２０等において、試料８１等の計測や観察を行うことができる。インキュベータ内で培養された細胞の観察や計測を遠隔で行うので、細胞観察装置１は省エネ性や信頼性の高い設計を行うことが望ましい。天板４０は、試料が配置されるとともに、試料と撮像部の間に配置される透明板として機能する。本実施形態においては、透明板の変形を推測してフォーカスマップを補正する（例えば、図４、図７、図８、図１５のＳ３１、Ｓ４１参照）。
【００１７】
細胞観察装置１は、カメラ部１０、Ｙアクチュエータ３１ａ、Ｘアクチュエータ３１ｂ、Ｙ送りネジ３２ａ、Ｘ送りネジ３２ｂ、移動制御部３３、透明な天板４０、外装体４２を有する。カメラ部１０はレンズ１１ａを有し、撮像部１１（図２参照）がレンズ１１ａによって形成された像を光電変換し、画像データを取得する。また、カメラ部１０内には無線通信装置１８が配置されており、細胞観察装置１の外部に配置される操作部２０内の通信部２８と無線通信が可能である。カメラ部１０の詳しい構成については、図２を用いて後述する。
【００１８】
カメラ部１０は、Ｘ送りネジ３２ｂに保持され、Ｘ送りネジ３２ｂが回転することによって、Ｘ軸方向に移動可能である。Ｘ送りネジ３２ｂは、Ｘアクチュエータ３１ｂによって回転駆動される。Ｘアクチュエータ３１ｂは、Ｙ送りネジ３２ａに保持され、Ｙ送りネジ３２ａが回転することによって、Ｙ軸方向に移動可能である。Ｙ送りネジ３２ａは、Ｙアクチュエータ３１ａによって回転駆動される。
【００１９】
移動制御部３３は、Ｙアクチュエータ３１ａおよびＸアクチュエータ３１ｂの駆動制御を行い、カメラ部１０を、予めプログラムされた手順に従って、Ｘ軸およびＹ軸方向に駆動制御する。また、ユーザがカメラ部１０を特定の位置に移動させることも可能であり、この場合には、操作部２０によって手動で指示するので、移動制御部３３は、ユーザの指示に従ってカメラ部１０を移動させる。
【００２０】
なお、後述するように、細胞観察装置１内には、内蔵の電源電池７３が備えられ、移動制御部３３、Ｙアクチュエータ３１ａ、Ｘアクチュエータ３１ｂ、カメラ部１０に電源が供給され、また各部の間で制御信号を双方向で通信するための通信ラインが設けられている。本実施形態では、電源として電源電池を使用することを想定しているが、これに限らず、ＡＣ電源によって電源供給するようにしてもよい。また各部の間の制御信号は有線通信で行うことを想定しているが、無線通信によって行うようにしてもよい。
【００２１】
上述のカメラ部１０、Ｙアクチュエータ３１ａ、Ｘアクチュエータ３１ｂ、Ｙ送りネジ３２ａ、Ｘ送りネジ３２ｂ、移動制御部３３は、天板４０および外装体４２内に配置されている。天板４０および外装体４２は、その内部に外部からの湿気が入り込まないような気密構造となっている。このため、インキュベータ内が高湿であっても、天板４０および外装体４２の内部は、高湿となることがない。外装体４２は、透明板（天板４０）とともに用いられて観察装置の内部を密閉状態とする筐体として機能する。
【００２２】
外装体４２内には、内蔵センサ４３が配置されている。内蔵センサ４３は各種センサを含み、各種センサとしては、細胞観察装置内の温度を検出するための温度センサ、圧力を検出するための圧力センサ、湿度を検出するための湿度センサ等がある。これら３つのセンサのいずれか１つまたは２つだけでもよく、また他の項目を検出するためのセンサを配置してもよい。また、配置位置は、１か所にまとめる必要はなく、適宜分散して配置するようにしてもよい。
【００２３】
外装体４２外には、外部センサ４４が配置されている。外部センサ４４は各種センサを含み、各種センサとしては、細胞観察装置外の温度を検出するための温度センサ、圧力を検出するための圧力センサ、湿度を検出するための湿度センサ、酸素濃度を検出するための酸素濃度センサ、窒素濃度を検出するための窒素濃度センサ、二酸化炭素濃度を検出するための二酸化濃度センサ等がある。これら６つのセンサのいずれか１つまたは複数であってもよく、また他の項目を検出するためのセンサを配置してもよい。また、配置位置は、１か所にまとめる必要はなく、適宜分散して配置するようにしてもよい。
【００２４】
透明な天板４０の上側には、容器８０を載置することが可能であり、容器８０内には培地を充填し、試料８１（細胞）を培養することができる。カメラ部１０のレンズ１１ａは、透明な天板４０を透して容器８０内の培地を撮像し、画像を観察することができる。また、画像を解析することにより、試料８１の細胞の数をカウントすることができる。すなわち、カメラ部１０は、Ｘアクチュエータ３１ａおよびＹアクチュエータ３１ｂによって移動しながら、容器８０内の試料８１を観察し、また細胞をカウントすることができる。
【００２５】
操作部２０は、通信部２８を有し、細胞観察装置１内の無線通信装置１８と無線通信が可能である。このため、操作部２０は、細胞観察装置１と離れた位置から、カメラ部１０と通信を行い、カメラ部１０を移動させ、またカメラ部１０が取得した画像データを受信することができる。なお、操作部２０は、専用機器であってもよいが、スマートフォン等の情報端末機器を操作部として兼用するようにしてもよい。さらに、操作部２０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバー等のコンピュータの付属の操作部を兼用するようにしてもよい。
【００２６】
また、操作部２０は表示部２９を有し、表示部２９は操作部２０の各種モード、各種設定用のアイコン等の表示を行う。タッチパネルを設けておけば、タッチ操作により、各種入力を行うことができる。また、表示部２９は、カメラ部１０によって取得され、送信されてきた画像を表示する。
【００２７】
次に、図２を用いて、本実施形態に係る細胞観察装置１の主として電気的構成について説明する。細胞観察装置１は、レンズ駆動（ＬＤ）ユニット１２、Ｘ／Ｙステージ部５０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、内蔵センサ４３、外部センサ４４、その他の周辺回路等を有する。
【００２８】
レンズ駆動（ＬＤ）ユニット１２は、カメラ部１０内に設けられており、フォーカスレンズ１１ａを有する。このフォーカスレンズ１１ａは、短焦点レンズまたはズームレンズであり、細胞等の試料８１の画像を撮像センサ１２ａ上に結像させる。図２には、フォーカスレンズ１１ａの光軸上に絞りおよび機械式シャッタが示されていないが、これらを設けてもよく、また省略してもよい。
【００２９】
撮像センサ１２ａは、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等であり、フォーカスレンズ１１ａによって形成された像を光電変換し、画像データを生成し、ＡＤ変換等の処理を撮像回路において行い、画像処理部６３に出力する。撮像センサ１２ａは、試料を撮像する撮像部として機能する。撮像部は、静止画に対応する撮像とライブビューに対応する撮像が可能である。
【００３０】
フォーカスレンズ１１ａは、レンズ駆動（ＬＤ）モータ（ＬＤＭＴ）１２ｂによって、フォーカスレンズ１１ａの光軸方向に移動される。ＬＤモータ１２ｂは、本実施形態においては、ステッピングモータであるが、これ以外のモータでもよい。
【００３１】
フォーカスレンズ基準位置検出部（ＬＤＰＩ）１２ｃは、フォトインタラプタ等を有し、フォーカスレンズ１１ａが基準位置に達した際に、基準位置信号をＣＰＵ６０に出力する。この基準位置信号を基点として、ステッピングモータに印加したパルス数に基づいて、フォーカスレンズ１１ａの位置を検出することができる。この位置検出に基づいて、ＬＤモータ制御部６１は、フォーカスレンズ１１ａを目標とするフォーカス位置に移動させることができる。なお、ステッピングモータ以外のモータの場合には、フォーカスレンズ１１ａの相対的または絶対的位置を検出するためのセンサを設ければよい。
【００３２】
Ｘ／Ｙステージ部５０は、ＬＤユニット（カメラ部１０）の位置をＸ方向およびＹ方向に移動させるための機構であり、図１のＹアクチュエータ３１ａ、Ｘアクチュエータ３１ｂ、移動制御部３３等に相当する。
【００３３】
ＬＤモータドライバ５１は、ＬＤモータ１２ｂの駆動回路であり、ＣＰＵ６０内のＬＤモータ制御部６１からの制御信号に応じて、ＬＤモータ１２ｂの駆動用パルスを出力する。上述のＬＤモータ１２ｂ、およびＬＤモータドライバ５１、および後述するＬＤモータ制御部６１は、撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御部として機能する。また、ＬＤモータ１２ｂ、ＬＤモータドライバ５１、およびＬＤモータ制御部６１は、撮像部のフォーカスを制御するフォーカス制御回路として機能する。
【００３４】
フォーカス制御部は、温度計測部によって計測される温度に基づいてフォーカスマップ記憶部に記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する（図１１、図１５のＳ３５、Ｓ４１参照）。フォーカス制御部は、気圧計測部によって計測される気圧に基づいて上記フォーカスマップを補正する（図１２、図１５のＳ３９、Ｓ４１参照）。フォーカス制御部は、環境情報取得部の取得した情報に基づいてフォーカスマップを補正する。例えば、外部センサ４４内の各種センサの少なくとも１つの検出結果に基づいて、フォーカスマップを補正するようにしてもよい。
【００３５】
フォーカス制御部は、撮像部が試料を撮像する際の光路の変化を推定してフォーカスマップを補正する（例えば、図１１、図１２、図１５のＳ３５、Ｓ３９、Ｓ４１参照）。すなわち、温度、気圧等による変化に応じてフォーカスマップを補正する。
【００３６】
フォーカス制御部は、撮像部により撮像された画像情報に基づくコントラストがピークとなるようにフォーカスを調節することが可能であって（図３参照）、撮像部がライブビューに対応する撮像動作を行う場合は、フォーカス制御部は補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御し、撮像部が静止画に対応する撮像動作を行う場合は、フォーカス制御部は上記コントラストがピークとなるようにフォーカスを制御する。
【００３７】
フォーカス制御部は、撮像位置変更部によって変更された撮像位置に基づいて記憶されるフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御する（図１５のＳ３１、Ｓ４１参照）。
【００３８】
Ｘステージ駆動機構５２は、カメラ部１０をＸ軸方向に駆動させるための機構であり、図１においてはＸ送りネジ３２ｂ等が相当する。なお、Ｘステージ駆動機構５２は、送りねじ機構以外にも、Ｘ軸方向に空間的に移動させるための機構であればよい。Ｘステージモータ（ＸＭＴ）５３は、Ｘ送りネジ３２ｂを回転させるためのモータであり、本実施形態においてはステッピングモータが採用される。Ｘステージモータ５３はＸステージモータドライバ５４によってパルス駆動される。Ｘステージモータドライバ５４は、ＣＰＵ６０内のＸＭＴ制御部６２からの制御信号に応じてＸステージモータ５３の駆動制御を行う。
【００３９】
Ｘステージ基準位置検出部５５は、カメラ部１０のＸ軸方向の基準位置に達した場合に、基準信号をＣＰＵ６０に出力する。ＸＭＴ制御部６２は、この基準位置を基に、Ｘステージモータ５３にパルスを印加することにより、カメラ部１０のＸ軸方向の目標位置に移動させることができる。
【００４０】
Ｙステージ駆動機構５９は、ＰＩ（フォトインタラプタ）、ＰＲ（フォトリフレクタ）等の検知センサを有し、カメラ部１０をＹ軸方向に駆動させるための機構であり、図１においてはＹ送りネジ３２ａ等が相当する。なお、Ｙステージ駆動機構５９は、送りねじ機構以外にも、Ｙ軸方向に空間的に移動させるための機構であればよい。Ｙステージモータ（ＹＭＴ）５８は、Ｙ送りネジ３２ａを回転させるためのモータであり、本実施形態においてはステッピングモータが採用される。Ｙステージモータ５８はＹステージモータドライバ５７によってパルス駆動される。Ｙステージモータドライバ５７は、ＣＰＵ６０内のＹＭＴ制御部６４からの制御信号に応じてＹステージモータ５８の駆動制御を行う。
【００４１】
Ｙステージ基準位置検出部５６は、ＰＩ（フォトインタラプタ）、ＰＲ（フォトリフレクタ）等の検知センサを有し、カメラ部１０のＹ軸方向の基準位置に達した場合に、基準信号をＣＰＵ６０に出力する。ＹＭＴ制御部６４は、この基準位置を基に、Ｙステージモータ５８にパルスを印加することにより、カメラ部１０のＹ軸方向の目標位置に移動させることができる。
【００４２】
上述したＸステージモータドライバ５３、Ｘステージモータ５３、Ｘステージ駆動機構５２、Ｘステージ基準位置検出部５５、Ｙステージモータドライバ５７、Ｙステージモータ５８、Ｙステージ駆動機構５９、およびＹステージ基準位置検出部５６は、撮像部の撮像位置を変更する撮像位置変更部として機能する。また、Ｘステージモータドライバ５３、Ｘステージモータ５３、Ｘステージ基準位置検出部５５、Ｙステージモータドライバ５７、Ｙステージモータ５８、およびＹステージ基準位置検出部５６は、撮像位置変更回路として機能する。
【００４３】
ＣＰＵ６０は、記憶部７１に記憶されているプログラムに従って、細胞観察装置１内の各部の制御を行う。ＣＰＵ６０内には、レンズ駆動（ＬＤ）モータ制御部６１、Ｘモータ（ＸＭＴ）制御部６２、画像処理部６３、Ｙモータ（Ｙモータ）制御部６４を有する。これらの各部はプログラムによってソフトウエア的に実行するが、各制御部６１、６２、６４、および／または画像処理部６３等の一部の機能はハードウエア回路によって実現するようにしてもよい。
【００４４】
ＬＤモータ制御部６１は、レンズ駆動（ＬＤ）モータ１２ｂの駆動制御を行うことにより、フォーカスレンズ１１ａのピント合わせを制御する。ＸＭＴ制御部６２はＸステージモータ５３の駆動制御を行うことにより、カメラ部１０のＸ軸方向の位置制御を行う。ＹＭＴ制御部６４はＹステージモータ５８の駆動制御を行うことにより、カメラ部１０のＹ軸方向の位置制御を行う。
【００４５】
画像処理部６３は、撮像センサ１２ａからの画像データを処理し、表示部７５に画像表示を行い、またケーブル７２中の通信ケーブルを介して外部の表示部（例えば、操作部２０の表示部２９）に、試料８１等の画像を表示する。また、画像処理部６３は、試料８１中の特定の細胞の数をカウントする等の画像解析を行うようにしてもよい。さらに、画像処理部６３は、画像データに基づいてＡＦ評価値を算出する。
【００４６】
記憶部７１は、電気的に書き換え可能な揮発性メモリおよび／または電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを有する。記憶部７１は前述のプログラムの他に、また細胞観察装置１の各種調整値等を記憶し、また細胞観察の際に行う予め設定したカメラ部１０の移動経路を記憶しておいてもよい。記憶部７１は、撮像位置と試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶部として機能する。
【００４７】
ケーブル７２は、細胞観察装置１と操作部２０との間を有線で結ぶ場合の通信ケーブルである。この通信ケーブルを介して、撮像センサ１２ａによって取得した画像データを外部に送信する。無線通信の場合には、この通信ケーブルを省略してもよい。また、ケーブル７２は細胞観察装置１に外部より電源を供給する場合の電源供給ケーブルである。細胞観察装置１内に電源電池を内蔵する場合には省略してもよい。電源部７３は、外部よりケーブル７２を介して、または内蔵電池より、電源供給を受け、細胞観察装置１用の電源電圧に変換する。
【００４８】
操作部７４は、電源のオンオフや操作部２０との無線通信等による通信のオンオフを行うスイッチ等を有する。その他、操作部２０による操作の一部を行うためのスイッチ、ダイヤル、タッチパネル等を含むようにしてもよい。表示部７５は、ディスプレイを有し、ＣＰＵ６０の画像処理部６３によって処理された試料８１等の画像を表示する。なお、画像は外部機器のみで表示するようにし、表示部７５を省略してもよい。表示部７５は、撮像部の撮像出力に基づき試料の画像を表示する表示部として機能する。
【００４９】
前述の内蔵センサ４３内には、装置内温度センサ４３ａ、装置内圧力センサ４３ｂ、装置内湿度センサ４３ｃを有する。装置内温度センサ４３ａは、外装体４２内の温度を検出し、ＣＰＵ６０に出力する。装置内圧力センサ４３ｂは、外装体４２内の圧力を検出し、ＣＰＵ６０に出力する。装置内湿度センサ４３ｃは、外装体４２内の湿度を検出し、ＣＰＵ６０に出力する。
【００５０】
装置内温度センサ４３ｂは、観察装置の内部の温度を計測する温度計測部として機能する。装置内圧力センサ４３ｂは、観察装置の内部の気圧を計測する気圧計測部として機能する。
【００５１】
前述の外部センサ４４内には、酸素濃度センサ４４ａ、窒素濃度センサ４４ｂ、二酸化炭素濃度センサ４４ｃ、装置外温度センサ４４ｄ、装置外圧力センサ４４ｅ、装置外湿度センサ４４ｆを有する。酸素濃度センサ４４ａ、窒素濃度センサ４４ｂ、二酸化炭素濃度センサ４４ｃは、外装体４２の外側、すなわち細胞等の試料８１付近における酸素濃度、窒素濃度、および二酸化炭素濃度を検出し、ＣＰＵ６０に出力する。また、装置外温度センサ４４ｄ、装置外圧力センサ４４ｅ、装置外湿度センサ４４ｆは、外装体４２の外側における温度、圧力、湿度を検出し、ＣＰＵ６０に出力する。
【００５２】
これらの外部センサ４４の内の少なくとも１つは、観察装置が配置される環境に係る情報を取得する環境情報取得部として機能する。上述の環境に係る情報は、環境の温度または気圧である。
【００５３】
次に、図３を用いて、本実施形態におけるフォーカスレンズ１１ａのフォーカス制御（ピント合わせ制御）について説明する。本実施形態においては、フォーカス制御は所謂コントラスト法を採用しており、画像データに基づいてＡＦ評価値（コントラスト値）を算出し、このＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ１１ａのフォーカス位置を合焦位置とする。なお、本実施形態においては、コントラスト法によるフォーカス制御は、静止画等の画像データを取得する際に行われ、所謂ライブビュー表示を行う際のフォーカス制御では使用しない。
【００５４】
図３において、横軸はフォーカスレンズ１１ａの光軸方向の位置を示す。本実施形態においては前述したようにレンズ駆動（ＬＤ）モータ１２ｂとしてステッピングモータを採用しているので、基準位置からのステッピングモータに印加したパルス数（Ｐｌｓ）を用いてフォーカスレンズ１１ａの光軸方向の位置を示す。縦軸は、撮像センサ１２ａによって取得された画像データから算出したＡＦ評価値を示す。
【００５５】
図３において、曲線ＬＡＦはフォーカスレンズ１１ａの光軸方向の各位置におけるＡＦ評価値の例を示す。コントラスト法によって合焦位置を検出するには、矢印Ｌｓｃａｎに示すように、フォーカスレンズ１１ａを位置Ｐ１から位置Ｐ４方向に向けて駆動し、撮像センサ１２ａにより画像データを取得し、取得された画像データに基づき画像処理部６３によってＡＦ評価値を算出する。合焦位置Ｐ２を過ぎると、ＡＦ評価値はピークを超えて減少し始める。ＡＦ評価値が減少し始めるとフォーカスレンズ１１ａの駆動を停止し（位置Ｐ３参照）、Ｌｂａｃｋに示すようにバックラッシュキャンセル駆動を行う。その後、Ｌｂａｃｋに示すように、フォーカスレンズ１１ａを合焦位置Ｐ２へ駆動し、合焦位置Ｐ２でフォーカスレンズ１１ａを停止する。
【００５６】
次に、図４を用いて、本実施形態におけるフォーカス調整（本明細書においては、Ｆｃ調整ともいう）について、説明する。このＦｃ調整は、細胞等の試料をライブビュー観察する際のピント調整動作に使用される調整値を求める調整であり、図３を用いて説明したコントラスト法による自動ピント調整（ＡＦ）を利用して行う。
【００５７】
図４（ａ）は、透明な天板４０が、外装体４２に対して直交する位置関係にある場合を示している。なお、図４においては、フォーカス方式が一例として撮影レンズの全体繰り出し方式であり、フォーカスレンズ１１ａを含む撮影レンズと撮像センサ１２ａが一体的に光軸方向に移動する構成となっている。図４（ａ）の場合には、フォーカスレンズ１１ａが位置Ｌ１に位置する場合のフォーカスレンズ１１ａａ、撮像センサ１１ｂａと、位置Ｌ２に位置する場合のフォーカスレンズ１１ａｂ、撮像センサ１１ｂｂの光軸は、天板４０に対して直交している。フォーカスレンズ１１ａａ、１１ａｂは、バネ１１ｂによって矢印方向（下方方向）に付勢されており、ＬＤモータ１２ｂにＰｌｓ信号を印加することにより、無限方向または至近方向にフォーカス位置を移動させることができる。
【００５８】
図４（ａ）において、フォーカスレンズ１１ａａのピント位置は光学至近Ｆｎにあり、フォーカスレンズ１１ａｂのピント位置は光学無限Ｆｉにある。天板４０が外装体４２に対して直交の位置関係にある場合には、フォーカスレンズ１１ａを水平に移動させてもピントの合っている位置は変化しない。
【００５９】
図４（ｂ）は、透明な天板４０が、外装体４２に対して傾いている場合を示している。この場合には、フォーカスレンズ１１ａを水平に移動させた場合に、容器８０内におけるピント位置が異なってしまう。図４（ｂ）に示す例では、フォーカスレンズ１１ａａがＡ点でピントが合っている場合に、フォーカスレンズ１１ａをそのまま平行にＢ点に移動させるとフォーカスずれ（Ｆｃずれ）が生じてしまう。なお、外装体４２を基準として傾きを示したが、撮影レンズの光軸等の他の基準であっても同じ問題が生ずる。
【００６０】
このように、カメラ部１０を（Ｘ：Ｙ）の任意の座標位置から別の任意の座標位置へ移動させながら、細胞をスルー画で表示させる際（ライブビュー表示）に、天板４０に傾きがある場合には、フォーカスレンズ１１ａにフォーカス位置のずれが発生してしまう（Ｆｃずれ）。ピントのボケた画像がライブビュー表示されてしまう。この場合には、カメラ部１０のＸ／Ｙステージ位置によって、天板４０の傾き、歪みは、部材のばらつき要因で発生してしまう（課題１）。なお、ライブビュー表示の時には、カメラ部１０の移動に伴ってコントラスト法によるＡＦ動作を行うと、ＡＦ動作時のレンズスキャン動作等によるタイムラグや表示のボケによりライブビュー表示の品位を損なってしまう。そのため、前述のように、ライブビュー動作を行う時には、コントラスト法によるＡＦ動作を行わない。その代わりにＦｃずれを補正するフォーカス駆動のみを行う。
【００６１】
上述の課題１に基づく、個体毎のＸＹ位置によるＦｃずれは、製造時の工程で調整し、補正する。すなわち、製造時の工程調整において、予め決めた（Ｘ：Ｙ）座標でＦｃ調整を行う。駆動前の（Ｘ：Ｙ）座標及び、駆動中および駆動後のレンズ駆動量を計測し、この計測結果を用いてＦｃずれ量を算出し、このＦｃずれ量を記憶部７１に記憶しておく。このＦｃずれ量に基づいてＦｃずれを調整する。以後、この補正をＸＹ位置によるＦｃずれと呼ぶ
【００６２】
また、細胞観察装置１が配置された環境変化により天板４０に歪が発生する。細胞観察装置１は、電気性能を維持する為に密閉構造となっており、外装体４２の内部と外部で、温度差／圧力差が発生する。一般に、天板４０の中央部は剛性が弱く変形量が大きく、周辺部は小さい。また、温度／圧力の影響で、天板４０がたる型に膨張したり、糸巻き側の凹みが発生する。これらの現象により温度・圧力によるＦｃずれが発生する（課題２）。この課題２に基づくＦｃずれについては、動作環境下で温度／圧力の情報を取得し、（Ｘ：Ｙ）座標位置に対応したＦｃ補正、すなわちフォーカスレンズ１１ａのピント位置を補正する。以後、この補正を温度／圧力によるＦｃずれと呼ぶ。
【００６３】
次に、図５を用いて、座標位置に応じたフォーカスレンズ１１ａのピント位置の補正、すなわちＦｃ補正制御について説明する。図５において、横軸はフォーカスレンズ１１ａの光軸方向の制御位置（制御ＬＤパルス）を表し、フォーカスレンズ１１ａの基準位置からＬＤモータ１２ｂに印加したパルス数によって制御位置（制御ＬＤパルス）を表す。横軸の左側が無限遠方向を表し、右側が至近側方向を表す。縦軸は、フォーカスレンズ１１ａのシステム管理上の位置（パルス）を表す。縦軸の下側が無限遠方向を表し、上側が至近側方向を表す。
【００６４】
ここで、フォーカスレンズ１１ａのシステム管理上の位置について説明する。前述のように、細胞観察装置１と操作部２０とは通信を行うことが可能であり、ユーザは、操作部２０により細胞観察装置１を制御することができる。ユーザは、操作部２０の操作によりフォーカスレンズの位置を指示し、操作部２０から細胞観察装置１へ指示位置データが送信され、細胞観察装置１は、受信した指示位置データに基づきフォーカスレンズを指示された位置へ移動させる。そして、細胞観察装置１では、カメラ部１０により撮像した画像データを取得し、操作部２０へ画像データを送信する。操作部２０では、受信した画像データを操作部の表示装置に表示し、細胞等の試料の画像をユーザに示すことができる。この時に、操作部２０と細胞観察装置１との通信で使用されるフォーカスレンズの位置データをシステム管理上の位置（データ）と称する。
【００６５】
システム管理上の位置データは、合焦となる被写体（細胞等の試料）の距離に一対一に対応するデータである。システム管理上の位置データはバックラッシュ補正値やＦｃ補正値の成分を含まない。細胞観察装置１では、操作部２０から受信したシステム管理上の位置データに対して、バックラッシュ補正値やＦｃ補正値を加味した制御ＬＤパルスを算出してフォーカスレンズの位置を制御する。また、フォーカスレンズを駆動した後のフォーカスレンズの位置（制御ＬＤパルス）をシステム管理上の位置データに変換して操作部２０へ送信する。このように、操作部２０では、バックラッシュ補正値やＦｃ補正値を考慮することなくフォーカスレンズの位置を制御することができる。
【００６６】
図５において、ループＡはフォーカスレンズ１１ａのピント位置の補正（Ｆｃパルス補正）が０の場合を示し、ループＢはピント位置の補正が０でない値の場合を示す。ループＡは、たとえば、カメラ部１０の移動範囲の中心（図７のＳＴ１２）に相当し、ループＢは上記中心以外の位置に相当する。図５において、観察光路上の所定の距離に配置された基準チャートに合焦するフォーカスレンズの位置を決定する調整を、リセット駆動と同じ方向である至近側から無限遠方向にフォーカスレンズを移動させて行う場合を示している。この駆動方向でフォーカスレンズを駆動させて基準チャートに合焦するフォーカスレンズの位置を検出する。合焦の判定は、たとえば、撮像部（撮像センサ）の出力する画像データに基づくコントラスト（ＡＦ評価値）のピークを検出して行う。このように、基準チャートに合焦するフォーカスレンズの位置である基準チャート位置Ｘを検出して、横軸の制御レンズ位置（制御ＬＤパルス）と縦軸のシステム管理上のレンズ位置が１：１に対応するようにする。
【００６７】
フォーカスレンズの駆動時に、駆動方向を反転すると、メカ的なガタ（バックラッシュ）が存在するので、このガタが詰められる（寄せられる）まで、制御ＬＤパルス（図５の横軸）が変化しても、実際にはフォーカスレンズ１１ａの位置は変化しない。目標のレンズ位置に到達させるためには、駆動反転がなされる毎にガタが除去されるまで駆動するバックラッシュ補正（駆動）を行う。
【００６８】
フォーカスレンズ１１ａのピント合わせを行う際の目標位置は、図５の縦軸に示すフォーカスレンズのシステム管理上の位置で指示がなされる。図５において、一点鎖線で示す駆動方向Ａａ、Ａｂの駆動および二点鎖線で示す駆動方向Ｂａ、Ｂｂの駆動では、指示されるシステム管理上の位置（パルス）に対してバックラッシュ分の補正を行って制御ＬＤパルスを算出し、バックラッシュ補正（駆動）を行う。図５において、Pls_LDbk_Adjはバックラッシュパルスを表し、これが前述のガタの分に相当する。
【００６９】
カメラ部１０の位置に依存して、フォーカスレンズ１１ａが基準チャート位置Ｘにピントの合う制御ＬＤパルスが変化する。これをＦｃずれと呼ぶ。そこで、カメラ部１０の位置に応じて、Ｆｃパルス補正制御を行う。基準チャート位置は、が外装体４２（または撮影レンズ光軸）に対して直交し、かつ所定距離に配置された調整用の基準チャートの位置を示す。
【００７０】
図５において、前述したように、ループＡに示す例では、Ｆｃずれが０である。駆動方向Ａａ、Ａｂはバックラッシュ補正時の動きであり、駆動方向Ａｃ、Ａｄはリセット駆動方向と同じ方向（至近側→無限遠側）に駆動している場合である。リセット駆動方向に駆動している際には、フォーカスレンズのシステム管理上の位置と制御ＬＤパルスが一致している。
【００７１】
カメラ部１０が、ループＡに示すようなＦｃずれのない位置にある場合には、制御ＬＤパルスＸＰｌｓにおいて、フォーカスレンズが基準チャート位置にピントが合った状態（合焦状態）である。このときには、フォーカスレンズのシステム管理上の位置と制御ＬＤパルスは、Ｐｌｓ単位で一致し、ＸＰｌｓとする。
【００７２】
カメラ部１０が、ループＢに示すようなＦｃずれとして０ではない位置、すなわちＦｃずれのある位置にある場合には、基準チャート位置Ｘに対応するループＡのシステム管理上の位置Ｘを、Ｆｃ補正パルスCalc_Comp_Fc_Pls（Ｄ）分だけ補正してループＢの基準チャート位置Ｘに対応する制御ＬＤパルス（Ｘ＋Ｄ）を算出する。このようにループＢの場合に、ループＢに対応するＦｃ補正パルスでループＢの制御ＬＤパルスを補正することにより、図５に示すようにループＢの状態であっても基準チャート位置に合焦させることができる。
【００７３】
次に、図６を用いて、カメラ部１０の駆動（Ｘ／Ｙステージ駆動）と、フォーカスレンズ駆動（ＬＤ駆動）の動作シーケンスについて説明する。
【００７４】
図６の上段はＸステージ駆動を示す。Ｘステージ駆動は、ＣＰＵ６０内のＸＭＴ制御部６２が、Ｘステージモータドライバ５４、Ｘステージモータ５３を介してＸステージ駆動機構５２によって、カメラ部１０（ＬＤユニット１２）をＸ軸方向に移動させる。Ｘステージ駆動は、まず時刻ｔ１において、Ｘステージモータ５３（ステッピングモータ）の初期励磁を行う。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、Ｘステージモータ５３にパルスを印加し、これによりカメラ部１０はＸ軸方向の目標位置に移動する。そして時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、ステッピングモータに保持励磁を行う。
【００７５】
図６の中段はＹステージ駆動を示す。Ｙステージ駆動は、ＣＰＵ６０内のＹＭＴ制御部６４が、Ｙステージモータドライバ５７、Ｙステージモータ５８を介してＹステージ駆動機構５９によって、カメラ部１０（ＬＤユニット１２）をＹ軸方向に移動させる。Ｙステージ駆動は、まず時刻ｔ５において、Ｙステージモータ５８（ステッピングモータ）の初期励磁を行う。そして、時刻ｔ６から時刻ｔ７の間、Ｙステージモータ５８にパルスを印加し、これによりカメラ部１０はＹ軸方向の目標位置に移動する。そして時刻ｔ７から時刻ｔ８の間、ステッピングモータに保持励磁を行う。
【００７６】
図６の下段はフォーカスレンズ駆動（ＬＤ駆動）を示す。図６に示す例は、Ｆｃ補正駆動を実施する場合である。まず、リセット駆動後から時刻ｔ８までの間、弱励磁または初期励磁を行う。弱励磁は、ＬＤモータ１２ｂの印加電圧を通常の励磁状態よりも低くして励磁する状態をいう。すなわち、弱励磁されていない状態（弱励磁オフ状態）からフォーカスレンズ駆動を開始する場合には、この間に初期励磁を行う。ライブビュー表示がなされる等により、弱励磁が継続している状態の場合には、この間弱励磁を行う。
【００７７】
フォーカスレンズ駆動（ＬＤ駆動）において、時刻ｔ８になると、Ｘステージ駆動およびＹステージ駆動が終了し、カメラ部１０が目標位置に到達し、Ｆｃ補正実施コマンドがＣＰＵ６０のＬＤモータ制御部６１からＬＤモータドライブ５１に指示され、Ｆｃ補正駆動が実施される。時刻ｔ９になるとＦｃ補正駆動が終了し、時刻ｔ１０まで保持励磁がなされ、駆動が完了する。その後は、図示していないが弱励磁に切り換えて待機状態となる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、ＸステージとＹステージを順次駆動していたが、電力供給が十分であれば、Ｘステージ駆動とＹステージ駆動を同時に実施してもかまわない。
【００７９】
次に、図７を用いて、カメラ部１０の位置（Ｘ／Ｙステージ位置）に対応したＦｃ補正値を演算する際に使用するＦｃ調整データ領域について説明する。図７において、白丸を付したステージポジションＳＴ０〜ＳＴ２４は、Ｆｃ調整ポイント０〜２４に対応し、領域ａ〜領域ｐは、ステージポジションＳＴ０〜ＳＴ２４を結んだ矩形の領域である。その周辺で領域にステージポジションＳＴを２つ含む場合にはダッシュ（‘）を付し、ステージポジションＳＴが１つしか含まない場合にはツーダッシュ（“）を付している。
【００８０】
ステージポジションＳＴ０１〜ＳＴ２４の位置には、製造工程においてＦｃ補正調整値が測定され、記憶部７１内の不揮発性メモリに記憶されている。この製造工程における調整工程では、ＬＤユニット１２（カメラ部１０）より予め決められた高さを基準高さとし、この位置に基準チャートを置き、コントラスト法等のＡＦ（Auto Focus）によって合焦させ、合焦点に達するまでのＬＤパルス（ＬＤモータ１２ｂに基準位置に達してから印加するパルス）数を求め、これをＦｃ補正調整値とする。
【００８１】
ダッシュおよびツーダッシュが付与されていない領域ａ〜ｐにおいては、領域の四隅（調整ポイント）におけるＦｃ補正調整値記憶されているので、各領域内の各位置におけるＦｃ補正値は、この４点のＦｃ調整値を補間演算することにより算出することができる。領域の境界の演算は、原点側のデータを使用する。例えば、領域ａと領域ｅの境界は、領域ａで演算を行う。
【００８２】
ダッシュが付与されている領域については、隣接領域の四隅のＦｃ補正パルスを外挿補間することにより、Ｆｃ補正値を算出することができる。またツーダッシュが付与されている領域については１点で隣接する領域の四隅のＦｃ調整値を外挿補間することに、Ｆｃ補正値を算出することができる。例えば、領域ａ’，ａ”については、領域ａのＦｃ調整値を用いて外挿する補間演算を行う。
【００８３】
図８に記憶部７１に記憶されるＦｃ調整値の例を示す。左欄はステージポジションＳＴ０〜ＳＴ２４を示し、右欄はＦｃ調整値Fc_Adj_Pos_iを示す。ここで、「ｉ」は０〜２４の２５か所の添え字であり、ステージポジションの番号に対応している。
【００８４】
なお、Ｆｃ調整値は、図９に示すように、座標位置毎に記憶するようにしてもよい。図９に示す例では、ステージポジション０〜２４のそれぞれにＸ座標およびＹ座標も併せて記録するようにしている。
【００８５】
次に、図１０を用いて、Ｆｃ調整値から補間演算によりＦｃ補正値を算出する方法について説明する。前述のＦｃ調整値（Fc_Adj_Pos_i）を用いて、現在のカメラ部１０（ＬＤユニット１２）の位置（Ｘ／Ｙステージ位置）に対応したＦｃ補正値を算出する。算出手順は以下の通りである。
【００８６】
図１０は、Ｘ方向およびＹ方向ともにＦｃ調整値をもつ座標の内側の座標について、Ｆｃ補正値を補間処理により算出される場合を示す。ステージポジションＳＴ（Ｘｉ：Ｙｉ）の位置に対応してＦｃ調整値Fc_Adj_k1が記憶されている。ステージポジションＳＴ（Ｘｉ＋１：Ｙｉ）の位置に対応してＦｃ調整値Fc_Adj_k2が記憶されている。ステージポジションＳＴ（Ｘｉ：Ｙｉ＋１）の位置に対応してＦｃ調整値Fc_Adj_k3が記憶されている。ステージポジションＳＴ（Ｘｉ；１：Ｙｉ＋１）の位置に対応してＦｃ調整値Fc_Adj_k4が記憶されている。
【００８７】
位置Ｐ（Ｘａ：Ｙａ）が、補間演算によりＦｃ補正値を算出したい位置である。この位置Ｐにおいて補間演算によって算出したＦｃ補正値をCalc_Comp_Fc_Plsとする。このＦｃ補正値Calc_Comp_Fc_Plsは以下の演算処理により算出する。
【００８８】
まず、位置Ｐ（Ｘａ：Ｙ１）においてＸ軸方向の線形補間処理に基づいてＦｃ調整値Fc_calc1を下記（１）式を用いて算出する。なお、下記（１）〜（３）において、「＊」は乗算を意味する。
Ｆｃ＿ｃａｌｃ１＝Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ１＋（Ｘａ−Ｘｉ）／（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）＊（Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ２−Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ１）    ・・・（１）
なお、演算結果は、小数点以下第ｎ位を四捨五入で、小数点第（ｎ−１）位に丸める。
【００８９】
次に、位置Ｐ（Ｘａ：Ｙ１＋１）においてＸ軸方向の線形補間処理に基づいてＦｃ調整値Fc_calc2を下記（２）式を用いて算出する。
Ｆｃ＿ｃａｌｃ２＝Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ３＋（Ｘａ−Ｘｉ）／（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）＊（Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ４−Ｆｃ＿Ａｄｊ＿ｋ３）    ・・・（２）
なお、演算結果は、小数点以下第ｎ位を四捨五入で、小数点第（ｎ−１）位に丸める。
【００９０】
次に、位置Ｐ（Ｘａ：Ｙａ）においてＹ軸方向の線形補間処理に基づいてＦｃ調整値Fc_calc3を下記（３）式を用いて算出する。
Ｆｃ＿ｃａｌｃ３＝Ｆｃ＿Ｃａｌｃ１＋（Ｙａ−Ｙｉ）／（Ｙｉ＋１−Ｙｉ）＊（Ｆｃ＿Ｃａｌｃ２−Ｆｃ＿Ｃａｌｃ１）    ・・・（３）
なお、演算結果は、四捨五入して整数に丸める。この（３）式により算出したFc_Calc3を、Ｆｃ補正値Calc_Comp_Fc_Plsとする。
【００９１】
周辺領域ａ’、ａ“、ｄ’、ｄ”、ｎ’、ｎ“、ｐ’、ｐ”においても、線形補間を行うための演算式としては、前述の式（１）〜（３）を用いて行う。
【００９２】
次に、図１１を用いて、環境温度を考慮したＦｃ補正値について説明する。図１１は、製造時の工程温度を、２５度Ｃを基準温度とした場合の温度Ｆｃ補正テーブルである。左欄は、図８と同じくステージポジションを示し、その右側の欄に順次２０度Ｃ、２５度Ｃ、・・・、４０度Ｃ、４５度Ｃに対応する温度Ｆｃ補正値を示す。なお、図１１では、２５度Ｃを基準温度としたが、これは例示であり、異なる温度を基準温度としても構わない。
【００９３】
天板４０の剛性により撓むが、この撓み量は前述したようにカメラ部１０（ＬＤユニット１２）の位置（Ｘ／Ｙステージ位置）に応じて異なる。さらに撓み量は、温度変化によって異なる。そこで、本実施形態においては、図１１に示すように、位置と温度毎にＦｃ調整値を記憶するようにしている。なお、位置毎の変化を無視し、温度毎に温度Ｆｃ補正を行うようにしてもよい。すなわち、温度変化により光学特性によるＦｃずれが発生するとして、温度Ｆｃ補正によって光学Ｆｃずれ補正を行うようにしてもよい。
【００９４】
図１１に示すテーブルでは、所定の装置外温度の条件での装置内温度に対応する５度Ｃごとの温度Ｆｃ調整値を記載している。装置内温度センサ４３ａによって検出された温度が、中間温度の場合には、図１１に示すテーブルデータより線形補間演算により、温度Ｆｃ補正値を算出する。その後、ＸＹ位置によるＦｃ補正値を前述したように式（１）〜（３）を用いて算出する。図１１に示すテーブルでは、２５度Ｃを調整時温度とし、５度Ｃごとの温度Ｆｃ調整値を記載している。この時、装置外温度の条件は、２５度Ｃとする。また、細胞観察装置に適用する場合であれば恒温槽の内部温度を一般的に３７度Ｃに設定するので、３７度Ｃを調整時温度とし２度Ｃごとの温度Ｆｃ調整値としてテーブルデータを作成してもよい。また、この時の装置外温度の条件は３７度Ｃとしてもよい。
【００９５】
図１１に示すテーブルを使用して、次のように温度補正を行う。第１の温度補正方法として、装置内温度センサ４３ａにより検出された温度Ｔａに対応するＦｃ補正値を算出する。たとえば、Ｆｃ調整値テーブルを作成する時の温度を基準温度Ｔ０として設定し、温度Ｔａの温度Ｆｃ調整値と基準温度Ｔ０の温度Ｆｃ調整値の差を温度Ｆｃ補正値１として適用する。また、複数の異なる装置外温度の条件での複数のテーブルを作成し記憶させておいてもよい。装置外温度センサ４４ｄにより検出された温度に基づいて、上記複数のテーブルのうちから検出された装置外温度に対応するテーブルを選択しても温度Ｆｃ補正値を求めてもよい。
【００９６】
第２の温度補正方法として、図１１に示すテーブルにおいて、装置内温度（２０、２５、・・・４０、４５）の代わりに装置外温度と装置内温度の差（−１５、−１０、・・・、１０、１５）に基づく温度差に関するテーブル（不図示）を作成し記憶しておく。そして、装置内温度センサ４３ａにより検出される温度Ｔａと装置外温度センサ４４ｄにより検出される温度Ｔｂとの差を求め、上記温度差に関するテーブルと温度差（Ｔｂ−Ｔａ）に基づいて温度Ｆｃ補正値２を算出して適用する。温度Ｆｃ補正値１と温度Ｆｃ補正値２を組み合わせ（加算）して温度Ｆｃ補正値としてもよい。
【００９７】
次に、図１２を用いて、環境圧力（気圧）を考慮したＦｃ補正値について説明する。図１２は、製造時の工程気圧を、１０１３ｈｐａを基準気圧とした場合の気圧Ｆｃ補正テーブルである。左欄は、図８と同じくステージポジションを示し、その右側の欄に順次９２３ｈｐａ、９４３ｈｐａ、・・・、１０１３ｈｐａ、１０２３ｈｐａに対応する気圧Ｆｃ補正値を示す。なお、図１２では、１０１３ｈｐａを基準気圧としたが、これは例示であり、異なる気圧を基準気圧としても構わない。
【００９８】
天板４０の撓み量は、気圧変化によって異なる。そこで、本実施形態においては、図１２に示すように、位置と気圧毎にＦｃ調整値を記憶するようにしている。なお、位置毎の変化を無視し、温度毎に気圧Ｆｃ補正を行うようにしてもよい。すなわち、気圧変化により光学特性によるＦｃずれが発生するとして、気圧Ｆｃ補正によって光学Ｆｃずれ補正を行うようにしてもよい。
【００９９】
図１２に示すテーブルでは、所定の装置外圧力の条件での装置内圧力に対応する２０ｈｐａｓごとの気圧Ｆｃ調整値を記載している。装置内圧力センサ４３ｂによって検出された気圧が、中間気圧の場合には、図１２に示すテーブルデータより線形補間演算により、気圧Ｆｃ補正値を算出する。その後、ＸＹ位置によるＦｃ補正値を前述したように式（１）〜（３）を用いて算出する。
【０１００】
図１２に示すテーブルを使用して、次のように補正を行う 。第１の圧力補正方法として、装置内圧力センサ４３ｂにより検出された圧力Ｐｂに対応するＦｃ補正値を算出する。たとえば、Ｆｃ調整値テーブルを作成する時の圧力を基準圧力Ｐ０として設定し、圧力Ｐｂの圧力Ｆｃ調整値と基準圧力Ｐ０の圧力Ｆｃ調整値の差を圧力Ｆｃ補正値１として適用する。また、複数の異なる装置外圧力の条件での複数のテーブルを作成し記憶させておいてもよい。装置外圧力センサ４４ｅにより検出された圧力に基づいて、上記複数のテーブルのうちから検出された装置外圧力に対応するテーブルを選択しても圧力Ｆｃ補正値を求めてもよい。
【０１０１】
第２の圧力補正方法として、図１１に示すテーブルにおいて、装置内圧力（９２３、９４３、・・・、１０１３、１０２３）の代わりに、装置外圧力と装置内圧力の差に基づく圧力差（−５０、−４０、・・・、４０、５０）に関するテーブル（不図示）を作成し記憶しておく。そして、装置内圧力センサ４３ｂにより検出される圧力Ｔｂと装置外圧力センサ４４ｅにより検出される圧力Ｔｅとの差を求め、上記圧力差に関するテーブルと圧力差（Ｐｅ−Ｐｂ）に基づいて圧力Ｆｃ補正値２を算出して適用する。圧力Ｆｃ補正値１と圧力Ｆｃ補正値２を組み合わせ（加算）して圧力Ｆｃ補正値としてもよい。
【０１０２】
次に、図１３ないし図１７に示すフローチャートを用いて、カメラ部１０（ＬＤユニット１２）の駆動動作について説明する。これらのフローチャートは、ＣＰＵ６０が記憶部７１に記憶されたプログラムに従って細胞観察装置１内の各部を制御することにより実行する。なお、これらのフローチャートに示すフォーカスレンズ１１ａのピント合わせ動作は、静止画撮影の際に行うＡＦ動作ではなく、細胞観察のためのライブビュー動作時に行うピント合わせ動作である。
【０１０３】
図１３に示すＸ／ＹステージＬＤ駆動のフローに入ると、まず、Ｘステージ駆動が必要か否かを判定する（Ｓ１）。Ｘステージ駆動は、図１で説明すると、カメラ部１０を、Ｘアクチュエータ３１ｂおよびＸ送りネジ３２ｂによって、Ｘ軸方向に移動させる駆動をいう。また、図２で説明すると、ＬＤユニット１２を、Ｘステージモータドライバ５４、Ｘステージモータ５３、Ｘステージ駆動機構５２によって、Ｘ軸方向に移動させる駆動をいう。カメラ部１０（ＬＤユニット１２）は、予め決められた位置に自動的に移動させる場合と、観察者が手動設定した位置に移動させる場合がある。このステップでは、いずれかの設定によってカメラ部１０（ＬＤユニット１２）をＸ軸方向に移動させるか否かについて判定する。
【０１０４】
ステップＳ１における判定の結果、Ｘステージ駆動が必要とされた場合には、Ｘステージ駆動を行う（Ｓ３）。ここでは、ＬＤユニット１２を、Ｘステージモータドライバ５４、Ｘステージモータ５３、Ｘステージ駆動機構５２によって、Ｘ軸方向に移動させる。
【０１０５】
Ｘステージ駆動を行うと、またはステップＳ１における判定の結果、Ｘステージ駆動が必要でなかった場合には、次に、Ｙステージ駆動が必要か否かを判定する（Ｓ５）。Ｙステージ駆動は、図１で説明すると、カメラ部１０を、Ｙアクチュエータ３１ａおよびＹ送りネジ３２ａによって、Ｙ軸方向に移動させる駆動をいう。また、図２で説明すると、ＬＤユニット１２を、Ｙステージモータドライバ５７、Ｙステージモータ５８、Ｙステージ駆動機構５９によって、Ｙ軸方向に移動させる駆動をいう。カメラ部１０（ＬＤユニット１２）は、前述したように、予め決められた位置に自動的に移動させる場合と、観察者が手動設定した位置に移動させる場合がある。このステップでは、いずれかの設定によってカメラ部１０（ＬＤユニット１２）をＹ軸方向に移動させるか否かについて判定する。
【０１０６】
ステップＳ５における判定の結果、Ｙステージ駆動が必要とされた場合には、Ｙステージ駆動を行う（Ｓ７）。ここでは、ＬＤユニット１２を、Ｙステージモータドライバ５７、Ｙステージモータ５８、Ｙステージ駆動機構５９によって、Ｙ軸方向に移動させる。
【０１０７】
Ｙステージ駆動を行うと、またはステップＳ５における判定の結果、Ｙステージ駆動が必要でなかった場合には、次に、Ｆｃ補正駆動演算を行う（Ｓ９）。ここでは、図４ないし図１２を用いて説明したＦｃ補正値を算出する。Ｆｃ補正駆動演算の詳しい処理については図１４を用いて後述する。
【０１０８】
Ｆｃ補正駆動演算を行うと、次に、フォーカスレンズ駆動（ＬＤ駆動）を行う（Ｓ１１）。ここでは、ステップＳ９において算出されたＦｃ補正値を用いて、フォーカスレンズ１１ａのピント合わせを行う。ＬＤ駆動を行うと、元のメインフローに戻る。
【０１０９】
次に、図１４に示すフローチャートを用いて、Ｆｃ補正駆動演算の詳しい処理について説明する。
【０１１０】
Ｆｃ補正駆動演算のフローに入ると、まず、Ｆｃ補正パルス演算を行う（Ｓ２１）。ここでは、Ｆｃ補正目標パルスCalc_Comp_Fc_Pls（図５参照）を演算する。この演算にあたっては、図７〜図１０を用いて説明したＸＹ位置に応じたＦｃずれ補正量、図１１を用いて説明した温度Ｆｃずれ補正、図１２を用いて説明した圧力Ｆｃずれ補正を行う。なお、精度上問題なければ、温度Ｆｃずれ補正および圧力Ｆｃずれ補正のいずれか一方または両方を省略してもよい。このＸＹ位置Ｆｃずれ補正の詳細な処理については図１５を用いて後述する。
【０１１１】
Ｆｃ補正パルス演算を行うと、次に、駆動バックラッシュ補正判定を行う（Ｓ２３）。ここでは、図５を用いて説明した駆動バックラッシュの補正を行う。この駆動バックラッシュ補正判定の詳しい処理については、図１６を用いて後述する。
【０１１２】
駆動バックラッシュ補正判定を行うと、次に、補正した目標パルスを演算する（Ｓ２５）。ここでは、ステップＳ２１において算出したＦｃ補正目標パルス、駆動開始時のレンズ位置、およびステップＳ２３における駆動バックラッシュ判定の結果に基づくバックラッシュ補正を用いて、補正した目標パルスLD_Trg_Comp_Plsを算出する。この補正した目標パルス演算の詳細な処理については、図１７を用いて後述する。補正した目標パルスを演算すると元のフローに戻る。
【０１１３】
次に、図１５に示すフローチャートを用いて、ステップＳ２１（図１４参照）におけるＦｃ補正パルス演算の詳細な処理について説明する。
【０１１４】
Ｆｃ補正パルス演算のフローに入ると、まず、ＸＹ位置Ｆｃずれ補正を行う（Ｓ３１）。ここでは、カメラ部１０（ＬＤユニット１２）の現在位置（ＸＹ位置）を検出し、記憶部７１に記憶されたＦｃ調整値テーブル（図８参照）から現在位置に属する領域に応じたＸ／ＹステージポジションのＦｃ調整値を読出し（図７参照）、この読み出されたＦｃ調整値を用いて、現在位置に応じたＦｃ補正値を補間演算により算出する（図１０参照）。
【０１１５】
ＸＹ位置Ｆｃずれ補正を行うと、次に、温度Ｆｃずれ補正を行うか否かを判定する（Ｓ３３）。ここでは、装置内温度センサ４３ａ、装置外温度センサ４４ｄによって検出された温度に基づいて、温度Ｆｃずれ補正を行うか否かを判定する。なお、温度Ｆｃずれ補正を行わない場合には、ステップＳ３３、Ｓ３５を省略してもよい。第１の温度Ｆｃずれ補正を行うか否かは、装置内温度Ｔａと基準温度Ｔ０との差（Ｔａ−Ｔ０）の絶対値が第１の温度閾値より大きい場合に、第１の温度Ｆｃずれ補正を行うと判定する。また第２の温度Ｆｃずれ補正を行うか否かは、装置内温度Ｔａと装置外温度Ｔｂの差（Ｔｂ−Ｔａ）が第２の温度閾値より大きい場合に、第２の温度Ｆｃずれ補正を行うと判定する。
【０１１６】
ステップＳ３３における判定の結果、温度Ｆｃずれ補正を行う場合には、温度Ｆｃずれ補正を行う（Ｓ３５）。ここでは、ステップＳ３１において検出したカメラ部１０（ＬＤユニット１２）の現在位置（ＸＹ位置）を用いて、記憶部７１に記憶された温度Ｆｃ調整値テーブル（図１１参照）から現在位置に属する領域に応じた温度Ｆｃ調整値を読出し、この読み出された温度Ｆｃ調整値を用いて、現在位置に応じた温度Ｆｃ補正値を補間演算により算出する（図１０参照）。第１の温度Ｆｃずれ補正を行う場合は、温度Ｆｃ補正値１を使用し、第２の温度Ｆｃずれ補正を行う場合は、温度Ｆｃ補正値２を使用して補正を行う。
【０１１７】
温度Ｆｃずれ補正を行うと、またはステップＳ３３における判定の結果、温度Ｆｃずれ補正を行わなかった場合には、次に、圧力Ｆｃずれ補正を行うか否かを判定する（Ｓ３７）。ここでは、装置内圧力センサ４３ｂ、装置外圧力センサ４４ｅによって検出された気圧に基づいて、圧力Ｆｃずれ補正を行うか否かを判定する。なお、圧力Ｆｃずれ補正を行わない場合には、ステップＳ３７、Ｓ３９を省略してもよい。第１の圧力Ｆｃずれ補正を行うか否かは、装置内圧力Ｐａと基準圧力Ｐ０との差（Ｐａ−Ｐ０）の絶対値が第１の圧力閾値より大きい場合に、第１の圧力Ｆｃずれ補正を行うと判定する。また第２の圧力Ｆｃずれ補正を行うか否かは、装置内圧力Ｐａと装置外圧力Ｐｂの差（Ｐｂ−Ｐａ）が第２の圧力閾値より大きい場合に、第２の圧力Ｆｃずれ補正を行うと判定する。
【０１１８】
ステップＳ３７における判定の結果、圧力Ｆｃずれ補正を行う場合には、圧力Ｆｃずれ補正を行う（Ｓ３９）。ここでは、ステップＳ３１において検出したカメラ部１０（ＬＤユニット１２）の現在位置（ＸＹ位置）を用いて、記憶部７１に記憶された気圧Ｆｃ調整値テーブル（図１２参照）から現在位置に属する領域に応じた気圧Ｆｃ調整値を読出し、この読み出された気圧Ｆｃ調整値を用いて、現在位置に応じた圧力Ｆｃ補正値を補間演算により算出する（図１０参照）。第１の圧力Ｆｃずれ補正を行う場合は、圧力Ｆｃ補正値１を使用し、第２の圧力Ｆｃずれ補正を行う場合は、圧力Ｆｃ補正値２を使用して補正を行う。
【０１１９】
圧力Ｆｃずれ補正を行うと、またはステップＳ３７における判定の結果、圧力Ｆｃずれ補正を行わなかった場合には、次に、Ｆｃ補正パルスCalc_Comp_Fc_Plsを算出する（Ｓ４１）。ここでは、ステップＳ３１において算出したＸＹ位置Ｆｃずれ補正Ｐｌｓと、ステップＳ３５において算出した温度Ｆｃずれ補正Ｐｌｓと、ステップ３９で算出した気圧Ｆｃずれ補正Ｐｌｓを加算し、この加算結果をＦｃ補正パルスとする。Ｆｃ補正パルスを算出すると元のフローに戻る。
【０１２０】
次に、図１６に示すフローチャートを用いて、ステップＳ２３（図１４参照）における駆動バックラッシュ補正判定の詳細な処理について説明する。このフローでは、前回駆動方向と今回駆動方向が一致しているか否かを判定し、一致していない場合には、駆動バックラッシュ分の補正を行う。
【０１２１】
駆動バックラッシュ補正判定のフローに入ると、前回駆動方向を読み出し（Ｓ５１）、現在駆動方向を読み出す（Ｓ５３）。ＣＰＵ６０内のＸＭＴ制御部６２およびＹＭＴ制御部６４は、Ｘステージモータ５３およびＹステージモータ５８を駆動する際に駆動方向を記憶しておくので、このステップでは、記憶された駆動方向を読み出す。
【０１２２】
続いて、前回駆動方向と今回駆動方向が一致しているか否かを判定する（Ｓ５５）。ここでは、ステップＳ５１およびＳ５３において読み出した駆動方向に基づいて判定する。
【０１２３】
ステップＳ５５における判定の結果、駆動方向が一致していた場合には、駆動バックラッシュ補正は不要とする（Ｓ５７）。駆動方向が一致していたことから、駆動バックラッシュは発生していないので、駆動バックラッシュ補正は不要とする。
【０１２４】
一方、ステップＳ５５における判定の結果、駆動方向が一致していない場合には、駆動バックラッシュ補正を必要とする（Ｓ５９）。駆動方向が不一致であることから、駆動バックラッシュは発生しているので、駆動バックラッシュ補正は必要とする。
【０１２５】
ステップＳ５７またはＳ５９において駆動バックラッシュ補正について判断すると、駆動バックラッシュ補正判定のフローを終了し、元のフローに戻る。
【０１２６】
次に、図１７に示すフローチャートを用いて、ステップＳ２５（図１４参照）における補正した目標パルス演算の詳細な処理について説明する。
【０１２７】
補正した目標パルス演算のフローに入ると、まず、駆動開始時のレンズ位置パルスを読み出す（Ｓ６１）。ＣＰＵ６０内のＸＭＴ制御部６２およびＹＭＴ制御部６４は、Ｘステージモータ５３およびＹステージモータ５８の駆動を開始する際に、現在位置として記憶されたレンズ位置パルスを読み出し、この読み出したパルスを、LD_Prev_Plsとして記憶する。なお、このレンズ位置パルスは、フォーカスレンズ基準位置検出部１２ｃによって基準位置を検出した後、この基準位置を基準として駆動する際にＬＤモータ１２ｂに印加されたパルスに基づいて算出されたレンズ位置である。このレンズ位置はＰｌｓで表される。そして、駆動が完了した時には、現在位置としてレンズ位置パルスを記憶する。
【０１２８】
次に、駆動バックラッシュ補正は必要か否かを判定する（Ｓ６３）。ステップＳ５７またはＳ５９（図１６参照）において、駆動バックラッシュ補正が必要か否かが記憶されているので、この記憶に基づいて判定する。
【０１２９】
ステップＳ６３における判定の結果、駆動バックラッシュ補正が必要でない場合には、補正した目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsを算出する（Ｓ６７）。ここでは、目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsを下記（４）式に基づいて算出する。
LD_Tag_Comp_Pls = LD_Trg_Head_Pls + Calc_Comp_Fc_Pls  ・・・（４）
【０１３０】
上述の（４）式において、目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsは、絶対値Ｐｌｓで表される。すなわち、絶対値Ｐｌｓは、前述したように、フォーカスレンズ基準位置検出部１２ｃによって基準位置を検出した後に、この基準位置を基準として、駆動する際にＬＤモータ１２ｂに印加されたパルスに基づいて算出されたレンズ位置を表す。
【０１３１】
また、上述の（４）式における、LD_Trg_Head_Plsは、操作部２０等の外部装置や、ＣＰＵ６０内のＡＦ制御ブロックからシステム管理上の位置に対応した目標ＬＤパルスが出力されている場合には、この時のＰｌｓである。また細胞観察時に行うライブビュー表示時には、現在のフォーカスレンズ位置LD_Prev_Plsが、LD_Trg_Head_Plsとなる。
【０１３２】
また、上述の（４）式におけるCalc_Comp_Fc_Plsは、ステップＳ４１（図１５参照）において算出されたＦｃ補正パルスCalc_Comp_Fc_Plsである。
【０１３３】
一方、ステップＳ６３における判定の結果、駆動バックラッシュ補正が必要の場合には、駆動バックラッシュを考慮した補正した目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsを算出する（Ｓ６５）。ここでは、目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsを下記（５）式に基づいて算出する。
LD_Tag_Comp_Pls = LD_Trg_Head_Pls + Calc_Comp_Fc_Pls ± Pls_LDbk_Adj  ・・・（５）
【０１３４】
上述の（５）式において、LD_Trg_Head_Pls + Calc_Comp_Fc_Plsは、上述の（４）式と同じであるので、詳しい説明を省略する。（５）式における± Pls_LDbk_Adjは、ＬＤバックラッシュパルスであり、駆動バックラッシュを補正するための補正値である。符号の「±」は、駆動方向が至近方向の場合に符号が「−」となり、一方無限遠方向の場合に符号が「＋」となることを意味する。このＬＤバックラッシュパルスPls_LDbk_Adjは、バックラッシュ調整によって調整された調整値で、Ｘ／Ｙステージ位置や、フォーカスレンズ位置に依存しない調整値（パルス）である。
【０１３５】
ステップＳ６５またはＳ６７において目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsを算出すると、次に、ＬＤ駆動する相対Ｐｌｓを算出する（Ｓ６９）。ステップＳ６５またはＳ６７において算出された目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsは、フォーカスレンズの基準位置からの絶対位置を示すパルスＰｌｓである。このステップでは、現在位置から目標ＬＤパルスLD_Tag_Comp_Plsまで移動させるために必要な相対的な移動量（相対Ｐｌｓ）を算出する。
【０１３６】
相対Ｐｌｓは、LD_Drv_Plsであらわされ、このＰｌｓは下記（６）式で算出される。
LD_Drv_Pls = LD_Trg_Comp_Pls − LD_Prev_Pls  ・・・（６）
ここで、目標ＬＤパルスLD_Trg_Comp_Plsは、ステップＳ６５またはＳ６７において算出される。また、LD_Prev_Plsは、駆動開始時のレンズ位置パルスであり、ステップＳ６１において読み出される。これらの値を用いて相対Ｐｌｓが算出される。
【０１３７】
ＬＤ駆動する相対Ｐｌｓを算出すると元のフローに戻る。元のフローに戻ると、ステップＳ６９において算出された相対Ｐｌｓを用いて、ステップＳ１１（図１３参照）において、フォーカスレンズ１１ａの駆動がなされ、駆動開始時のピント位置が維持されるようにフォーカス制御が行われる。
【０１３８】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、試料を撮像する撮像センサ１２ａと、撮像位置と試料に合焦するフォーカス制御情報とを対応つけるフォーカスマップを記憶するフォーカスマップ記憶用の記憶部７１を有している。そして、撮像部の撮像位置を変更し（図１３のＳ１〜Ｓ７参照）、変更された撮像位置に基づいて記憶されたフォーカスマップのデータを補正し、補正されたフォーカスマップに基づいてフォーカスを制御している（図１３のＳ９、Ｓ１１）。このため、天板の変形によるフォーカスずれを補正することができる。
【０１３９】
なお、本発明の一実施形態においては、ＬＤモータ制御部６１、ＸＭＴ制御部６２、画像処理部６３、ＹＭＴ制御部６４をＣＰＵ６０と一体の構成としたが、ＣＰＵ６０とは別体の構成としても勿論かまわない。また、これらは、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。また、ＣＰＵ６０の外部に設けた要素の一部または全部をＣＰＵ６０に取り込み、ソフトウエアによって実現するようにしても勿論かまわない。
【０１４０】
なお、本発明の一実施形態においては、測定対象として、容器８０内の培地で培養された試料８１を例に挙げて説明したが、これに限らず、撮像部を所定範囲内で移動させながら撮像し、測定する際の対象部であれば、これに限られない。通信方法も無線通信に限る必要はなく、有線通信でもよい。この他、製品の出来栄え検査、部品や実装の出来栄え検査、移動制御と撮影制御を組み合わせて行う遠隔撮影、検査システムや装置や方法であれば、本実施形態の応用が可能である。
【０１４１】
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
【０１４２】
また、本発明の一実施形態においては、図３および図４のフローチャートを用いて、本実施形態における動作を説明したが、処理手順は、順番を変えてもよく、また、いずれかのステップを省略してもよく、ステップを追加してもよく、さらに各ステップ内における具体的な処理内容を変更してもよい。
【０１４３】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１４４】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１・・・撮像装置、１０・・・カメラ部、１１ａ・・・フォーカスレンズ、１２・・・ＬＤユニット、１２ａ・・・撮像センサ、１２ｂ・・・ＬＤモータ、１２ｃ・・・フォーカスレンズ基準値検出部、１８・・・無線通信装置、２０・・・操作部、２８・・・通信部、２９・・・表示部、３１・・・アクチュエータ、３１ａ・・・Ｙアクチュエータ、３１ｂ・・・Ｘアクチュエータ、３２ａ・・・Ｙ送りネジ、３２ｂ・・・Ｘ送りネジ、３３・・・移動制御部、４０・・・天板、４２・・・外装体、４３・・・内蔵センサ、４３ａ・・・装置内温度センサ、４３ｂ・・・装置内圧力センサ、４３ｃ・・・装置内湿度センサ、４４・・・外部センサ、４４ａ・・・酸素濃度センサ、４４ｂ・・・窒素濃度センサ、４４ｃ・・・二酸化炭素濃度センサ、４４ｄ・・・装置外温度センサ、４４ｅ・・・装置外圧力センサ、４４ｆ・・・装置外湿度センサ、５０・・・ＸＹステージ部、５１・・・ＬＤモータドライバ、５２・・・Ｘステージ駆動機構、５３・・・Ｘステージモータ、５４・・・Ｘステージモータドライバ、５５・・・Ｘステージ基準位置検出部、５６・・・Ｙステージ基準位置検出部、５７・・・Ｙステージモータドライバ、５８・・・Ｙステージモータ、５９・・・Ｙステージ駆動機構、６０・・・ＣＰＵ、６１・・・ＬＤモータ制御部、６２・・・ＸＭＴ制御部、６３・・・画像処理部、６４・・・ＹＭＴ制御部、７１・・・記憶部、７２・・・ケーブル、７３・・・電源、７４・・・操作部、７５・・・表示部、８０・・・容器、８１・・・試料、
【図１】
2019008215.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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