(57)【要約】【課題】封止部材に封止された被検体に対する合焦調整を補助する。【解決手段】フォーカシング方法は対物光学系の所定の位置に被検体を合焦させる支持部の対物光学系に対する位置を検出するステップと検出した対物光学系に対する位置から封止部材の厚みに基づいて支持部を対物光学系に対して相対的に変位させるステップ（Ｓ３００、Ｓ３０５）とを有する。被検体を透明な封止部材に封止する。支持部は被検体を支持する。支持部の対物光学系に対する位置の検出はコントラスト方式に基づく。【選択図】図７
2015108753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系の所定の位置に透明な封止部材に封止された被検体を合焦させる、前記被検体を支持する支持部の対物光学系に対する位置を、コントラスト方式に基づいて検出するステップと、
検出した前記対物光学系に対する位置から、前記封止部材の厚みに基づいて、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させるステップとを備える
ことを特徴とするフォーカシング方法。
【請求項２】
透明な封止部材に封止された被検体を支持する支持部と、
前記支持部に対して光軸に沿って相対的に変位可能であり、前記光軸に沿って変位する被写体像を結像する対物光学系と、
前記対物光学系が結像した被写体像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像する前記被写体像のコントラストに基づいて対物光学系の所定の位置に前記被写体を合焦させる前記支持部の対物光学系に対する位置を検出し、前記対物光学系に対する位置から前記封止部材の厚みに基づいて前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させる制御部とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置であって、
前記撮像部が撮像した被写体像を記憶する記憶部を、更に備え、
前記制御部は、前記対物光学系に対する位置および該対物光学系に対する位置から、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させた位置において、前記撮像部に被写体像を撮像させ、該撮像した画像を前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の撮像装置であって、
前記封止部材は、第１の封止部材と、前記第１の封止部材より厚く且つ前記対物光学系の光軸の方向に沿って前記第１の封止部材とともに前記被検体を挟む第２の封止部材とを有し、
前記制御部は、前記第１の封止部材の厚みに基づいて前記対物光学系に対する位置から前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置であって、
前記第１の封止部材が、前記第２の封止部材よりも前記対物光学系側に配置される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
前記封止部材は、前記被検体と接触する面とは反対側の面に、可認識部を有し、
前記制御部は、前記被写体像のコントラストが最大となるときの前記支持部の前記対物光学系に対する相対的位置から、前記封止部材の厚み分の量で変位させた位置近辺においてコントラストが極大となる相対的位置を前記対物光学系に対する位置として検出する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
前記制御部は、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させた位置を基準として、前記封止部材の厚み未満の範囲で、コントラストに基づく前記所定の位置に前記被写体を合焦させる前記支持部の前記対物光学系に対する位置の更なる検出を実行する
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止部材に封止された被検体の合焦を容易にするフォーカシング方法および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡のように、透明な封止部材に封止した被検体を撮像する撮像装置が知られている。このような撮像装置において、ピント合わせ、即ち合焦調整をコントラスト方式などによって自動的に調整することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−００１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
封止部材に封止した合焦調整においては、封止部材の被検体との接触面の反対側の面上の被写体を合焦させるように調整されることがある。特に、当該反対側の面に付着物が存在すると、被検体よりも付着物の方が高いコントラストが得られることがあり、被検体に対して、必ずしも合焦調整が行われないことがあった。
【０００５】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、封止部材に封止された被検体に対する合焦調整に補助するフォーカシング方法および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点によるフォーカシング方法は、
対物光学系の所定の位置に透明な封止部材に封止された被検体を合焦させる、前記被検体を支持する支持部の対物光学系に対する位置を、コントラスト方式に基づいて検出するステップと、
検出した前記対物光学系に対する位置から、前記封止部材の厚みに基づいて、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させるステップとを備える
ことを特徴とするものである。
【０００７】
また、第２の観点による撮像装置は、
透明な封止部材に封止された被検体を支持する支持部と、
前記支持部に対して光軸に沿って相対的に変位可能であり、前記光軸に沿って変位する被写体像を結像する対物光学系と、
前記対物光学系が結像した被写体像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像する前記被写体像のコントラストに基づいて対物光学系の所定の位置に前記被写体を合焦させる前記支持部の対物光学系に対する位置を検出し、前記対物光学系に対する位置から前記封止部材の厚みに基づいて前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させる制御部とを備える
ことを特徴とするものである。
【０００８】
また、第３の観点による撮像装置において、
前記撮像部が撮像した被写体像を記憶する記憶部を、更に備え、
前記制御部は、前記対物光学系に対する位置および該対物光学系に対する位置から、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させた位置において、前記撮像部に被写体像を撮像させ、該撮像した画像を前記記憶部に記憶させる
ことが好ましい。
【０００９】
また、第４の観点による撮像装置において、
前記封止部材は、第１の封止部材と、前記第１の封止部材より厚く且つ前記対物光学系の光軸の方向に沿って前記第１の封止部材とともに前記被検体を挟む第２の封止部材とを有し、
前記制御部は、前記第１の封止部材の厚みに基づいて前記対物光学系に対する位置から前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させる
ことが好ましい。
【００１０】
また、第５の観点による撮像装置において、
前記第１の封止部材が、前記第２の封止部材よりも前記対物光学系側に配置される
ことが好ましい。
【００１１】
また、第６の観点による撮像装置において、
前記封止部材は、前記被検体と接触する面とは反対側の面に、可認識部を有し、
前記制御部は、前記被写体像のコントラストが最大となるときの前記支持部の前記対物光学系に対する相対的位置から、前記封止部材の厚み分の量で変位させた位置近辺においてコントラストが極大となる相対的位置を前記対物光学系に対する位置として検出する
ことが好ましい。
【００１２】
また、第７の観点による撮像装置において、
前記制御部は、前記支持部を前記対物光学系に対して相対的に変位させた位置を基準として、前記封止部材の厚み未満の範囲で、コントラストに基づく前記所定の位置に前記被写体を合焦させる前記支持部の前記対物光学系に対する位置の更なる検出を実行する
ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成された本発明に係るフォーカシング方法および撮像装置によれば、封止部材に封止された被検体に対する合焦調整を補助可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】図１における支持部による被検体の支持構成の一例を示す拡大図である。
【図３】可認識部を有する封止部材を、別の封止部材とともに示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態において、合焦調整後の支持部の変位とともに行われる画像の生成位置を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態において、制御部が実行する通常の合焦調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１の実施形態において、制御部が実行する可認識部に基づく合焦調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】第１の実施形態において、制御部が実行する合焦調整後の支持部の変位処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態において、合焦調整後の支持部の変位とともに行われる画像の生成位置を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態において、制御部が実行する合焦調整後の支持部の変位処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】通常の合焦調整における変形例を説明する図である。
【図１１】第２の実施形態において通常の合焦調整および合焦調整後の支持部の変位の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。撮像装置１０は、例えば顕微鏡である。
【００１７】
撮像装置１０は、照明系１１、支持部１２、対物光学系１３、ビームスプリッタ１４、撮像部１５、接眼光学系１６、入力部１７、記憶部１８、および制御部１９を含んで構成される。
【００１８】
照明系１１は、光源および照明光学系を有する。光源は照明光を出射する。照明光学系は照明光の光量を光束内で均一化する。
【００１９】
支持部１２は、例えばステージであり、照明系１１の光軸ＯＸに重なるように、封止部材２０に封止された被検体Ｓを支持可能である。支持部１２は、被検体Ｓを封止した封止部材２０を直接支持する構成でも、図２に示すように、接着テープなどの封止部材２０を、固定部材２１などを介して間接的に支持する構成であってもよい。封止部材２０は、対物光学系１３側から被検体Ｓを封止する第１の封止部材２０ａ、および照明系１１側から被検体Ｓを封止する第２の封止部材２０ｂを含む。
【００２０】
第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂは、例えば、透明なガラス板、透明なテープなどである。第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂに挟持させることにより、被検体Ｓは封止される。第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの厚みは同一であっても、異なっていてもよい。特に、画像が記憶される被検体Ｓのコントラストを向上させるためには、第１の封止部材２０ａが第２の封止部材２０ｂより薄いことが好ましい。
【００２１】
また、図３に示すように、第１の封止部材２０ａの一方の面に、可認識部２２として例えば複数の溝が形成されていてもよい。可認識部２２は、線状の溝に限定されず、例えば円形などであってもよい。可認識部２２の形成された面とは反対側の面を被検体Ｓと接触させることにより、後述する可認識部２２に基づく合焦調整が可能である。可認識部２２を第２の封止部材２０ｂに形成しても、第１の封止部材２０ａに形成したときと同様に可認識部２２に基づく合焦調整は可能である。第２の封止部材２０ｂに可認識部２２を形成した場合には、第１の封止部材２０ａに形成する場合に比べて、被検体Ｓに合焦した画像の再現性を向上可能である。
【００２２】
対物光学系１３（図１参照）は、照明系１１と光学的に結合するように配置される。したがって、照明系１１で均一化した照明光を照射した被検体Ｓを含む被写体の光学像（以後、「被写体像」と呼ぶ。）が対物光学系１３に入射する。対物光学系１３は、被写体像を拡大し、結像する。例えば、対物光学系１３を、被写体像を直接結像する対物レンズを用いる有限系として構成してもよいし、被写体像を平行光束として出射する対物レンズと平行光束を結像させる結像レンズとを用いる無限系として構成してもよい。対物光学系１３は、光軸ＯＸに沿って、支持部１２に対して相対的に変位可能である。第１の実施形態では、例えば、対物光学系１３が固定されており、支持部１２を変位させる機構が設けられる。一方、支持部１２が固定され、対物光学系１３を変位させる機構を設ける構成であってもよい。また、例えばモータなどの駆動機によって、支持部１２を相対的な変位させることが可能である。
【００２３】
ビームスプリッタ１４は、対物光学系１３と対物光学系１３の結像位置との間に設けられ、被写体像を２方向に分割して出射する。
【００２４】
撮像部１５は、ビームスプリッタ１４による出射方向の一方に設けられる。撮像部１５は、例えば撮像素子を有し、対物光学系１３が結像する被写体像を撮像し、被写体像に相当する画像を信号として生成する。
【００２５】
接眼光学系１６は、ビームスプリッタ１４による出射方向のもう一方に設けられる。接眼光学系１６は、対物光学系１３が結像する被写体像の虚像を形成し、観察者に虚像を視認させ得る。
【００２６】
入力部１７は、使用者による、例えば、封止部材２０の厚みなどの入力を検出する。
【００２７】
記憶部１８は、被写体像を記憶する。
【００２８】
制御部１９は、撮像装置１０の各部位の動作を制御する。例えば、後述するように、制御部１９は、撮像部１５が生成した画像に基づいて、コントラスト方式による被写体像の通常の合焦調整および可認識部２２に基づく合焦調整のいずれかを実行する。また、制御部１９は、後述するように、合焦調整後に、封止部材２０の厚みに基づいて、支持部１２を対物光学系１３に対して相対的に、言換えると、対物光学系１３を支持部１２に対して相対的に変位させる。また、制御部１９は、支持部１２の対物光学系１３に対する相対的な変位後、または変位中に、撮像部１５に被写体像を撮像させ、所定の画像処理を施して記憶部１８に記憶させる。
【００２９】
次に、通常の合焦調整について、以下に説明する。通常の合焦調整においては、支持部１２が、予め定められた合焦調整の開始位置から終了位置まで変位しながら、被写体像が撮像され、画像が生成される。さらに、生成した各画像のコントラストが算出され、コントラストが最大となる画像が検出される。コントラストが最大となる画像を生成したときの支持部１２の位置が、対物光学系１３の所定の結像位置に被検体Ｓを合焦させる支持部１２の位置として、検出される。
【００３０】
次に、可認識部２２に基づく合焦調整について、以下に説明する。可認識部２２に基づく合焦調整においては、上述の通常の合焦調整と同様に、支持部１２が合焦調整の開始位置から終了位置まで変位しながら画像が生成され、各画像のコントラストが算出される。さらに、コントラストが最大となる画像を生成したときの支持部１２の位置から、第１の封止部材２０ａの厚み分の量で、支持部１２を対物光学系１３側に変位させた位置近辺におけるコントラストの極大値が検出される。コントラストが極大となる画像を生成したときの支持部１２の位置が、対物光学系１３の所定の結像位置に被検体Ｓを合焦させる支持部１２の位置として、検出される。
【００３１】
続いて、合焦調整後の封止部材２０の厚みに基づく支持部１２の変位について、以下に説明する。通常の合焦調整または可認識部２２に基づく合焦調整後、当該封止部材２０の厚みに基づく支持部１２の変位が自動的に実行される。図４に示すように、支持部１２は、検出された位置を中心に、光軸ＯＸに沿った両方向（照明系１１側方向および対物光学系１３側方向）に、封止部材２０の厚み分の範囲で変位する。第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの厚みが異なるときには、より大きな厚みが変位させる範囲に用いられる。支持部１２が変位しながら、被写体像が連続的に撮像される。撮像により生成された各撮像位置における画像に、所定の画像処理が施され、記憶部１８に記憶される。
【００３２】
次に、第１の実施形態において、制御部１９が実行する通常の合焦調整処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。通常の合焦調整処理は、当該処理の実行を要求する入力を入力部１７が検出するときに開始する。
【００３３】
ステップＳ１００において、制御部１９は、第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの厚みの入力を、作業者に要求する。入力要求は、例えば制御部１９に駆動されるディスプレイへの表示、ランプの点滅、音声による要求などであってよい。入力要求をすると、プロセスはステップＳ１０１に進む。
【００３４】
ステップＳ１０１では、制御部１９は、封止部材２０の厚みが入力済みであるか否かを判別する。未入力であるときには、ステップＳ１００に戻る。入力済みであるときには、プロセスはステップＳ１０２に進む。
【００３５】
ステップＳ１０２では、制御部１９は、支持部１２を合焦調整の開始位置に変位させる。開始位置に変位させると、プロセスはステップＳ１０３に進む。
【００３６】
ステップＳ１０３では、制御部１９は、支持部１２の合焦調整の開始位置から終了位置への連続的な変位を開始させる。変位を開始すると、プロセスはステップＳ１０４に進む。
【００３７】
ステップＳ１０４では、制御部１９は、撮像部１５に撮像を実行させ、１フレームの画像を生成させる。画像の生成後、プロセスはステップＳ１０５に進む。
【００３８】
ステップＳ１０５では、制御部１９は、ステップＳ１０４において生成した画像のコントラストを算出する。コントラストの算出後、プロセスはステップＳ１０６に進む。
【００３９】
ステップＳ１０６では、制御部１９は、支持部１２の現在位置を検出し、ステップＳ１０５において算出したコントラストと関連付けて、制御部１９のワークメモリに記憶する。支持部１２の現在位置は、例えばエンコーダのような公知の位置検出手段により検出可能である。記憶後、プロセスはステップＳ１０７に進む。
【００４０】
ステップＳ１０７では、制御部１９は、支持部１２の現在位置が合焦調整の最終位置であるか否かを判別する。最終位置に到達していないときには、プロセスはステップＳ１０８に進む。最終位置に到達しているときには、プロセスはステップＳ１０９に進む。
【００４１】
ステップＳ１０８では、制御部１９は、合焦調整のための撮像を周期的に行うべく、所定の期間だけ待機する。待機後、プロセスはステップＳ１０４に戻る。
【００４２】
ステップＳ１０９では、制御部１９は、支持部１２の変位を停止させる。また、制御部１９は、ワークメモリに記憶したコントラストの中の最大値を検出する。制御部１９は、検出した最大のコントラストに関連付けられた位置を、対物光学系１３の所定の結像位置に被検体Ｓを合焦させる支持部１２の対物光学系１３に対する位置として検出する。当該支持部１２の位置を検出すると、通常の合焦調整を終了する。
【００４３】
次に、第１の実施形態において、制御部１９が実行する可認識部２２に基づく合焦調整処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。可認識部２２に基づく合焦調整処理は、当該処理の実行を要求する入力を入力部１７が検出するときに開始する。
【００４４】
ステップＳ２００において、制御部１９は、第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの厚みの入力を、使用者に要求する。入力要求をすると、プロセスはステップＳ２０１に進む。
【００４５】
ステップＳ２０１からＳ２０８においては、制御部１９は、通常の合焦調整処理のステップＳ１０１からＳ１０８（図５参照）と同じ処理を実行する。ただし、ステップＳ２０８において、制御部１９は、ステップＳ１０８における所定の時間と比較して長くなるように定められた時間だけ待機する。ステップＳ２０７において最終位置に到達したと判別するときに、ステップＳ２０９に進む。
【００４６】
ステップＳ２０９では、制御部１９は、ワークメモリに記憶したコントラストの中の最大値を検出し、最大のコントラストに関連付けられた支持部１２の位置を認識する。支持部１２の位置の認識後、プロセスはステップＳ２１０に進む。
【００４７】
ステップＳ２１０では、制御部１９は、ステップＳ２０９で認識した支持部１２の位置から、ステップＳ２０１において入力を判別した第１の封止部材２０ａの厚みに応じた位置に、支持部１２を変位させる。厚みに応じた位置とは、例えば第１の封止部材２０ａの厚みからステップＳ２０８における待機時間だけ支持部１２を連続変位させるときの量（以下、「第１の変位量」と呼ぶ。）を減じた間隔を、当該認識した位置から対物光学系１３側に変位させた位置である。支持部１２の変位後、プロセスはステップＳ２１１に進む。
【００４８】
ステップＳ２１１では、制御部１９は、支持部１２の、厚みに応じた位置から対物光学系１３側への連続的な変位を開始させる。変位を開始すると、プロセスはステップＳ２１２に進む。
【００４９】
ステップＳ２１２からＳ２１６まで、制御部１９は、ステップＳ２０４からＳ２０８と同様の処理を実行する。ただし、ステップＳ２１５においては、ステップＳ２１０において支持部１２を変位させた位置から、照明系１１側に向かって、第１の変位量の２倍の距離だけ離間した位置を最終位置とする。また、ステップＳ２１６において、制御部１９は、ステップＳ２０８における定められた時間より短い時間だけ、待機する。したがって、ステップＳ２１２からＳ２１６においては、ステップＳ２０４からＳ２０８に比べて、短い時間周期で画像が生成される。ステップＳ２１５において最終位置に到達したと判別するときに、プロセスはステップＳ２１７に進む。
【００５０】
ステップＳ２１７では、制御部１９は、支持部１２の変位を停止する。また、制御部１９は、ステップＳ２１２からＳ２１６においてワークメモリに記憶したコントラストの中の極大値を検出する。制御部１９は、検出した極大のコントラストに関連付けられた位置を、対物光学系１３の所定の結像位置に被検体Ｓを合焦させる支持部１２の対物光学系１３に対する位置として検出する。当該支持部１２の位置を検出すると、可認識部２２に基づく合焦調整を終了する。
【００５１】
次に、第１の実施形態において、制御部１９が実行する合焦調整後の支持部１２の変位処理を、図７のフローチャートを用いて説明する。当該処理は、通常の合焦調整処理または可認識部２２に基づく合焦調整処理の終了後に開始する。
【００５２】
ステップＳ３００では、制御部１９は、支持部１２を記憶用の開始位置に変位させる。記憶用の開始位置とは、合焦調整処理により検出された支持部１２の位置から、第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの中でより大きな厚み分の量で、例えば対物光学系１３側に変位させた位置である。支持部１２を変位させると、プロセスはステップＳ３０１に進む。
【００５３】
ステップＳ３０１では、制御部１９は、支持部１２の記憶用の開始位置から照明系１１側への連続変位を開始させる。変位を開始すると、プロセスはステップＳ３０２に進む。記憶用の開始位置が、合焦調整処理により検出された支持部１２の位置から照明系１１側に変位させた位置である場合には、連続変位の方向は記憶用の開始位置から対物光学系１３側に向かう方向である。
【００５４】
ステップＳ３０２では、制御部１９は、撮像部１５に撮像を実行させ、１フレームの画像を生成させる。画像の生成後、プロセスはステップＳ３０３に進む。
【００５５】
ステップＳ３０３では、制御部１９は、ステップＳ３０２において生成された画像に所定の画像処理を施す。画像処理を施すと、プロセスはステップＳ３０４に進む。
【００５６】
ステップＳ３０４では、制御部１９は、ステップＳ３０３において所定の画像処理を施した画像を記憶部１８に記憶させる。画像を記憶させると、プロセスはステップＳ３０５に進む。
【００５７】
ステップＳ３０５では、制御部１９は、支持部１２の現在位置が記憶用の終了位置であるか否かを判別する。記憶用の終了位置とは、記憶用開始位置から、連続変位の方向に、第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの中でより大きな厚み分の２倍の量で変位させた位置である。記憶用の終了位置に到達していないときには、プロセスはステップＳ３０６に進む。記憶用の終了位置に到達しているときには、合焦調整後の支持部１２の変位処理を終了する。
【００５８】
ステップＳ３０６では、制御部１９は、記録用の撮像を周期的に行うべく、所定の期間だけ待機する。待機後、プロセスはステップＳ３０２に戻る。
【００５９】
以上のような構成の第１の実施形態の撮像装置においては、封止部材２０の厚みに基づいて支持部１２を対物光学系１３に対して相対的に変位させる。それゆえ、以下に説明するように、支持部１２の相対的な変位範囲内に、被検体Ｓを実際に合焦させる支持部１２の位置を含めることができる。
【００６０】
一般的に、第１の封止部材２０ａの対物光学系１３側の面上の被写体、被検体Ｓ、および第２の封止部材２０ｂの照明系１１側の面上の被写体の少なくともいずれかを、合焦させた画像のコントラストが、最大となる可能性が高い。それゆえ、通常の合焦調整、さらには可認識部２２に基づく合焦調整においてすらも、検出される支持部１２の位置は、被検体Ｓでなく、第１の封止部材２０ａの対物光学系１３側の面または第２の封止部材２０ｂの照明系１１側の面上の被写体を合焦させる位置であり得る。しかし、当該検出位置から封止部材２０の厚み分の量の距離範囲に、被検体Ｓを合焦させる支持部１２の位置が存在する。
【００６１】
したがって、被写体像を合焦させる位置としてコントラスト方式に基づき検出した位置において、実際に被検体Ｓを合焦させることが出来なくても、上述のように封止部材２０の厚みに基づいた変位により被検体Ｓを実際に合焦させる位置への支持部１２の変位を補助可能である。
【００６２】
また、第１の実施形態の撮像装置においては、封止部材２０の厚みに基づいて支持部１２を対物光学系１３に対して相対的に変位させている間に、被写体像を連続的に撮像して、画像を生成する。したがって、生成した画像の中から、被検体Ｓに実際に合焦した画像を得ることが可能である。
【００６３】
また、第１の実施形態の撮像装置においては、可認識部２２に基づく合焦調整処理においてコントラストの最大値を検出させている。可認識部２２を複数の溝などとして形成することにより、可認識部２２を合焦させた画像のコントラストを、被検体Ｓを合焦させた画像のコントラストより大きくすることは容易である。したがって、コントラストの最大値を検出すると、可認識部２２が形成された面を合焦させる支持部１２の位置の検出精度は比較的大きい。したがって、検出した、可認識部２２を合焦させる支持部１２の位置から、第１の封止部材２０ａの厚み分の量で支持部１２を変位させた位置近辺に、被検体Ｓを合焦させる支持部１２の位置が存在する可能性が高い。それゆえ、第１の実施形態の撮像装置によれば、第１の封止部材２０ａの厚み分の量で支持部１２を変位させた位置近辺において、再度のコントラスト方式による合焦調整を行うことにより、被検体Ｓを実際に合焦させる支持部１２の位置の検出精度を向上可能である。また、コントラストの最大値の検出のための待機時間（ステップＳ２０８参照）より、コントラストの極大値の検出のための待機時間（ステップＳ２１６参照）を短くすることにより、コントラストの極大値の検出精度を向上可能である。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、合焦調整後の支持部１２の変位および画像の記憶法方が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００６５】
第２の実施形態の撮像装置の構成は、第１の実施形態と同じである。また、第２の実施形態の撮像装置は、第１の実施形態における通常の合焦調整または可認識部２２に基づく合焦調整を実行可能である。ただし、第２の実施形態においては、同じ厚みを有する第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの使用が要求される。
【００６６】
第２の実施形態における合焦調整後の封止部材２０の厚みに基づく支持部１２の変位および画像の記憶について、以下に説明する。通常の合焦調整または可認識部２２に基づく合焦調整後、当該支持部１２の変位が自動的に実行される。第２の実施形態においては、図８に示すように、支持部１２は、検出された位置を中心に、光軸ＯＸに沿った両方向（照明系１１側方向および対物光学系１３側方向）に、第１の封止部材２０ａまたは第２の封止部材２０ｂの厚み分の範囲で変位する。支持部１２が変位範囲の両端および中心にあるときに、被写体像が撮像される。撮像により生成された各撮像位置における画像に、所定の画像処理が施され、記憶部１８に記憶される。
【００６７】
また、第２の実施形態においては、上述の、合焦調整後の支持部１２の変位範囲の両端を中心として、封止部材２０の厚み分の量の範囲で、再度コントラスト方式による合焦調整を微調整として行うことも自動的または選択的に可能である。
【００６８】
次に、第２の実施形態において、制御部１９が実行する合焦調整後の支持部１２の変位処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。当該処理は、通常の合焦調整処理または可認識部２２に基づく合焦調整処理の終了後に開始する。
【００６９】
ステップＳ４００において、制御部１９は、通常の合焦調整処理または可認識部２２に基づく合焦調整処理において検出した支持部１２の位置を認識する。位置の認識後、プロセスはステップＳ４０１に進む。
【００７０】
ステップＳ４０１では、制御部１９は、ステップＳ４０１において認識した支持部１２の位置から、光軸ＯＸに沿った両方向に、封止部材２０（第１の封止部材２０ａまたは第２の封止部材２０ｂ）の厚み分の量で変位させた位置を、支持部１２を変位すべき位置として算出する。位置の算出後、プロセスはステップＳ４０２に進む。
【００７１】
ステップＳ４０２では、制御部１９は、支持部１２を変位すべき位置の微調整を要求する入力を入力部１７が検出しているか否かを判別する。検出しているときには、プロセスはステップＳ４０３に進む。検出していないときには、プロセスはステップＳ４０３からＳ４１２をスキップして、ステップＳ４１３に進む。
【００７２】
ステップＳ４０３では、制御部１９は、ステップＳ４０１において算出した、支持部１２を変位すべき２つの位置の一方、例えば対物光学系１３側の位置から、微調整開始位置に変位させる。微調整開始位置とは、例えば封止部材２０（第１の封止部材２０ａまたは第２の封止部材２０ｂ）の厚み未満の変位量（以下、「第２の変位量」と呼ぶ。）で、変位すべき位置から、例えば対物光学系１３側に支持部１２を変位させた位置である。微調整開始位置に変位させると、プロセスはステップＳ４０４に進む。
【００７３】
ステップＳ４０４では、制御部１９は、支持部１２の微調整開始位置から照明系１１側への連続変位を開始させる。連続変位を開始すると、プロセスはステップＳ４０５に進む。微調整開始位置が、変位すべき位置から照明系１１側に変位させた位置である場合には、連続変位の方向は微調整開始位置から対物光学系１３側に向かう方向である。
【００７４】
ステップＳ４０５からＳ４０９では、制御部１９は、通常の合焦調整処理におけるステップＳ１０４から１０８と同じ処理を実行する。ただし、ステップＳ４０８においては、ステップＳ４０３において支持部１２を変位させた微調整開始位置から、照明系１１側に向かって、第２の変位量の２倍の距離だけ離間した位置を最終位置とする。また、ステップＳ４０９において、制御部１９は、比較的短く定められた所定の時間だけ待機する。ステップＳ４０８において最終位置に到達したと判別するときに、プロセスはステップＳ４１０に進む。
【００７５】
ステップＳ４１０では、制御部１９は支持部１２を変位すべき２箇所の位置の両方に対してステップＳ４０４からＳ４０９の微調整のためのコントラスト算出を行っているか否かを判別する。行っていないときには、プロセスはステップＳ４１１に進む。行っているときには、プロセスはステップＳ４１２に進む。
【００７６】
ステップＳ４１１では、制御部１９は、支持部１２を変位すべき２つの位置の他方、例えば照明系１１側の位置から、微調整開始位置に変位させる。微調整開始位置に変位させると、プロセスはステップＳ４０４に戻る。
【００７７】
ステップＳ４１２では、制御部１９は、対物光学系１３側および照明系１１側それぞれの支持部１２を変位すべき位置に対してステップＳ４０５からＳ４０９においてワークメモリに記憶したコントラストの中の極大値を検出する。制御部１９は、検出した極大のコントラストに関連付けられた位置を、対物光学系１３側および照明系１１側それぞれの微調整後の支持部１２を変位すべき位置として検出する。微調整後の位置を検出すると、プロセスはステップＳ４１３に進む。
【００７８】
ステップＳ４１３では、制御部１９は、ステップＳ４００で認識した位置と、ステップＳ４０１で算出した当該位置から光軸ＯＸに沿った両側における変位すべき位置およびステップＳ４１２で検出した、対物光学系１３側および照明系１１側それぞれの微調整後の支持部１２を変位すべき位置のいずれかとの中で、当該位置における画像を記憶させていないいずれかの位置に、支持部１２を変位させる。支持部１２の変位後、プロセスはステップＳ４１４に進む。
【００７９】
ステップＳ４１４からＳ４１６では、制御部１９は、第１の実施形態における合焦調整後の支持部１２の変位処理におけるステップＳ３０２から３０４と同じ処理を実行する。ステップＳ４１６における画像の記憶後、プロセスはステップＳ４１７に進む。
【００８０】
ステップＳ４１７では、制御部１９は、ステップＳ４００で認識した位置と、ステップＳ４０１で算出した当該位置から光軸ＯＸに沿った両側における変位すべき位置またはステップＳ４１２で検出した、対物光学系１３側および照明系１１側それぞれの微調整後の支持部１２を変位すべき位置のいずれかとのすべてにおいて、画像の記憶を終了したか否かを判別する。終了していないときには、プロセスはステップＳ４１３に戻る。終了しているときには、第２の実施形態における合焦調整後の支持部１２の変位処理を終了する。
【００８１】
上述の合焦調整後の支持部１２の変位処理においては、支持部１２を変位すべき位置を微調整すべき位置の算出後に、当該微調整すべき位置に支持部１２を変位させ、生成した画像を記憶する制御を行なっているが、このような制御には限定されない。例えば、実際には、一方の微調整すべき位置の算出後に当該位置に変位させた状態で画像の生成および記憶を実行し、別の位置への変位および画像の生成および記憶を実行してもよい。
【００８２】
以上のような構成の第２の実施形態の撮像装置においても、封止部材２０の厚みに基づいて支持部１２を対物光学系１３に対して相対的に変位させるので、実際に被検体Ｓを合焦させることが出来なくても、被検体Ｓを実際に合焦させる位置への支持部１２の変位を補助可能である。また、第２の実施形態の撮像装置においても、変位させた位置それぞれにおいて画像を生成するので、被検体Ｓに実際に合焦した画像を得ることが可能である。また、第２の実施形態の撮像装置においても、可認識部２２に基づく合焦調整により、被検体Ｓを実際に合焦させる支持部１２の位置の検出精度を向上可能である。
【００８３】
また、第２の実施形態の撮像装置においては、通常の合焦調整および可認識部２２に基づく合焦調整により検出された位置、および光軸ＯＸに沿った両方向に封止部材２０の厚みの分だけ変位させた位置の３箇所のみで撮像により生成した画像を記憶する。それゆえ、第１の実施形態に比べて、無駄な画像の生成を低減化可能である。
【００８４】
また、第２の実施形態の撮像装置においては、変位位置の微調整が可能なので、熱および光などによる封止部材２０の厚み変化、および封止部材２０の厚みの精度によらず、記憶される画像のいずれかにおける被検体Ｓに対する合焦精度を向上可能である。
【００８５】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００８６】
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態の通常の合焦調整において、合焦調整の開始位置および終了位置は、被検体Ｓを封止した第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの外部に定められるが、当該開始位置および終了位置のいずれか一方が第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの一方の内部に含まれるように、予め定められていてもよい。
【００８７】
このような変形例における、合焦調整の開始位置および終了位置であれば、当該開始位置または終了位置を内部に含む封止部材２０の、被検体Ｓとの接触面の反対側の面上の被写体を合焦させる支持部１２の位置の検出が防がれる。例えば、図１０に示すように、合焦調整の開始位置または終了位置が第２の封止部材２０ｂ内に含まれるように定めると、通常の合焦調整によって、第２の封止部材２０ｂの照明系１１側の面Ｓ１１上の被写体を合焦させる支持部１２の位置は検出されず、被検体Ｓまたは第１の封止部材２０ａの対物光学系１３側の面Ｓ１３上の被写体を合焦させる、支持部１２の位置が検出される。したがって、通常の合焦調整において、被検体Ｓを合焦させる支持部１２の位置の検出精度を向上可能である。
【００８８】
また、第２の実施形態において、同じ厚みの第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂを用いる構成であるが、厚みが異なっていてもよい。厚みが異なる構成においては、前述の変形例のように、合焦調整の開始位置または終了位置が第１の封止部材２０ａおよび第２の封止部材２０ｂの中でより大きな厚みの封止部材２０の内部に含まれるように定めて通常の合焦調整を行い、合焦調整後の封止部材２０の厚みに基づく支持部１２の変位において、より小さな厚み分の量で支持部１２を変位させることにより、第２の実施形態と同様の効果が得られる。さらには、合焦調整後の封止部材２０の厚みに基づく変位において、より小さな厚みの封止部材２０側からより大きな厚みの封止部材２０側に向かう方向のみに、より小さな厚み分の量で変位する構成であってもよい。
【００８９】
例えば、図１１に示すように、第１の封止部材２０ａより厚い第２の封止部材２０ｂを用いて、合焦調整の開始位置または終了位置が第２の封止部材２０ｂ内に含まれるように定めると、前述の変形例のように、被検体Ｓまたは第１の封止部材２０ａの対物光学系１３側の面Ｓ１３上の被写体を合焦させる、支持部１２の位置が検出される。このような通常の合焦調整の後に、検出位置から光軸ＯＸに沿った両方向に、または、第１の封止部材２０ａ側から第２の封止部材２０ｂ側に向かう方向に、第１の封止部材２０ａの厚み分の量で変位させた両端および中心には、被検体Ｓを合焦させる位置が含まれる。
【００９０】
また、第２の実施形態において、合焦調整後の封止部材２０の厚みに基づく変位は、制御部１９が自動で行う構成であるが、観察者によって補助される構成であってもよい。例えば、第２の実施形態では、記憶する画像を撮像するときの支持部１２の３つの位置が定められる構成であるが、接眼光学系１６またはディスプレイを介して観察する観察者がその中の一つを目視により選択して、１箇所に定める構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１０  撮像装置
１１  照明系
１２  支持部
１３  対物光学系
１４  ビームスプリッタ
１５  撮像部
１６  接眼光学系
１７  入力部
１８  記憶部
１９  制御部
２０  封止部材
２０ａ  第１の封止部材
２０ｂ  第２の封止部材
２１  固定部材
２２  可認識部
ＯＸ  光軸
Ｓ  被検体
【図１】
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【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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