(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記調整手段は、前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項２】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光を前記対物レンズに向けて偏向する偏向素子を備え、
前記調整手段は、前記偏向素子を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡装置において、
前記所定の方向は、前記対物レンズの光軸と直交する方向である
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項４】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光を平行移動するシフタを備え、
前記調整手段は、前記シフタへの前記オートフォーカス光の入射角度を変更する
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡装置において、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向に動かすオフセットレンズを備え、
前記調整手段は、前記オフセットレンズの位置に応じて、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項６】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向に動かすオフセットレンズを備え、
前記調整手段は、前記オフセットレンズの位置に応じて、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の顕微鏡装置において、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光のビーム径を可変する可変開口絞りを備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項８】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光のビーム径を可変する可変開口絞りを備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の顕微鏡装置において、
前記オートフォーカス装置は、
前記標本で反射したオートフォーカス光を検出する光検出器と、
前記標本で反射したオートフォーカス光を前記光検出器に集光させる光学系と、
前記光学系と前記光検出器の間に配置された、開口が形成された遮光部材と、を備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１０】
対物レンズと、
前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、
前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、
前記オートフォーカス装置は、
前記標本で反射したオートフォーカス光を検出する光検出器と、
前記標本で反射したオートフォーカス光を前記光検出器に集光させる光学系と、
前記光学系と前記光検出器の間に配置された、開口が形成された遮光部材と、を備える
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の顕微鏡装置において、
前記遮光部材は、前記開口の径を変更自在な可変開口絞りである
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の顕微鏡装置において、
前記遮光部材は、前記光学系の光軸に沿って移動自在に配置される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１３】
顕微鏡装置用のアクティブ型のオートフォーカス装置であって、
標本に照射するオートフォーカス光の照明光軸を、前記顕微鏡装置が備える対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段を備え、
前記調整手段は、前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項１４】
対物レンズと前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するオートフォーカス装置とを備える顕微鏡装置のオートフォーカス方法であって、
前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かし、
前記対物レンズを介して、前記対物レンズの光軸から離れた位置を通る照明光軸を有するオートフォーカス光を前記標本に照射し、
前記対物レンズを介して、前記標本で反射したオートフォーカス光を検出し、
前記標本で反射したオートフォーカス光の検出結果に基づいて、合焦状態を検出する
ことを特徴とするオートフォーカス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置を備える顕微鏡装置、オートフォーカス装置、及び、オートフォーカス方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡に利用されるアクティブ方式のオートフォーカス装置は、標本に照射したオートフォーカス光（以降、ＡＦ光と記す）の反射により生じる微弱な反射光を検出し、その検出信号に基づいて合焦状態を検出する。このため、通常の顕微鏡観察では問題とならないような微弱な迷光が適切な合焦判定を妨げる一要因となり得る。
【０００３】
顕微鏡の分野では、従来から、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、焦点位置調整レンズの移動範囲を予め測定によって特定された迷光が発生しない範囲に制限する技術が記載されている。また、特許文献２には、予め測定した迷光の強度に基づいて、検出信号を補正する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４８１６１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の技術は、迷光が生じる条件ではオートフォーカスを行わないという消極的な対応により、迷光に起因する合焦判定への悪影響を回避する技術である。また、特許文献２に記載される技術は、検出された迷光の影響を信号処理によって回避する技術である。いずれも発生した迷光が光検出器へ入射することを回避するものではない。このため、迷光が発生してしまった場合であっても光検出器への入射を抑制することで、特別な信号処理を行うことなく迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制する新たな技術が求められている。
【０００６】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制する技術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】
本発明の一態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記調整手段は、前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす顕微鏡装置を提供する。
本発明の別の態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光を前記対物レンズに向けて偏向する偏向素子を備え、前記調整手段は、前記偏向素子を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす顕微鏡装置を提供する。
本発明の別の態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光を平行移動するシフタを備え、前記調整手段は、前記シフタへの前記オートフォーカス光の入射角度を変更する顕微鏡装置を提供する。
本発明の別の態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向に動かすオフセットレンズを備え、前記調整手段は、前記オフセットレンズの位置に応じて、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かす顕微鏡装置を提供する。
本発明の別の態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記オートフォーカス装置は、前記オートフォーカス光のビーム径を可変する可変開口絞りを備える顕微鏡装置を提供する。
本発明の別の態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するアクティブ型のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス光の照明光軸が前記対物レンズの光軸から離れた位置を通るように構成されたオートフォーカス装置と、前記照明光軸を前記対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段と、を備え、前記オートフォーカス装置は、前記標本で反射したオートフォーカス光を検出する光検出器と、前記標本で反射したオートフォーカス光を前記光検出器に集光させる光学系と、前記光学系と前記光検出器の間に配置された、開口が形成された遮光部材と、を備える顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明の別の態様は、顕微鏡装置用のアクティブ型のオートフォーカス装置であって、標本に照射するオートフォーカス光の照明光軸を、前記顕微鏡装置が備える対物レンズの光軸と直交する方向に動かす調整手段を備え、前記調整手段は、前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かすオートフォーカス装置を提供する。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、対物レンズと前記対物レンズを介して標本にオートフォーカス光を照射するオートフォーカス装置とを備える顕微鏡装置のオートフォーカス方法であ
って、前記オートフォーカス装置を前記対物レンズの光軸に対して所定の方向に動かし、前記対物レンズを介して、前記対物レンズの光軸から離れた位置を通る照明光軸を有するオートフォーカス光を前記標本に照射し、前記対物レンズを介して、前記標本で反射したオートフォーカス光を検出し、前記標本で反射したオートフォーカス光の検出結果に基づいて、合焦状態を検出するオートフォーカス方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る顕微鏡装置１００の構成を例示した図である。
【図２】オフセットレンズ１３６の変位量と照明光軸ＬＸのシフト量の関係を示す図である。
【図３】顕微鏡装置１００で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る顕微鏡装置２００の構成を例示した図である。
【図５】実施例３に係る顕微鏡装置３００の構成を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施例１］
図１は、本実施例に係る顕微鏡装置１００の構成を例示した図である。図１に示す顕微鏡装置１００は、ステージ１０１上のホルダＨに保持された標本Ｓを観察する標本観察装置であり、レボルバ１１０に装着された対物レンズ（対物レンズ１１１、対物レンズ１１２）と、結像レンズ１２０と、顕微鏡装置用のオートフォーカス装置１３０を備えている。標本Ｓは、例えば、培養液に浸された生体標本であり、ホルダＨは、例えば、ペトリデッシュやマルチウェルプレートである。
【００１３】
レボルバ１１０は、対物レンズ１１１、対物レンズ１１２などの複数の対物レンズが取り付け可能に構成されている。レボルバ１１０が回転することで、観察に使用する対物レンズが光路上に挿入される。図１では、対物レンズ１１１が光路上に挿入されている様子が示されている。
【００１４】
オートフォーカス装置１３０は、レボルバ１１０と結像レンズ１２０の間からＡＦ光Ｌ１を照明光路に導入し、対物レンズ１１１を介して標本ＳにＡＦ光Ｌ１を照射し、その反射光であるＡＦ光Ｌ２を検出するアクティブ方式のオートフォーカス装置である。オートフォーカス装置１３０は、ＡＦ光Ｌ１の照明光軸ＬＸが対物レンズ１１１の光軸ＡＸから離れた位置を通るように構成されている。なお、照明光軸ＬＸとは、照明光（ＡＦ光）を代表する中心軸のことである。また、標本Ｓでの反射前のＡＦ光Ｌ１と反射後のＡＦ光Ｌ２とをまとめてＡＦ光Ｌと記す。
【００１５】
オートフォーカス装置１３０は、ＡＦ光Ｌ１を出射する光源１３１を備えている。光源１３１は、例えば、赤外域の光を出射するレーザダイオードである。光源１３１は、後述するコントローラ１４１によって発光が制御される。
【００１６】
オートフォーカス装置１３０は、さらに、オートフォーカス光学系、光検出器１４０、コントローラ１４１、モータ１４３を駆動するためのオフセットレンズドライバ１４２、及び、モータ１４５を駆動するためのミラードライバ１４４を備えている。コントローラ１４１は、例えば、プロセッサとプロセッサで実行する制御プログラムを格納したメモリとを含む回路である。なお、本明細書では、光源１３１から出射したＡＦ光Ｌが光検出器１４０で検出されるまでの間にＡＦ光Ｌが作用する光学素子をまとめて、オートフォーカス光学系と称する。
【００１７】
オートフォーカス光学系には、ビーム径選択用絞り１３２、照明側ストッパ１３３、偏光ビームスプリッタ（以降、ＰＢＳと記す）１３４、λ／４板１４６、レンズ１３５、オフセットレンズ１３６、ダイクロイックミラー１３７、受光側ストッパ１３８、及び、ピンホールが形成されたピンホール板１３９が含まれる。
【００１８】
ビーム径選択用絞り１３２は、光源１３１からのＡＦ光Ｌ１のビーム径を可変する可変開口絞りである。ビーム径は使用する対物レンズの瞳径等を考慮して選択される。ビーム径選択用絞り１３２でビーム径が調整されたＡＦ光Ｌ１は、照明側ストッパ１３３に入射し、ＡＦ光Ｌ１の光束の半分が遮蔽される。照明側ストッパ１３３で遮蔽されなかった残りの半分の光束は、ＰＢＳ１３４を透過し、λ／４板１４６を介してレンズ１３５及びオフセットレンズ１３６に入射する。ＡＦ光Ｌ１は、レンズ１３５で平行光束に変換され、オフセットレンズ１３６で光束の平行度合いが調整される。オフセットレンズ１３６は、ＡＦ光Ｌ１の集光位置を光軸ＡＸ方向に動かす手段であり、モータ１４３の駆動によりオフセットレンズ１３６の光軸方向に移動するように、移動自在に配置されている。モータ１４３は、コントローラ１４１の制御の下、オフセットレンズドライバ１４２からの信号により駆動する。
なお、本実施例のオフセットレンズ１３６は、例えば、ＡＦ光Ｌ１がホルダＨの下の面に集光するときに対物レンズ１１１の焦点がホルダＨの上の面（標本Ｓとの界面）に位置する、ように移動する。
【００１９】
オフセットレンズ１３６を通過したＡＦ光Ｌ１は、ダイクロイックミラー１３７で対物レンズ１１１の光軸ＡＸと平行な方向に反射し、対物レンズ１１１に導かれる。このとき、ＡＦ光Ｌ１の照明光軸ＬＸは、ダイクロイックミラー１３７の位置に応じて、対物レンズ１１１の光軸ＡＸから離れた位置を通る。ダイクロイックミラー１３７は、ＡＦ光Ｌ１を対物レンズ１１１に向けて偏向する偏向素子であり、例えば、赤外域の光を反射する特性を有する。ダイクロイックミラー１３７は、モータ１４５の駆動により対物レンズ１１１の光軸ＡＸに対して所定の方向に移動するように、移動自在に配置されている。モータ１４５は、コントローラ１４１の制御の下、ミラードライバ１４４からの信号により駆動する。従って、顕微鏡装置１００では、ミラードライバ１４４は、ダイクロイックミラー１３７を光軸ＡＸに対して所定の方向に動かすことで、照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して所定の方向に動かす調整手段である。なお、顕微鏡装置１００では、所定の方向は、対物レンズ１１１の光軸ＡＸと直交する方向である。
【００２０】
オートフォーカス装置１３０から対物レンズ１１１へ向かって出力されたＡＦ光Ｌ１は、対物レンズ１１１により標本Ｓに照射される。より詳細には、ＡＦ光Ｌ１は、光軸ＡＸに沿って２分割された対物レンズ１１１の瞳面の２領域の一方に導かれ、その一方の領域を介して標本Ｓに導かれる。標本Ｓに照射されたＡＦ光Ｌ１は、標本Ｓで反射し、再び対物レンズ１１１に入射する。
【００２１】
標本Ｓで反射したＡＦ光Ｌ２は、対物レンズ１１１の瞳面のうちの上述した２領域の他方を通過する。つまり、ＡＦ光Ｌは、標本Ｓに向かうときと標本Ｓから戻るときでは、瞳面において異なる領域を通過する。その後、ＡＦ光Ｌ２は、オートフォーカス装置１３０に入射し、ダイクロイックミラー１３７で反射する。ダイクロイックミラー１３７で反射したＡＦ光Ｌ２は、オフセットレンズ１３６、レンズ１３５、λ／４板１４６を介して、ＰＢＳ１３４へ入射する。ＡＦ光Ｌ２は、光源１３１側からＰＢＳ１３４へ入射したときのＡＦ光Ｌ１の偏光面と直交する偏光面を有しているため、ＰＢＳ１３４で反射し、受光側ストッパ１３８を介してピンホール板１３９に入射する。
【００２２】
受光側ストッパ１３８は、照明側ストッパ１３３によりＡＦ光Ｌ１の光束の半分が遮蔽されたために正規光（標本Ｓで反射したＡＦ光Ｌ２）が入射しないはずの位置に配置されている。つまり、受光側ストッパ１３８に入射する光は迷光であり、受光側ストッパ１３８は光検出器１４０へ入射する迷光の光量を抑制するための遮光部材である。ピンホール開口が形成されたピンホール板１３９も、受光側ストッパ１３８と同様に、光検出器１４０へ入射する迷光の光量を抑制するための遮光部材である。ピンホール板１３９は、ピンホール径（開口径）が変更自在な可変開口絞りである。ピンホール板１３９は、ＡＦ光Ｌ２を光検出器１４０に集光させる光学系として機能するレンズ１３５とＡＦ光Ｌ２を検出する光検出器１４０との間に、レンズ１３５の光軸（ＰＢＳ１３４で折り曲げられた後の光軸）に沿って移動自在に配置されている。ピンホール板１３９の位置や開口径を調整することで迷光を効果的に遮断することができる。受光側ストッパ１３８及びピンホール板１３９を通過したＡＦ光Ｌ２は、光検出器１４０に入射する。
【００２３】
光検出器１４０は、ＡＦ光Ｌ２を検出する光検出器であり、オートフォーカス光学系の光軸を中心に対称な位置に配置された複数の受光素子を備えている。光検出器１４０は、複数の受光素子の受光面がオートフォーカス光学系（レンズ１３５）の焦点面に位置するように配置されている。光検出器１４０から出力された信号は所定の増幅率で増幅され、その後、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換された後に、コントローラ１４１に入力される。
【００２４】
コントローラ１４１は、光検出器１４０によるＡＦ光Ｌ２の検出結果に基づいて合焦状態を検出する。例えば、光検出器１４０が２つのフォトダイオード（ＰＤ）を備えた、いわゆる２分割ＰＤであれば、コントローラ１４１は、２つのＰＤの各々で受光したＡＦ光Ｌ２の光量に対応する信号（信号Ａ、信号Ｂ）に基づいて合焦状態を検出する。具体的には、信号Ａと信号Ｂの差を信号Ａと信号Ｂの和で除した値を評価値ＥＦとして算出し、評価値ＥＦが０のときに顕微鏡装置１００が合焦状態にあると判定し、合焦状態を検出する。
【００２５】
以上のように構成されたオートフォーカス装置１３０及び顕微鏡装置１００によれば、迷光が発生してしまった場合であっても光検出器１４０への迷光の入射を抑制することができる。従って、光検出器１４０から出力される信号に対して特別な信号処理を行うことなく、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制することができる。以下のこの点について詳細に説明する。
【００２６】
合焦判定へ悪影響を及ぼす迷光には、標本Ｓで反射したＡＦ光Ｌ２（以降、正規光とも記す）とほとんど同じ経路を通って光検出器１４０へ向かう迷光（以降、疑似正規光と記す）と、異なる経路を通って光検出器１４０へ向かう迷光がある。異なる経路を通って光検出器１４０へ向かう迷光については、受光側ストッパ１３８及びピンホール板１３９で遮蔽することができる。このため、顕微鏡装置１００によれば、光検出器１４０への迷光の入射を抑制することができる。
【００２７】
一方で、擬似正規光については、受光側ストッパ１３８及びピンホール板１３９では遮蔽することができない。即ち、擬似正規光は、受光側ストッパ１３８及びピンホール板１３９を通過する迷光である。
【００２８】
ところで、対物レンズ１１１の光軸ＡＸに対してＡＦ光Ｌ１の照明光軸ＬＸの位置が変化すると、迷光の発生状態が変化する。これは、照明光軸ＬＸの位置が異なると、対物レンズ１１１やその他のレンズのレンズ面へのＡＦ光Ｌ１の入射角度が異なり、その結果、発生した迷光が進行する方向も異なることになるからである。従って、照明光軸ＬＸの位置を光軸ＡＸから離すことで、照明光軸ＬＸが光軸ＡＸに一致している場合に生じる疑似正規光をピンホール開口から逸れた位置に導いてピンホール板１３９で遮断することができる。このため、光検出器１４０への迷光の入射をさらに抑制することができる。照明光軸ＬＸの位置を光軸ＡＸからどの程度離れた位置とするかについては、予め照明光軸ＬＸの位置毎に生じる擬似正規光の発生量を実験等により確認した上で決定することが望ましい。
【００２９】
なお、顕微鏡装置１００では、調整手段であるミラードライバ１４４は、観察に使用する対物レンズに応じて照明光軸ＬＸの位置を変化させてもよい。照明光軸ＬＸの位置と擬似正規光の発生量の関係は対物レンズによっても変化するが、対物レンズに応じて照明光軸ＬＸの位置を変化させることで、対物レンズによらず擬似正規光の発生量を抑えることができる。これにより、対物レンズによらず光検出器１４０への迷光の入射を抑制することができる。
【００３０】
また、顕微鏡装置１００では、ミラードライバ１４４は、オフセットレンズ１３６の位置に応じて照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して動かして、照明光軸ＬＸの位置を変化させてもよい。オフセットレンズ１３６の基準位置（ＡＦ光Ｌ１の集光位置が対物レンズ１１１の焦点位置と一致する位置）からの変位量により、対物レンズ１１１の瞳面Ｐにおけるビーム径は変化する。本実施例の場合、ＡＦ光Ｌ１の集光位置は、対物レンズ１１１の焦点位置より対物レンズ１１１に近い位置にある。そのため、オフセットレンズ１３６から射出したＡＦ光Ｌ１は、オフセットレンズ１３６が基準位置にあるときの平行光束とは異なり集束光束として対物レンズに入射する。対物レンズ１１１の光軸ＡＸとＡＦ光Ｌ１の光軸ＬＸが一致した状態でオフセットレンズ１３６を移動させたとき、対物レンズ１１１の瞳面ＰにおけるＡＦ光Ｌ１のビーム径は小さくなる。このため、照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して一定の位置に固定している場合、オフセットレンズ１３６の変位量が大きいほど、標本ＳへのＡＦ光Ｌ１の入射角度、つまり、標本面における開口数が小さくなる。開口数が小さくなりすぎると、合焦判定に支障をきたすことあり望ましくない。そこで、図２に示すように、顕微鏡装置１００では、オフセットレンズ１３６の位置、すなわちオフセット量に応じて照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して動かすことで、標本面における開口数を合焦判定に適した範囲内の開口数に維持することができる。これにより、オフセットレンズ１３６の位置によらず、安定した合焦判定を行うことができる。
【００３１】
また、標本面における開口数は照明光軸ＬＸの位置に加えてビーム径にも依存する。このため、顕微鏡装置１００は、オフセットレンズ１３６の位置に応じてビーム径選択用絞り１３２でビーム径を変更してもよく、ビーム径の変更と照明光軸ＬＸの移動を組み合わせてもよい。これらの方法によっても、標本面における開口数を合焦判定に適した範囲内の開口数に維持することができる。
【００３２】
図３は、顕微鏡装置１００で行われる処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、顕微鏡装置１００では、まず、光軸ＡＸから離れた位置を通る照明光軸ＬＸを有するＡＦ光Ｌ１を標本Ｓに照射する（ステップＳ１）。その後、標本Ｓで反射したＡＦ光Ｌ２を光検出器１４０で検出する（ステップＳ２）。最後に、光検出器１４０による検出結果に基づいて、コントローラ１４１が合焦状態を検出する（ステップＳ３）。
【００３３】
以上のオートフォーカス方法によれば、迷光が発生してしまった場合であっても光検出器１４０への迷光の入射を抑制することができる。従って、光検出器１４０から出力される信号に対して特別な信号処理を行うことなく、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制することができる。
【００３４】
［実施例２］
図４は、本実施例に係る顕微鏡装置２００の構成を例示した図である。図４に示す顕微鏡装置２００は、オートフォーカス装置１３０の代わりにオートフォーカス装置２３０を備える点が、顕微鏡装置１００とは異なっている。その他の点は、顕微鏡装置１００と同様である。
【００３５】
オートフォーカス装置２３０は、ミラードライバ１４４及びモータ１４５の代わりに、ＡＦ光Ｌ１を平行移動するシフタ２３１、モータ２３３を駆動するためのシフタドライバ２３２、及び、モータ２３３を備える点が、オートフォーカス装置１３０とは異なっている。
【００３６】
シフタ２３１は、例えば、ＡＦ光Ｌ１を透過する平行平板であり、モータ２３３の駆動によりシフタ２３１へのＡＦ光Ｌ１の入射角度が変化するように、回転自在に配置されている。ＡＦ光Ｌ１は、シフタ２３１への入射角度に応じた距離だけ進行方向と直交する方向にシフトする。このため、ダイクロイックミラー１３７が光軸ＡＸに対して４５度の角度で配置されている場合、照明光軸ＬＸはシフタ２３１でシフトした距離だけ光軸ＡＸから離れた位置を通る。
【００３７】
モータ２３３は、コントローラ１４１の制御の下で、シフタドライバ２３２からの信号により駆動する。従って、顕微鏡装置２００では、シフタドライバ２３２は、シフタ２３１へのＡＦ光Ｌ１の入射角度を変更することで、照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して所定の方向に動かす調整手段である。
【００３８】
オートフォーカス装置１３０及び顕微鏡装置１００とは異なる調整手段を有するオートフォーカス装置２３０及び顕微鏡装置２００によっても、光検出器１４０から出力される信号に対して特別な信号処理を行うことなく、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制することができる。
【００３９】
［実施例３］
図５は、本実施例に係る顕微鏡装置３００の構成を例示した図である。図５に示す顕微鏡装置３００は、オートフォーカス装置１３０の代わりにオートフォーカス装置３３０を備える点が、顕微鏡装置１００とは異なっている。その他の点は、顕微鏡装置１００と同様である。
【００４０】
オートフォーカス装置３３０は、ミラードライバ１４４及びモータ１４５の代わりに、モータ３３２を駆動するためのＡＦ装置ドライバ３３１、及び、モータ３３２を備える点が、オートフォーカス装置１３０とは異なっている。
【００４１】
モータ３３２は、コントローラ１４１の制御の下で、ＡＦ装置ドライバ３３１からの信号により駆動する。モータ３３２の駆動により、オートフォーカス装置３３０が光軸ＡＸと直交する方向に移動し、その結果、照明光軸ＬＸも光軸ＡＸに対して移動する。従って、顕微鏡装置３００では、ＡＦ装置ドライバ３３１は、オートフォーカス装置３３０を光軸ＡＸに対して所定の方向に動かすことで、照明光軸ＬＸを光軸ＡＸに対して所定の方向に動かす調整手段である。
【００４２】
オートフォーカス装置１３０及び顕微鏡装置１００とは異なる調整手段を有するオートフォーカス装置３３０及び顕微鏡装置３００によっても、光検出器１４０から出力される信号に対して特別な信号処理を行うことなく、迷光に起因する合焦判定への悪影響を抑制することができる。
【００４３】
上述した実施例は、発明の理解を容易にするために本発明の具体例を示したものであり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。顕微鏡装置、オートフォーカス装置、及び、オートフォーカス方法は、特許請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
【００４４】
例えば、顕微鏡装置は倒立型の顕微鏡装置に限られず、正立型の顕微鏡装置であってよい。また、迷光を除去する目的で照明光軸ＬＸを光軸ＡＸから離す例を示したが、照明光軸ＬＸを光軸ＡＸから離した構成は、迷光に起因する問題が生じてないオートフォーカス装置において開口数のコントロールを目的として採用されてもよい。また、コントローラがオートフォーカス装置の内部にあるものとして記載したが、コントローラはオートフォーカス装置に接続されていればよい。コントローラは、オートフォーカス装置が接続された顕微鏡装置をコントロールするためのコンピュータにあってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１００、２００、３００          ・・・顕微鏡装置
１０１                          ・・・ステージ
１１０                          ・・・レボルバ
１１１、１１２                  ・・・対物レンズ
１２０                          ・・・結像レンズ
１３０、２３０、３３０          ・・・オートフォーカス装置
１３１                          ・・・光源
１３２                          ・・・ビーム径選択用絞り
１３３                          ・・・照明側ストッパ
１３４                          ・・・ＰＢＳ
１３５                          ・・・レンズ
１３６                          ・・・オフセットレンズ
１３７                          ・・・ダイクロイックミラー
１３８                          ・・・受光側ストッパ
１３９                          ・・・ピンホール板
１４０                          ・・・光検出器
１４１                          ・・・コントローラ
１４２                          ・・・オフセットレンズドライバ
１４３、１４５、２３３、３３２  ・・・モータ
１４４                          ・・・ミラードライバ
１４６                          ・・・λ／４板
２３１                          ・・・シフタ
２３２                          ・・・シフタドライバ
３３１                          ・・・ＡＦ装置ドライバ
Ｓ                              ・・・標本
Ｈ                              ・・・ホルダ
ＡＸ                            ・・・光軸
ＬＸ                            ・・・照明光軸
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２                  ・・・ＡＦ光
Ｐ                              ・・・瞳面
【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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