(57)【要約】  照射部（１４）は、光軸（Ａ１、Ａ２）に対して非対称の形状の励起光（ＬＢ）を照射する。対物レンズ（２０）は、ガラス部材（２２Ｃ、２２Ａ）と測定対象領域（２２Ｂ）とを含む測定対象部材（２２）に励起光（ＬＢ）を集光する。検出部（３０）は、励起光（ＬＢ）により測定対象領域（２２Ｂ）から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部（３１）を備え、各々の受光部（３１）で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する。移動制御部（１２Ｃ）は、蛍光信号に基づいて、対物レンズ（２０）および測定対象部材（２２）の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部（１２Ｂ）を備え、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ（２０）および測定対象部材（２２）の少なくとも一方を移動させる。
2020171173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、
を備える、顕微鏡システム。
【請求項２】
前記導出部は、
前記蛍光信号に含まれる前記強度値のプロファイルを生成する生成部と、
前記プロファイルに基づいて、前記蛍光信号における前記強度値の重心位置を特定する特定部と、
目標重心位置を特定し、前記重心位置と前記目標重心位置との差に基づいて、前記移動量および前記移動方向を算出する算出部と、
を有する、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記検出部は、
含まれる前記受光部の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域が受光面に沿って配列され、
前記導出部は、
複数種類の前記単位領域の内、特定の露出値の前記受光部を含む前記単位領域を選択する選択部を含み、
前記特定部は、
選択された前記単位領域に含まれる前記受光部の前記強度値を示す前記蛍光信号の前記プロファイルに基づいて、前記重心位置を特定する、
請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記生成部は、
前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の前記強度値を用いて、前記プロファイルを生成する、
請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記照射部は、
発光部から照射された照射光の一部を遮光し、前記励起光として出力する遮光部を有する、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記照射部は、
発光部から照射された照射光を光軸に対して非対称の形状に分離する分離部を有する、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記照射部は、
発光部から照射された照射光の一部を平行にして前記励起光として出力するコリメートレンズを有し、
前記発光部は、
前記発光部の発光位置が前記コリメートレンズの光軸から外れた位置に配置されてなる、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記照射部は、
発光部から照射された照射光に非点収差を発生させた前記励起光を照射する、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項９】
前記導出部は、
前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の広がり方向に基づいて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
前記蛍光信号を、該蛍光受光領域上を通り且つ該蛍光受光領域の広がり方向に沿った直線を境界として２つの領域に分割し、前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、２つの前記領域の各々の前記強度値の合計値の差の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
を有する、
請求項８に記載の顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記導出部は、
前記蛍光信号を、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が近づくときの蛍光受光領域の広がりを示す第１の線状領域の一端部と、該第１の線状領域の他端部と、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が離れるときの前記蛍光受光領域の広がりを示す第２の線状領域の一端部と、該第２の線状領域の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域に分割し、
４つの前記領域の内、前記検出部から取得した前記蛍光信号に含まれる前記蛍光受光領域の広がり方向の両端部が位置する２つの前記領域である存在領域に応じて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、４つの前記領域の内の前記存在領域の前記強度値の合計値から、４つの前記領域の内の前記存在領域以外の他の２つの前記領域の前記強度値の合計値を減算した差分の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
を有する、
請求項８に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記検出部は、
ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の前記受光部を含むブロック領域を受光面に沿って複数配列してなる、
請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、を備えた測定部から、前記蛍光信号を取得するステップと、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための焦点調整プログラム。
【請求項１３】
測定部と、前記測定部の動作の制御に使われるソフトウェアと、を含んで構成される焦点調整システムであって、
前記ソフトウェアは情報処理装置に搭載されており、
前記測定部は、
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
を含み、
前記ソフトウェアは、
前記検出部から、前記蛍光信号を取得し、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズの焦点を前記測定対象領域に合わせるための、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、
導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御する、
焦点調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光軸に対して非対称な形状の光を検体へ集光させ、集光レンズと検体との間隔変動を反射光の受光位置の変位として検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。また、この受光位置の変位量を用いて集光レンズの焦点を合わせることで、焦点を容易に検体へ合わせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、細胞などの検体の測定には、ガラス板で挟まれた検体を用いる場合がある。この場合、検体の存在する測定対象領域からの反射光に比べて、空気とガラス板との界面からの反射光が支配的となる。このため、従来では、ガラス板の表面に焦点が合ってしまい、ガラス板を介して配置された測定対象領域に容易に焦点を合わせることは困難であった。【０００５】
そこで、本開示では、ガラス板を介して配置された測定対象領域に容易に焦点を合わせることができる、顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の顕微鏡システムは、光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。
【図２Ａ】本開示の第１の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。
【図２Ｂ】本開示の第１の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。
【図３】本開示の第１の実施形態に係る焦点調整装置１２の機能的構成の一例を示す図である。
【図４】本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。
【図５】本開示の第１の実施形態に係る蛍光強度値のプロファイルの一例を示す模式図である。
【図６】本開示の第１の実施形態に係る実施例１の説明図である。
【図７Ａ】本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。
【図７Ｂ】本開示の第１の実施形態に係る撮影画像の一例を示す模式図である。
【図８】本開示の第１の実施形態に係る移動量および移動方向の導出の説明図である。
【図９】本開示の第１の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】本開示の第１の実施形態に係る実施例２の説明図である。
【図１１Ａ】本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。
【図１１Ｂ】本開示の第１の実施形態に係る撮影画像の一例を示す模式図である。
【図１２】本開示の変形例１に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である
【図１３】本開示の変形例２に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。
【図１４】本開示の変形例３に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。
【図１５】本開示の第２の実施形態に係る焦点調整装置の機能的構成の一例を示す図である。
【図１６】本開示の第２の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。
【図１７】本開示の第２の実施形態に係る移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。
【図１８】本開示の第２の実施形態に係る移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。
【図１９】本開示の第２の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２０】本開示の第３の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。
【図２１】本開示の第３の実施形態に係る焦点調整装置の機能的構成の一例を示す図である。
【図２２Ａ】本開示の第３の実施形態に係る測定対象領域のイメージ図である。
【図２２Ｂ】本開示の第３の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。
【図２２Ｃ】本開示の第３の実施形態に係る単位領域の選択の説明図である。
【図２３】本開示の第３の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２４】本開示の実施形態および変形例に係るハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の顕微鏡システム１の一例を示す模式図である。
【００１０】
顕微鏡システム１は、検体Ｓへ励起光ＬＢを照射し、検体Ｓから発せられた蛍光を受光するシステムである。
【００１１】
顕微鏡システム１は、測定部１０と、焦点調整装置１２と、を備える。測定部１０と焦点調整装置１２とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
【００１２】
測定部１０は、検体Ｓから発せられた蛍光を測定する光学機構を有する。測定部１０は、例えば、光学顕微鏡に適用される。
【００１３】
測定部１０は、照射部１４と、励起フィルタ１６と、ダイクロイックミラー１８と、対物レンズ２０と、測定対象部材２２と、エミッションフィルタ２４と、ハーフミラー２６と、結像レンズ２８と、検出部３０と、結像レンズ３２と、画像検出部３４と、第１の駆動部３６と、第２の駆動部３８と、を備える。
【００１４】
照射部１４は、励起光ＬＢを照射する。励起光ＬＢは、光軸に対して非対称の形状の光である。光軸とは、照射部１４から測定対象部材２２に到るまでの光軸（光軸Ａ１および光軸Ａ２）を示す。光軸に対して非対称な形状とは、光軸に対して直交する直交断面の光束の形状が、光軸を中心として非対称な形状であることを示す。なお、励起光ＬＢの波長領域は、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を含む波長領域であればよい。
【００１５】
照射部１４は、発光部１４Ａと、コリメートレンズ１４Ｂと、遮光部１４Ｃと、を備える。発光部１４Ａは、照射光ＬＡを発光する。
【００１６】
発光部１４Ａは、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を少なくとも含む照射光ＬＡを発光する。発光部１４Ａは、スポット状（点状）の光を発光する光源、ライン状の形状の光を発光する光源、スリット等を介してライン状の形状の光を発光する光源、の何れであってもよい。なお、スポット状およびライン状とは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡの、光軸Ａ１に対する直交断面の形状を示す。また、光軸Ａ１は、照射部１４からダイクロイックミラー１８までの光軸を示す。言い換えると、光軸Ａ１は、コリメートレンズ１４Ｂの光軸を示す。
【００１７】
本実施形態では、発光部１４Ａが、ライン状の形状の照射光ＬＡを発光する光源である場合を想定して説明する。また、本実施形態では、ライン状の形状の照射光ＬＡの長手方向が、図１中のＸ軸方向に一致する場合を一例として説明する。Ｘ軸方向の詳細は後述する。
【００１８】
発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡは、コリメートレンズ１４Ｂによって略平行光とされた後に、遮光部１４Ｃに到る。遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの一部を遮光し、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして出力する。遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの一部を遮光する部材であればよい。遮光部１４Ｃは、例えば、照射光ＬＡを非透過な板状部材である。
【００１９】
詳細には、遮光部１４Ｃは、ライン状の照射光ＬＡの長手方向（Ｘ軸方向）に対して交差する方向（図中、Ｚ軸方向）の一端部を遮光する。なお、遮光部１４Ｃによる遮光範囲は限定されない。例えば、遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの、光軸Ａ１に対する直交断面における、Ｚ軸方向の一端部から中央部までの範囲を遮光するように、配置されていればよい。照射光ＬＡは、遮光部１４Ｃによって一部が遮光されることで、光軸Ａ１に対して非対称の形状とされた励起光ＬＢとなる。
【００２０】
励起フィルタ１６は、測定対象の検体Ｓが蛍光を発する波長領域の光を選択的に透過する。励起光ＬＢは、励起フィルタ１６を透過することで狭帯域化された後に、ダイクロイックミラー１８によって反射され、対物レンズ２０へ到る。なお、発光部１４Ａとして、検体Ｓが蛍光を発する波長領域の照射光ＬＡを発光するレーザ光源を用いる場合、励起フィルタ１６を設けない構成としてもよい。ダイクロイックミラー１８は、励起光ＬＢを反射し、励起光ＬＢ以外の波長領域の光を透過する。本実施形態では、ダイクロイックミラー１８は、蛍光を透過する。
【００２１】
対物レンズ２０は、測定対象部材２２に励起光ＬＢを集光する。詳細には、対物レンズ２０は、測定対象部材２２へ励起光ＬＢを集光し、測定対象部材２２のガラス部材２２Ａを介して測定対象領域２２Ｂへ励起光ＬＢを照射するためのレンズである。
【００２２】
対物レンズ２０には、第２の駆動部３８が設けられている。第２の駆動部３８は、測定対象部材２２に近づく方向または離れる方向に、対物レンズ２０を移動させる。一方、測定対象部材２２には、第１の駆動部３６が設けられている。第１の駆動部３６は、対物レンズ２０へ近づく方向または離れる方向に、測定対象部材２２を移動させる。対物レンズ２０と測定対象部材２２との間隔が調整されることで、対物レンズ２０の焦点が調整される（詳細後述）。なお、測定部１０は、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を備えた構成であればよく、これらの双方を備えた構成に限定されない。また、以下では、対物レンズ２０と測定対象部材２２との間隔を、距離、Ｚ軸方向の距離、または対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離、と称して説明する場合がある。
【００２３】
本実施形態では、対物レンズ２０と測定対象部材２２とが互いに近づく方向および離れる方向に沿った方向を、Ｚ軸方向と称して説明する。また、本実施形態では、Ｚ軸方向と、対物レンズ２０の光軸Ａ２と、が平行である場合を想定して説明する。また、測定対象部材２２における励起光ＬＢの受光面である二次元平面は、Ｚ軸方向に直交する２軸（Ｘ軸方向およびＸ軸方向に直交するＹ軸方向）によって表される平面であるものとする。
【００２４】
なお、上記には、ライン状の照射光ＬＡの長手方向が、Ｘ軸方向に一致すると説明した。しかし、照射光ＬＡの長手方向（すなわち、励起光ＬＢの長手方向）は、Ｘ軸方向と不一致であってもよい。
【００２５】
測定対象部材２２は、ガラス部材２２Ａと、測定対象領域２２Ｂと、ガラス部材２２Ｃと、を備える。
【００２６】
ガラス部材２２Ｃは、検体Ｓを載置するための部材である。ガラス部材２２Ｃは、例えば、スライドガラスである。なお、ガラス部材２２Ｃは、検体Ｓを載置可能な部材であればよく、ガラスによって構成された部材に限定されない。
【００２７】
ガラス部材２２Ａは、ガラス部材２２Ｃとの間に検体Ｓを保持するためのガラスである。ガラス部材２２Ａは、カバーガラスと称される場合がある。ガラス部材２２Ａは、励起光ＬＢおよび検体Ｓから発せられる蛍光を透過する部材であればよい。透過する、とは、透過対象の光の透過率が８０％以上であることを意味する。
【００２８】
測定対象領域２２Ｂは、ガラス部材２２Ａとガラス部材２２Ｃとの間の領域である。測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓが載置される。
【００２９】
検体Ｓは、測定対象である。本実施形態は、検体Ｓは、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する。検体Ｓは、例えば、微生物、細胞、リポソーム、血液中の赤血球、白血球、血小板、血管内皮細胞、上皮組織の微小細胞片、および、各種臓器の病理組織切片、等である。なお、検体Ｓは、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する蛍光色素によって標識された、細胞などの物体であってもよい。
【００３０】
なお、測定対象領域２２Ｂには、封入材によって封入された状態の検体Ｓが載置されていてもよい。封入材には、測定対象領域２２Ｂに入射する励起光ＬＢおよび検体Ｓの発する蛍光を透過する公知の材料を用いればよい。また、封入材は、液体、および固体の何れであってもよい。
【００３１】
励起光ＬＢを照射された検体Ｓは、蛍光を発する。なお、測定対象領域２２Ｂに存在する封入材も蛍光を発する場合がある。このため、以下では、測定対象領域２２Ｂから蛍光が発せられる、と称して説明する場合がある。
【００３２】
励起光ＬＢの照射により測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光は、対物レンズ２０およびダイクロイックミラー１８を透過してエミッションフィルタ２４へ到る。エミッションフィルタ２４は、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に透過する。このため、励起光ＬＢはエミッションフィルタ２４を透過せず、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光のみが選択的にエミッションフィルタ２４を透過する。
【００３３】
エミッションフィルタ２４を透過した蛍光は、ハーフミラー２６へ到る。ハーフミラー２６は、蛍光の一部を検出部３０へ振り分け、残りを画像検出部３４へ振り分ける。なお、ハーフミラー２６による検出部３０および画像検出部３４への蛍光の分配率は、同じ割合（例えば、５０％、５０％）であってもよいし、異なる割合でもよい。このため、ハーフミラー２６に代えて、ダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００３４】
ハーフミラー２６によって反射された蛍光は、結像レンズ２８によって検出部３０へ集光される。一方、ハーフミラー２６を透過した蛍光は、結像レンズ３２によって画像検出部３４へ集光される。
【００３５】
なお、照射部１４の発光部１４Ａと測定対象部材２２とは、光学的に共役関係にあるものとする。また、発光部１４Ａと、測定対象部材２２と、検出部３０と、画像検出部３４とは、光学的に共役関係にあるものとする。すなわち、測定部１０は、同軸落射照明型の顕微鏡光学系であるものとする。
【００３６】
画像検出部３４は、蛍光を受光し、受光した蛍光を示す蛍光画像を出力する。蛍光画像は、検体Ｓの種類などの解析に用いられる。画像検出部３４は、例えば、公知のラインセンサ、または、エリアセンサである。画像検出部３４は、例えば、蛍光画像を解析する解析装置などに蛍光画像を出力する。
【００３７】
一方、検出部３０は、複数の受光部を備え、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光し、蛍光信号を出力する。
【００３８】
図２Ａは、検出部３０の一例を示す模式図である。検出部３０は、複数の受光部３１を備える。受光部３１は、受光した蛍光を電荷に変換する素子である。受光部３１は、例えば、フォトダイオードである。図２Ａには、蛍光を受光する受光面３３に沿って、複数の受光部３１を二次元配列した検出部３０を一例として示した。
【００３９】
検出部３０は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、または、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、などである。
【００４０】
なお、検出部３０は、複数の受光部３１を一次元配列した形態であってもよい。図２Ｂは、検出部３０の一例を示す模式図である。例えば、検出部３０は、複数の受光部３１を受光面３３に沿って一次元配列した形態であってもよい。また、検出部３０は、少なくとも２つの受光部３１を備えていればよい。
【００４１】
本実施形態では、検出部３０が、複数の受光部３１を受光面３３に沿って二次元配列した形態である場合を、一例として説明する。
【００４２】
なお、検出部３０は、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を含むブロック領域３１Ａを、受光面３３に沿って複数配列した構成であってもよい（図２Ａ参照）。ゲインとは、アナログデジタル変換ゲイン、および、増幅ゲイン、の少なくとも一方を示す。電荷蓄積時間とは、検出部３０がＣＭＯＳまたはＣＣＤなどの電荷蓄積型の検出部３０である場合の、蛍光信号の１回の出力あたりの電荷蓄積時間を示す。この場合、１つのブロック領域３１Ａを１画素として扱えばよい。
【００４３】
本実施形態では、検出部３０に含まれる複数の受光部３１のゲインおよび電荷蓄積時間が、互いに同じである場合を一例として説明する。検出部３０は、蛍光を受光し、蛍光信号を出力する。
【００４４】
検出部３０から出力される蛍光信号は、複数の受光部３１の各々で受光した蛍光の強度値を示す信号である。言い換えると、蛍光信号は、複数の受光部３１の各々ごとの蛍光の強度値を規定した信号である。以下では、蛍光の強度値を、蛍光強度値と称して説明する場合がある。蛍光強度値とは、受光した蛍光の強度を示す値である。検出部３０は、蛍光信号を焦点調整装置１２へ出力する。
【００４５】
なお、受光部３１が、１または複数の画素ごとに設けられていると想定する。この場合、蛍光信号は、複数の受光部３１の各々に対応する画素ごとに蛍光強度値を規定した蛍光画像である。この場合、蛍光強度値は、画素値に相当する。
【００４６】
図１に戻り説明を続ける。なお、本実施形態では、測定部１０は、照射光ＬＡの長手方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って走査することで、励起光ＬＢを測定対象部材２２へ照射する。励起光ＬＢの走査方法は、限定されない。走査方法は、例えば、第１の駆動部３６によって測定対象部材２２をＹ軸方向へ移動させる方法、測定部１０における測定対象部材２２以外の部分を測定対象部材２２に対してＹ軸方向へ移動させる方法、などがある。また、ダイクロイックミラー１８と対物レンズ２０との間に偏向ミラーを配置し、偏光ミラーによって励起光ＬＢを走査してもよい。
【００４７】
次に、焦点調整装置１２について説明する。
【００４８】
焦点調整装置１２は、情報処理装置の一例である。焦点調整装置１２は、検出部３０から受付けた蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１２と、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８の各々とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
【００４９】
図３は、焦点調整装置１２の機能的構成の一例を示す図である。なお、図３には、説明のために、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
【００５０】
焦点調整装置１２は、取得部１２Ａと、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を備える。
【００５１】
取得部１２Ａ、導出部１２Ｂ、移動制御部１２Ｃ、生成部１２Ｄ、特定部１２Ｅ、および算出部１２Ｆの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
【００５２】
取得部１２Ａは、検出部３０から蛍光信号を取得する。
【００５３】
導出部１２Ｂは、検出部３０から取得した蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。詳細には、導出部１２Ｂは、蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、上記移動量および上記移動方向を導出する。
【００５４】
本実施形態では、導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を有する。
【００５５】
生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。詳細には、生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光受光領域のボケの発生方向に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。なお、蛍光強度値のプロファイルは、ボケの発生方向を横軸とし、蛍光強度値を縦軸とした、ボケの発生方向と蛍光強度値との関係を示す線図によって表される。
【００５６】
蛍光受光領域とは、蛍光信号に含まれる、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の受光領域であり、他の領域に比べて蛍光強度値の大きい領域である。生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光受光領域のボケの発生方向を予め特定し、プロファイルの生成に用いればよい。
【００５７】
図４は、蛍光信号４０の一例を示す模式図である。蛍光信号４０には、蛍光受光領域Ｅが含まれる。図４には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を近距離から遠距離となるように段階的に変化させ、各段階において検出部３０で得られた蛍光信号４０を示した。図４に示す複数の蛍光信号４０（蛍光信号４０Ａ〜蛍光信号４０Ｅ）は、蛍光信号４０Ａから蛍光信号４０Ｅに向かって、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に大きくしたときの、各段階で検出された蛍光信号４０の一例である。また、蛍光信号４０Ｃは、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときの、蛍光信号４０の一例である。
【００５８】
また、図４に示す蛍光信号４０の縦軸方向（Ｙ’軸方向）は、測定対象部材２２上におけるＹ軸方向に相当する。また、図４に示す蛍光信号４０の横軸方向（Ｘ’軸方向）は、測定対象部材２２におけるＸ軸方向に相当する。また、図４に示す蛍光信号４０のＺ’軸方向は、測定対象部材２２と対物レンズ２０とが近付く方向または離れる方向であるＺ軸方向に相当する。
【００５９】
蛍光信号４０Ａに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、検出部３０の受光面３３上の片側（矢印ＹＡ’側）へずれる。具体的には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、中心線４１より矢印ＹＡ’側へずれる。これは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、対物レンズ２０の焦点より対物レンズ２０に近い側に測定対象部材２２が位置することになるためである。なお、中心線４１は、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときに得られた蛍光信号４０Ｃに含まれる、蛍光受光領域Ｅ上を通る線である。
【００６０】
一方、蛍光信号４０Ｅに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、検出部３０の受光面３３の他方側（矢印ＹＢ’側）へずれる。具体的には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、中心線４１より矢印ＹＢ’側へずれる。これは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、対物レンズ２０の焦点より遠い位置に、測定対象部材２２が位置することになるためである。このため、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近い場合とは逆の方向に、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向がずれる。
【００６１】
このため、生成部１２Ｄは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に変更し、各段階で得られた蛍光信号４０から、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向を予め特定する。図４の場合、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０におけるＹ’軸方向を、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向として特定する。
【００６２】
そして、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向（Ｙ’軸方向）に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。
【００６３】
蛍光強度値のプロファイルは、ｆ（ｙ’）によって表される。ｙ’は、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置を示す。Ｙ’軸方向における位置は、例えば、Ｙ’軸方向の画素位置を示す位置座標で表される。
【００６４】
図５は、蛍光強度値のプロファイルの一例を示す模式図である。図５中、横軸は、蛍光信号４０におけるボケの発生方向（Ｙ’軸方向）における位置を示す。図５中、縦軸は、蛍光強度値を示す。また、図５中、各線図を示す値は、値が大きいほど対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近い事を示す。生成部１２Ｄは、１つの蛍光信号４０を取得するごとに、該蛍光信号４０の蛍光強度値のプロファイルを生成する。このため、生成部１２Ｄは、１つの蛍光信号４０を取得すると、例えば、図５に示す複数の線図の内の何れか１つの線図によって表されるプロファイルを生成することとなる。
【００６５】
なお、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの蛍光強度値を用いて、蛍光強度値のプロファイルを生成してもよい。すなわち、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０全体ではなく、蛍光信号４０の一部分である蛍光受光領域Ｅについて、蛍光強度値のプロファイルを生成してもよい。この場合、例えば、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０における、蛍光を受光したと判別するための閾値以上の蛍光強度値を示す領域を、蛍光受光領域Ｅとして特定し、プロファイルを生成すればよい。
【００６６】
図３に戻り説明を続ける。次に、特定部１２Ｅについて説明する。特定部１２Ｅは、生成部１２Ｄで生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置を特定する。
【００６７】
特定部１２Ｅは、下記式（１）を用いて、重心位置を算出する。
【００６８】
ｇ＝（Σｙ’ｆ（ｙ’）・ｙ’）／（Σｙ’ｆ（ｙ’））    ・・・式（１）
【００６９】
式（１）中、ｇは、重心位置を示す。ｆ（ｙ’）は、上述したように、蛍光強度値のプロファイルを示す。ｙ’は、上述したように、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置を示す。
【００７０】
なお、特定部１２Ｅは、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）に代えて、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）にビニング処理および閾値処理の少なくとも一方を行ったプロファイルを用いて、重心位置を算出してもよい。
【００７１】
例えば、特定部１２Ｅは、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）に対して、ビニング処理を行った後のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて、重心位置を算出してもよい。
【００７２】
また、例えば、特定部１２Ｅは、ビニング処理を行った後のプロファイルｆ（ｙ’）に対して、予め定めた蛍光強度値である閾値以上の部分を抽出したプロファイルＦ（ｙ’）を用いて、重心位置を算出してもよい。
【００７３】
算出部１２Ｆは、目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置との差に基づいて、上記移動量および上記移動方向を算出する。本実施形態では、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置と、目標重心位置と、の差に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
【００７４】
目標重心位置は、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときの、蛍光強度値の重心位置である。具体的には、目標重心位置は、励起光ＬＢを照射された測定対象部材２２の撮影画像における、隣接する画素値（輝度値）の差が最も大きい位置に相当する。この位置は、上記ボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置であればよい。算出部１２Ｆは、予め目標重心位置を特定し、移動量移動方向の算出に用いればよい。
【００７５】
例えば、算出部１２Ｆは、公知のコントラスト法を用いて目標重心位置を特定する。なお、算出部１２Ｆは、コントラスト法を用いて外部装置などで特定された目標重心位置を受信または読取ることで、目標重心位置を特定してもよい。
【００７６】
図６は、本実施形態に係る実施例１の説明図である。目標重心位置の特定について、実施例１を例に説明する。
【００７７】
図６中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離（Ｚ軸方向の距離）を示す。なお、距離を示す横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。一方、縦軸は、コントラストまたは重心位置を示す。図６に示すコントラストとは、撮影画像における、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値を示す。
【００７８】
図６では、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときを基準として±２０μｍの範囲で変動させた。また、測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓとして、蛍光色素であるＤＡＰＩ（４’，６−ｄｉａｍｉｄｉｎｏ−２−ｐｈｅｎｙｌｉｎｄｏｌｅ）によって染色された測定対象を配置した。
【００７９】
図６中、線図４４Ａは、上記距離を段階的に変動させた各段階において、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射することで得られた蛍光信号４０を用いて、特定部１２Ｅが特定した重心位置を示す。図７Ａには、上記距離がある段階にあるときの蛍光信号４０Ｆの一例を示した。特定部１２Ｅは、蛍光信号４０Ｆにおける、蛍光受光領域Ｅを含む領域Ｂ１内のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて重心位置を特定した。線図４４Ａは、この領域Ｂ１を用いた重心位置の特定処理を、複数の段階の上記距離の各々に対応する蛍光信号４０の各々を用いて、行った結果を示す線図である。
【００８０】
一方、図６中、線図４６Ａは、コントラスト法による結果を示す線図である。詳細には、線図４６Ａは、光軸に対して対象の形状の光を測定対象領域２２Ｂに照射したときの撮影画像を用いて、上記距離ごとに公知の方法でコントラストを算出した結果を示す。図７Ｂには、上記距離がある段階にあるときの撮影画像４８の一例を示した。線図４６Ａは、撮影画像４８における、特定の領域Ｂ２内について、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値をコントラストとして算出した結果を示したものである。
【００８１】
図６の線図４４Ａに示すように、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離と、重心位置と、の関係は、一次関数によって表される。一方、図６の線図４６Ａに示すように、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離と、コントラストと、の関係は、特定の距離においてピークを示す。
【００８２】
そこで、算出部１２Ｆは、線図４６Ａに示されるコントラスト法で得られたピークを示す距離を特定する。そして、算出部１２Ｆは、線図４４Ａにおける、特定した該距離に対応する重心位置を、目標重心位置ｇ’として特定すればよい。
【００８３】
そして、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置と、目標重心位置ｇ’と、の差に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
【００８４】
図８は、移動量および移動方向の導出の説明図である。図８中、縦軸は、重心位置を示す。図８中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を示す。なお、図６と同様に、図８の横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。
【００８５】
まず、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する。そして、該差Δｇが“０”になるように、重心位置ｇを目標重心位置ｇ’に近づけるまたは一致させるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する。
【００８６】
例えば、算出部１２Ｆが、対物レンズ２０の移動量および移動方向を算出する場合を想定する。また、図８中の線図４２は、図６に示す線図４４Ａに相当するものとする。
【００８７】
この場合、算出部１２Ｆは、線図４２における、特定した重心位置ｇに対応する距離Ｚ１が、目標重心位置ｇ’に対応する距離Ｚ’と一致するように、距離Ｚ１と距離Ｚ’との差を、対物レンズ２０の移動量として算出する。
【００８８】
また、上述したように、図８の横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。このため、距離Ｚ１の値が距離Ｚ’の値より小さい場合（Ｚ１＜Ｚ’）、算出部１２Ｆは、測定対象部材２２と対物レンズ２０とをより近づける方向（距離を短くする方向）を、移動方向として算出する。また、算出部１２Ｆは、距離Ｚ１の値が距離Ｚ’の値より大きい場合（Ｚ１＞Ｚ’）、測定対象部材２２と対物レンズ２０とをより離す方向（距離を長くする方向）を、移動方向として算出する。
【００８９】
なお、算出部１２Ｆは、特定した重心位置ｇと目標重心位置ｇ’との差Δｇから、移動量および移動方向を示すベクトルを導出するための関数Ｔを予め用意し、該関数Ｔを用いて、移動量および移動方向を導出してもよい。関数Ｔには、例えば、図８に示す線図４２を一次関数で近似したものを用いればよい。なお、関数Ｔは、線図４２を一次関数以外の高次関数で近似したものであってもよい。また、関数Ｔには、ルックアップテーブルなどの関数テーブルを用いてもよい。
【００９０】
図３に戻り説明を続ける。移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。詳細には、移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動方向に、導出部１２Ｂで導出された移動量移動させるように、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御する。
【００９１】
このため、移動制御部１２Ｃは、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂ内に合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の位置を調整することができる。なお、図３に示す機能構成は一例であり、移動制御部１２Ｃが、導出部１２Ｂを備えた構成としてもよい。
【００９２】
次に、焦点調整装置１２が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
【００９３】
図９は、情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９４】
取得部１２Ａが、検出部３０から蛍光信号４０を取得する（ステップＳ１００）。
【００９５】
生成部１２Ｄは、ステップＳ１００で取得した蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向（Ｙ’軸方向）に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。
【００９６】
特定部１２Ｅは、ステップＳ１０２で生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する（ステップＳ１０４）。
【００９７】
次に、算出部１２Ｆは、ステップＳ１０４で特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する（ステップＳ１０６）。次に、算出部１２Ｆは、ステップＳ１０６で算出した差Δｇを用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する（ステップＳ１０８）。
【００９８】
移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ１１０）。移動制御部１２Ｃは、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御することで、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
【００９９】
次に、焦点調整装置１２は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１２）。例えば、焦点調整装置１２は、処理終了を示す指示信号を受付けたか否かを判別することで、ステップＳ１１２の判断を行う。処理を継続すると判断した場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、上記ステップＳ１００へ戻る。一方、処理終了と判断した場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１は、照射部１４と、対物レンズ２０と、検出部３０と、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。照射部１４は、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射する。対物レンズ２０は、ガラス部材２２Ａと測定対象領域２２Ｂとを含む測定対象部材２２に励起光ＬＢを集光する。検出部３０は、励起光ＬＢにより測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部３１を備え、各々の受光部３１で受光した蛍光の強度値（蛍光強度値）を示す蛍光信号４０を出力する。移動制御部１２Ｃは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部１２Ｂを備え、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
【０１０１】
このように、本実施形態の顕微鏡システム１では、非対称の形状の励起光ＬＢを測定対象部材２２へ集光し、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を出力する。そして、顕微鏡システム１では、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。
【０１０２】
一方、従来技術では、光軸に対して非対称の形状の光を検体Ｓへ照射し、検体Ｓからの反射光の受光位置に基づいて、フォーカス制御を行っていた。しかし、細胞などの検体Ｓの測定には、ガラス板で挟まれた検体を用いる場合がある。この場合、検体Ｓへ照射された光は、ガラス部材２２Ａの表面およびガラス部材２２Ａを介して配置された検体Ｓによって反射される。このため、検体Ｓからの反射光に比べて、空気とガラス部材２２Ａとの界面からの反射光が支配的となる。従来技術では、反射光を用いてフォーカス制御を行うため、ガラス部材２２Ａの表面に焦点が合ってしまい、ガラス部材２２Ａを介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることは困難であった。
【０１０３】
また、従来技術には、対物レンズ２０の位置を移動させながら、検体Ｓの撮影画像のコントラストを計測する操作を繰り返すことで、対物レンズ２０の焦点を検体Ｓへ合わせる手法もある。しかし、この従来技術では、対物レンズ２０の位置移動と検体Ｓの撮影を複数回繰り返す必要があり、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせる事は困難であった。
【０１０４】
一方、本実施形態の顕微鏡システム１では、測定対象部材２２からの反射光の内、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に受光する。そして、顕微鏡システム１では、受光した蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動を制御することで、フォーカス制御を行う。
【０１０５】
測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の波長領域には、ガラス部材２２Ａの表面で反射した励起光ＬＢの反射光の波長領域は含まれない。このため、顕微鏡システム１では、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に用いて、フォーカス制御を行うことができる。このため、本実施形態の顕微鏡システム１では、ガラス部材２２Ａの表面ではなく、ガラス部材２２Ａを介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０１０６】
従って、本実施形態の顕微鏡システム１では、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０１０７】
また、本実施形態の顕微鏡システム１では、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合や、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓの密度の低い（密度が疎になる）領域が存在する場合であっても、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０１０８】
図１０は、本実施形態における実施例２の説明図である。
【０１０９】
図１０中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離（Ｚ軸方向の距離）を示す。一方、縦軸は、コントラストまたは重心位置を示す。
【０１１０】
図１０では、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合ったときを基準として±２０μｍの範囲で変動させた。また、測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓを含めず、封入材のみを存在させた。
【０１１１】
図１０中、線図４４Ｂは、上記距離を段階的に変動させた各段階において、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射することで得られた蛍光信号４０を用いて、特定部１２Ｅが特定した重心位置を示す。図１１Ａには、上記距離がある段階にあるときの蛍光信号４０Ｇの一例を示した。特定部１２Ｅは、蛍光信号４０Ｇにおける、蛍光受光領域Ｅを含む領域Ｂ３内のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて重心位置を特定した。線図４４Ｂは、この領域Ｂ３を用いた重心位置の特定処理を、複数の段階の上記距離の各々に対応する蛍光信号４０の各々を用いて、行った結果を示す線図である。
【０１１２】
一方、図１０中、線図４６Ｂは、コントラスト法による結果を示す線図である。詳細には、線図４６Ｂは、光軸に対して対象の形状の光を測定対象領域２２Ｂに照射したときの撮影画像を用いて、上記距離ごとに公知の方法でコントラストを算出した結果を示す。図１１Ｂには、上記距離がある段階にあるときの撮影画像４９の一例を示した。線図４６Ｂは、撮影画像４９における、特定の領域Ｂ４内について、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値をコントラストとして算出した結果を示したものである。なお、特定の領域Ｂ４は、撮影画像４９の内、コントラストの発生している領域を選択的に特定した領域である。
【０１１３】
図１０の線図４４Ｂに示すように、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合であっても、距離と重心位置との関係を示す線図４４Ｂは、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在する場合の線図４４Ａ（図６参照）と同様の結果が得られた。
【０１１４】
このため、本実施形態の顕微鏡システム１によれば、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合であっても、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができるといえる。また、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが疎な領域が含まれる場合であっても、顕微鏡システム１によれば、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができるといえる。
【０１１５】
一方、従来技術のコントラスト法である図１０の線図４６Ｂは、撮影画像４９（図１１Ｂ参照）における、コントラストの生じている領域Ｂ４を用いて得られた線図である。このため、線図４６Ｂに示される従来方式では、検体Ｓが疎な領域や、測定対象領域２２Ｂに検体Ｓが含まれない場合には、焦点を調整することは困難であるといえる。
【０１１６】
従って、本実施形態の顕微鏡システム１は、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合や、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓの疎な領域が含まれる場合であっても、容易に測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
【０１１７】
また、導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を有する。生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。特定部１２Ｅは、プロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する。算出部１２Ｆは、目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置ｇ’との差Δｇに基づいて、移動量および移動方向を算出する。
【０１１８】
ここで、蛍光信号４０の蛍光強度値は、励起光ＬＢの強度に相関がある。このため、得られる蛍光信号４０は、励起光ＬＢの非対称性を反映した光特性を有する。よって、導出部１２Ｂが、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルに基づいて特定した重心位置ｇに基づいて、移動量および移動方向を算出することで、精度良く、測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
【０１１９】
また、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの蛍光強度値を用いて、プロファイルを生成する。
【０１２０】
蛍光信号４０の全体ではなく、蛍光信号４０の一部である蛍光受光領域Ｅを用いてプロファイルを生成することで、顕微鏡システム１は、上記効果に加えて、処理時間の短縮および処理の簡略化を図ることができる。
【０１２１】
また、照射部１４は、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡの一部を遮光し、励起光ＬＢとして出力する遮光部１４Ｃを備える。遮光部１４Ｃによって照射光ＬＡの一部を遮光することで、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢとするため、容易に励起光ＬＢを照射することができる。
【０１２２】
また、検出部３０は、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を含むブロック領域３１Ａを、受光面３３に沿って複数配列してなる。例えば、ブロック領域３１Ａ内には、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を、モザイク状に配置した構成とすればよい。この場合、どのような特性を有する検体Ｓを測定対象とする場合であっても、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出するための高精度な蛍光信号４０を、得る事が可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態の焦点調整装置１２は、測定部１０の検出部３０から蛍光信号４０を取得する取得部１２Ａと、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。導出部１２Ｂは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。移動制御部１２Ｃは、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
【０１２４】
このように、本実施形態の焦点調整装置１２では、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。従って、本実施形態の焦点調整装置１２では、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０１２５】
（変形例１）
上記実施形態では、検出部３０と、画像検出部３４と、を別体として構成した場合を一例として説明した。しかし、検出部３０としてＣＭＯＳイメージセンサ、または、ＣＣＤイメージセンサを用いる場合には、検出部３０と画像検出部３４とを共通化してもよい。
【０１２６】
図１２は、本変形例の顕微鏡システム１Ａの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ａは、測定部１０Ａと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
【０１２７】
測定部１０Ａは、上記実施形態の検出部３０および画像検出部３４に代えて、検出部３５を備える。すなわち、測定部１０Ａは、検出部３０および画像検出部３４に代えて検出部３５を備え、ハーフミラー２６および結像レンズ２８を備えない点以外は、上記実施形態の測定部１０と同様である（図１参照）。
【０１２８】
検出部３５は、検出部３０および画像検出部３４の双方として用いられる。このため、この場合、検出部３５と焦点調整装置１２とをデータまたは信号を授受可能に接続すればよい。また、この場合、ハーフミラー２６および結像レンズ２８を備えない構成とすればよい。
【０１２９】
このように、検出部３０と画像検出部３４とを共通化した構成とすることで、上記実施の形態と同様の効果が得られると共に、顕微鏡システム１Ａの装置構成の簡略化を図ることができる。
【０１３０】
（変形例２）
上記実施形態では、遮光部１４Ｃによって照射光ＬＡの一部遮光することで、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射した。しかし、励起光ＬＢの実現方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、照射光ＬＡを分離することで、励起光ＬＢを実現してもよい。
【０１３１】
図１３は、本変形例の顕微鏡システム１Ｂの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ｂは、測定部１０Ｂと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
【０１３２】
測定部１０Ｂは、照射部１４に代えて照射部１５Ａを備える点以外は、測定部１０と同様である（図１参照）。
【０１３３】
照射部１５Ａは、発光部１４Ａと、コリメートレンズ１４Ｂと、分離部１４Ｄと、を備える。発光部１４Ａおよびコリメートレンズ１４Ｂは、上記実施形態と同様である。なお、本変形例では、発光部１４Ａは、Ｘ軸方向に長いライン状の形状の照射光ＬＡを発光するものとする。
【０１３４】
分離部１４Ｄは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡを光軸に対して非対称の形状に分離する。詳細には、分離部１４Ｄは、照射光ＬＡのガウシアン分布のピークを境界として該照射光ＬＡを２つの光束に分離した一方の光束を、励起光ＬＢとして出力する。分離部１４Ｄは、例えば、三角プリズムである。分離部１４Ｄは、照射光ＬＡのガウシアン分布のピークを境界として照射光ＬＡを２つに分離する位置に、予め配置すればよい。
【０１３５】
この場合、測定部１０Ｂでは、照射光ＬＡにおける、分離部１４Ｄによって分離された一方の光束である励起光ＬＢを測定対象領域２２Ｂへ照射し、該照射により測定対象領域２２Ｂで発生した蛍光を検出部３０で受光すればよい。また、照射光ＬＡにおける、他方の光束についても測定対象領域２２Ｂへ照射し、該照射により測定対象領域２２Ｂで発生した蛍光を画像検出部３４で受光すればよい。
【０１３６】
このように、本変形例では、照射部１５Ａは、分離部１４Ｄを備える。分離部１４Ｄは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡを光軸に対して非対称の形状に分離し、励起光ＬＢとして出力する。
【０１３７】
このため、本変形例の顕微鏡システム１Ｂでは、照射部１５Ａから照射された照射光ＬＡの一部を捨てることなく分離し、一方の光束を検出部３０用の励起光ＬＢとして用い、他方の光束を画像検出部３４用の光束として用いることができる。
【０１３８】
（変形例３）
本変形例では、非対称の形状の励起光ＬＢを、遮光部１４Ｃまたは分離部１４Ｄを用いずに実現する構成を説明する。
【０１３９】
図１４は、本変形例の顕微鏡システム１Ｃの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ｃは、測定部１０Ｃと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
【０１４０】
測定部１０Ｃは、照射部１４に代えて照射部１５Ｂを備える点以外は、測定部１０と同様である（図１参照）。
【０１４１】
照射部１５Ｂは、発光部１４Ｆと、コリメートレンズ１４Ｂと、を備える。コリメートレンズ１４Ｂは、上記実施形態と同様である。
【０１４２】
発光部１４Ｆは、上記実施形態の発光部１４Ａと同様に、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を含む照射光ＬＡを発光する。発光部１４Ｆは、スポット状（点状）の光を発光する光源、ライン状の形状の光を発光する光源、スリット等を介してライン状の形状の光を発光する光源、の何れであってもよい。
【０１４３】
本変形例では、発光部１４Ｆが光を発する発光位置１４Ｅが、コリメートレンズ１４Ｂの光軸Ａ１から外れた位置に配置されてなる。すなわち、発光部１４Ｆの開口搾りである発光位置１４Ｅが、コリメートレンズ１４Ｂの焦点位置から外れた位置関係となるように、発光位置１４Ｅおよびコリメートレンズ１４Ｂの配置位置が予め調整されている。このため、コリメートレンズ１４Ｂは、発光位置１４Ｅに対して非テレセントリックな光学系を構成している。
【０１４４】
このように、本変形例では、照射部１５Ｂは、発光部１４Ｆから照射された照射光ＬＡの一部を平行にして励起光ＬＢとして出力するコリメートレンズ１４Ｂを有する。そして、発光部１４Ｆの発光位置１４Ｅは、コリメートレンズ１４Ｂの光軸Ａ１から外れた位置に配置されてなる。
【０１４５】
このため、本変形例では、遮光部１４Ｃまたは分離部１４Ｄを用いることなく、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢを実現することができる。
【０１４６】
（変形例４）
なお、上記実施形態および上記変形例で実現した、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢを実現するための構成は、照射光ＬＡを発光する光源から、測定部１０内への照射光ＬＡの出力開始位置までの間の空間に、実現されていてもよい。すなわち、非対称な形状の励起光ＬＢを発光する光学部材から励起光ＬＢを発光する構成とし、測定部１０、測定部１０Ａ、測定部１０Ｂ、測定部１０Ｃの各々内に照射するようにしてもよい。
【０１４７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして、非点収差を発生させた励起光ＬＢを用いる形態を説明する。
【０１４８】
なお、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄは、第１の実施形態の顕微鏡システム１と同様である（図１参照）。但し、顕微鏡システム１Ｄは、照射部１４に代えて照射部１７を備える。また、顕微鏡システム１Ｄは、焦点調整装置１２に代えて、焦点調整装置１３を備える。焦点調整装置１３は、情報処理装置の一例である。
【０１４９】
照射部１７は、第１の実施形態の照射部１４と同様に、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射する。但し、照射部１７は、スポット状の照射光ＬＡを発光する発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡに、非点収差を発生させることで、励起光ＬＢを照射する。
【０１５０】
非点収差を発生させるためには、公知の方法を用いればよい。例えば、照射部１４を、遮光部１４Ｃを備えない構成とし、コリメートレンズ１４Ｂの光出射側に、非点収差レンズを配置した構成とすればよい。非点収差レンズは、焦点距離を複数有し、非点収差を発生させるレンズである。非点収差レンズは、例えば、通常の対物レンズにしリンドリルレンズを追加したものである。
【０１５１】
このため、本実施形態では、照射部１７から測定対象領域２２Ｂへ、非点収差の発生した励起光ＬＢが照射される。
【０１５２】
焦点調整装置１３は、第１の実施形態の焦点調整装置１２と同様に、検出部３０から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１３と、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
【０１５３】
図１５は、焦点調整装置１３の機能的構成の一例を示す図である。なお、図１５には、説明のために、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
【０１５４】
焦点調整装置１３は、取得部１３Ａと、導出部１３Ｂと、移動制御部１３Ｃと、を備える。導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を備える。
【０１５５】
取得部１３Ａ、導出部１３Ｂ、移動制御部１３Ｃ、方向導出部１３Ｄ、および移動量導出部１３Ｅの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。移動制御部１３Ｃは、移動制御部１２Ｃと同様である。
【０１５６】
取得部１３Ａは、検出部３０から蛍光信号４０を取得する。
【０１５７】
導出部１３Ｂは、検出部３０から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
【０１５８】
本実施形態では、導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を有する。
【０１５９】
ここで、本実施形態では、測定対象部材２２に照射される励起光ＬＢは、非点収差を有する。また、蛍光信号４０の蛍光強度値は、励起光ＬＢの強度に相関がある。このため、本実施形態で得られる蛍光信号４０は、励起光ＬＢの非点収差による非対称性を反映した光特性を有する。
【０１６０】
また、励起光ＬＢの非点収差による非対称性を反映した蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離の変動によるボケの発生方向は、上記実施形態および変形例とは異なる挙動を示す。
【０１６１】
図１６は、本実施形態で得られる蛍光信号４０の一例を示す模式図である。蛍光信号４０には、蛍光受光領域Ｅが含まれる。
【０１６２】
図１６には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を近距離から遠距離となるように段階的に変化させ、各段階において検出部３０で得られた蛍光信号４０を示した。図１６に示す複数の蛍光信号４０（蛍光信号４０Ｈ、蛍光信号４０Ｉ、蛍光信号４０Ｊ）は、蛍光信号４０Ｈから蛍光信号４０Ｊに向かって、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に大きくしたときの、各段階で検出された蛍光信号４０の一例である。また、蛍光信号４０Ｉは、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに一致しているときの、蛍光信号４０の一例である。
【０１６３】
また、図１６に示す蛍光信号４０の縦軸方向（Ｙ’軸方向）は、測定対象部材２２上におけるＹ軸方向に相当する。また、図１６に示す蛍光信号４０の横軸方向（Ｘ’軸方向）は、測定対象部材２２におけるＸ軸方向に相当する。また、図１６に示す蛍光信号４０のＺ’軸方向は、測定対象部材２２と対物レンズ２０とが近付く方向または離れる方向であるＺ軸方向に相当する。
【０１６４】
蛍光信号４０Ｈ、蛍光信号４０Ｉ、および蛍光信号４０Ｊに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った時の距離より短い場合と、長い場合とでは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向が異なる。具体的には、測定対象領域２２Ｂに焦点が合った状態の場合、蛍光信号４０Ｉに示すように、蛍光信号４０Ｉに含まれる蛍光受光領域Ｅの形状は、略円形状となる。
【０１６５】
一方、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より短い場合は、蛍光信号４０Ｈに示すように、例えば、Ｙ’軸方向に広がった形状の蛍光受光領域Ｅとなる。また、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より長い場合には、蛍光信号４０Ｊに示すように、例えば、Ｘ’軸方向に広がった形状の蛍光受光領域Ｅとなる。
【０１６６】
そこで、導出部１３Ｂは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に応じて蛍光信号４０を複数の領域に分割する。そして、分割した各領域内の蛍光強度値を用いて、移動方向および移動量を導出する。
【０１６７】
図１７は、移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。例えば、取得部１３Ａが、図１７に示す蛍光信号４０Ｊを取得したと想定する。この場合、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向を導出する。
【０１６８】
詳細には、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向と、該広がり方向に広がった形状を示す蛍光受光領域Ｅ３を焦点の合った状態の蛍光受光領域Ｅ２を含む蛍光信号４０Ｉ（図１６参照）の状態とするための移動方向と、を対応付けた第１の管理情報を予め記憶する。この移動方向は、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向であればよい。本実施形態では、対物レンズ２０の移動方向である場合を想定して説明する。
【０１６９】
そして、方向導出部１３Ｄは、第１の管理情報における、取得部１３Ａで取得した蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に対応する移動方向を読取ることで、対物レンズ２０の移動方向を導出すればよい。なお、方向導出部１３Ｄは、上記第１の管理情報に示される関係を示す関数を予め記憶し、該関数を用いて移動方向を導出してもよい。
【０１７０】
移動量導出部１３Ｅは、取得部１３Ａで取得した蛍光信号４０Ｊに、境界を設定する。詳細には、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３上を通り、且つ、該蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向（図１７ではＸ’軸方向）に沿った直線６１を、境界として設定する。そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊを、該直線６１を境界として２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）に分割する。
【０１７１】
そして、移動量導出部１３Ｅは、該領域６０Ａおよび領域６０Ｂの各々について、含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を算出する。そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光強度値の合計値に対する、２つの領域６０Ａおよび領域６０Ｂの各々の蛍光強度値の合計値の差の比を、対物レンズ２０の移動量として導出する。
【０１７２】
すなわち、移動量導出部１３Ｅは、下記式（２）を用いて、移動量を導出する。
【０１７３】
移動量＝（ΣＡ−ΣＢ）／（ΣＡ＋ΣＢ）    ・・・式（２）
【０１７４】
式（２）中、ΣＡは、領域６０Ａに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（２）中、ΣＢは、領域６０Ｂに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。
【０１７５】
このため、導出部１３Ｂは、少なくとも２つの受光部３１を有する検出部３０から取得した蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出することができる。
【０１７６】
なお、導出部１３Ｂは、他の方法を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出してもよい。
【０１７７】
図１８は、移動方向および移動量の導出の他の例を示す説明図である。例えば、取得部１３Ａが、図１８に示す蛍光信号４０Ｋを取得したと想定する。蛍光信号４０Ｋは、蛍光受光領域Ｅ２を含むものとする。なお、説明のために、蛍光信号４０Ｋ上に、蛍光受光領域Ｅ２および蛍光受光領域Ｅ３を併せて示した（図１６も参照）。
【０１７８】
この場合、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋを、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。詳細には、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋ上における、第１の線状領域６３の一端部と、該第１の線状領域６３の他端部と、第２の線状領域６５の一端部と、該第２の線状領域６５の他端部と、の各々を特定する。
【０１７９】
第１の線状領域６３は、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近づくときの蛍光受光領域Ｅ１の広がりを示す線状の領域である。第２の線状領域６５は、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が離れるときの蛍光受光領域Ｅ１の広がりを示す線状の領域である。線状の領域とは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向に長い領域である。方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０上における第１の線状領域６３と第２の線状領域６５の各々の位置および範囲を予め記憶しておけばよい。
【０１８０】
そして、方向導出部１３Ｄは、特定した４つの端部の各々が、互いに異なる領域に配置されるように、蛍光信号４０を４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。
【０１８１】
なお、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋ上に、第１の線状領域６３の長手方向に沿った直線と、第２の線状領域６５の長手方向に沿った直線とを、これらの２つの直線の交点が蛍光受光領域Ｅ２上に位置するように配置してもよい。そして、方向導出部１３Ｄは、これらの２つの直線を、蛍光受光領域Ｅ２を中心として４５°回転させた線を、境界（境界６４、境界６６）として設定してもよい。そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋを、これらの境界６４および境界６６によって４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割してもよい。
【０１８２】
そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける４つの領域（６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内、検出部３０から取得した蛍光信号４０Ｋに含まれる蛍光受光領域Ｅ２の広がり方向の両端部が位置する２つの領域（図１８では、領域６８Ａおよび領域６８Ｄ）を、蛍光受光領域Ｅ２の存在領域として特定する。
【０１８３】
そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける、特定した存在領域の位置関係に応じて、移動方向を導出すればよい。
【０１８４】
図１６を用いて説明したように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より短い場合と、長い場合とでは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向が異なる。
【０１８５】
このため、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける、特定した存在領域の位置関係に対応する、焦点の合った状態とするための移動方向と、を対応付けた第２の管理情報を予め記憶する。この移動方向は、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向であればよい。本実施形態では、対物レンズ２０の移動方向である場合を想定して説明する。
【０１８６】
そして、方向導出部１３Ｄは、第２の管理情報から、特定した存在領域の位置関係に対応する移動方向を読取ることで、対物レンズ２０の移動方向を導出すればよい。なお、方向導出部１３Ｄは、上記第２の管理情報に示される関係を示す関数を予め記憶し、該関数を用いて移動方向を導出してもよい。
【０１８７】
そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｋに含まれる蛍光強度値の合計値に対する、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内の蛍光受光領域Ｅ２の存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）の合計値から、４つの領域の内の該存在領域以外の領域（領域６８Ｂ、領域６８Ｃ）の蛍光強度値の合計値を減算した差分の比を、移動量として導出する。
【０１８８】
すなわち、移動量導出部１３Ｅは、下記式（３）を用いて、移動量を導出する。
【０１８９】
移動量＝｛（ΣＡ＋ΣＢ）−（ΣＢ＋ΣＣ）｝／（ΣＡ＋ΣＢ＋ΣＣ＋ΣＤ）  ・・・式（３）
【０１９０】
式（３）中、ΣＡは、領域６８Ａに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＢは、領域６８Ｂに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＣは、領域６８Ｃに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＤは、領域６８Ｄに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。
【０１９１】
このため、導出部１３Ｂは、少なくとも４つの受光部３１を有する検出部３０から取得した蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出することができる。
【０１９２】
次に、本実施形態の焦点調整装置１３が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
【０１９３】
図１９は、情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１９４】
取得部１３Ａが、検出部３０から蛍光信号４０を取得する（ステップＳ２００）。
【０１９５】
次に、方向導出部１３Ｄが、ステップＳ２００で取得した蛍光信号４０を用いて、移動方向を導出する（ステップＳ２０２）。
【０１９６】
次に、移動量導出部１３Ｅが、ステップＳ２００で取得した蛍光信号４０を用いて、移動量を導出する（ステップＳ２０４）。
【０１９７】
次に、移動制御部１３Ｃが、ステップＳ２０２およびステップＳ２０４で導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ２０６）。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
【０１９８】
次に、焦点調整装置１２は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の判断は、第１の実施形態のステップＳ１１２（図９参照）と同様である。ステップＳ２０８で否定判断すると（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、上記ステップＳ２００へ戻る。ステップＳ２０８で肯定判断すると（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
【０１９９】
以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄの照射部１７は、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡに非点収差を発生させた励起光ＬＢを照射する。このように、非点収差を発生させた励起光ＬＢを、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして用いてもよい。
【０２００】
この場合についても、顕微鏡システム１Ｄは、非対称の形状の励起光ＬＢを測定対象部材２２へ集光し、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を出力する。そして、顕微鏡システム１Ｄでは、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。
【０２０１】
従って、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０２０２】
また、導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を備える。方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に基づいて、移動方向を導出する。移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０を、該蛍光受光領域Ｅ上を通り且つ該蛍光受光領域Ｅの広がり方向に沿った直線６１を境界として２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）に分割し、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値の合計値に対する、２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）の各々の蛍光強度値の合計値の差の比を、移動量として導出する。
【０２０３】
このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、最低２つの受光部３１を備えた検出部３０から蛍光信号４０を取得することで、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０２０４】
また、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０を、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近づくときの蛍光受光領域Ｅの広がりを示す第１の線状領域６３の一端部と、該第１の線状領域６３の他端部と、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が離れるときの蛍光受光領域Ｅの広がりを示す第２の線状領域６５の一端部と、該第２の線状領域６５の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。
【０２０５】
そして、方向導出部１３Ｄは、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内、検出部３０から取得した蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向の両端部が位置する２つの領域である存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）に応じて、移動方向を導出する。また、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値の合計値に対する、４つの領域（領域６８Ａ。領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内の存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）の蛍光強度値の合計値から、４つの領域の内の存在領域以外の他の２つの領域（領域６８Ｂ、領域６８Ｃ）の蛍光強度値の合計値を減算した差分の比を、移動量として導出する。
【０２０６】
このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、最低４つの受光部３１を備えた検出部３０から蛍光信号４０を取得することで、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
【０２０７】
（第３の実施形態）
本実施形態では、特定の露出値の受光部３１による蛍光信号４０を用いて、重心位置を特定する形態を説明する。なお、上記実施形態と同じ機能または構成を示す部分には、同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する場合がある。
【０２０８】
本実施形態の顕微鏡システム１Ｅは、第１の実施形態の顕微鏡システム１と同様である（図１参照）。但し、顕微鏡システム１Ｅは、検出部３０に代えて検出部３９を備える。また、顕微鏡システム１Ｅは、焦点調整装置１２に代えて、焦点調整装置１９を備える。焦点調整装置１９は、情報処理装置の一例である。
【０２０９】
なお、第１の実施形態と同様に、発光部１４Ａが、ライン状の形状の照射光ＬＡを発光する光源である場合を想定して説明する。また、第１の実施形態と同様に、ライン状の形状の照射光ＬＡの長手方向が、図１中のＸ軸方向に一致する場合を一例として説明する。
【０２１０】
図２０は、検出部３９の一例を示す模式図である。検出部３９は、第１の実施形態の検出部３０と同様に、複数の受光部３１を備え、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光し、蛍光信号４０を出力する。
【０２１１】
詳細には、検出部３９は、複数の受光部３１を備える。複数の受光部３１は、蛍光を受光する受光面３３に沿って二次元配列されている。なお、検出部３９は、複数の受光部３１を受光面３３に沿って一次元配列した形態であってもよい。また、検出部３９は、少なくとも２つの受光部３１を備えていればよい。
【０２１２】
本実施形態では、検出部３９が、複数の受光部３１を受光面３３に沿って二次元配列した形態である場合を、一例として説明する。
【０２１３】
検出部３９は、複数種類の単位領域３７を、受光面３３に沿って複数配列した構成である。複数種類の単位領域３７は、それぞれ、１または複数の受光部３１を含む。複数種類の単位領域３７は、含まれる受光部３１の露出値が互いに異なる。
【０２１４】
露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方を意味する。すなわち、複数種類の単位領域３７は、含まれる受光部３１のゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が互いに異なる領域である。ゲインおよび電荷蓄積時間の定義は、第１の実施形態で説明したため、ここでは記載を省略する。なお、１つの単位領域３７に含まれる複数の受光部３１の露出値は、互いに同じ値であるものとする。
【０２１５】
複数の受光部３１の各々には、受光部３１が属する単位領域３７の種類ごとに、予め定めた露出値を設定すればよい。このため、受光部３１には、露出値を任意の値に設定可能な受光部３１を用いればよい。
【０２１６】
図２０には、検出部３９が、２種類の単位領域３７として、単位領域３７Ａと単位領域３７Ｂとを交互に配列した構成である形態を一例として示した。単位領域３７Ａと単位領域３７Ｂとは、互いに種類の異なる単位領域３７である。例えば、単位領域３７Ａに含まれる受光部３１には、予め高い露出値が設定されている。高い露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が閾値以上であることを意味する。また、単位領域３７Ｂに含まれる受光部３１には、予め低い露出値が設定されている。低い露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が閾値未満であることを意味する。閾値は、予め設定すればよい。
【０２１７】
なお、検出部３９は、互いに露出値の異なる３種類以上の単位領域３７を配列した構成であってもよく、２種類の単位領域３７に限定されない。
【０２１８】
検出部３９は、蛍光を受光し、蛍光信号４０を出力する。検出部３９から出力される蛍光信号４０は、上記実施の形態で説明した蛍光信号４０と同様に、複数の受光部３１の各々で受光した蛍光の強度値を示す信号である。すなわち、蛍光信号４０は、複数の受光部３１の各々ごとの蛍光強度値を規定した信号である。検出部３９は、蛍光信号４０を焦点調整装置１９へ出力する。
【０２１９】
図２１は、焦点調整装置１９の機能的構成の一例を示す図である。なお、図２１には、説明のために、検出部３９、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
【０２２０】
焦点調整装置１９は、第１の実施形態の焦点調整装置１２と同様に、検出部３９から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１９と、検出部３９、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
【０２２１】
焦点調整装置１９は、取得部１９Ａと、導出部１９Ｂと、移動制御部１９Ｃと、を備える。導出部１９Ｂは、選択部１９Ｇと、生成部１９Ｄと、特定部１９Ｅと、算出部１９Ｆと、を含む。
【０２２２】
取得部１９Ａ、導出部１９Ｂ、移動制御部１９Ｃ、選択部１９Ｇ、生成部１９Ｄ、特定部１９Ｅ、および算出部１９Ｆの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。移動制御部１９Ｃは、移動制御部１２Ｃと同様である。
【０２２３】
取得部１９Ａは、検出部３９から蛍光信号４０を取得する。
【０２２４】
導出部１９Ｂは、検出部３９から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。詳細には、導出部１９Ｂは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、上記移動量および上記移動方向を導出する。
【０２２５】
本実施形態では、導出部１９Ｂは、選択部１９Ｇと、生成部１９Ｄと、特定部１９Ｅと、算出部１９Ｆと、を有する。
【０２２６】
選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する。
【０２２７】
図２２Ａは、検体Ｓの測定対象領域２２Ｂのイメージ図である。ライン状の形状の照射光ＬＡが光軸Ａ１に対して非対称の形状とされ、励起光ＬＢとして測定対象領域２２Ｂに照射される。測定対象領域２２Ｂに含まれる検体Ｓが、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する蛍光色素によって標識された、細胞などの物体である場合を想定して説明する。この場合、測定対象領域２２Ｂにおける励起光ＬＢの照射領域の内、検体Ｓの存在する領域ＰＢから発せられる光の強度は、検体Ｓの存在しない領域ＰＡから発せられる光の強度に比べて高くなる。
【０２２８】
図２２Ｂは、蛍光信号４０Ｌの一例を示す模式図である。蛍光信号４０Ｌは、検出部３９から出力された蛍光信号４０の一例である。
【０２２９】
蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在しない領域ＰＡに相当する領域ＥＡは、検体Ｓの存在する領域ＰＢに相当する領域ＥＢに比べて、受光部３１で受光する蛍光の強度値が低くなる。このため、領域ＥＡについては、高い露出値の受光部３１で受光した蛍光の強度値を用いて情報処理を行う事が好ましい。また、領域ＥＢについては、低い露出値の受光部３１で受光した蛍光の強度値を用いて情報処理を行う事が好ましい。
【０２３０】
そこで、選択部１９Ｇは、検出部３９に含まれる複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する。選択部１９Ｇは、取得部１９Ａで取得した蛍光信号４０Ｌを用いて、単位領域３７を選択する。詳細には、選択部１９Ｇは、蛍光強度値が所定範囲内の受光部３１を含む単位領域３７を選択する。例えば、蛍光強度値が、０〜２５５の階調値で表される場合を想定する。この場合、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、蛍光強度値である階調値が予め定めた範囲内の領域を特定する。そして、選択部１９Ｇは、特定した領域に対応する受光部３１を含む単位領域３７を選択する。例えば、選択部１９Ｇは、予め定めた範囲として、階調値が１０以上２５０以下の範囲内の蛍光強度値を出力した受光部３１を含む単位領域３７を選択する。
【０２３１】
図２２Ｃは、単位領域３７の選択の説明図である。上記選択処理によって、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在しない領域ＰＡに相当する領域ＥＡについては、含まれる受光部３１に高い露出値の設定された単位領域３７Ａ（単位領域３７Ａ１，３７Ａ２，３７Ａ３，３７Ａ４）を選択する。また、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在する領域ＰＢに相当する領域ＥＢについては、含まれる受光部３１に低い露出値の設定された単位領域３７Ｂ（単位領域３７Ｂ４，３７Ｂ５）を選択する。
【０２３２】
図２１に戻り説明を続ける。生成部１９Ｄは、第１の実施形態の生成部１２Ｄと同様に、蛍光信号４０Ｌに含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。但し、本実施形態の生成部１９Ｄは、蛍光信号４０Ｌにおける、選択部１９Ｇによって選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値からなる蛍光信号４０を用いて、プロファイルを生成する。
【０２３３】
特定部１９Ｅは、生成部１９Ｄで生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０Ｌにおける蛍光強度値の重心位置を特定する。すなわち、特定部１９Ｅは、選択部１９Ｇで選択された単位領域３７（単位領域３７Ａ１，３７Ａ２，３７Ａ３，３７Ａ４，３７Ｂ４，３７Ｂ５）に含まれる受光部３１で受光した蛍光強度値を示す、蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置を特定する。特定部１９Ｅは、該プロファイルを用いる点以外は、第１の実施形態の特定部１２Ｅと同様にして、重心位置を算出すればよい。
【０２３４】
算出部１９Ｆは、第１の実施形態の算出部１２Ｆと同様にして目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置との差に基づいて、上記移動量および上記移動方向を算出する。
【０２３５】
算出部１９Ｆは、導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。算出部１９Ｆは、導出部１２Ｂに代えて導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向を用いる点以外は、第１の実施形態の移動制御部１２Ｃと同様にして、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
【０２３６】
次に、焦点調整装置１９が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
【０２３７】
図２３は、焦点調整装置１９が実行する情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０２３８】
取得部１９Ａが、検出部３９から蛍光信号４０Ｌを取得する（ステップＳ３００）。
【０２３９】
選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する（ステップＳ３０２）。
【０２４０】
生成部１９Ｄは、ステップＳ３００で取得した蛍光信号４０Ｌにおける、ステップＳ３０２で選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値からなる蛍光信号４０を用いて、プロファイルを生成する（ステップＳ３０４）。
【０２４１】
特定部１９Ｅは、ステップＳ３０４で生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する（ステップＳ３０６）。
【０２４２】
次に、算出部１９Ｆは、ステップＳ３０６で特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する（ステップＳ３０８）。次に、算出部１９Ｆは、ステップＳ３０８で算出した差Δｇを用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する（ステップＳ３１０）。
【０２４３】
移動制御部１９Ｃは、導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ３１２）。移動制御部１９Ｃは、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御することで、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
【０２４４】
次に、焦点調整装置１９は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ３１４）。例えば、焦点調整装置１９は、処理終了を示す指示信号を受付けたか否かを判別することで、ステップＳ３１４の判断を行う。処理を継続すると判断した場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、上記ステップＳ３００へ戻る。一方、処理終了と判断した場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
【０２４５】
以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１Ｅの検出部３９には、含まれる受光部３１の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域３７が受光面に沿って配列されている。導出部１９Ｂの選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値の受光部３１を含む単位領域３７を選択する。特定部１９Ｅは、選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光の強度値を示す蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置ｇを特定する。
【０２４６】
このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｅでは、同じ露出値の設定された受光部３１からなる検出部３０の蛍光信号４０を用いて上記情報処理を行う場合に比べて、サチュレーション、信号不足などの問題が発生することを抑制することができる。また、顕微鏡システム１Ｅでは、選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値を示す蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置ｇを特定するための、重心位置ｇの特定精度向上を図ることができる。このため、顕微鏡システム１Ｅでは、上記実施形態の効果に加えて、更に高精度に、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
【０２４７】
なお、上記には、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例に係る処理は、上記実施形態および変形例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。また、上述してきた実施形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【０２４８】
また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０２４９】
（ハードウェア構成）
図２４は、上記実施形態および変形例に係る焦点調整装置１２、焦点調整装置１３、および焦点調整装置１９の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。
【０２５０】
コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３００、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１４００、通信インターフェース１５００、及び入出力インターフェース１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。
【０２５１】
ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納された焦点調整プログラムをＲＡＭ１２００に展開し、焦点調整プログラムに対応した処理を実行する。
【０２５２】
ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【０２５３】
ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、プログラムデータ１４５０の一例である本開示に係る焦点調整プログラムを記録する記録媒体である。
【０２５４】
通信インターフェース１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェースである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェース１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信する。
【０２５５】
入出力インターフェース１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェースである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェース１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェース１６００を介して、ディスプレイやスピーカやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェース１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録された焦点調整プログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＰＤ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【０２５６】
例えば、コンピュータ１０００が上記実施形態に係る焦点調整装置１２、焦点調整装置１３、または焦点調整装置１９として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされた焦点調整プログラムを実行することにより、取得部１２Ａ、導出部１２Ｂ、および移動制御部１２Ｃ、または、取得部１３Ａ、導出部１３Ｂ、および移動制御部１３Ｃ、または、取得部１９Ａ、導出部１９Ｂ、および移動制御部１９Ｃ、等の機能を実現する。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係る焦点調整プログラムおよびデータが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。
【０２５７】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、
を備える、顕微鏡システム。
（２）
前記導出部は、
前記蛍光信号に含まれる前記強度値のプロファイルを生成する生成部と、
前記プロファイルに基づいて、前記蛍光信号における前記強度値の重心位置を特定する特定部と、
目標重心位置を特定し、前記重心位置と前記目標重心位置との差に基づいて、前記移動量および前記移動方向を算出する算出部と、
を有する、
上記（１）に記載の顕微鏡システム。
（３）
前記検出部は、
含まれる前記受光部の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域が受光面に沿って配列され、
前記導出部は、
複数種類の前記単位領域の内、特定の露出値の前記受光部を含む前記単位領域を選択する選択部を含み、
前記特定部は、
選択された前記単位領域に含まれる前記受光部の前記強度値を示す前記蛍光信号の前記プロファイルに基づいて、前記重心位置を特定する、
上記（２）に記載の顕微鏡システム。
（４）
前記生成部は、
前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の前記強度値を用いて、前記プロファイルを生成する、
上記（２）に記載の顕微鏡システム。
（５）
前記照射部は、
発光部から照射された照射光の一部を遮光し、前記励起光として出力する遮光部を有する、
上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（６）
前記照射部は、
発光部から照射された照射光を光軸に対して非対称の形状に分離する分離部を有する、
上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（７）
前記照射部は、
発光部から照射された照射光の一部を平行にして前記励起光として出力するコリメートレンズを有し、
前記発光部は、
前記発光部の発光位置が前記コリメートレンズの光軸から外れた位置に配置されてなる、
上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（８）
前記照射部は、
発光部から照射された照射光に非点収差を発生させた前記励起光を照射する、
上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（９）
前記導出部は、
前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の広がり方向に基づいて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
前記蛍光信号を、該蛍光受光領域上を通り且つ該蛍光受光領域の広がり方向に沿った直線を境界として２つの領域に分割し、前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、２つの前記領域の各々の前記強度値の合計値の差の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
を有する、
上記（８）に記載の顕微鏡システム。
（１０）
前記導出部は、
前記蛍光信号を、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が近づくときの蛍光受光領域の広がりを示す第１の線状領域の一端部と、該第１の線状領域の他端部と、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が離れるときの前記蛍光受光領域の広がりを示す第２の線状領域の一端部と、該第２の線状領域の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域に分割し、
４つの前記領域の内、前記検出部から取得した前記蛍光信号に含まれる前記蛍光受光領域の広がり方向の両端部が位置する２つの前記領域である存在領域に応じて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、４つの前記領域の内の前記存在領域の前記強度値の合計値から、４つの前記領域の内の前記存在領域以外の他の２つの前記領域の前記強度値の合計値を減算した差分の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
を有する、
上記（８）に記載の顕微鏡システム。
（１１）
前記検出部は、
ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の前記受光部を含むブロック領域を受光面に沿って複数配列してなる、
上記（１）〜（１０）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（１２）
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、を備えた測定部から、前記蛍光信号を取得するステップと、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための焦点調整プログラム。
（１３）
測定部と、前記測定部の動作の制御に使われるソフトウェアと、を含んで構成される焦点調整システムであって、
前記ソフトウェアは情報処理装置に搭載されており、
前記測定部は、
光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
を含み、
前記ソフトウェアは、
前記検出部から、前記蛍光信号を取得し、
前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズの焦点を前記測定対象領域に合わせるための、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、
導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御する、
焦点調整システム。
【符号の説明】
【０２５８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  顕微鏡システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  測定部
１２、１３、１９  焦点調整装置
１２Ａ、１３Ａ、１９Ａ  取得部
１２Ｂ、１３Ｂ、１９Ｂ  導出部
１２Ｃ、１３Ｃ、１９Ｃ  移動制御部
１２Ｄ、１９Ｄ  生成部
１２Ｅ、１９Ｅ  特定部
１２Ｆ、１９Ｆ  算出部
１３Ｄ  方向導出部
１３Ｅ  移動量導出部
１４、１５Ａ、１５Ｂ  照射部
１９Ｇ  選択部
２０  対物レンズ
２２  測定対象部材
２２Ａ  ガラス部材
２２Ｂ  測定対象領域
３０、３５、３９  検出部
【図１】
2020171173.tif 000003
【図２Ａ】
2020171173.tif 000004
【図２Ｂ】
2020171173.tif 000005
【図３】
2020171173.tif 000006
【図４】
2020171173.tif 000007
【図５】
2020171173.tif 000008
【図６】
2020171173.tif 000009
【図７Ａ】
2020171173.tif 000010
【図７Ｂ】
2020171173.tif 000011
【図８】
2020171173.tif 000012
【図９】
2020171173.tif 000013
【図１０】
2020171173.tif 000014
【図１１Ａ】
2020171173.tif 000015
【図１１Ｂ】
2020171173.tif 000016
【図１２】
2020171173.tif 000017
【図１３】
2020171173.tif 000018
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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