显微镜摄像装置和显微镜摄像方法

文档序号:7793802阅读:231来源:国知局
显微镜摄像装置和显微镜摄像方法
【专利摘要】本发明提供能够容易地进行高精度的焦点调整并能够容易地配置摄像元件的显微镜摄像装置。显微镜摄像装置(1A)包括:试样台(2),其具有载置试样(3)的载置面(2b);摄像部(6),其具有用于对在载置面(2b)上设定的摄像区域的一部分进行摄像的摄像元件(4);和成像光学部(8),其配置在试样台(2)与摄像部(6)之间,具有将来自摄像区域的一部分的光导向摄像部(6)而进行成像的物镜(7)。试样台(2)以使得载置面(2b)与物镜(7)的光轴(L)正交的方式配置。试样台(2)和物镜(7)的至少一方被构成为,在将载置面(2b)相对于光轴(L)保持为正交的状态下能够向相对于光轴(L)倾斜地交叉的方向移动(A1),因此,能够不对摄像元件(4)实施复杂的角度调整而使焦点高精度地与试样(3)对准。
【专利说明】显微镜摄像装置和显微镜摄像方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及显微镜摄像装置和显微镜摄像方法。

【背景技术】
[0002]在专利文献1中记载有能够应用于细胞分析等的检查装置的显微镜图像摄像装置。该装置包括具有能够载置试样的试样载置面的试样载置台、对试样载置面上的摄像对象区域的各部进行依次摄影的摄像部和用于在摄像部将显微镜图像成像的物镜。该试样载置面相对于与物镜的光轴正交的扫描平面倾斜。因此,当将试样载置台向与光轴正交的方向移动时,摄像对象区域的位置相对于物镜向接近或离开的方向移动。根据这样的结构,在摄像对象区域内在规定方向上对摄像部的摄像区域进行扫描时,能够通过使物镜沿光轴的一个方向移动,使焦点位置与试样对准。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开冊2006/098443公报


【发明内容】

[0006]发明所要解决的问题
[0007]在专利文献1中记载的显微镜图像摄像装置中,试样载置面相对于光轴倾斜。由于该倾斜,在二维的摄像对象区域内,从试样至摄像元件为止的光路长度产生差异。当产生光路长度差异时,存在在摄像对象区域内难以进行高精度的焦点调整的问题。因此考虑通过将摄像元件相对于光轴倾斜地配置来消除光路长度的差异的方法。但是,在使摄像元件倾斜的配置中,摄像元件的角度的调整难以进行。特别是在摄像元件为具备与红色、绿色、蓝色分别对应的的三板式装置的情况下,由于具有三个受光面,所以摄像元件的角度的调整特别困难。
[0008]鉴于上述问题,在本发明中提供能够容易地实现高精度的焦点调整并同时容易地进行摄像元件的配置的显微镜摄像装置和使用该显微镜摄像装置的显微镜摄像方法。
[0009]解决问题的手段
[0010]本发明的一个侧面的显微镜摄像装置包括:试样台,其具有载置试样的载置面;摄像部,其具有用于对在载置面上设定的摄像区域的一部分进行摄像的摄像元件;和成像光学部,其配置在试样台与摄像部之间,具有将来自摄像区域的一部分的光导向摄像部而进行成像的物镜。试样台以使得载置面与物镜的光轴正交的方式配置。试样台和物镜的至少一方被构成为,在将载置面相对于光轴保持为正交的状态下能够向相对于光轴倾斜地交叉的方向移动。
[0011]在上述显微镜摄像装置中,由于被摄像的试样被装载在与物镜的光轴正交的载置面,所以从被装载在试样台的试样至摄像元件为止的光路长度在摄像区域内不产生差异。从而,摄像元件的受光面以相对于光轴正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件。进一步,载置有试样的试样台和物镜中的任一方能够在相对于光轴倾斜地交叉的方向上移动。根据该移动,试样台和物镜相对地向相对于光轴正交的方向移动,并且在沿着光轴的一个方向上向接近或离开的方向移动。从而,通过相对于沿着光轴的一个方向的试样台和物镜的移动的至少任一个移动、使另一个在该一个方向上跟随,能够高精度地使焦点与试样对准。
[0012]本发明的一个侧面的显微镜摄像装置也可以为如下结构:还包括使试样台移动的移动机构,移动机构使试样台移动的方向相对于光轴倾斜地交叉。根据该结构,被载置在试样台的载置面的试样向相对于光轴倾斜地交叉的方向移动。通过该试样的移动,同时实现向相对于光轴正交的方向和沿着光轴的方向的移动。从而,能够通过使物镜在沿着光轴的一个方向上移动,使焦点与向沿着光轴的方向移动的试样高精度地对准。
[0013]也可以为如下结构:移动机构具有与试样台抵接的倾斜面,倾斜面在相对于光轴倾斜地交叉的方向上延伸。根据该结构,能够通过使得试样台沿倾斜面进行移动,可靠地使试样台在相对于光轴倾斜地交叉的方向上移动。
[0014]也可以为如下结构:试样台的载置面和与移动机构的倾斜面抵接的试样台的抵接面所形成的角度等于与光轴正交的假想面与移动机构的上述倾斜面所形成的角度。根据该结构,能够以使得载置面与光轴正交的方式将试样台配置在移动机构。
[0015]本发明的一个侧面的显微镜摄像装置也可以为如下结构:还包括保持移动机构的基底部,基底部以使移动机构使试样台移动的方向与相对于光轴倾斜地交叉的方向一致的方式保持移动机构。根据该结构,能够可靠地在相对于光轴倾斜地交叉的方向上使试样台移动。
[0016]也可以为如下结构:摄像元件配置在光轴上,取得摄像区域的一部分二维图像。根据该结构,取得对试样的一部分的进行摄像而得到的二维图像,因此能够有效率地取得整个试样的图像。
[0017]也可以为如下结构:摄像元件取得物镜的焦点信息。根据该结构,能够不对摄像元件实施复杂的角度调整地进行高精度的焦点调整。
[0018]本发明的一个侧面的显微镜摄像方法包括:移动步骤,使具有载置试样的载置面的试样台和用于使来自在载置面设定的摄像区域的一部分的光成像的物镜的至少一方移动;和摄像步骤,将利用物镜成像的光聚光于摄像部,并且基于被聚光于摄像部的光对摄像区域的一部分进行摄像。在移动步骤中,在使载置面相对于物镜的光轴正交的状态下,使试样台和物镜的至少一者向相对于光轴倾斜地交叉的方向移动。
[0019]在上述显微镜摄像方法中,由于被摄像的试样被载置在与物镜的光轴正交的载置面,所以从被载置在试样台的试样至摄像元件为止的光路长度在摄像区域内不产生差异。从而,摄像元件的受光面以相对于光轴正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件。进一步,载置有试样的试样台和物镜中的任一方在相对于光轴倾斜地交叉的方向上移动。根据该移动,试样台和物镜相对地向相对于光轴正交的方向移动,并且在沿着光轴的一个方向上向接近或离开的方向移动。从而,通过相对于沿着光轴的一个方向的试样台和物镜的移动的至少任一个移动、使另一个在该一个方向上跟随,能够高精度地使焦点与试样对准。
[0020]发明的效果
[0021]根据该结构,提供能够容易地实现高精度的焦点调整并同时容易地进行摄像元件的配置的显微镜摄像装置和使用该显微镜摄像装置的显微镜摄像方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是示意地表示第一实施方式的显微镜摄像装置的结构的图。
[0023]图2是表示使用显微镜摄像装置的显微镜摄像方法的主要的工序的图。
[0024]图3是用于说明显微镜摄像方法的主要的工序的图。
[0025]图4是用于说明显微镜摄像方法中使用的滑动玻璃的图。
[0026]图5是示意地表示第二实施方式的显微镜摄像装置的结构的图。
[0027]图6是示意地表示比较例的显微镜摄像装置的结构的图。

【具体实施方式】
[0028]以下,参照附图对本发明的一个面侧的显微镜摄像装置IA和显微镜摄像方法的显微镜摄像装置进行详细说明。另外,在图面的说明中对同一要素标注同一附图标记,省略重复的说明。
[0029]<第一实施方式>
[0030]图1是示意地表示本实施方式的显微镜摄像装置IA的结构的图。显微镜摄像装置IA是所谓的虚拟滑动扫描器(virtual slide scanner),是使被载置在试样台2的试样3在规定的方向上移动、依次取得试样的显微镜像的装置。该试样3例如是病理组织等组织片载置在滑动玻璃(slide glass)上而构成的。在显微镜摄像装置1A,对该试样3的一部分进行摄像,将这些对试样3的一部分进行摄像而得到的图像进行合成而获得试样的二维图像数据。
[0031]显微镜摄像装置IA包括载置作为摄像对象的试样3的试样台2、具有摄像元件4的摄像部6和包括物镜7的成像光学部8。进一步,显微镜摄像装置IA包括使试样台2移动的移动机构9、保持移动机构9的基底部11、控制部12和使物镜7在沿着光轴L的方向上移动的焦点调整用驱动机构13。另外,在各附图中设定坐标系,以下在需要的情况下使用该坐标系进行说明。此处,物镜7的相对于光轴L倾斜地交叉的方向为方向Al,沿着光轴L的方向为一个方向A2。而且,与方向Al和一个方向A2分别正交的方向为方向A3。
[0032]试样台2支承作为摄像对象的试样3,利用后述的移动机构9使试样3向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。试样台2是具有三棱柱状的形状的部件,包括:端面2a,其为三角形,沿光轴L延伸;载置面2b,其相对于光轴L正交;正交面2c,其与载置面2b正交并且沿光轴L延伸;和抵接面2d,其是从载置面2b的端部至正交面2c的端部为止连续的倾斜面。在载置面2b载置试样3。载置面2b由于与光轴L正交,因此配置成被载置在载置面2b的试样3的滑动玻璃的表面也与光轴L正交配置。此外,抵接面2d与后述的移动机构9抵接。
[0033]试样3例如是组织片载置在滑动玻璃上而构成的。图4的(a)部表示显微镜摄像装置IA中使用的滑动玻璃16。滑动玻璃16通常短边16a的长度为25mm,长边16b、16c的长度为75_。从而,在将试样3放大而取得图像的情况下,使作为一个视野的摄像区域移动并且按每摄像区域取得图像。之后,将所取得的多个图像合成而制作整个滑动玻璃16的图像数据。
[0034]参照图1,摄像部6对被载置在试样台2的试样3的一部分进行摄像,取得试样3的图像数据。摄像部6在试样台2的光轴L上以夹着成像光学部8与载置面2b相对的方式配置。摄像部6具有用于对在载置面2b上设定的摄像区域的一部分进行摄像的摄像元件4。摄像元件4以受光面4a与光轴L正交的方式配置。在摄像元件4,例如使用区域CXD传感器或区域CMOS传感器等能够取得二维图像的摄像元件。在该摄像部6,从控制部12输入信号,控制摄像元件4的动作。
[0035]成像光学部8具有用于使来自摄像区域的一部分的光在摄像元件4成像的物镜7和包括成像透镜的光学系统8a,配置在试样台2与摄像部6之间。成像光学部8利用该物镜7和包括中继透镜等的光学系统8a使试样3的放大像在摄像部6的摄像元件4成像。该放大率由物镜7的倍率和光学系统8a的倍率规定。在物镜7设置有用于使物镜7在沿着光轴L的方向上移动的焦点调整用驱动机构13。焦点调整用驱动机构13具有在通用性高的步进电动机(stepping motor)组合有滚珠螺杆机构的结构。利用具有这样的结构的焦点调整用驱动机构13,能够降低显微镜摄像装置IA的制造成本。在该焦点调整用驱动机构13,从控制部12输入信号,对物镜7的位置进行调整,使得焦点与试样3对准。另外,光学系统8a根据需要也可以适当地具备光学滤光片等光学部件。光学系统8a以具有棱镜等分光光学系统的方式构成,当利用摄像元件4使被分光后的光分别受光时,能够取得试样3的彩色图像。此外,即使不使用分光光学系统,也能够通过使摄像元件4为具备彩色滤光片的区域CCD传感器或区域CMOS传感器取得试样3的彩色图像。
[0036]移动机构9是使试样台2沿相对于光轴L倾斜地交叉的面移动的二维载物台。移动机构9支承试样台2。作为该二维载物台,例如使用XY轴线性轴导向台(linear ballguide stage)。S卩,移动机构9使试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al和与方向Al正交的方向A3移动。移动机构9具有沿方向Al和方向A3延伸的倾斜面9a,在倾斜面9a上抵接试样台2的抵接面2d。在该移动机构9,从控制部12输入控制信号,控制方向Al和方向A3上的试样台2的移动量。
[0037]此处,对试样台2的载置面2b、试样台2的抵接面2d和移动机构9的倾斜面9a的关系进行说明。载置面2b与抵接面2d之间的角度为角度Rl。角度Rl例如为5分?10分(5 31 /10800弧度?10 31 /10800弧度),优选为7分(7 π /10800弧度)左右。其中,I分为I度的60分之I的角度,此外,I分为π /10800弧度。此外,当设定作为与光轴L正交的假想的平面的假想面kl时,该假想面kl与倾斜面9a之间的角度为角度R2。该角度R2以与角度Rl相等的方式被设定。通过这样设定角度Rl和角度R2,被倾斜面9a支承的试样台2的载置面2b与光轴L正交。
[0038]基底部11是保持移动机构9的部件。基底部11具有保持移动机构9的保持面Ila,在该保持面Ila上保持移动机构9。保持面Ila是向方向Al延伸的斜面。通过在该保持面Ila保持移动机构9,移动机构9的移动方向被设定在方向Al上。
[0039]控制部12控制移动机构9,使试样台2向方向Al和方向A3移动。此外,以与试样台2向方向Al的移动对应地、使物镜7的焦点与试样3对准的方式控制焦点调整用驱动机构13。而且,以在摄像区域的规定的位置对试样3进行摄像的方式控制摄像元件4。控制部12例如利用个人电脑的硬件和软件构成,作为硬件包括输入输出装置、A/D转换器、存储程序和数据等的ROM、临时存储图像数据等的RAM、执行程序的CPU等。
[0040]此处,对比较例的显微镜摄像装置进行说明。图6是示意地表示比较例的显微镜摄像装置100的结构的图。显微镜摄像装置100主要在以下方面与显微镜摄像装置IA不同:试样台102的载置面102不相对于光轴L倾斜;试样台102向相对于光轴L正交的方向A4移动;摄像元件4的受光面4a相对于光轴L倾斜。显微镜摄像装置100的其它结构与显微镜摄像装置IA相同。在显微镜摄像装置100中,试样台102向与光轴L正交的方向A4移动,由此摄像区域在一个方向上移动,并且试样3从物镜7沿光轴L向离开的一个方向A2移动。从而,通过使物镜7仅向一个方向A2移动就能够使试样3与焦点对准。
[0041]但是,在显微镜摄像装置100,当将二维摄像元件4与光轴L正交的方式配置时,载置面102b相对于光轴L倾斜,因此在摄像区域内光路长度产生差异。由于该光路长度的差异,存在难以进行高精度的焦点调整的情况。因此,为了消除光路长度的差异而次要将二维摄像元件4相对于光轴L倾斜地配置。该二维摄像元件4的相对于光轴L的倾斜以相对于载置面102b的倾斜成为物镜7的倍率的平方的方式设定。例如在使用倍率为20倍的物镜7的情况下,需要使二维摄像元件4相对于光轴L倾斜载置面120b的倾斜的400倍的倾斜。在这样的结构中,存在难以进行二维摄像元件4的配置的问题。
[0042]与此相对,在本实施方式的显微镜摄像装置IA中,如图1所示,试样3载置在与物镜7的光轴L正交的载置面2b,因此从被载置在试样台2的试样3至摄像元件4为止的光路长度在摄像区域内不产生差异。从而,以摄像元件4的受光面4a与光轴L正交的方式配置即可,因此能够容易地配置二维的摄像元件4。
[0043]此外,显微镜摄像装置IA以设置有试样3的试样台2能够向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动的方式构成。通过该移动,试样3和物镜7相对地向方向Al移动,并且沿光轴L在接近或离开的方向移动,由此,通过使物镜7跟随载置面2b的向沿着光轴L的方向的移动,能够使焦点高精度地与试样3对准。从而,用于使焦点与试样3对准的物镜7的移动例如被限定为一个方向A2,因此能够抑制焦点调整用驱动机构13具有的空转(lostmot1n)等的影响,使焦点高精度地与试样3对准。根据这样的结构,驱动物镜7的焦点调整用驱动机构13即使具有在存在产生空转的可能性的步进电动机组合有滚珠螺杆机构的结构,也因为驱动方向被限定于一个方向A2而能够抑制空转的产生,进行高精度的焦点调難
iF.0
[0044]进一步,由于物镜7的移动被限定于沿着光轴L的一个方向A2,在将物镜7在上下进行驱动时可能产生的振动的产生被抑制。从而,能够使焦点更加高精度地与试样3对准,正确地取得试样3的图像。
[0045]如上所述,根据本实施方式的显微镜摄像装置1A,能够解决比较例的显微镜摄像装置100具有的问题。
[0046]移动机构9具有与试样台2抵接的倾斜面9a,倾斜面9a向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al延伸。根据该结构,能够通过使试样台2沿倾斜面9a移动,可靠地使试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。
[0047]试样台2的载置面2b和与移动机构9的倾斜面9a抵接的试样台2的抵接面2d所形成的角度Rl等于与光轴L正交的假想面kl和移动机构9的倾斜面9a所形成的角度R2。根据该结构,能够以使得载置面2b与光轴L正交的方式将试样台2配置在移动机构9。而且,能够容易且正确地维持光轴L与载置面2b的正交状态地使试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。进一步,能够容易地调整使试样台2移动的方向。
[0048]显微镜摄像装置IA还具备保持移动机构9的基底部11。基底部11以令移动机构9使试样台2移动的方向与相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al —致的方式保持移动机构9。根据该结构,能够可靠地使试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。
[0049]摄像元件4是配置在光轴L上的二维摄像元件。根据该结构,能够取得对试样3的一部分进行摄像而得到的二维图像,因此能够利用移动机构9有效率地取得试样3的整体图像。
[0050]接着,对使用显微镜摄像装置IA取得图像数据的显微镜摄像方法进行说明。图2是表示显微镜摄像方法的主要的步骤的图。本实施方式的显微镜摄像方法具有移动步骤S1、摄像步骤S3和移动轨道的步骤S7。
[0051]移动步骤SI具有使试样台2移动的工序Sla和使焦点对准的工序Sib。图3是用于说明显微镜摄像方法的主要工序的图。参照图3的(a)部,物镜7与滑动玻璃16之间的距离被设定为距离D1,物镜7的焦点与滑动玻璃16对准。接着,控制移动机构9使试样台2向方向Al移动(工序Sla)。该移动时载置面2b以与光轴L正交的状态向方向Al移动。通过该移动,试样3上的光轴L的位置沿从滑动玻璃16的一个长边16b朝向另一长边16c的方向A5移动,并且滑动玻璃16的位置向一个方向A2移动。此时,摄像区域16d移动的方向成为方向A5,该摄像区域16d移动的方向A5与试样台2的移动方向Al具有规定的角度地交叉。从而,试样台2的移动方向Al与摄像区域的移动方向A5不平行。
[0052]参照图3的(b)部,通过该朝向一个方向A2的滑动玻璃16的移动,物镜7与滑动玻璃16之间的距离扩大为距离D2。此时,试样台2的载置面2b沿物镜7的光轴L从物镜7向远离的方向移动。以和该物镜7与试样台2之间的距离的扩大对应的方式控制焦点调整用驱动机构13,使物镜7向沿着光轴L的一个方向A2移动,使焦点与滑动玻璃16的摄像区域16d对准(工序Slb)。为了使焦点与滑动玻璃16的摄像区域16d对准,需要使物镜7至少向与试样台2的载置面2b的移动相同的方向移动,物镜7的移动方向被限定于一个方向A2。之后,再次控制移动机构9,使试样台2向方向Al移动(工序Sla)。
[0053]参照图3的(C)部,通过向该方向Al的移动,物镜7与试样台2之间的距离扩大为距离D3。以与该物镜7与试样台2之间的距离的扩大对应的方式使物镜7向沿着光轴L的一个方向A2移动,使焦点与滑动玻璃16的摄像区域16d对准(工序Slb)。如上所述,在图3的(a)?(c)的工序间,物镜7仅在沿着光轴L的一个方向A2移动。另外,摄像区域16d移动的方向A5并不限定于从滑动玻璃16的一个长边16b朝向另一长边16c的方向,也可以为从滑动玻璃16的一个长边16c朝向另一长边16b的方向。
[0054]在使焦点对准的工序Slb,存在预先对焦(pre-focus)和实时对焦(real timefocus)方式。在预先对焦方式中,首先,在取得图像数据之前设定滑动玻璃16的焦点图(focus map)。其次,在取得图像数据时,基于预先设定的焦点图,针对每一轨道设定对焦线路(focus line),与移动的轨道一致地选择对焦线路,以与所选择的对焦线路一致的方式调整物镜7与滑动玻璃16间的距离。另一方面,在实时对焦方式中,进行图像数据的取得并同时求取焦点对准的物镜7与滑动玻璃16之间的距离。例如在取得某个摄像区域的图像数据期间,取得下一次被摄像的摄像区域的焦点信息。而且,在进行下一次摄像区域的图像数据的取得时,基于该焦点信息调整物镜7与滑动玻璃16的距离。无论哪一种方式,物镜?与滑动玻璃16间的距离均通过控制物镜7与试样台2的距离来调整。
[0055]之后,在摄像步骤S3,将通过物镜7成像的光聚光于摄像部6的摄像元件4,控制摄像元件4对试样3进行摄像,取得图像数据。
[0056]图4的(b)部是从光轴L的方向看滑动玻璃16时的图。如图4的(b)所示,在取得完从滑动玻璃16的一个长边16b至另一长边16c为止的图像数据之前,将上述的移动步骤SI和摄像步骤S3交替地重复(工序S5:否(NO))。将移动步骤SI和摄像步骤S3交替地重复的工序在预先对焦方式和实时对焦方式的任一方式中均能够使用。将该从长边16b至另一长边16c为止的带状范围称为轨道。如果取得一个轨道16r的图像数据(工序S5:是(YES)),则移动至与一个轨道16r相邻的下一轨道16t (工序S7)。此处,在取得完所有轨道的图像数据的情况下,结束显微镜摄像方法的工序(工序S9:是)。在未取得完所有轨道的图像数据的情况下,再次移动至移动步骤SI,取得图像数据(工序S9:否)。这样,通过将取得从一个长边16b至另一个长边16c为止的图像数据的工序重复多次,并将所取得的图像数据合成,从而取得整个滑动玻璃16的图像数据。
[0057]另外,在本实施方式中,以将移动步骤SI和摄像步骤S3交替地实施的工序为例进行了说明。但是,本发明的摄像方法并不限定于将移动步骤SI和摄像步骤S3交替地实施的工序,也可以移动步骤SI和摄像步骤S3同时并列实施。而且,将移动步骤SI和摄像步骤S3同时并列实施的工序在预先对焦方式和实时对焦方式的任一方式中均能够使用。特别是在移动步骤SI和摄像步骤S3同时并列实施的情况下,以使得试样台2以一定速度移动的方式控制移动机构9。
[0058]在上述显微镜摄像方法中,由于载置有试样3的滑动玻璃16载置在与物镜7的光轴L正交的载置面2b,所以从被载置在试样台2的试样3至摄像元件4为止的光路长度在摄像区域16s内不产生差异。从而,以摄像元件4的受光面4a与光轴L正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件4。
[0059]进一步,载置有试样3的试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。根据该移动,试样台2和物镜7相对地向相对于光轴L正交的方向A5移动(参照图3),并且载置面2b向沿着光轴L离开的一个方向A2移动。从而,通过使物镜7在一个方向A2上跟随试样台2的沿着光轴L的一个方向A2的移动,能够高精度地使焦点与试样3对准。此外,图像数据的合成时的对位精度得到提高。
[0060]<第二实施方式>
[0061]接着,对第二实施方式的显微镜摄像装置进行说明。图5是示意地表示第二实施方式的显微镜摄像装置IB的结构的图。显微镜摄像装置IB在以下方面与显微镜摄像装置IA不同:成像光学部8包括光学部件17 ;包括作为取得物镜7的焦点信息的焦点信息取得部的对焦检测照相机18。以下,对光学部件17和对焦检测照相机18进行详细说明。
[0062]光学部件17将来自试样3的光分支,使来自试样3的光射入摄像元件4,并且射入对焦检测照相机18。光学部件17配置在物镜7与光学系统8a之间的光轴LI上。在该光学部件17例如使用光束分离器。
[0063]对焦检测照相机18是取得物镜7的上述焦点信息的部件。该对焦检测照相机18包括取得二维图像数据的摄像元件21,基于利用该摄像元件21取得的图像数据取得物镜7的焦点信息,并将该信息向控制部12输出。在焦点信息中例如包含物镜7的焦点是否与试样3对准的信息。控制部12在物镜7的焦点与试样3对准的情况下控制焦点调整用驱动机构13,维持物镜7的位置。另一方面,控制部12在物镜7的焦点未与试样3对准的情况下控制焦点调整用驱动机构13,调整物镜7的位置,使得焦点与试样3对准。
[0064]对焦检测照相机18配置在被光学部件17从光轴LI分支的物镜7的光轴L2上。对焦检测照相机18包括光学系统19和摄像元件21,该光学系统19包括光学部件19a、19c和透镜19b等。而且,对焦检测照相机18的摄像元件21以受光面21a与光轴L2正交的方式配置。
[0065]在显微镜摄像装置1B,由于试样3载置在与物镜7的光轴L正交的载置面2b,因此从被载置在试样台2的试样3至对焦检测照相机18的摄像元件21为止的光路长度在摄像区域内不产生差异。从而,以使得摄像元件21的受光面21a与光轴L2正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件21。
[0066]此外,显微镜摄像装置IB因为包括对焦检测照相机18,所以能够使物镜7的焦点高精度地自动地与试样3对准。
[0067]所述显微镜摄像方法在使用为进行对焦检测而取得二维图像数据的摄像元件21的情况下、载置有试样3的滑动玻璃16也载置在与物镜7的光轴L正交的载置面2b,因此从被载置在试样台2的试料3至摄像元件21位置的光路长度在摄像区域16s内不产生差异。从而,以使得摄像元件21的受光面21a与光轴L2正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件21。另外,作为取得二维图像数据的摄像元件21的用途,并不限定于对焦检测。
[0068]本发明并不限定于上述的实施方式。例如在第一实施方式的显微镜摄像装置IA和第二实施方式的显微镜摄像装置1B,使试样台2相对于物镜7向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动,但是并不限定于该结构。也可以使物镜7向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动。在这种情况下,能够通过使试样台2向沿着光轴L的一个方向A2移动,使物镜7的焦点与试样3对准。
[0069]此外,移动机构9为使试样台2向相对于光轴L倾斜地交叉的方向Al移动的结构即可。例如也可以将试样台2悬吊移动的结构。
[0070]此外,摄像元件4也可以为能够进行一维摄像的摄像元件。例如也可以在摄像元件4使用应用作为(XD的电荷传送控制法之一的TDI (Time Delay Integrat1n:时间延迟积分)法的CCD传感器或线路传感器等一维摄像元件。在这种情况下,也可以如图4的(c)部所示那样,使试样台2以一定速度移动并取得图像数据。由此,摄像区域16u相对地以一定速度从一个长边16b侧向另一长边16c侧移动,因此能够通过以一定间隔进行摄像而取得一个轨道161■的图像。
[0071]特别是在摄像元件4采用能够进行TDI电荷传送的CXD传感器的情况下,虽然与线路传感器相比受光面大,但是根据上述显微镜摄像方法,载置有试样3的滑动玻璃16载置在与物镜7的光轴L正交的载置面2b,因此从被载置在试样台2的试样3至摄像元件4为止的光路长度在摄像区域16s内不产生差异。从而,以使得摄像元件4的受光面与光轴L正交的方式配置即可,因此能够容易地配置摄像元件4。
[0072]进一步,根据上述显微镜摄像方法,摄像区域16d移动的方向A5与试样台2的移动方向Al具有规定角度地交叉。即,试样台2的移动方向Al与摄像区域的移动方向A5不平行。因此,试样台2的载置面2b沿物镜7的光轴L向从物镜7远离的方向或靠近的方向移动。由此,为了使焦点对准试样3,需要使物镜7向与试样台2的载置面2b的移动的相同方向移动,物镜7的移动方向被限定为一个方向。由此,能够抑制在物镜在双方向上移动时产生的振动。
[0073]产业上的可利用性
[0074]根据本发明的显微镜摄像装置和显微镜摄像方法,能够容易地进行高精度的焦点调整并且能够容易地配置摄像元件。
[0075]符号说明
[0076]ΙΑ、1B、100显微镜摄像装置
[0077]2 试样台
[0078]2b载置面
[0079]2d抵接面
[0080]4 摄像元件
[0081]6 摄像部
[0082]7 物镜
[0083]8 成像光学部
[0084]9 移动机构
[0085]9a倾斜面
[0086]11基底部
[0087]12控制部
[0088]13焦点调整用驱动机构
[0089]16滑动玻璃
[0090]17焦点信息取得部
[0091]18对焦检测照相机
[0092]L、L1、L2 光轴
[0093]SI移动步骤
[0094]S3摄像步骤
【权利要求】
1.一种显微镜摄像装置,其特征在于,包括: 试样台,其具有载置试样的载置面; 摄像部,其具有用于对在所述载置面上设定的摄像区域的一部分进行摄像的摄像元件;和 成像光学部,其配置在所述试样台与所述摄像部之间,具有将来自所述摄像区域的一部分的光导向所述摄像部而进行成像的物镜, 所述试样台以使得所述载置面与所述物镜的光轴正交的方式配置, 所述试样台和所述物镜的至少一者被构成为,在将所述载置面相对于所述光轴保持为正交的状态下能够向相对于所述光轴倾斜地交叉的方向移动。
2.如权利要求1所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 还包括使所述试样台移动的移动机构, 所述移动机构使所述试样台移动的方向相对于所述光轴倾斜地交叉。
3.如权利要求2所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 所述移动机构具有与所述试样台抵接的倾斜面, 所述倾斜面在相对于所述光轴倾斜地交叉的方向上延伸。
4.如权利要求3所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 所述试样台的所述载置面和与所述移动机构的所述倾斜面抵接的所述试样台的抵接面所形成的角度,等于与所述光轴正交的假想面与所述移动机构的所述倾斜面所形成的角度。
5.如权利要求2?4中的任一项所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 还包括保持所述移动机构的基底部, 所述基底部以使所述移动机构使所述试样台移动的方向与相对于所述光轴倾斜地交叉的方向一致的方式保持所述移动机构。
6.如权利要求1?5中的任一项所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 所述摄像元件配置在所述光轴上,取得所述摄像区域的一部分的二维图像。
7.如权利要求1?6中的任一项所述的显微镜摄像装置,其特征在于: 所述摄像元件取得所述物镜的焦点信息。
8.—种显微镜摄像方法,其特征在于,包括: 移动步骤,使具有载置试样的载置面的试样台和用于使来自在所述载置面设定的摄像区域的一部分的光成像的物镜中的至少一者移动;和 摄像步骤,将利用所述物镜成像的所述光聚光于摄像部,并且基于被聚光于所述摄像部的所述光对所述摄像区域的一部分进行摄像, 在所述移动步骤中,在使所述载置面相对于所述物镜的光轴正交的状态下,使所述试样台和所述物镜的至少一者向相对于所述光轴倾斜地交叉的方向移动。
【文档编号】H04N5/225GK104412147SQ201380033912
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】奥河正利, 田边浩 申请人:浜松光子学株式会社
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