图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法_2

文档序号:9204158阅读:来源:国知局
摄像区域上的摄像到第2摄像区域上的摄像为止的等待时间。
[0023]在该聚焦方法中,通过将光程差生成构件配置于第2光路从而能够在第2摄像单元的第I摄像区域以及第2摄像区域中对焦点对准了入射到第I摄像单元的光学图像之前的光学图像(前针)和焦点对准了入射到第I摄像单元的光学图像之后的光学图像(后针)分别进行摄像。在该聚焦方法中,因为不进行焦点控制用的第2光路上的光的分支而能够形成光路长差,所以抑制了为了获得焦点位置的信息而必要的向第2光路的光量,从而能够确保第I摄像单元中的摄像的时候的光量。另外,在该聚焦方法中,根据工作台的扫描速度和第I摄像区域与第2摄像区域之间的间隔(距离),设定从第I摄像区域上的摄像到第2摄像区域上的摄像为止的等待时间。因此,来自试样的相同位置的光入射到第I摄像区域和第2摄像区域,所以能够高精度地实施焦点位置的控制。
[0024]另外,作为第2摄像单元,优选使用区域传感器。在此情况下,能够适当地设定第I摄像区域和第2摄像区域。另外,能够谋求装置的简单化。
[0025]另外,作为光程差生成构件,优选使用以重叠于摄像面的至少一部分的方式配置的平板构件,由区域控制单元,以避开由平板构件的边缘部分形成的第2光学图像的影子的方式将第I摄像区域和第2摄像区域分别设定于重叠于平板构件的区域和不重叠于平板构件的区域。在此情况下,通过使用平板构件从而光程差生成构件的构成能够简单化。另夕卜,平板构件的边缘部分形成第2摄像装置的摄像面上的第2光学图像的影子所以通过避开影子来设定第I摄像区域和第2摄像区域,从而能够保证焦点位置的控制的精度。
[0026]另外,作为光程差生成构件,优选使用具有厚度沿着摄像面的面内方向连续地变化的部分的构件,由区域控制单元,以重叠于光程差生成构件的厚度不同的部分的方式设定第I摄像区域和第2摄像区域。在此情况下,通过调整第I摄像区域的位置和第2摄像区域的位置,从而能够自如地调整前针与后针之间的间隔。由此,可以高精度地检测试样的焦点位置。
[0027]另外,优选由不同的线传感器构成第I摄像区域和第2摄像区域。在此情况下,能够使第I摄像区域以及第2摄像区域的设定所需要的时间缩短。
[0028]另外,图像取得装置优选具备与试样相对峙的物镜、根据由焦点控制单元进行的控制相对地控制相对于试样的物镜位置的物镜控制单元,由物镜控制单元,在由焦点控制单元进行的焦点位置的解析执行中不进行物镜的驱动,在由焦点控制单元进行的焦点位置的解析非执行中使物镜相对于所述试样在一个方向上移动。在此情况下,因为在焦点位置的解析中物镜与试样之间的位置关系不发生变化,所以能够保证焦点位置的解析精度。
[0029]发明的效果
[0030]根据本发明,能够确保摄像的时候的光量,并且能够高精度地检测试样的焦点位置。
【附图说明】
[0031]图1是表示构成本发明所涉及的图像取得装置的宏观图像取得装置的一个实施方式的图。
[0032]图2是表示构成本发明所涉及的图像取得装置的微观图像取得装置的一个实施方式的图。
[0033]图3是表示第2摄像装置的图。
[0034]图4是表示光程差生成构件以及第2摄像装置的组合的一个例子的图。
[0035]图5是表示光程差生成构件以及第2摄像装置的组合的其他的例子的图。
[0036]图6是表示光程差生成构件以及第2摄像装置的组合的其他的例子的图。
[0037]图7是表示光程差生成构件的又一变形例的图。
[0038]图8是表示图像取得装置的功能性的构成要素的方块图。
[0039]图9是表示到达试样的表面的距离与物镜的焦点距离相一致的情况下的对比度值的解析结果的图。
[0040]图10是表示到达试样的表面的距离大于物镜的焦点距离的情况下的对比度值的解析结果的图。
[0041]图11是表示到达试样的表面的距离小于物镜的焦点距离的情况下的对比度值的解析结果的图。
[0042]图12是表示相对于工作台的扫描时间的物镜与试样的表面的距离的关系的图。
[0043]图13是表示由工作台控制部进行的工作台的扫描方向的控制的图。
[0044]图14是表示由工作台控制部进行的工作台的扫描速度的控制的图。
[0045]图15是表示图像取得装置的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0046]以下,一边参照附图一边对本发明所涉及的图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法的优选的实施方式进行详细的说明。
[0047]图1是表示构成本发明所涉及的图像取得装置的宏观(macro)图像取得装置的一个实施方式的图。另外,图2是表示构成本发明所涉及的图像取得装置的微观(micix))图像取得装置的一个实施方式的图。如图1以及图2所示,图像取得装置M由取得试样S的宏观图像的宏观图像取得装置M1、以及取得试样S的微观图像的微观图像取得装置M2所构成。图像取得装置M是通过相对于由宏观图像取得装置Ml取得的宏观图像设定例如线状的多个分割区域40(参照图13)并且由微观图像取得装置M2以高倍率取得各个分割区域40并合成,从而生成虚拟(virtual)微观图像的装置。
[0048]宏观图像取得装置Ml如图1所示具备载置试样S的工作台I。工作台I是例如由步进马达(脉冲马达)或者压电致动器等的马达或致动器而在水平方向上进行驱动的XY工作台。由图像取得装置M进行观察的试样S是例如细胞等的生物样品,以被密封于载玻片的状态被载置于工作台I。通过在XY面内驱动该工作台I从而能够使相对于试样S的摄像位置移动。
[0049]工作台I能够在宏观图像取得装置Ml与微观图像取得装置M2之间往复,并且具有在两个装置之间搬送试样S的功能。还有,对于宏观图像取得来说,可以由I次的摄像来取得试样S的全体图像,也可以分割成多个区域来对试样S进行摄像。另外,工作台I也可以分别被设置于宏观图像取得装置Ml以及微观图像取得装置M2的双方。
[0050]在工作台I的底面侧,配置有朝着试样S照射光的光源2、以及将来自光源2的光聚光于试样S的聚光透镜3。光源2也可以以朝着试样S斜地照射光的方式被配置。另外,在工作台I的上面侧,设置对来自试样S的光学图像进行导光的导光光学系统4、对试样S的光学图像进行摄像的摄像装置5。导光光学系统4具有使来自试样S的光学图像成像于摄像装置5的摄像面的成像透镜6。另外,摄像装置5例如是能够取得二维图像的区域传感器。摄像装置5取得经导光光学系统4入射到摄像面的试样S的光学图像的整体图像,并存储于后面所述的虚拟微观图像存储部39。
[0051]微观图像取得装置M2如图2所示在工作台I的底面侧具有与宏观图像取得装置Ml相同的光源12以及聚光透镜13。另外,在工作台I的上面侧,配置有对来自试样S的光学图像进行导光的导光光学系统14。对于使来自光源12的光照射于试样S的光学系统来说,也可以采用用于将激发光照射于试样S的激发光照射光学系统或用于取得试样S的暗视野图像的暗视野照明光学系统。
[0052]导光光学系统4具有与试样S相对峙地配置的物镜15、以及被配置于物镜15的后段的分束器(光分支单元)16。在物镜15,设置有在垂直于工作台I的载置面的Z方向上驱动物镜15的步进马达(脉冲马达)或者压电致动器等的马达或致动器。通过由这些驱动单元改变物镜15的Z方向的位置,从而能够调整试样S的图像取得中的摄像的焦点位置。还有,焦点位置的调整可以改变工作台I的Z方向的位置,也可以改变物镜15以及工作台I的双方的Z方向的位置。
[0053]分束器16是将试样S的光学图像向图像取得用的第I光路LI和焦点控制用的第2光路L2分支的部分。该分束器16以相对于来自光源12的光轴以大约45度的角度被配置,在图2中,通过分束器16的光路成为第I光路LI,在分束器16反射的光路成为第2光路。
[0054]在第I光路LI,配置有使通过了分束器16的试样S的光学图像(第I光学图像)成像的成像透镜17、以及将摄像面配置于成像透镜17的
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