绝确定单元(对焦位置确定单元)519。
[0145]当加载在集成控制单元51中的主存储器中的程序操作集成控制单元51时，实现这些功能块。
[0146]首先，区域检测单元511以对应于放大图像获取单元20的视野的尺寸单元在网孔中分割俯视图像(其由俯视图像捕捉控制单元56使用俯视图像捕捉单元10获取)。每个分割区域是上述的小区域。接下来，区域检测单元511确定样本SPL的图像是否出现在每个小区域中。区域检测单元511然后提取确定了样本SPL的图像出现在其中的小区域，并产生拍摄列表和拍摄序列信息。对于确定样本SPL的图像是否出现，例如，基于其中亮度值急剧变化的像素分布，在俯视图像中确定其中存在样本SPL的图像的小区域。为了检测其亮度值急剧变化的像素，例如使用用于通过边缘检测检测样本的边界的方法。
[0147]相位差AF对焦位置计算单元512基于从相位差图像捕捉控制单元55获取的一组相位差图像之间的距离，计算放大图像捕捉单元20的物镜23相对于样本SPL的散焦量(对焦位置)和的散焦的方向。此外，相位差AF对焦位置计算单元512将由两个分离透镜33形成的相位差图像的拍摄数据分割为例如，8X6个区域，并检测具有特征的区域。相位差AF对焦位置计算单元512然后针对具有特征的那些区域计算对焦位置并将位置信息以及具有特征的那些区域的对焦位置提供到集成控制单元51。
[0148]对比度AF计算单元513指示放大图像捕捉控制单元57捕捉作为拍摄目标的小区域的多个放大图像，同时指示载物台控制单元53改变样本SPL在Z轴上的位置方向。对比度AF对焦位置计算单元513还将小区域的捕捉图像提供到第一特征量计算单元514以计算每个图像的第一特征量。对比度AF对焦位置计算单元513将计算的第一特征量提供到曲线拟合处理单元515并且获取对比度AF系统中的对焦位置。
[0149]第一特征量计算单元514计算曲线拟合处理单元515的第一特征量，以用于通过曲线拟合至二次函数计算对比度AF系统中的对焦位置。将在后面描述计算第一特征量的方法。
[0150]曲线拟合处理单元515对从集成控制单元51提供的三个以上第一特征量上的二次曲线进行拟合，并从二次曲线的顶点位置计算对比度AF系统中的对焦位置。
[0151]白图像确定单元516确定提供的放大图像是否是其中根本不会出现样本SPL的图像(白图像)。对于该确定，使用由第二特征量计算单元517计算的第二特征量。将在后面描述细节。
[0152]第二特征量计算单元517计算第二特征量。第二特征量用作以下各项的指数:由白图像确定单元516对白图像的确定，和由继续确定单元518对在其与作为拍摄目标的小区域连续(邻接)的小区域中是否具有样本SPL的图像的确定中的。将在后面描述计算第二特征量的方法。
[0153]如上所述，继续确定单元518确定在其与作为用于放大拍摄的当前拍摄目标的小区域连续(邻接)的小区域中是否具有样本SPL的图像。对于该确定，使用由第二特征量计算单元517计算的第二特征量。将在后面描述细节。
[0154]对焦位置接受/拒绝确定单元519确定由相位差AF系统进行的对焦位置落入预定的容许范围(接受)内或不落在其内(拒绝)，对焦位置由相位差AF对焦位置计算单元512计算。在确定中，对焦位置接受/拒绝确定单元519指示放大图像捕捉控制单元57捕捉作为拍摄目标的小区域的多个放大图像，同时指示载物台控制单元53改变样本SPL在Z轴方向上的位置。对焦位置接受/拒绝确定单元519还将小区域的捕捉图像提供到第一特征量计算单元514以计算每个图像的第一特征量。当所计算的第一特征量的值之间的关系满足预定关系表达式时，对焦位置接受/拒绝确定单元519接受由相差AF系统进行的焦点位置。所接受的对焦位置用于放大图像的实际拍摄。
[0155][关于整体处理流程]
[0156]接下来，将描述本实施方式的数字显微镜装置100中的整体处理流程。图3是用于描述本实施方式的数字显微镜装置100中的整个处理流程的流程图。
[0157]本技术和相关技术中的混合AF系统之间的差别如下。在相关技术的混合AF系统中，由相位差AF系统和对比度AF系统的两个系统获得对焦位置，且如果这两个系统的值彼此接近，则对焦位置的可靠性被认为是高的。两个AF系统的等级相同。
[0158]与此相反，在本技术中，相位差AF系统和对比度AF系统的特点相结合。在相位差AF系统中，根据样本SPL的类型，所计算的对焦位置不精确，但搜索聚焦位置所花费的时间确实短。在对比度AF系统中，搜索对焦位置所花费的时间很长，但所计算的对焦位置的精度很高。
[0159]S卩，本技术采用一种方法，其首先由相差AF系统获得暂定对焦位置然后由简化的对比度AF系统确认暂定对焦位置的有效性。
[0160]简化的对比度AF系统如下:由于相位差AF可对所采集的图像检测其中存在样本SPL的区域(具有特征)，所以仅对这样的区域进行本技术的对比度AF，以使对比度AF系统图像获取速度的降低最小化。
[0161]作为第一步骤，集成控制单元51指示俯视图像捕捉控制单元56采集载片PRT的俯视图像(步骤SI)。
[0162]作为下一个步骤，区域检测单元511以对应于放大图像获取单元20的视野的尺寸单元的网孔分割俯视图像。每个分割区域是上述的小区域。接下来，区域检测单元511确定样本SPL的图像是否出现在各小区域中。区域检测单元511然后提取被确定为样本SPL的图像出现在其中的小区域，并产生拍摄列表和拍摄序列信息(步骤S3)。
[0163]区域检测单元511由于下列原因而进行上述处理。
[0164]假设数字显微镜装置100使用20倍光学放大率的物镜23，在放大图像捕捉单元20的成像装置24的成像表面具有37mmX25mm的尺寸的情况下，可一次拍摄载片PRT上1.87mmX 1.24mm的范围。载片PRT上的拍摄区域的尺寸60mmX 25mm大于上述尺寸。因此，拍摄区域被分割为多个小区域，载物台40的移动和小区域的拍摄重复多次以拍摄整个拍摄区域，并接合小区域的图像以合并为一个巨大图像，因此可采集巨大图像。在接合时，需要至少约5%到20%的边缘来合并待接合的图像，并且因此拍摄小区域，使得邻接小区域的图像的周边部分重叠。
[0165]在其中样本SPL具有小尺寸(例如为15mmX15mm)的情况下，在这样的情况下，不知道样本SPL存在于载片PRT上的拍摄区域的位置。如果整个拍摄区域旨在被涵盖在内，则需进行小区域的拍摄达828 ( = 36X23)次。然而，如果样本SPL的位置被捉到且仅该部分可被拍摄，则126次(=9 X 14)的拍摄足够了。
[0166]如上所述，如果使用俯视图像检测到包括样本SPL的图像的小区域，则拍摄时间可显著缩短。
[0167]如以下步骤，集成控制单元51指示载物台控制单元53移动载物台40，使得拍摄列表的第一小区域处于物镜23正下方(步骤S5)。
[0168]S卩，集成控制单元51将作为拍摄目标的个别小区域的多条位置信息给予载物台控制单元53。因此，基于作为拍摄目标的区域的、所给予的多条位置信息，载物台控制单元53驱动载物台驱动机构41移动载物台40，使得作为拍摄目标的小区域落在放大图像捕捉单元20的拍摄范围内。
[0169]应注意，载物台40在Z方向的位置被假设为最接近物镜23的位置。当载物台40被定位在该Z轴位置时，载物台可在由对比度AF系统搜索对焦位置时在载物台40保持远离从物镜23的方向上移动。载物台40和物镜23之间的距离具有50 μπι或更大间隔的最短距离。
[0170]在采集俯视图像之后，传送在物镜23正下方的载片PRT由从光源21发射的照明光照射。已经穿过载片PRT上的样本SPL的发射光经由物镜(成像透镜)23等被输入到成像放大图像捕捉单元20的成像装置24和散焦量检测单元30的成像装置34。
[0171]作为下一个步骤，集成控制单元51在相位差AF和对比度AF之间进行校准处理(步骤S7) ο
[0172]校准处理在本实施方式的数字显微镜装置100中是不可缺少的处理，其中由使用组合的相位差AF系统和对比度AF系统的混合AF系统计算对焦位置。通过该处理，获得用于校正相位差AF系统进行的对焦位置和由对比度AF系统进行的对焦位置之间的位移的偏移值。将在后面描述校准处理的细节。
[0173]作为下一个步骤，集成控制单元51使用由校准处理获得的对焦位置进行小区域的实际拍摄(步骤S9)。
[0174]由集成控制单元51给放大图像捕捉控制单元57指令来进行实际拍摄。
[0175]作为下一个步骤，集成控制单元51指示白图像确定单元516进行白图像判断处理(步骤S10)。
[0176]通过该白图像确定处理，确定了通过对在校准处理中使用的小区域进行实际拍摄而获得的图像是否是样本SPL不出现其中的图像(白图像)。
[0177]作为下一个步骤，集成控制单元51确定了通过对在校准处理中使用的小区域进行实际拍摄而获得的图像是否是白图像(步骤SI I)。
[0178]在图像是白图像(步骤Sll的是)的情况下，由于白图像不包括样本SPL的图像，所以集成控制单元51不需要在最终被存储的图像中包括白图像，并且作为下一个步骤，设置白图像标记，使得白图像在以下处理中不被处理(步骤S13)。
[0179]在设置白图像标记之后，集成控制单元51使处理返回到步骤S5以移动载物台40，使得拍摄列表的下一个小区域处于物镜23正下方。
[0180]在图像不是白图像(步骤Sll的否)的情况下，作为下一个步骤，集成控制单元51指示继续确定单元518进行继续确定处理(步骤S15)。
[0181]继续确定处理验证由实际拍摄获得的图像的边缘部分(将在后面描述)中的图像，以由此验证对样本SPL的图像是否出现在各小区域中的确定，确定由区域检测单元511在步骤3中进行。该处理可减少样本SPL的未拍摄图像。
[0182]在提前确定通过使用俯视图像拍摄的小区域的方法中，可想象，由与使用作为成像装置的CMOS成像器的实际拍摄不同的低分辨率的成像装置进行拍摄，以及尽管使用与实际拍摄相同的成像装置通过切换光学系统以低倍率进行拍摄。在这样的情况下，由于俯视图像的分辨率降低，所以未拍摄到俯视图像的细节。例如，由于难以染色的部分(诸如脂肪细胞)不能分辨在俯视图像中，所以该部分具有未被拍摄的高可能性。
[0183]在这点上，在本技术，对于不能在俯视图像被拍摄的部分，诸如脂肪细胞，检查在实际拍摄中所获取的图像的边缘部分。因此，当前拍摄的小区域(其中，在俯视图像的处理中不会检测样本SPL的图像)周围的小区域也经受了检测。
[0184]作为下一个步骤，集成控制单元51指示显影处理单元59对通过进行实际拍摄而获得的图像进行显影处理(步骤S19)。
[0185]作为下一个步骤，集成控制单元51进行通过进行实际拍摄而获得的图像的拼接处理(步骤S21)。
[0186]应注意，上述的显影处理和拼接处理与对焦位置计算处理和实际拍摄处理(其根据拍摄列表将在下一个被拍摄的小区域上进行)并行进行。
[0187]作为下一个步骤，针对拍摄列表中的所有小区域，集成控制单元51确定实际拍摄和属于实际拍摄的处理是否被终止(步骤S23)。
[0188]在其中实际拍摄和属于实际拍摄的处理针对拍摄列表中的所有小区域尚未终止的情况下(步骤S23的否)，集成控制单元51指示载物台控制单元53移动载物台40，使得拍摄列表中的下一个小区域处于物镜23正下方(步骤S25)。
[0189]作为下一个步骤，集成控制单元51进行对焦位置计算处理，以便计算对焦位置，以用于在新定位在物镜23正下方的小区域进行实际拍摄(步骤S27)。
[0190]对焦点计算处理用于由结合相位差AF系统和对比度AF系统的混合AF系统计算对焦位置。将在后面描述细节。
[0191]作为下一步骤，集成控制单元51使用由对焦点计算处理获得的对焦位置对小区域进行实际拍摄(步骤S29)。
[0192]实际拍摄可由集成控制单元51对放大图像捕捉控制单元57给出指令来进行。
[0193]作为下一个步骤，集成控制单元51指示白图像确定单元516进行白图像确定处理(步骤S30)。
[0194]这里进行的白图像确定处理不同于在校准处理之后进行的白图像确定处理，并且不具有用于确定校准的有效性的含义。这里所进行的白图像确定处理仅用于设置白图像标记。
[0195]作为下一步骤，集成控制单元51确定小区域的图像(其通过实际拍摄获得)是否是白图像(步骤S31)。
[0196]在图像为白图像(步骤S31的是)的情况下，作为下一个步骤，集成控制单元51设置白图像标记，使得白图像不包括在最终被存储的图像中(步骤S33)。
[0197]在其中实际拍摄和属于实际拍摄的处理针对拍摄列表中的所有小区域被终止的情况下(步骤S23的是)，集成控制单元51指示图像编码单元602以拼贴为单位分割巨大图像，巨大图像经受拼接处理以被组合，且编码和压缩分割的图像(步骤S35)。
[0198]作为下一个步骤，集成控制单元51将被压缩的拼接图像存储在存储单元58中(步骤S37) ο
[0199]上述描述是本实施方式的数字显微镜装置100中的整体处理流程。
[0200][关于校准处理]
[0201]接下来，将描述校准处理的流程。图4是用于描述校准处理的流程的流程图。
[0202](相位差AF系统中的计算)
[0203]作为第一个步骤，相位差AF对焦位置计算单元512计算相位差AF系统中的对焦位置Zl (步骤S41) O
[0204](对比度AF系统中的粗略搜索)
[0205]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513在Z轴方向上设置位置ZA、ZB和ZC (ZA>ZB>ZC)，其中例如将Z轴方向上的粗略搜索的间隔设置为25 μ m。此外，对比度AF对焦位置计算单元513设置在第一特征量计算单元514中粗略搜索的阈值(步骤S43)。
[0206]在对比度AF中，为了搜索粗略对焦的Z位置，首先进行粗略搜索。
[0207]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示载物台控制单元53移动载物台40，使得载物台在Z方向上的位置成为在步骤S43中设置的位置(步骤S45)。
[0208]在粗略搜索中，载物台40在Z方向上与物镜23分离开的方向上移动25 μ m。
[0209]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示放大图像捕捉控制单元57采集小区域的图像，作为用于搜索的拍摄(步骤S47)。
[0210]放大图像捕捉控制单元57从放大图像捕捉单元20的成像装置24读取所有像素(总视角)的像素值。图像数据是没有改变的RAW数据。
[0211]应注意，对应于各自三个Z位置的总共三个图像被采集。
[0212]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定是否在Z方向的所有设置位置捕捉搜索图像(步骤S49)。
[0213]在其中未捕捉所有必要的图像(步骤S49的否)的情况下，处理返回到步骤S45并重复进行。
[0214]在其中所有必要的图像被捕捉的情况下(步骤S49的是)，作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示第一特征量计算单元514计算第一特征量H(步骤S51)。
[0215]每个图像计算一个第一特征量H。由于获得三个图像，所以在图上的三个点处获得第一特征量H的倒数，并且因此可实现对二次曲线的曲线拟合。由于二次曲线具有顶点(其在第一特征量H变为最大(倒数变得最小)的位置处聚焦)，所以可获得对焦位置。将在后面描述计算第一特征量H的方法。
[0216]作为下一步骤，对比度AF对焦位置计算单元513确定三个图像是否被处理(步骤S63) ο
[0217]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513指示曲线拟合处理单元515通过使用所计算的第一特征量H来进行曲线拟合处理(步骤S65)。
[0218]在曲线拟合处理中，获得第一特征量H的倒数以对具有朝下的凸面的二次曲线进行拟合。
[0219]作为下一个步骤，对比度AF对焦位置计算单元513根据通过曲线拟合进行的二次曲线的顶点位置计算对焦位置Z2 (步骤S67)。
[0220]上面的描述是粗略搜索的流程图。直到上述处理获取的对焦位置Z2包括约±3 μπι的误差。为了进一步增加对焦位置的精度，进行对比度AF系统中的精细搜索处理。在下文中，将描述使用由对比度AF对焦位置计算单元513的对焦位置Ζ2进行精细搜索的过程。