JP2011081211A - Microscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、観察体の位置を移動させながら、一つの観察体に対し複数領域に分割した顕微鏡画像を撮像し、撮像した個々の顕微鏡画像を合成することで、高解像度及び広画角な画像を形成する顕微鏡システムに関する。 The present invention captures a microscope image divided into a plurality of regions for one observation body while moving the position of the observation body, and combines the captured individual microscope images to obtain a high-resolution and wide-angle image. The present invention relates to a microscope system that forms
例えば、細胞や組織診といった病理診断においては、診断箇所の見落としを防止するために観察体の全体像を把握したいという要請がある。また、情報処理技術の発達により、このような病理診断においても画像の電子情報化が促進されており、ビデオカメラ等を介して取り組む顕微鏡観察像についても旧来の銀塩フィルム並の高い解像度を得たいという要請がある。 For example, in pathological diagnosis such as cell and histological diagnosis, there is a demand for grasping the entire image of the observation body in order to prevent oversight of the diagnosis part. In addition, the development of information processing technology has promoted electronic computerization of images even in such pathological diagnosis, and the same high resolution as conventional silver halide films can be obtained for microscopic observation images that are tackled through a video camera or the like. There is a request to want.
これらの要望を実現するために、予め観察体の撮像対象領域を小区画に分割し、分割した夫々の小区画の領域を高解像度に撮像し、得られた小区画の領域毎の顕微鏡画像を繋ぎ合わせることにより、観察体の画像を再構築するいわゆるバーチャル顕微鏡システムがある。このような顕微鏡システムを用いれば、実際に観察体が存在しない環境でも観察体の顕微鏡観察を行うことができる。 In order to realize these demands, the imaging target area of the observation object is divided into small sections in advance, each divided small section area is imaged with high resolution, and the obtained microscopic image for each small section area is obtained. There is a so-called virtual microscope system that reconstructs an image of an observation object by connecting them together. By using such a microscope system, the observation object can be observed with a microscope even in an environment where the observation object does not actually exist.
ところで、この種の顕微鏡システムにおいて、撮像対象領域全体に焦点が合った鮮明な画像を得るためには、例えば、画素が１次元配列されたライン状の撮像素子を撮像手段として用いるとともに、撮像対象領域をライン状の小区画の領域に分割し、分割したライン状の領域毎に撮像位置に搬送して、焦点位置を合わせる必要がある。そこで、近年、画素が１次元配列された撮像素子を用いた顕微鏡システムが提案されている。 By the way, in this type of microscope system, in order to obtain a clear image focused on the entire imaging target region, for example, a linear imaging element in which pixels are arranged one-dimensionally is used as an imaging unit, and an imaging target is used. It is necessary to divide the area into line-shaped sub-areas, and transport the divided line-shaped areas to the imaging position to adjust the focal position. Therefore, in recent years, a microscope system using an image sensor in which pixels are arranged one-dimensionally has been proposed.
しかし、画素が１次元配列された撮像素子を、撮像対象とするライン状の小区画の領域毎に撮像位置に搬送し、搬送を停止後、焦点位置を合わせるのでは、処理が煩雑化し時間がかかる。 However, if the imaging device in which the pixels are arranged one-dimensionally is transported to the imaging position for each area of the line-shaped small section to be imaged, and the transportation is stopped, then the focus position is adjusted. Take it.
しかるに、観察体としての試料を撮像手段及び搬送手段を介して走査中に焦点位置を自動的に調整するようにした顕微鏡システムが例えば、次の特許文献１，２に提案されている。
However, for example, the following
特許文献１に記載の顕微鏡システムは、ステージが水平方向に移動し、対物レンズが高さ方向に移動している間、ライン状のスキャンカメラが間断なく撮像して、１ライン分の撮像対象領域に対し複数の高さ位置の画像データを取得し、取得した複数の画像データ中でコントラスト値が最大となる高さ位置を最適の焦点位置として対物レンズを調整するように構成されている。
In the microscope system described in
また、特許文献２に記載の顕微鏡システムは、ラインセンサが１ライン分の撮像対象領域が撮像位置に位置するように、ステージをＸ方向に移動させた後、ラインセンサをＺ方向に移動させながら、複数個のライン状の画像を撮像し、それら複数個のライン状の画像を用いて合焦点を計算し、計算した合焦点と移動前の合焦点との比較を介して合焦位置を調整するように構成されている。
In the microscope system described in
しかし、特許文献１に記載の顕微鏡システムでは、最適な合焦位置を検出するために、１ライン分の撮像対象領域を撮像位置に移動させた状態において、当該撮像対象領域に対して対物レンズが最適な焦点位置に位置しない状態の画像を対物レンズの移動量に応じて複数撮像することになるので、その分、合焦位置の調整時間が遅くなる。
However, in the microscope system described in
また、特許文献２に記載の顕微鏡システムも、１ライン分の撮像対象領域を撮像位置に移動させた状態において、当該撮像対象領域に対してＺ方向に移動しながら撮像した複数個のライン状の画像を用いて合焦点を計算し、計算した合焦点と移動前の合焦点との比較を介して合焦位置を調整するので、その分、合焦位置の調整時間が遅くなる。
Further, the microscope system described in
しかも、特許文献１，２のいずれの顕微鏡システムも、１ライン分の撮像対象領域を撮像位置に移動させた後に、当該撮像対象領域に対して焦点位置の調整を行うようにしているため、搬送手段による搬送を停止させずに合焦動作を行ってはいるものの、当該撮像対象となっているライン状の領域を撮像位置に搬送後に、合焦処理の調整時間分、画像の取得処理が遅くなってしまう。
In addition, in any of the microscope systems disclosed in
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、合焦精度を向上させ、且つ、観察体の画像の取得処理の速度を向上させることが可能な顕微鏡システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a microscope system capable of improving the focusing accuracy and improving the speed of the process of acquiring the image of the observation body. The purpose is that.
上記目的を達成するため、本発明による顕微鏡システムは、観察体を載置する載置手段と、前記載置手段に載置された観察体と対峙する対物レンズと、前記対物レンズを経由した観察体からの光を観察体の像として結像する結像光学系と、観察体の像が分割領域ごとに撮像位置に位置するように、前記載置手段を水平方向に駆動する水平方向駆動手段と、撮像位置に位置する観察体における分割領域の像を撮像する第一の撮像手段と、前記第一の撮像手段により撮像された複数の画像を合成して観察体の拡大画像を作成する画像処理手段とを有するバーチャル顕微鏡システムであって、前記載置手段と前記対物レンズのうちの少なくとも一方を垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、前記結像光学系を経由した光を、前記第一の撮像手段に向かう第一の光路と、該第一の撮像手段とは異なる方向に向かう第二の光路とに分岐する光路分岐手段と、前記第二の光路を経由した所定の位置に配置され、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像する分割領域よりも前記水平方向駆動手段による駆動方向の手前に位置する分割領域の像を、撮像する第二の撮像手段と、前記第二の撮像手段が撮像した観察体における分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体における当該分割領域の像の結像位置を前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるために必要な前記載置手段と前記対物レンズとの垂直方向の相対位置を算出するとともに、該算出した相対位置に該載置手段及び該対物レンズが位置するように垂直方向駆動手段を作動させて、当該分割領域についての該載置手段及び該対物レンズの合焦位置を調整する自動合焦制御手段と、前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が２つの撮像領域で撮像する観察体における分割領域との距離と、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度とに応じて、前記第二の撮像手段の２つの撮像領域で撮像された観察体における分割領域を前記水平方向駆動手段を介して前記第一の撮像手段の撮像位置に搬送するタイミングと、前記第二の撮像手段の２つの撮像領域で撮像された観察体における分割領域の像の結像位置を前記自動合焦制御手段を介して前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御する搬送・合焦位置調整タイミング制御手段とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a microscope system according to the present invention includes a placing means for placing an observation body, an objective lens facing the observation body placed on the placement means, and an observation via the objective lens. An imaging optical system that forms light from the body as an image of the observation body, and a horizontal driving means that drives the placement means in the horizontal direction so that the image of the observation body is positioned at the imaging position for each divided region And an image for creating an enlarged image of the observation object by combining the first image pickup means for picking up an image of the divided region in the observation object located at the image pickup position and a plurality of images picked up by the first image pickup means A virtual microscope system having a processing means, wherein a vertical direction driving means for driving at least one of the placement means and the objective lens in a vertical direction, and light passing through the imaging optical system One imaging means An optical path branching unit that branches into the first optical path and a second optical path that is directed in a direction different from the first imaging unit, and is disposed at a predetermined position via the second optical path, A second imaging unit that captures an image of a divided region positioned in front of the driving direction of the horizontal direction driving unit with respect to the divided region captured by the first imaging unit at a time point when the first imaging unit captures the image; Using the image of the divided area in the observation object imaged by the second imaging means, the degree of focus of the image of the observation object in the division area is detected, and the division area in the observation object is detected according to the detected degree of focus. And calculating the relative position in the vertical direction between the mounting means and the objective lens necessary for positioning the imaging position of the image on the imaging surface of the first imaging means, and calculating the relative position to the calculated relative position. The mounting means and the objective lens The vertical driving means is actuated so as to adjust the focusing position of the mounting means and the objective lens for the divided area, and the observation body imaged by the first imaging means When the first imaging means captures an image and the second imaging means is driven via the horizontal driving means and the distance between the second imaging means and the divided area of the observation body imaged in the two imaging areas. Depending on the moving speed of the placing means in the horizontal direction, the first imaging is performed via the horizontal direction driving means on the divided area in the observation body imaged in the two imaging areas of the second imaging means. The timing of conveying to the imaging position of the means and the imaging position of the image of the divided area in the observation body imaged in the two imaging areas of the second imaging means via the automatic focusing control means Imaging by imaging means A conveyance / focusing position adjustment timing control means for controlling so as to substantially match the timing of positioning on the surface is provided.
また、本発明による顕微鏡システムは、観察体を載置する載置手段と、前記載置手段に載置された観察体と対峙する対物レンズと、前記対物レンズを経由した観察体からの光を観察体の像として結像する結像光学系と、観察体の像が分割領域ごとに撮像位置に位置するように、前記載置手段を水平方向に駆動する水平方向駆動手段と、撮像位置に位置する観察体における分割領域の像を撮像する第一の撮像手段と、前記第一の撮像手段により撮像された複数の画像を合成して観察体の拡大画像を作成する画像処理手段を有するバーチャル顕微鏡システムであって、前記載置手段と前記対物レンズのうちの少なくとも一方を垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、前記結像光学系を経由した光を、前記第一の撮像手段に向かう第一の光路と、該第一の撮像手段とは異なる方向に向かう第二の光路とに分岐する光路分岐手段と、前記第二の光路を第三の光路と第四の光路に分岐するとともに、前記結像光学系の結像点が前記第一の撮像手段の撮像面に位置するときに、該結像光学系の結像点に共役な２つの結像点が、該第三の光路と該第四の光路とに垂直に交差する所定の位置から等距離離れた前方位置及び後方位置に夫々位置するように、該第三の光路と該第四の光路とに光路長差をつけた光路差光学系と、前記第三の光路と前記第四の光路とに跨って垂直に交差する所定の位置に夫々配置され、該第三の光路と該第四の光路を夫々経由した、観察体における同一の分割領域であって、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像する分割領域よりも前記水平方向駆動手段が駆動する水平方向に対して手前に位置する分割領域の像を、夫々撮像する２つの撮像領域を有する第二の撮像手段と、前記第二の撮像手段が２つの撮像領域で撮像した観察体における同一の分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体における当該分割領域の像の結像位置を前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるために必要な前記載置手段と前記対物レンズとの垂直方向の相対位置を算出するとともに、該算出した相対位置に該載置手段及び該対物レンズが位置するように垂直方向駆動手段を作動させて、前記第一の撮像手段の撮像位置に位置する観察体における当該分割領域についての該載置手段及び該対物レンズの合焦位置を調整する自動合焦制御手段と、前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が撮像する観察体における分割領域との距離と、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度と、前記自動合焦制御手段による合焦位置の調整時間とに応じて、前記第二の撮像手段で撮像された観察体における分割領域を前記水平方向駆動手段を介して前記第一の撮像手段の撮像位置に搬送するタイミングと、前記第二の撮像手段で撮像された観察体における分割領域の像の結像位置を前記自動合焦制御手段を介して前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御する搬送・合焦位置調整タイミング制御手段とを備えることを特徴としている。 In addition, the microscope system according to the present invention includes a placing means for placing the observation body, an objective lens facing the observation body placed on the placement means, and light from the observation body via the objective lens. An imaging optical system that forms an image of the observation body, a horizontal direction drive means that drives the placement means in the horizontal direction so that the image of the observation body is located at the imaging position for each divided region, and an imaging position A first imaging unit that captures an image of a divided region in a positioned observation body, and a virtual image processing unit that combines a plurality of images captured by the first imaging unit to create an enlarged image of the observation body A microscope system, wherein a vertical direction driving unit that drives at least one of the placement unit and the objective lens in a vertical direction, and light that has passed through the imaging optical system is directed to the first imaging unit. The first optical path, An optical path branching unit that branches into a second optical path that is directed in a different direction from the first imaging unit, and the second optical path is branched into a third optical path and a fourth optical path, and the imaging optical system includes: When the imaging point is located on the imaging surface of the first imaging means, two imaging points conjugate to the imaging point of the imaging optical system are the third optical path and the fourth optical path. An optical path difference optical system in which an optical path length difference is provided between the third optical path and the fourth optical path so as to be respectively located at a front position and a rear position that are equidistant from a predetermined position that intersects perpendicularly to The same divided region in the observation body, which is arranged at a predetermined position that crosses the third optical path and the fourth optical path vertically and passes through the third optical path and the fourth optical path, respectively. And at the time when the first image pickup means picks up the water more than the divided area picked up by the first image pickup means. A second imaging unit having two imaging regions for capturing an image of a divided region positioned in front of the horizontal direction driven by the direction driving unit, and the second imaging unit capturing images in the two imaging regions. Using the image of the same divided area in the observed object, the degree of focus of the image of the observer in the divided area is detected, and the image of the image of the divided area in the observer is formed according to the detected degree of focus The relative position in the vertical direction between the above-mentioned mounting means and the objective lens necessary for positioning the position on the imaging surface of the first imaging means is calculated, and the mounting means and the mounting means are positioned at the calculated relative position. The vertical driving means is operated so that the objective lens is positioned, and the focusing means of the mounting means and the objective lens in the divided area in the observation body located at the imaging position of the first imaging means is adjusted. Automatic focusing system A distance between the control unit and the divided region in the observation body imaged by the first imaging unit and the divided region in the observation body imaged by the second imaging unit at the time when the first imaging unit images, The second image pickup means picks up an image according to the horizontal movement speed of the placement means driven through the horizontal drive means and the adjustment time of the focus position by the automatic focus control means. The divided region in the observed object is transported to the imaging position of the first imaging unit via the horizontal direction driving unit, and the image of the divided region in the observed object imaged by the second imaging unit is formed. And a conveyance / focus position adjustment timing control means for controlling the position so that the position of the position on the image pickup surface of the first image pickup means substantially matches with the automatic focus control means.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記光路分岐手段は、入射光を透過光と反射光とに分ける光学面を有し、前記第二の撮像手段が撮像対象とする観察体における分割領域が、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像対象とする観察体における分割領域よりも前記水平方向駆動手段が駆動する水平方向に対して手前に位置するように、前記光学面が傾斜しているのが好ましい。 In the microscope system of the present invention, the optical path branching unit has an optical surface that divides incident light into transmitted light and reflected light, and the divided region in the observation object to be imaged by the second imaging unit is The first imaging means is positioned closer to the horizontal direction driven by the horizontal direction driving means than the divided area in the observation object to be imaged by the first imaging means at the time of imaging. The optical surface is preferably inclined.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記第二の撮像手段の２つの撮像領域は、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像する観察体の像における分割領域よりも前記水平方向駆動手段が駆動する水平方向に対して手前に位置する分割領域の像を、夫々撮像するように、前記第三の光路及び前記第四の光路の夫々の中心軸からずれた位置に夫々配置されているのが好ましい。 In the microscope system of the present invention, the two imaging regions of the second imaging unit are divided regions in the image of the observation body imaged by the first imaging unit at the time when the first imaging unit images. Rather than the respective central axes of the third optical path and the fourth optical path so as to capture the images of the divided regions positioned in front of the horizontal direction driven by the horizontal direction driving means. It is preferable to arrange each at the position.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が撮像する観察体における分割領域との距離をＤ（ｍｍ）、前記自動合焦制御手段による前記第一の撮像手段の撮像位置に位置する観察体における分割領域に対する合焦位置の調整時間をＴｆ（ｓｅｃ）、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度をＳｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）としたとき、次の条件式を満足するのが好ましい。
Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）×Ｔｆ（ｓｅｃ）≦Ｄ（ｍｍ）
In the microscope system of the present invention, the divided area in the observation body imaged by the first imaging means and the divided area in the observation body imaged by the second imaging means at the time when the first imaging means takes an image. And D (mm), and the automatic focusing control means Tf (sec), the adjustment time of the focusing position with respect to the divided area in the observation body located at the imaging position of the first imaging means, and the horizontal driving When the moving speed in the horizontal direction of the placing means driven through the means is Sh (mm / sec), the following conditional expression is preferably satisfied.
Sh (mm / sec) × Tf (sec) ≦ D (mm)
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記自動合焦調整手段による前記載置手段及び前記対物レンズの垂直方向への移動量の演算時間をＴｖ（ｓｅｃ）、該自動合焦調整手段により調整した前記垂直方向駆動手段を介して駆動する前記載置手段及び前記対物レンズの垂直方向の移動速度をＳｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度をＳｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が撮像する観察体における分割領域との距離をＤ（ｍｍ）、前記載置手段及び前記対物レンズの垂直方向への移動量Ｄ２（ｍｍ）としたとき、次の条件式を満足するのが好ましい。
（Ｔｖ（ｓｅｃ）＋Ｄ２（ｍｍ）／Ｓｖ（ｍｍ／ｓｅｃ））≦Ｄ（ｍｍ）／Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）
In the microscope system of the present invention, the calculation time of the moving amount in the vertical direction of the placement unit and the objective lens by the automatic focusing adjustment unit is adjusted by Tv (sec) by the automatic focusing adjustment unit. Sv (mm / sec) is a moving speed in the vertical direction of the mounting unit and the objective lens that is driven through the vertical driving unit, and the horizontal direction of the mounting unit that is driven through the horizontal driving unit. Sh (mm / sec), the divided area in the observation object imaged by the first imaging means, and the observation object imaged by the second imaging means at the time of imaging by the first imaging means When the distance from the divided region is D (mm) and the moving amount D2 (mm) in the vertical direction of the placing means and the objective lens is preferably satisfied by the following conditional expression.
(Tv (sec) + D2 (mm) / Sv (mm / sec)) ≦ D (mm) / Sh (mm / sec)
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、さらに、前記第一の撮像手段での露光量に応じて、前記水平方向駆動手段を介して駆動する前記載置手段の水平方向への移動速度を調整する水平方向移動速度調整手段を有するのが好ましい。 Further, in the microscope system of the present invention, the moving speed in the horizontal direction of the placement unit driven through the horizontal direction driving unit is further adjusted according to the exposure amount of the first imaging unit. It is preferable to have a horizontal direction moving speed adjusting means.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記第一の撮像手段が、ラインセンサカメラであるのが好ましい。 In the microscope system of the present invention, it is preferable that the first imaging unit is a line sensor camera.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記第一の撮像手段が、ＴＤＩカメラであるのが好ましい。 In the microscope system of the present invention, it is preferable that the first imaging unit is a TDI camera.
また、本発明の顕微鏡システムにおいては、前記垂直方向駆動手段が、ピエゾ素子であるのが好ましい。 In the microscope system of the present invention, it is preferable that the vertical driving means is a piezo element.
本発明によれば、合焦精度を向上させ、且つ、観察体の画像の取得処理の速度を向上させることが可能な顕微鏡システムが得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the microscope system which can improve a focusing precision and can improve the speed of the acquisition process of the image of an observation body is obtained.
実施例１
図１は本発明の実施例１にかかる顕微鏡システムの全体の概略構成を示す説明図である。
実施例１の顕微鏡システムは、載置手段１１と、対物レンズ１２と、結像光学系１３と、水平方向駆動手段１４と、第一の撮像手段１５と、画像処理手段１６と、垂直方向駆動手段１７と、光路分岐手段１８と、光路差光学系１９と、第二の撮像手段２０と、自動合焦制御手段２１と、合焦位置情報記憶手段２２と、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３を備えている。図１中、１は顕微鏡本体、２はパーソナルコンピュータの中央演算処理装置を備えて構成された顕微鏡本体と接続するホストシステムである。
Example 1
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall schematic configuration of a microscope system according to
The microscope system according to the first embodiment includes a mounting
載置手段１１は、スライドガラス標本等の観察体５０を載置することが可能な面を有し、水平方向駆動手段１４の駆動により水平方向（ＸＹ方向）に移動可能なステージで構成されている。
対物レンズ１２は、載置手段１１に載置された観察体５０と対峙するようにして、顕微鏡本体１に対して垂直方向（Ｚ方向）に移動可能なステージ１ａに取り付けられている。また、対物レンズ１２における鏡筒部のステージ１ａ側は、ピエゾ素子を備えた、ピエゾ素子部１７ｂ１として構成されている。
結像光学系１３は、対物レンズ１２を経由した観察体５０からの光を観察体の像として結像する。
The placement means 11 has a surface on which an
The
The imaging
水平方向駆動手段１４は、ステッピングモータ１４ａと、ＸＹ方向駆動制御手段１４ｂとで構成されている。ステッピングモータ１４ａは、その回転により、載置手段１１を水平方向（ＸＹ方向）に駆動する。ＸＹ方向駆動制御手段１４ｂは、観察体５０の像が分割領域ごとに撮像位置に位置するように、ステッピングモータ１４ａの駆動量及び駆動方向を制御する。また、ＸＹ方向駆動制御手段１４ｂは、後述する水平方向移動速度調整手段２４からのステッピングモータ１４ａの駆動速度の指示に基づき、ステッピングモータ１４ａの駆動速度も制御する。
第一の撮像手段１５は、ラインセンサカメラで構成され、撮像位置に位置する観察体５０におけるライン状の分割領域の像を撮像する。図１においては、ラインセンサは、紙面に対して垂直な方向（Ｙ方向）に荷電結合素子が直線状に配列されている。なお、第一の撮像手段１５は、ＴＤＩカメラで構成してもよい。
画像処理手段１６は、ホストシステム２の内部に設けられ、第一の撮像手段１５により撮像された複数の画像を貼り合わせて観察体の拡大画像を作成する。
The horizontal direction drive unit 14 includes a stepping
The first image pickup means 15 is composed of a line sensor camera and picks up an image of a line-shaped divided region in the
The
垂直方向駆動手段１７は、ステッピングモータ１７ａ１とＺ方向駆動制御部１７ａ２とで構成された垂直方向粗動手段１７ａと、ピエゾ素子部１７ｂ１とピエゾ素子駆動制御部１７ｂ２とで構成された垂直方向微動手段１７ｂを有している。
ステッピングモータ１７ａ１は、その回転により、対物レンズ１２を取り付けたステージ１ａを垂直方向（Ｚ方向）に駆動する。Ｚ方向駆動制御部１７ａ２は、対物レンズ１２が、おおよその合焦位置に位置するように、ステッピングモータ１７ａ１の駆動量及び駆動方向を制御する。
ピエゾ素子部１７ｂ１は、電圧を与えることにより、対物レンズ１２を垂直方向（Ｚ方向）に駆動する。ピエゾ駆動制御部１７ｂ２は、対物レンズ１２が正確な合焦位置に位置するように、ピエゾ素子部１７ｂ１の駆動量及び駆動方向を制御する。
なお、図１の例では、垂直方向駆動手段１７は、対物レンズ１２を垂直方向に駆動するように構成されているが、垂直方向駆動手段１７は、載置手段１１と対物レンズ１２のうちの少なくとも一方を垂直方向（Ｚ方向）に駆動する構成であればよく、例えば、ステッピングモータ１７ａ１やピエゾ素子部１７ｂ１を、載置手段１１を垂直方向（Ｚ方向）に駆動するように設けた構成でもよい。あるいは、垂直方向駆動手段１７は、載置手段１１と対物レンズ１２の両方を垂直方向（Ｚ方向）に駆動ように、ピングモータ１７ａ１やピエゾ素子部１７ｂ１を設けて構成してもよい。
なお、図１の例では、垂直方向駆動手段１７は、駆動部材として、ステッピングモータとピエゾ素子とを用いて構成されているが、ピエゾ素子のみを用いて構成してもよい。
The vertical direction drive means 17 includes a vertical direction coarse movement means 17a constituted by a stepping motor 17a1 and a Z direction drive control section 17a2, and a vertical direction fine movement means constituted by a piezo element section 17b1 and a piezo element drive control section 17b2. 17b.
The stepping motor 17a1 drives the stage 1a to which the
The piezo element unit 17b1 drives the
In the example of FIG. 1, the vertical direction driving unit 17 is configured to drive the
In the example of FIG. 1, the vertical driving unit 17 is configured using a stepping motor and a piezoelectric element as driving members, but may be configured using only a piezoelectric element.
光路分岐手段１８は、例えば、ハーフミラーやビームスプリッタなどの入射光を透過光と反射光とに分ける光学面１８ａを有する光学部材で構成されている。そして、光路分岐手段１８は、図２に示すように、光学面１８ａを介して、結像光学系１３を経由した光を第一の撮像手段１５に向かう第一の光路Ｗ１と、第一の撮像手段１５とは異なる方向に向かう第二の光路Ｗ２とに分岐する。また、光学面１８ａは、第二の撮像手段２０が撮像対象とする観察体５０における分割領域が、第一の撮像手段１５が撮像する時点において第一の撮像手段１５が撮像対象とする観察体５０における分割領域よりも水平方向駆動手段１４が駆動する水平方向に対して手前に位置するように、傾斜角度がつけられている。図１の例では、光学面１８ａは、結像光学系１３と第一の撮像手段１５との間の光軸に対し４５°からα°ずれた角度で傾斜している。
The optical path branching means 18 is composed of an optical member having an
光路差光学系１９は、ハーフミラー１９ａとミラー１９ｂを有して構成され、第二の光路Ｗ２を、第三の光路Ｗ３と第四の光路Ｗ４とに分岐する。また、図２に示すように、結像光学系１３の結像点Ｐ１が第一の撮像手段１５の撮像面に位置するときに、結像光学系１３の結像点Ｐ１に共役な２つの結像点Ｐ２，Ｐ３が、第三の光路Ｗ３と第四の光路Ｗ４とに垂直に交差する所定の位置Ｍから等距離Ｌ離れた前方位置及び後方位置に夫々位置するように、第三の光路Ｗ３と第四の光路Ｗ４とに光路長差をつけている。
The optical path difference
第二の撮像手段２０は、ラインセンサカメラで構成されており、２つの撮像領域２０ａ，２０ｂを有している。なお、第二の撮像手段２０は、２つのラインセンサカメラに撮像領域２０ａ，２０ｂを備えた構成でもよいし、あるいは、１つのラインセンサカメラに２つの撮像領域２０ａ，２０ｂを備えた構成でもよい。
２つの撮像領域２０ａ、２０ｂは、第三の光路Ｗ３と第四の光路Ｗ４とに跨って垂直に交差する所定の位置に夫々配置されている（なお、図１、図２においては、ラインセンサは、紙面に対して垂直な方向（Ｙ方向）に荷電結合素子が直線状に配列されている）。そして、第三の光路Ｗ３と第四の光路Ｗ４を夫々経由した、観察体５０における同一の分割領域であって、第一の撮像手段１５が撮像する時点において第一の撮像手段１５が撮像する分割領域よりも水平方向駆動手段１４が駆動する水平方向（ＸＹ方向）に対して手前に位置する分割領域の像を、夫々撮像する。
The second imaging means 20 is composed of a line sensor camera, and has two
The two
この点について、図３及び図４を用いて詳しく説明する。
図３は実施例１の顕微鏡システムにおいて、撮像対象範囲内を走査する第一の撮像手段１５による一回の撮像領域と走査方向の一例を示す説明図、図４は実施例１の顕微鏡システムの第一の撮像手段１５と第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂとにおける、同一時点で撮像対象とする分割領域の違いを概念的に示す図３の部分拡大説明図であり、(a)は時刻ｔ１における第一の撮像手段１５、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂの夫々が撮像対象とする分割領域を示す図、(b)は時刻ｔ２における第一の撮像手段１５、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂの夫々が撮像対象とする分割領域を示す図である。
This point will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of one imaging region and a scanning direction of the
例えば、図３に示すように、観察体５０における観察対象５０ｂを含む領域（撮像対象領域）５０ａに対し、太字で示す矩形領域を、第一の撮像手段１５、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが撮像対象とする分割領域とし、矢印方向に複数回に分けて走査する場合を想定する。その場合、図４(a)に示すように、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが、観察体５０の撮像対象領域５０ａにおける座標（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）の領域ｍnを撮像対象とする分割領域とするときには、第一の撮像手段１５は、撮像対象領域５０ａにおける座標（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）の領域ｍnよりも手前（図４では左側）の領域ｍn-1を撮像対象とする分割領域とする。また、図４(a)の状態から時間が経過して、図４(b)に示すように、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが、観察体５０の撮像対象領域５０ａにおける座標（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）の領域ｍn+1を撮像対象とする分割領域とするときには、第一の撮像手段１５は、撮像対象領域５０ａにおける座標（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）の領域ｍn+1よりも手前（図４では左側）の座標（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）の領域ｍnを撮像対象とする分割領域とする。
For example, as shown in FIG. 3, a rectangular area shown in bold is a 2nd area of the
自動合焦制御手段２１は、合焦演算部２１ａと、ホストシステム２に内蔵された垂直方向駆動制御部２１ｂとで構成されている。
合焦演算部２１ａは、第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像した観察体５０における同一の分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体５０の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体５０における当該分割領域の像の結像位置を第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるために必要な載置手段１１と対物レンズ１２との垂直方向（Ｚ方向）の相対位置（ここでは、対物レンズ１２のＺ方向の座標位置）を算出する。
垂直方向駆動制御部２１ｂは、合焦演算部２１ａが算出した、載置手段１１と対物レンズ１２との垂直方向（Ｚ方向）の相対位置（ここでは、対物レンズ１２のＺ方向の座標位置）に載置手段１１及び対物レンズ１２が位置するように垂直方向駆動手段１７を作動させて、第一の撮像手段１５の撮像位置に位置する観察体５０における当該分割領域についての載置手段１１及び対物レンズ１２の合焦位置を調整する。
The automatic focusing control unit 21 includes a focusing
The
The vertical direction
この点について、図５〜図７を用いて詳しく説明する。
図５は実施例１の顕微鏡システムにおける観察体の分割領域の像を撮像する第二の撮像手段２０の２つの２０ａ，２０ｂでの前ピント位置と後ピント位置のコントラスト値の特性を夫々示すグラフ、図６は図５に示す後ピント位置のコントラスト値から前ピント位置のコントラスト値の差分特性を示すグラフ、図７は図６に示すコントラスト値の差分特性を部分的に拡大して示す説明図である。
図５では第二の撮像手段２０の撮像領域２０ａで撮像された画像のコントラスト値をＡ、第二の撮像手段２０の撮像領域２０ｂで撮像された画像のコントラスト値をＢで示してある。また、図５中、Ｆ0は合焦位置である。
図６に示すように、合焦位置Ｆ0では、これらのコントラスト値の差Ａ−Ｂがゼロになる。
また、図７に示すように、合焦位置Ｆ0近傍では、合焦位置Ｆ0からのＺ方向へのずれの度合いに比例して変位信号が直線状に変化する。このため、第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像した時点での載置手段１１及び対物レンズ１２のＺ座標がわかれば、第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像対象とする分割領域に対する載置手段１１及び対物レンズ１２の合焦位置でのＺ座標が求まることになる。
This point will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is a graph showing the contrast value characteristics of the front focus position and the rear focus position of the two
In FIG. 5, A represents the contrast value of the image captured in the
As shown in FIG. 6, at the in-focus position F 0 , the difference A−B between these contrast values becomes zero.
Further, as shown in FIG. 7, the focus position F 0 vicinity displacement signal proportional to the degree of displacement in the Z direction from the focus position F 0 is changed linearly. For this reason, if the Z coordinate of the mounting means 11 and the
自動合焦制御手段２１では、まず、合焦演算部２１ａが、第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像した観察体５０における同一の分割領域の画像から、夫々の画像のコントラスト値Ａn，Ｂnを検出する。次いで、合焦演算部２１ａが、検出したコントラスト値Ａn，Ｂnの差分Ａn−Ｂnを変位信号Ｖnとして算出する。
次いで、合焦演算部２１ａは、算出したＡn−Ｂnの差分に基づき、合焦位置Ｆ0からのＺ方向へのずれ量Ｚ_ｎを検出する。次いで、検出した合焦位置からのＺ方向のずれ量Ｚ_ｎを、現時点での対物レンズのＺ座標に対して減算（前ピント位置の場合）又は加算（後ピント位置の場合）する。これにより、撮像対象とする分割領域に対する対物レンズ１２の合焦位置Ｆ0でのＺ座標が求まる。
例えば、図７において、変位信号ＶBが検出されたときには、対物レンズ１２が合焦位置Ｆ0からのずれ量Ｚ_Ｂずれた、後ピント位置に位置することを示している。この場合は、現在のＺ座標の位置にＺ_Ｂ加算したＺ座標の位置が合焦位置となる。また、変位信号ＶAが検出されたときには、対物レンズ１２が合焦位置Ｆ0からのずれ量Ｚ_Ａずれた、前ピント位置に位置することを示している。この場合は、現在のＺ座標の位置にＺ_Ａ減算したＺ座標の位置が合焦位置となる。
In the automatic focusing control unit 21, first, the focusing
Next, the
For example, in FIG. 7, when the displacement signal V B is detected, it indicates that the
次いで、自動合焦制御手段２１は、垂直方向駆動制御部２１ｂが、算出したＺ座標の位置に載置手段１１及び対物レンズ１２が位置するように、後述する顕微鏡コントローラ３０に信号を送る。そして、顕微鏡コントローラ３０にＺ方向駆動制御部１７ａ２、ピエゾ素子駆動制御部１７ｂ２を作動させ、ステッピングモータ１７ａ１、ピエゾ素子部１７ｂ１をＺ軸に沿って所定方向に所定量移動させることによって、第一の撮像手段１５の撮像位置に位置する観察体５０における当該分割領域についての載置手段１１及び対物レンズ１２の合焦位置を調整する。
Subsequently, the automatic focusing control unit 21 sends a signal to the
なお、図１の例では、垂直方向駆動手段１７は、対物レンズ１２のみを垂直方向（Ｚ方向）に駆動するように構成されているので、合焦演算部２１ａは、対物レンズ１２のみの垂直方向（Ｚ方向）の座標位置を算出し、垂直方向駆動制御部２１ｂは、合焦演算部２１ａが算出した座標位置に対物レンズ１２が位置するように垂直方向駆動手段１７を作動させるように構成されている。
In the example of FIG. 1, the vertical direction driving means 17 is configured to drive only the
合焦位置情報記録手段２２は、自動合焦制御手段２１を介して調整した合焦位置における載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標を記録する。
The in-focus position
搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、第一の撮像手段１５が撮像する観察体における分割領域と第一の撮像手段１５が撮像する時点において第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像する観察体５０における分割領域との距離と、水平方向駆動手段１４を介して駆動される載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度と、自動合焦制御手段２１による合焦位置の調整時間とに応じて、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域を、水平方向駆動手段１４を介した載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動により第一の撮像手段１５の撮像位置に搬送するタイミングと、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された当該分割領域の像の結像位置を自動合焦制御手段２１を介して第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御する。
The conveyance / focus position adjustment timing control means 23 is configured such that the second imaging means 20 has two
なお、自動合焦制御手段２１による合焦位置の調整時間は、次のようにして求まる。
搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、自動合焦制御手段２１が算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標と、その直前に合焦位置情報記録手段２２に記録された載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標との相対的な位置関係から、載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量を算出する。そして、算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量を、垂直方向駆動手段１７を介して駆動する載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の移動速度で除算する。
The adjustment time of the focus position by the automatic focus control means 21 is obtained as follows.
The conveyance / focus position adjustment timing control means 23 includes the vertical position (Z direction) coordinates of the placement means 11 and the
ここで、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３による搬送・合焦位置調整のタイミング制御について、図４及び図８を用いて詳しく説明する。
図８は実施例１の顕微鏡システムにおける第一の撮像手段１５が撮像する観察体における分割領域と第一の撮像手段１５が撮像する時点において第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像する観察体における分割領域との距離を概念的に示す説明図である。
例えば、図４における垂直方向（Ｚ方向）の座標が（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）である領域ｍn+1を第一の撮像手段１５で撮像するとき、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、搬送・合焦位置調整のタイミングを次のように制御する。
図４(a)に示す時刻ｔ１において、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが撮像対象とする、水平方向（ＸＹ方向）の座標が（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）である領域ｍnに対し、自動合焦制御手段２１が算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標がｚ１であるとする。また、図４(b)に示す時刻ｔ２において、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが撮像対象とする、水平方向（ＸＹ方向）の座標が（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）である領域ｍn+1に対し、自動合焦制御手段２１が算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標がｚ２であるとする。
Here, the conveyance / focus position adjustment timing control by the conveyance / focus position adjustment timing control means 23 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 8 shows a divided area in the observation body imaged by the first imaging means 15 in the microscope system of the first embodiment and the second imaging means 20 at the time when the first imaging means 15 images two
For example, when the area m n + 1 whose coordinates in the vertical direction (Z direction) in FIG. 4 are (x2, y1 to yk) is imaged by the
At time t1 shown in FIG. 4 (a), the two
即ち、時刻ｔ２において垂直方向（Ｚ方向）の座標が（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）である領域ｍn+1を第一の撮像手段１５で撮像する場合における載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の合焦位置はｚ２であるが、その直前の時刻１において座標が（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）である領域ｍnを第一の撮像手段１５で撮像する場合には、載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の合焦位置はｚ１に調整されている。そこで、時刻ｔ２において合焦位置ｚ２に調整するために必要な載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向への移動量は、ｚ２−ｚ１で求まる。
That is, when the
ここで、図４(b)に示す第一の撮像手段１５が撮像する、観察体５０における分割領域（即ち、水平方向（ＸＹ方向）の座標が（ｘ１，ｙ１〜ｙｋ）である領域）ｍnと、第一の撮像手段１５が撮像する時点において第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ,２０ｂで撮像する、観察体５０における分割領域（即ち、水平方向（ＸＹ方向）の座標が（ｘ２，ｙ１〜ｙｋ）である領域）ｍn+1との距離（｜ｘ２−ｘ１｜）がＤ（ｍｍ）、水平方向駆動手段１４を介して駆動される載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度がＳｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）、載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量ｚ２−ｚ１がＤ２（ｍｍ）、自動合焦調整手段２１の合焦演算部２１ａによる載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量の演算時間をＴｖ（ｓｅｃ）、垂直方向駆動手段１７を介して駆動する載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の移動速度をＳｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とする。
このとき、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）と載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の移動速度Ｓｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の少なくとも一方を、次の条件式(1)を満足するように調整する。
（Ｔｖ（ｓｅｃ）＋Ｄ２（ｍｍ）／Ｓｖ（ｍｍ／ｓｅｃ））≦Ｄ（ｍｍ）／Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ） …(1)
これにより、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域が、水平方向駆動手段１４を介した載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動により第一の撮像手段１５の撮像位置に搬送されるタイミングと、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域の像の結像位置を自動合焦制御手段２１を介して第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように、搬送・合焦位置の調整タイミングが制御される。
Here, the divided area in the observation body 50 (that is, the area in which the coordinates in the horizontal direction (XY direction) are (x1, y1 to yk)) m, which is imaged by the first imaging means 15 shown in FIG. n, and when the first imaging unit 15 captures an image, the second imaging unit 20 captures images in the two imaging regions 20a and 20b, and the coordinates of the divided region (that is, the horizontal direction (XY direction)) in the observation body 50 are The distance (| x2-x1 |) to the region (x2, y1 to yk) m n + 1 is D (mm), and the horizontal direction of the mounting means 11 driven via the horizontal driving means 14 ( The movement speed in the XY direction) is Sh (mm / sec), the movement amount z2-z1 in the vertical direction (Z direction) of the mounting means 11 and the objective lens 12 is D2 (mm), and the automatic focusing adjustment means 21 Vertical direction of the mounting means 11 and the objective lens 12 by the focusing calculation unit 21a The calculation time of the movement amount in the (Z direction) is Tv (sec), and the moving speed in the vertical direction (Z direction) of the mounting means 11 and the objective lens 12 driven via the vertical direction driving means 17 is Sv (mm / sec).
At this time, the conveyance / focus position adjustment
(Tv (sec) + D2 (mm) / Sv (mm / sec)) ≦ D (mm) / Sh (mm / sec) (1)
Thereby, the divided areas in the
なお、上記条件式(1)の左辺（Ｔｖ（ｓｅｃ）＋Ｄ２（ｍｍ）／Ｓｖ（ｍｍ／ｓｅｃ））は、自動合焦調整手段２１による第一の撮像手段１５の撮像位置に位置する観察体５０における分割領域に対する合焦位置の調整時間に相当する。ここで、この調整時間をＴｆ（ｓｅｃ）とするとき、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）と合焦位置の調整時間Ｔｆの少なくとも一方を、次の条件式(2)を満足するように調整する。
Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）×Ｔｆ（ｓｅｃ）≦Ｄ（ｍｍ） …(2)
Note that the left side (Tv (sec) + D2 (mm) / Sv (mm / sec)) of the conditional expression (1) is an observation body located at the imaging position of the
Sh (mm / sec) × Tf (sec) ≦ D (mm) (2)
また、実施例１の顕微鏡システムは、さらに、第一の撮像手段１５での露光量に応じて、水平方向駆動手段１４を介して駆動する載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度を調整する水平方向移動速度調整手段２４をホストシステム２に備えている。
適切な露光状態の画像を撮像するためには、撮像対象の明るさに応じて、露光時間を変える必要がある。水平方向移動速度調整手段２４は、第一の撮像手段１５での露光量を検出する。そして、第一の撮像手段１５での露光量が少ないときに、載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度が遅くなり、第一の撮像手段１５での露光量が多いときに、載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度が速くなるように、光量に応じたステッピングモータ１４ａの駆動速度を検出する。そして、検出した駆動速度を、顕微鏡コントローラ３０を経由して、ＸＹ方向駆動制御手段１４ｂに送信する。
Further, in the microscope system according to the first embodiment, the
In order to capture an image in an appropriate exposure state, it is necessary to change the exposure time according to the brightness of the imaging target. The horizontal movement
その他、図１の顕微鏡システムは、スライドローダー２５、スライドローダー制御部２６、マクロ撮像用ＣＣＤカメラ２７、落射照明光学系２８、透過照明光学系２９、顕微鏡コントローラ３０、画像記録部３１、モニター３２、操作部３３を備えている。
スライドローダー２５は、観察体５０としてのスライドガラス標本を搬送して、載置手段１１の載置面へセットする。
スライドローダー制御部２６は、スライドローダー２５の動作方向・速度を制御する。
マクロ撮像用ＣＣＤカメラ２７は、載置手段１１上のスライドガラス標本における標本面全体を撮像する。この標本面全体の画像は、観察体５０における撮像対象領域５０ａを設定するために用いる。
落射照明光学系２８は、例えば、落射照明用光源２８ａと、コレクタレンズ２８ｂと、落射用フィルタユニット２８ｃと、落射シャッタ２８ｄと、落射視野絞り２８ｅと、落射開口絞り２８ｆ、フィルタキューブ等に設けられたミラー面２８ｇを備えている。
透過照明光学系２９は、例えば、透過照明用光源２９ａと、コレクタレンズ２９ｂと、透過用フィルタユニット２９ｃと、透過視野絞り２９ｄと、透過開口絞り２９ｅと、コンデンサ光学素子ユニット２９ｆと、トップレンズユニット２９ｇを備えている。
1 includes a
The
The slide
The macro
The epi-illumination
The transmission illumination
顕微鏡コントローラ３０は、ホストシステム２、ＸＹ方向駆動制御手段１４ｂ、Ｚ方向駆動制御部１７ａ２、ピエゾ素子駆動制御部１７ｂ２、スライドローダー制御部２６、さらには図示省略した顕微鏡本体１に備わる位置センサ等と接続しており、ホストシステム２からの命令信号を受けて、各駆動制御部に対し駆動制御の作動指示を行うとともに、顕微鏡本体１からの位置情報等をホストシステム２に送信するように構成されている。
画像記録部３１は、画像処理手段１６が作成した合成画像を記録する。
The
The
ホストシステム２は、制御プログラムの実行によって顕微鏡システム全体の動作制御を司るＣＰＵ（中央演算装置）と、このＣＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリと、各種のプログラムやデータを記憶しておく例えばハードディスク装置などの補助記憶装置とを有する、ごく標準的な構成のコンピュータである。
モニター３２は、ホストシステム２に接続され、この顕微鏡システムの各構成要素との間で各種データの授受を管理するインタフェースユニットを備えて構成されている。
操作部３３は、ホストシステム２に接続され、マウスやキーボード等といったユーザからの各種の指示を取得するための入力部を備えて構成されている。
The
The
The
次に、実施例１の顕微鏡システムの動作について、図９を用いて説明する。
図９は実施例１の顕微鏡システムにおける観察体の撮像処理手順を示すフローチャートである。
実施例１の撮像装置では、まず、スライドローダー２５が搬送手段１１へ観察体５０を備えたスライドガラス標本を移動する（ステップＳ１）。次いで、水平方向駆動手段１４が、搬送手段１１に載置されたスライドガラス標本をマクロ画像撮像用ＣＣＤカメラ２７の撮像位置へ搬送する（ステップＳ２）。次いで、マクロ画像撮像用ＣＣＤカメラ２７が、スライドガラス標本における観察対象を含む領域５０ａ全体のマクロ画像を撮像する（ステップＳ３）。次いで、実施例１の撮像装置は、ホストシステム２を介して、合焦位置情報記録手段２２に、マクロ画像撮像時の合焦位置を初期値として記録させる（ステップＳ４）。次いで、実施例１の撮像装置は、ホストシステム２を介して、観察体５０における撮像対象領域全域を設定する（ステップＳ５）。次いで、実施例１の撮像装置は、ホストシステム２を介して、撮像対象領域５０ａにおける分割撮像の開始領域ｍn（ｎ：ｎ＝１）を設定する（ステップＳ６）。次いで、水平方向駆動手段１４が、搬送手段１１に載置されたスライドガラス標本における分割撮像の開始領域ｍnを第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂの撮像位置へ搬送する（ステップＳ７）。次いで、第二の撮像手段が、２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで、領域ｍnを撮像する（ステップＳ８）。次いで、合焦演算部２１ａが、撮像された領域ｍnについての合焦座標を演算する（ステップＳ９）。
ここまでのステップＳ１〜Ｓ９は、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３による搬送・合焦位置の調整タイミング制御が作動する前段階のステップである。搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３による搬送・合焦位置の調整タイミング制御は、以下の各ステップにおいて作動する。
Next, the operation of the microscope system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a flowchart illustrating the imaging process procedure of the observation object in the microscope system of the first embodiment.
In the imaging apparatus according to the first embodiment, first, the
Steps S <b> 1 to S <b> 9 thus far are steps before the operation of the conveyance / focus position adjustment timing control by the conveyance / focus position adjustment timing control means 23 is activated. The conveyance / focus position adjustment timing control by the conveyance / focus position adjustment timing control means 23 operates in the following steps.
水平方向駆動手段１４が、領域ｍnを第一の撮像手段１５の撮像位置に搬送する。このとき、次の領域ｍn+1が、第二の撮像手段の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂの撮像位置に搬送される（ステップＳ１０）。
次いで、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが領域ｍn+1を撮像し（ステップＳ１１）、合焦演算部２１ａが、撮像された領域ｍn+1についての合焦座標を演算する（ステップＳ１２）。
また、ステップＳ１０〜Ｓ１２に並行して、垂直方向駆動制御部２１ｂが、合焦演算部２１ａが演算した領域ｍnについての合焦座標の位置に、合焦位置を調整する（ステップＳ１３）。
次いで、第一の撮像手段１５が、領域ｍnを撮像する（ステップＳ１４）。
次いで、合焦位置情報記録手段２２が、垂直方向駆動制御部２１ｂにより調整された領域ｍnについての合焦位置を記録する（ステップＳ１５）。
これらステップＳ１０〜Ｓ１５の処理を撮像対象領域全域が終了するまで繰り返す（ステップＳ１６，Ｓ１７）。
The horizontal driving unit 14 conveys the area mn to the imaging position of the
Next, the two
In parallel with steps S10 to S12, the vertical direction
Next, the
Next, the in-focus position
These processes in steps S10 to S15 are repeated until the entire imaging target region is completed (steps S16 and S17).
ここで、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、上述したステップＳ１０〜Ｓ１２の処理とステップＳ１３の処理との処理のタイミングを次のように制御する。
即ち、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３は、例えば、自動合焦制御手段２１が算出した分割領域ｍn+1についての載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標と、その直前に合焦位置情報記録手段２２に記録された分割領域ｍnについての載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の座標との相対的な位置関係から、載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量を算出する。そして、算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）への移動量と、垂直方向駆動手段１７を介して駆動する載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向（Ｚ方向）の移動速度とから、自動合焦制御手段２１による合焦位置の調整時間を求める。そして、第一の撮像手段１５が撮像する観察体における分割領域ｍnと第一の撮像手段１５が撮像する時点において第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像する観察体５０における分割領域ｍn+1との距離と、水平方向駆動手段１４を介して駆動される載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度と、自動合焦制御手段２１による合焦位置の調整時間とに応じて、第二の撮像手段の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域ｍnが、水平方向駆動手段１４を介した載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動により第一の撮像手段１５の撮像位置に搬送されるタイミングと、第二の撮像手段の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された当該分割領域ｍnの像の結像位置が自動合焦制御手段２１を介して第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するようにして、搬送・合焦位置の調整タイミングを制御する。
Here, the conveyance / focus position adjustment timing control means 23 controls the processing timings of the above-described steps S10 to S12 and step S13 as follows.
That is, the conveyance / focus position adjustment timing control means 23 is, for example, the coordinates in the vertical direction (Z direction) of the placement means 11 and the
なお、第一の撮像手段１５が撮像した夫々の分割領域の画像は、画像処理手段１６が隣り合う座標の領域同士を合成する。これによって、観察体の拡大した合成画像が作成される。
また、画像記録部３１は、画像処理手段１６が作成した合成画像を記録する。
In addition, the image of each divided area imaged by the
The
実施例１の顕微鏡システムによれば、合成画像を作成するための撮像対象となる領域を分割して撮像する第一の撮像手段１５が撮像する時点において、第一の撮像手段１５が撮像する分割領域よりも水平方向駆動手段１４が駆動する水平方向に対して手前に位置する分割領域の像を撮像することができるように、載置手段光路分岐手段１８、光路差光学系１９、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂを備えたので、第一の撮像手段１５の撮像位置に当該分割領域が水平方向駆動手段１４を介して搬送されるよりも前の時刻において、合焦位置を検出するために当該分割領域を撮像することができる。
このため、第一の撮像手段１５の撮像位置に当該分割領域を搬送するタイミングと、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像した画像情報を用いて合焦位置を算出し、合焦位置を調整するタイミングとが略一致するように制御することが可能となり、第一の撮像手段１５の撮像位置に当該分割領域を搬送した後、第一の撮像手段１５が撮像するまでの間における、合焦位置の調整のための時間をカットして、撮像処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
According to the microscope system of the first embodiment, the division that the
For this reason, the in-focus position is calculated using the timing at which the divided area is conveyed to the imaging position of the
また、実施例１の顕微鏡システムによれば、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像することによって、自動合焦制御手段２１を介して合焦位置が調整された分割領域を第一の撮像手段１５が撮像するので、合焦精度の高い画像が得られる。
In addition, according to the microscope system of the first embodiment, the divided region in which the in-focus position is adjusted via the automatic in-focus control unit 21 by imaging in the two
また、実施例１の顕微鏡システムによれば、自動合焦制御手段２１が、第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像した観察体５０における同一の分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体５０における当該分割領域の像の結像位置を第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるために必要な載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向の相対位置（合焦位置）を算出し、算出した相対位置に載置手段１１及び対物レンズ１２が位置するように垂直方向駆動手段１７を作動させて、第一の撮像手段１５の撮像位置に位置する観察体における当該分領域についての載置手段１１及び対物レンズ１２の合焦位置を調整するとともに、合焦位置情報記録手段２２が、自動合焦制御手段２１を介して調整した合焦位置における載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向の座標を記録し、さらに、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３が、自動合焦制御手段２１が算出した載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向の座標と、その直前に合焦位置情報記録手段２２に記録された載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向の座標との相対的な位置関係から載置手段１１及び対物レンズ１２の垂直方向への移動量を算出することによって、自動合焦制御手段２１による当該分割領域の像の結像位置が第一の撮像手段１５の撮像面に位置するようにしたので、当該分割領域に対しては、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂによる合焦位置の検出のための撮像、自動合焦制御手段２１による垂直方向駆動手段１７を介して駆動する載置手段１１及び対物レンズ１２の合焦位置への垂直方向（Ｚ方向）の移動が１回で済み、合焦位置の調整のために要する処理を効率化することができる。
Further, according to the microscope system of the first embodiment, the automatic focusing control unit 21 uses the image of the same divided region in the
しかも、実施例１の顕微鏡システムによれば、搬送・合焦位置調整タイミング制御手段２３が、第一の撮像手段１５が撮像する観察体５０における分割領域と第一の撮像手段１５が撮像する時点において第二の撮像手段２０が２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像する観察体５０における分割領域との距離と、水平方向駆動手段１４を介して駆動される載置手段１１の水平方向（ＸＹ方向）への移動速度と、自動合焦制御手段２１による合焦位置の調整時間とに応じて、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域を水平方向駆動手段１４を介して第一の撮像手段１５の撮像位置に搬送するタイミングと、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂで撮像された観察体５０における分割領域の像の結像位置を自動合焦制御手段２１を介して第一の撮像手段１５の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御するので、第一の撮像手段１５の撮像位置に当該分割領域を搬送した後、第一の撮像手段１５が撮像するまでの間において、合焦位置の調整のための時間をカットでき、撮像処理時間を大幅に短縮することができる。
In addition, according to the microscope system of the first embodiment, the conveyance / focus position adjustment
このように、実施例１の顕微鏡システムによれば、合焦精度を向上させ、且つ、観察体の画像の取得処理の速度を向上させることができる。 As described above, according to the microscope system of the first embodiment, it is possible to improve the focusing accuracy and to increase the speed of the process of acquiring the image of the observation body.
なお、実施例１の顕微鏡システムでは、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂが撮像対象とする観察体５０における分割領域が、第一の撮像手段１５が撮像する時点において第一の撮像手段１５が撮像対象とする観察体５０における分割領域よりも水平方向駆動手段１４が駆動する水平方向に対して手前に位置するように、光学面１８ａを、結像光学系１３と第一の撮像手段１５との間の光軸に対し４５°からα°ずれた角度で傾斜させているが、例えば、図１０に示すように、光学面１８ａを、結像光学系１３と第一の撮像手段１５との間の光軸に対し４５°の角度で傾斜させるとともに、第二の撮像手段２０の２つの撮像領域２０ａ，２０ｂを、第一の撮像手段１５が撮像する時点において第一の撮像手段１５が撮像する観察体５０の像における分割領域よりも水平方向駆動手段１４が駆動する水平方向に対して手前に位置する分割領域の像を、夫々撮像するように、第三の光路Ｗ３及び第四の光路Ｗ４の夫々の中心軸からずれた位置に夫々配置してもよい。
このようにしても、図１の例と同様、第一の撮像手段１５の撮像位置に当該分割領域が水平方向駆動手段１４を介して搬送されるよりも前の時刻において、合焦位置を検出するために当該分割領域を撮像することができる。
In the microscope system according to the first embodiment, the
Even in this case, as in the example of FIG. 1, the in-focus position is detected at a time before the divided area is conveyed to the imaging position of the
本発明の顕微鏡システムは、バーチャルスライドを用いて病理診断を行う医療、医学の分野に有用である。 The microscope system of the present invention is useful in the medical and medical fields in which pathological diagnosis is performed using a virtual slide.
１ 顕微鏡本体
１ａ ステージ
２ ホストシステム
１１ 載置手段
１２ 対物レンズ
１３ 結像光学系
１４ 水平方向駆動手段
１４ａ ステッピングモータ
１４ｂ ＸＹ方向駆動制御手段
１５ 第一の撮像手段
１６ 画像処理手段
１７ 垂直方向駆動手段
１７ａ 垂直方向粗動手段
１７ａ１ ステッピングモータ
１７ａ２ Ｚ方向駆動制御部
１７ｂ 垂直方向微動手段
１７ｂ１ ピエゾ素子部
１７ｂ２ ピエゾ素子駆動制御部
１８ 光路分岐手段
１８ａ 光学面
１９ 光路差光学系
１９ａ ハーフミラー
１９ｂ ミラー
２０ 第二の撮像手段
２０ａ，２０ｂ 撮像領域
２１ 自動合焦制御手段
２１ａ 合焦演算部
２１ｂ 垂直方向駆動制御部
２２ 合焦位置情報記録手段
２３ 搬送・合焦位置調整タイミング制御手段
２４ 水平方向移動速度調整手段
２５ スライドローダー
２６ スライドローダー制御部
２７ マクロ撮像用ＣＣＤカメラ
２８ 落射照明光学系
２９ 透過照明光学系
３０ 顕微鏡コントローラ
３１ 画像記録部
３２ モニター
３３ 操作部
５０ 観察体
５０ａ 撮像対象領域
５０ｂ 観察対象
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記載置手段と前記対物レンズのうちの少なくとも一方を垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、
前記結像光学系を経由した光を、前記第一の撮像手段に向かう第一の光路と、該第一の撮像手段とは異なる方向に向かう第二の光路とに分岐する光路分岐手段と、
前記第二の光路を経由した所定の位置に配置され、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像する分割領域よりも前記水平方向駆動手段による駆動方向の手前に位置する分割領域の像を、撮像する第二の撮像手段と、
前記第二の撮像手段が撮像した観察体における分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体における当該分割領域の像の結像位置を前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるために必要な前記載置手段と前記対物レンズとの垂直方向の相対位置を算出するとともに、該算出した相対位置に該載置手段及び該対物レンズが位置するように垂直方向駆動手段を作動させて、当該分割領域についての該載置手段及び該対物レンズの合焦位置を調整する自動合焦制御手段と、
前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が撮像する観察体における分割領域との距離と、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度とに応じて、前記第二の撮像手段で撮像された観察体における分割領域を前記水平方向駆動手段を介して前記第一の撮像手段の撮像位置に搬送するタイミングと、前記第二の撮像手段で撮像された観察体における分割領域の像の結像位置を前記自動合焦制御手段を介して前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御する搬送・合焦位置調整タイミング制御手段とを備えることを特徴とする顕微鏡システム。 A mounting means for mounting the observation body, an objective lens facing the observation body placed on the mounting means, and light from the observation body via the objective lens is formed as an image of the observation body. An image optical system, horizontal driving means for driving the placement means in the horizontal direction so that the image of the observation object is located at each imaging area, and an image of the division area in the observation object located at the imaging position the a virtual microscope system that have a image processing means for creating a first imaging means for imaging an enlarged image of the composite to the specimen a plurality of images captured by the first imaging means,
Vertical driving means for driving at least one of the placing means and the objective lens in a vertical direction;
An optical path branching unit that splits the light that has passed through the imaging optical system into a first optical path toward the first imaging unit and a second optical path in a direction different from the first imaging unit;
It is disposed at a predetermined position via the second optical path, and is in front of the driving direction by the horizontal driving means before the divided area imaged by the first imaging means at the time when the first imaging means takes an image. A second image pickup means for picking up an image of the divided region positioned;
Using the image of the divided area in the observation object imaged by the second imaging means, the degree of focus of the image of the observation object in the division area is detected, and the division in the observation object is performed according to the detected degree of focus. The relative position in the vertical direction between the mounting means and the objective lens necessary for positioning the image formation position of the image of the region on the imaging surface of the first imaging means is calculated, and the calculated relative position is the placing location means and said objective lens is actuated in the vertical direction driving means so as to be positioned, and an automatic focus control means for adjusting the focus position of the placing location means and the objective lens for the divided regions,
The distance between the divided area in the observation body imaged by the first imaging means and the divided area in the observation body imaged by the second imaging means at the time when the first imaging means takes an image, and the horizontal direction driving means According to the moving speed in the horizontal direction of the placing means driven through the first imaging means, the divided area in the observation body imaged by the second imaging means is sent through the first driving means through the horizontal driving means . and when to transport the imaging position of the imaging means, of the first image pickup means through said automatic focus control unit the imaging position of the image of the divided region in the specimen captured by the second imaging means A microscope system comprising: a conveyance / focusing position adjustment timing control unit configured to control the timing of positioning on an imaging surface so as to substantially coincide with each other .
前記載置手段と前記対物レンズのうちの少なくとも一方を垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、
前記結像光学系を経由した光を、前記第一の撮像手段に向かう第一の光路と、該第一の撮像手段とは異なる方向に向かう第二の光路とに分岐する光路分岐手段と、
前記第二の光路を第三の光路と第四の光路に分岐するとともに、前記結像光学系の結像点が前記第一の撮像手段の撮像面に位置するときに、該結像光学系の結像点に共役な２つの結像点が、該第三の光路と該第四の光路とに垂直に交差する所定の位置から等距離離れた前方位置及び後方位置に夫々位置するように、該第三の光路と該第四の光路とに光路長差をつけた光路差光学系と、
前記第三の光路と前記第四の光路とに跨って垂直に交差する所定の位置に夫々配置され、該第三の光路と該第四の光路を夫々経由した、観察体における同一の分割領域であって、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像する分割領域よりも前記水平方向駆動手段が駆動する水平方向に対して手前に位置する分割領域の像を、夫々撮像する２つの撮像領域を有する第二の撮像手段と、
前記第二の撮像手段が２つの撮像領域で撮像した観察体における同一の分割領域の画像を用いて、当該分割領域における観察体の画像の合焦度を検出し、検出した合焦度に応じて、観察体における当該分割領域の像の結像位置を前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるために必要な前記載置手段と前記対物レンズとの垂直方向の相対位置を算出するとともに、該算出した相対位置に該載置手段及び該対物レンズが位置するように垂直方向駆動手段を作動させて、前記第一の撮像手段の撮像位置に位置する観察体における当該分割領域についての該載置手段及び該対物レンズの合焦位置を調整する自動合焦制御手段と、
前記第一の撮像手段が撮像する観察体における分割領域と該第一の撮像手段が撮像する時点において前記第二の撮像手段が２つの撮像領域で撮像する観察体における分割領域との距離と、前記水平方向駆動手段を介して駆動される前記載置手段の水平方向への移動速度と、前記自動合焦制御手段による合焦位置の調整時間とに応じて、前記第二の撮像手段の２つの撮像領域で撮像された観察体における分割領域を前記水平方向駆動手段を介して前記第一の撮像手段の撮像位置に搬送するタイミングと、前記第二の撮像手段の２つの撮像領域で撮像された観察体における分割領域の像の結像位置を前記自動合焦制御手段を介して前記第一の撮像手段の撮像面に位置させるタイミングとが略一致するように制御する搬送・合焦位置調整タイミング制御手段とを備えることを特徴とする顕微鏡システム。 A mounting means for mounting the observation body, an objective lens facing the observation body placed on the mounting means, and light from the observation body via the objective lens is formed as an image of the observation body. An image optical system, horizontal driving means for driving the placement means in the horizontal direction so that the image of the observation object is located at each imaging area, and an image of the division area in the observation object located at the imaging position the a virtual microscope system that Yusuke a first imaging means for capturing an image processing means for generating a magnified image of the specimen by combining a plurality of images captured by the first imaging means,
Vertical driving means for driving at least one of the placing means and the objective lens in a vertical direction;
An optical path branching unit that splits the light that has passed through the imaging optical system into a first optical path toward the first imaging unit and a second optical path in a direction different from the first imaging unit;
When the second optical path is branched into a third optical path and a fourth optical path, and the imaging point of the imaging optical system is located on the imaging surface of the first imaging means, the imaging optical system Two imaging points conjugate to the imaging point are positioned at a front position and a rear position that are equidistant from a predetermined position perpendicularly intersecting the third optical path and the fourth optical path, respectively. An optical path difference optical system having an optical path length difference between the third optical path and the fourth optical path;
The same divided region in the observation body, which is arranged at a predetermined position that crosses the third optical path and the fourth optical path vertically and passes through the third optical path and the fourth optical path, respectively. An image of the divided region positioned in front of the horizontal direction driven by the horizontal direction driving unit with respect to the divided region captured by the first imaging unit at the time when the first imaging unit captures an image. A second imaging means having two imaging areas for imaging each;
Using the image of the same divided area in the observation object imaged by the second imaging means in the two imaging areas, the degree of focus of the image of the observation object in the divided area is detected, and the detected degree of focus is determined. Te, the imaging position of the image of the divided region in the specimen to calculate the vertical relative position between the objective lens and said placing means before necessary to position the imaging surface of the first imaging means , the placing location means and the objective lens to the relative the calculated position actuates the vertical drive means so as to be positioned, for the divided regions in the specimen located at the imaging position of the first imaging means Automatic focusing control means for adjusting the focusing position of the mounting means and the objective lens;
A distance between a divided region in the observation body imaged by the first imaging unit and a divided region in the observation body imaged by the second imaging unit in two imaging regions at the time when the first imaging unit images ; Depending on the moving speed in the horizontal direction of the mounting means driven by the horizontal driving means and the adjustment time of the focusing position by the automatic focusing control means, 2 of the second imaging means . The divided area of the observation body imaged in one imaging area is conveyed to the imaging position of the first imaging means via the horizontal direction driving means, and is imaged in the two imaging areas of the second imaging means. transport and focus position and timing of Ru is located on the imaging plane is controlled to substantially match the image forming position of said automatic focus control means and the first imaging means through the image of the divided region in the specimen was Adjustment timing Microscope system characterized by comprising a control means.
前記第二の撮像手段が撮像対象とする観察体における分割領域が、前記第一の撮像手段が撮像する時点において該第一の撮像手段が撮像対象とする観察体における分割領域よりも前記水平方向駆動手段が駆動する水平方向に対して手前に位置するように、前記光学面が傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡システム。 The optical path branching unit has an optical surface that divides incident light into transmitted light and reflected light,
The divided region in the observation object to be imaged by the second imaging means is in the horizontal direction more than the divided region in the observation object to be imaged by the first imaging means when the first imaging means takes an image. The microscope system according to claim 1 or 2 , wherein the optical surface is inclined so as to be positioned in front of a horizontal direction in which the driving unit is driven.
Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ）×Ｔｆ（ｓｅｃ）≦Ｄ（ｍｍ） D (mm) represents the distance between the divided area in the observation object imaged by the first imaging means and the divided area in the observation object imaged by the second imaging means at the time when the first imaging means images. The above-described device driven by the horizontal direction driving unit is Tf (sec), the adjustment time of the focusing position with respect to the divided region in the observation body located at the imaging position of the first imaging unit by the automatic focusing control unit. when the moving speed of the horizontal section was Sh (mm / sec), the microscope system according to any one of claims 1 to 4, characterized by satisfying the following condition.
Sh (mm / sec) × Tf (sec) ≦ D (mm)
（Ｔｖ（ｓｅｃ）＋Ｄ２（ｍｍ）／Ｓｖ（ｍｍ／ｓｅｃ））≦Ｄ（ｍｍ）／Ｓｈ（ｍｍ／ｓｅｃ） The above-mentioned placing means by the automatic focusing adjustment means and the calculation time of the amount of movement of the objective lens in the vertical direction are Tv (sec), and driven by the vertical driving means adjusted by the automatic focusing adjustment means. The moving speed in the vertical direction of the mounting means and the objective lens is Sv (mm / sec), and the moving speed in the horizontal direction of the mounting means driven through the horizontal driving means is Sh (mm / sec). ), The distance between the divided area in the observation body imaged by the first imaging means and the divided area in the observation body imaged by the second imaging means at the time when the first imaging means takes an image D (mm) , when the amount of movement D2 (mm) in the vertical direction of the placement means and the objective lens, the microscope system according to any one of claims 1 to 4, characterized by satisfying the following condition.
(Tv (sec) + D2 (mm) / Sv (mm / sec)) ≦ D (mm) / Sh (mm / sec)
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