顯微鏡攝像裝置和顯微鏡攝像方法
【專利摘要】本發明提供能夠容易地進行高精度的焦點調整并能夠容易地配置攝像元件的顯微鏡攝像裝置。顯微鏡攝像裝置(1A)包括：試樣臺(2)，其具有載置試樣(3)的載置面(2b)；攝像部(6)，其具有用于對在載置面(2b)上設定的攝像區域的一部分進行攝像的攝像元件(4)；和成像光學部(8)，其配置在試樣臺(2)與攝像部(6)之間，具有將來自攝像區域的一部分的光導向攝像部(6)而進行成像的物鏡(7)。試樣臺(2)以使得載置面(2b)與物鏡(7)的光軸(L)正交的方式配置。試樣臺(2)和物鏡(7)的至少一方被構成為，在將載置面(2b)相對于光軸(L)保持為正交的狀態下能夠向相對于光軸(L)傾斜地交叉的方向移動(A1)，因此，能夠不對攝像元件(4)實施復雜的角度調整而使焦點高精度地與試樣(3)對準。
【專利說明】顯微鏡攝像裝置和顯微鏡攝像方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及顯微鏡攝像裝置和顯微鏡攝像方法。
【背景技術】
[0002]在專利文獻1中記載有能夠應用于細胞分析等的檢查裝置的顯微鏡圖像攝像裝置。該裝置包括具有能夠載置試樣的試樣載置面的試樣載置臺、對試樣載置面上的攝像對象區域的各部進行依次攝影的攝像部和用于在攝像部將顯微鏡圖像成像的物鏡。該試樣載置面相對于與物鏡的光軸正交的掃描平面傾斜。因此，當將試樣載置臺向與光軸正交的方向移動時，攝像對象區域的位置相對于物鏡向接近或離開的方向移動。根據這樣的結構，在攝像對象區域內在規定方向上對攝像部的攝像區域進行掃描時，能夠通過使物鏡沿光軸的一個方向移動，使焦點位置與試樣對準。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:國際公開冊2006/098443公報
【發明內容】
[0006]發明所要解決的問題
[0007]在專利文獻1中記載的顯微鏡圖像攝像裝置中，試樣載置面相對于光軸傾斜。由于該傾斜，在二維的攝像對象區域內，從試樣至攝像元件為止的光路長度產生差異。當產生光路長度差異時，存在在攝像對象區域內難以進行高精度的焦點調整的問題。因此考慮通過將攝像元件相對于光軸傾斜地配置來消除光路長度的差異的方法。但是，在使攝像元件傾斜的配置中，攝像元件的角度的調整難以進行。特別是在攝像元件為具備與紅色、綠色、藍色分別對應的的三板式裝置的情況下，由于具有三個受光面，所以攝像元件的角度的調整特別困難。
[0008]鑒于上述問題，在本發明中提供能夠容易地實現高精度的焦點調整并同時容易地進行攝像元件的配置的顯微鏡攝像裝置和使用該顯微鏡攝像裝置的顯微鏡攝像方法。
[0009]解決問題的手段
[0010]本發明的一個側面的顯微鏡攝像裝置包括:試樣臺，其具有載置試樣的載置面；攝像部，其具有用于對在載置面上設定的攝像區域的一部分進行攝像的攝像元件；和成像光學部，其配置在試樣臺與攝像部之間，具有將來自攝像區域的一部分的光導向攝像部而進行成像的物鏡。試樣臺以使得載置面與物鏡的光軸正交的方式配置。試樣臺和物鏡的至少一方被構成為，在將載置面相對于光軸保持為正交的狀態下能夠向相對于光軸傾斜地交叉的方向移動。
[0011]在上述顯微鏡攝像裝置中，由于被攝像的試樣被裝載在與物鏡的光軸正交的載置面，所以從被裝載在試樣臺的試樣至攝像元件為止的光路長度在攝像區域內不產生差異。從而，攝像元件的受光面以相對于光軸正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件。進一步，載置有試樣的試樣臺和物鏡中的任一方能夠在相對于光軸傾斜地交叉的方向上移動。根據該移動，試樣臺和物鏡相對地向相對于光軸正交的方向移動，并且在沿著光軸的一個方向上向接近或離開的方向移動。從而，通過相對于沿著光軸的一個方向的試樣臺和物鏡的移動的至少任一個移動、使另一個在該一個方向上跟隨，能夠高精度地使焦點與試樣對準。
[0012]本發明的一個側面的顯微鏡攝像裝置也可以為如下結構:還包括使試樣臺移動的移動機構，移動機構使試樣臺移動的方向相對于光軸傾斜地交叉。根據該結構，被載置在試樣臺的載置面的試樣向相對于光軸傾斜地交叉的方向移動。通過該試樣的移動，同時實現向相對于光軸正交的方向和沿著光軸的方向的移動。從而，能夠通過使物鏡在沿著光軸的一個方向上移動，使焦點與向沿著光軸的方向移動的試樣高精度地對準。
[0013]也可以為如下結構:移動機構具有與試樣臺抵接的傾斜面，傾斜面在相對于光軸傾斜地交叉的方向上延伸。根據該結構，能夠通過使得試樣臺沿傾斜面進行移動，可靠地使試樣臺在相對于光軸傾斜地交叉的方向上移動。
[0014]也可以為如下結構:試樣臺的載置面和與移動機構的傾斜面抵接的試樣臺的抵接面所形成的角度等于與光軸正交的假想面與移動機構的上述傾斜面所形成的角度。根據該結構，能夠以使得載置面與光軸正交的方式將試樣臺配置在移動機構。
[0015]本發明的一個側面的顯微鏡攝像裝置也可以為如下結構:還包括保持移動機構的基底部，基底部以使移動機構使試樣臺移動的方向與相對于光軸傾斜地交叉的方向一致的方式保持移動機構。根據該結構，能夠可靠地在相對于光軸傾斜地交叉的方向上使試樣臺移動。
[0016]也可以為如下結構:攝像元件配置在光軸上，取得攝像區域的一部分二維圖像。根據該結構，取得對試樣的一部分的進行攝像而得到的二維圖像，因此能夠有效率地取得整個試樣的圖像。
[0017]也可以為如下結構:攝像元件取得物鏡的焦點信息。根據該結構，能夠不對攝像元件實施復雜的角度調整地進行高精度的焦點調整。
[0018]本發明的一個側面的顯微鏡攝像方法包括:移動步驟，使具有載置試樣的載置面的試樣臺和用于使來自在載置面設定的攝像區域的一部分的光成像的物鏡的至少一方移動；和攝像步驟，將利用物鏡成像的光聚光于攝像部，并且基于被聚光于攝像部的光對攝像區域的一部分進行攝像。在移動步驟中，在使載置面相對于物鏡的光軸正交的狀態下，使試樣臺和物鏡的至少一者向相對于光軸傾斜地交叉的方向移動。
[0019]在上述顯微鏡攝像方法中，由于被攝像的試樣被載置在與物鏡的光軸正交的載置面，所以從被載置在試樣臺的試樣至攝像元件為止的光路長度在攝像區域內不產生差異。從而，攝像元件的受光面以相對于光軸正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件。進一步，載置有試樣的試樣臺和物鏡中的任一方在相對于光軸傾斜地交叉的方向上移動。根據該移動，試樣臺和物鏡相對地向相對于光軸正交的方向移動，并且在沿著光軸的一個方向上向接近或離開的方向移動。從而，通過相對于沿著光軸的一個方向的試樣臺和物鏡的移動的至少任一個移動、使另一個在該一個方向上跟隨，能夠高精度地使焦點與試樣對準。
[0020]發明的效果
[0021]根據該結構，提供能夠容易地實現高精度的焦點調整并同時容易地進行攝像元件的配置的顯微鏡攝像裝置和使用該顯微鏡攝像裝置的顯微鏡攝像方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是示意地表示第一實施方式的顯微鏡攝像裝置的結構的圖。
[0023]圖2是表示使用顯微鏡攝像裝置的顯微鏡攝像方法的主要的工序的圖。
[0024]圖3是用于說明顯微鏡攝像方法的主要的工序的圖。
[0025]圖4是用于說明顯微鏡攝像方法中使用的滑動玻璃的圖。
[0026]圖5是示意地表示第二實施方式的顯微鏡攝像裝置的結構的圖。
[0027]圖6是示意地表示比較例的顯微鏡攝像裝置的結構的圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對本發明的一個面側的顯微鏡攝像裝置IA和顯微鏡攝像方法的顯微鏡攝像裝置進行詳細說明。另外，在圖面的說明中對同一要素標注同一附圖標記，省略重復的說明。
[0029]<第一實施方式>
[0030]圖1是示意地表示本實施方式的顯微鏡攝像裝置IA的結構的圖。顯微鏡攝像裝置IA是所謂的虛擬滑動掃描器(virtual slide scanner)，是使被載置在試樣臺2的試樣3在規定的方向上移動、依次取得試樣的顯微鏡像的裝置。該試樣3例如是病理組織等組織片載置在滑動玻璃(slide glass)上而構成的。在顯微鏡攝像裝置1A,對該試樣3的一部分進行攝像，將這些對試樣3的一部分進行攝像而得到的圖像進行合成而獲得試樣的二維圖像數據。
[0031]顯微鏡攝像裝置IA包括載置作為攝像對象的試樣3的試樣臺2、具有攝像元件4的攝像部6和包括物鏡7的成像光學部8。進一步，顯微鏡攝像裝置IA包括使試樣臺2移動的移動機構9、保持移動機構9的基底部11、控制部12和使物鏡7在沿著光軸L的方向上移動的焦點調整用驅動機構13。另外，在各附圖中設定坐標系，以下在需要的情況下使用該坐標系進行說明。此處，物鏡7的相對于光軸L傾斜地交叉的方向為方向Al，沿著光軸L的方向為一個方向A2。而且,與方向Al和一個方向A2分別正交的方向為方向A3。
[0032]試樣臺2支承作為攝像對象的試樣3，利用后述的移動機構9使試樣3向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。試樣臺2是具有三棱柱狀的形狀的部件，包括:端面2a，其為三角形，沿光軸L延伸；載置面2b，其相對于光軸L正交；正交面2c，其與載置面2b正交并且沿光軸L延伸；和抵接面2d，其是從載置面2b的端部至正交面2c的端部為止連續的傾斜面。在載置面2b載置試樣3。載置面2b由于與光軸L正交，因此配置成被載置在載置面2b的試樣3的滑動玻璃的表面也與光軸L正交配置。此外，抵接面2d與后述的移動機構9抵接。
[0033]試樣3例如是組織片載置在滑動玻璃上而構成的。圖4的(a)部表示顯微鏡攝像裝置IA中使用的滑動玻璃16。滑動玻璃16通常短邊16a的長度為25mm，長邊16b、16c的長度為75_。從而，在將試樣3放大而取得圖像的情況下，使作為一個視野的攝像區域移動并且按每攝像區域取得圖像。之后，將所取得的多個圖像合成而制作整個滑動玻璃16的圖像數據。
[0034]參照圖1，攝像部6對被載置在試樣臺2的試樣3的一部分進行攝像，取得試樣3的圖像數據。攝像部6在試樣臺2的光軸L上以夾著成像光學部8與載置面2b相對的方式配置。攝像部6具有用于對在載置面2b上設定的攝像區域的一部分進行攝像的攝像元件4。攝像元件4以受光面4a與光軸L正交的方式配置。在攝像元件4，例如使用區域CXD傳感器或區域CMOS傳感器等能夠取得二維圖像的攝像元件。在該攝像部6，從控制部12輸入信號，控制攝像元件4的動作。
[0035]成像光學部8具有用于使來自攝像區域的一部分的光在攝像元件4成像的物鏡7和包括成像透鏡的光學系統8a，配置在試樣臺2與攝像部6之間。成像光學部8利用該物鏡7和包括中繼透鏡等的光學系統8a使試樣3的放大像在攝像部6的攝像元件4成像。該放大率由物鏡7的倍率和光學系統8a的倍率規定。在物鏡7設置有用于使物鏡7在沿著光軸L的方向上移動的焦點調整用驅動機構13。焦點調整用驅動機構13具有在通用性高的步進電動機(stepping motor)組合有滾珠螺桿機構的結構。利用具有這樣的結構的焦點調整用驅動機構13，能夠降低顯微鏡攝像裝置IA的制造成本。在該焦點調整用驅動機構13，從控制部12輸入信號，對物鏡7的位置進行調整，使得焦點與試樣3對準。另外，光學系統8a根據需要也可以適當地具備光學濾光片等光學部件。光學系統8a以具有棱鏡等分光光學系統的方式構成，當利用攝像元件4使被分光后的光分別受光時，能夠取得試樣3的彩色圖像。此外，即使不使用分光光學系統，也能夠通過使攝像元件4為具備彩色濾光片的區域CCD傳感器或區域CMOS傳感器取得試樣3的彩色圖像。
[0036]移動機構9是使試樣臺2沿相對于光軸L傾斜地交叉的面移動的二維載物臺。移動機構9支承試樣臺2。作為該二維載物臺，例如使用XY軸線性軸導向臺(linear ballguide stage)。S卩，移動機構9使試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al和與方向Al正交的方向A3移動。移動機構9具有沿方向Al和方向A3延伸的傾斜面9a，在傾斜面9a上抵接試樣臺2的抵接面2d。在該移動機構9，從控制部12輸入控制信號，控制方向Al和方向A3上的試樣臺2的移動量。
[0037]此處，對試樣臺2的載置面2b、試樣臺2的抵接面2d和移動機構9的傾斜面9a的關系進行說明。載置面2b與抵接面2d之間的角度為角度Rl。角度Rl例如為5分?10分(5 31 /10800弧度?10 31 /10800弧度)，優選為7分(7 π /10800弧度)左右。其中，I分為I度的60分之I的角度，此外，I分為π /10800弧度。此外，當設定作為與光軸L正交的假想的平面的假想面kl時，該假想面kl與傾斜面9a之間的角度為角度R2。該角度R2以與角度Rl相等的方式被設定。通過這樣設定角度Rl和角度R2，被傾斜面9a支承的試樣臺2的載置面2b與光軸L正交。
[0038]基底部11是保持移動機構9的部件。基底部11具有保持移動機構9的保持面Ila,在該保持面Ila上保持移動機構9。保持面Ila是向方向Al延伸的斜面。通過在該保持面Ila保持移動機構9，移動機構9的移動方向被設定在方向Al上。
[0039]控制部12控制移動機構9，使試樣臺2向方向Al和方向A3移動。此外，以與試樣臺2向方向Al的移動對應地、使物鏡7的焦點與試樣3對準的方式控制焦點調整用驅動機構13。而且，以在攝像區域的規定的位置對試樣3進行攝像的方式控制攝像元件4。控制部12例如利用個人電腦的硬件和軟件構成，作為硬件包括輸入輸出裝置、A/D轉換器、存儲程序和數據等的ROM、臨時存儲圖像數據等的RAM、執行程序的CPU等。
[0040]此處，對比較例的顯微鏡攝像裝置進行說明。圖6是示意地表示比較例的顯微鏡攝像裝置100的結構的圖。顯微鏡攝像裝置100主要在以下方面與顯微鏡攝像裝置IA不同:試樣臺102的載置面102不相對于光軸L傾斜；試樣臺102向相對于光軸L正交的方向A4移動；攝像元件4的受光面4a相對于光軸L傾斜。顯微鏡攝像裝置100的其它結構與顯微鏡攝像裝置IA相同。在顯微鏡攝像裝置100中，試樣臺102向與光軸L正交的方向A4移動，由此攝像區域在一個方向上移動,并且試樣3從物鏡7沿光軸L向離開的一個方向A2移動。從而，通過使物鏡7僅向一個方向A2移動就能夠使試樣3與焦點對準。
[0041]但是，在顯微鏡攝像裝置100，當將二維攝像元件4與光軸L正交的方式配置時，載置面102b相對于光軸L傾斜，因此在攝像區域內光路長度產生差異。由于該光路長度的差異，存在難以進行高精度的焦點調整的情況。因此，為了消除光路長度的差異而次要將二維攝像元件4相對于光軸L傾斜地配置。該二維攝像元件4的相對于光軸L的傾斜以相對于載置面102b的傾斜成為物鏡7的倍率的平方的方式設定。例如在使用倍率為20倍的物鏡7的情況下，需要使二維攝像元件4相對于光軸L傾斜載置面120b的傾斜的400倍的傾斜。在這樣的結構中，存在難以進行二維攝像元件4的配置的問題。
[0042]與此相對，在本實施方式的顯微鏡攝像裝置IA中，如圖1所示，試樣3載置在與物鏡7的光軸L正交的載置面2b，因此從被載置在試樣臺2的試樣3至攝像元件4為止的光路長度在攝像區域內不產生差異。從而，以攝像元件4的受光面4a與光軸L正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置二維的攝像元件4。
[0043]此外，顯微鏡攝像裝置IA以設置有試樣3的試樣臺2能夠向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動的方式構成。通過該移動，試樣3和物鏡7相對地向方向Al移動,并且沿光軸L在接近或離開的方向移動，由此，通過使物鏡7跟隨載置面2b的向沿著光軸L的方向的移動，能夠使焦點高精度地與試樣3對準。從而，用于使焦點與試樣3對準的物鏡7的移動例如被限定為一個方向A2，因此能夠抑制焦點調整用驅動機構13具有的空轉(lostmot1n)等的影響，使焦點高精度地與試樣3對準。根據這樣的結構，驅動物鏡7的焦點調整用驅動機構13即使具有在存在產生空轉的可能性的步進電動機組合有滾珠螺桿機構的結構，也因為驅動方向被限定于一個方向A2而能夠抑制空轉的產生，進行高精度的焦點調難
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[0044]進一步，由于物鏡7的移動被限定于沿著光軸L的一個方向A2,在將物鏡7在上下進行驅動時可能產生的振動的產生被抑制。從而，能夠使焦點更加高精度地與試樣3對準，正確地取得試樣3的圖像。
[0045]如上所述，根據本實施方式的顯微鏡攝像裝置1A，能夠解決比較例的顯微鏡攝像裝置100具有的問題。
[0046]移動機構9具有與試樣臺2抵接的傾斜面9a，傾斜面9a向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al延伸。根據該結構，能夠通過使試樣臺2沿傾斜面9a移動，可靠地使試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。
[0047]試樣臺2的載置面2b和與移動機構9的傾斜面9a抵接的試樣臺2的抵接面2d所形成的角度Rl等于與光軸L正交的假想面kl和移動機構9的傾斜面9a所形成的角度R2。根據該結構，能夠以使得載置面2b與光軸L正交的方式將試樣臺2配置在移動機構9。而且，能夠容易且正確地維持光軸L與載置面2b的正交狀態地使試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。進一步，能夠容易地調整使試樣臺2移動的方向。
[0048]顯微鏡攝像裝置IA還具備保持移動機構9的基底部11。基底部11以令移動機構9使試樣臺2移動的方向與相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al —致的方式保持移動機構9。根據該結構,能夠可靠地使試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。
[0049]攝像元件4是配置在光軸L上的二維攝像元件。根據該結構，能夠取得對試樣3的一部分進行攝像而得到的二維圖像，因此能夠利用移動機構9有效率地取得試樣3的整體圖像。
[0050]接著，對使用顯微鏡攝像裝置IA取得圖像數據的顯微鏡攝像方法進行說明。圖2是表示顯微鏡攝像方法的主要的步驟的圖。本實施方式的顯微鏡攝像方法具有移動步驟S1、攝像步驟S3和移動軌道的步驟S7。
[0051]移動步驟SI具有使試樣臺2移動的工序Sla和使焦點對準的工序Sib。圖3是用于說明顯微鏡攝像方法的主要工序的圖。參照圖3的(a)部，物鏡7與滑動玻璃16之間的距離被設定為距離D1，物鏡7的焦點與滑動玻璃16對準。接著，控制移動機構9使試樣臺2向方向Al移動(工序Sla)。該移動時載置面2b以與光軸L正交的狀態向方向Al移動。通過該移動，試樣3上的光軸L的位置沿從滑動玻璃16的一個長邊16b朝向另一長邊16c的方向A5移動，并且滑動玻璃16的位置向一個方向A2移動。此時，攝像區域16d移動的方向成為方向A5，該攝像區域16d移動的方向A5與試樣臺2的移動方向Al具有規定的角度地交叉。從而，試樣臺2的移動方向Al與攝像區域的移動方向A5不平行。
[0052]參照圖3的(b)部，通過該朝向一個方向A2的滑動玻璃16的移動，物鏡7與滑動玻璃16之間的距離擴大為距離D2。此時，試樣臺2的載置面2b沿物鏡7的光軸L從物鏡7向遠離的方向移動。以和該物鏡7與試樣臺2之間的距離的擴大對應的方式控制焦點調整用驅動機構13，使物鏡7向沿著光軸L的一個方向A2移動，使焦點與滑動玻璃16的攝像區域16d對準(工序Slb)。為了使焦點與滑動玻璃16的攝像區域16d對準，需要使物鏡7至少向與試樣臺2的載置面2b的移動相同的方向移動,物鏡7的移動方向被限定于一個方向A2。之后，再次控制移動機構9，使試樣臺2向方向Al移動(工序Sla)。
[0053]參照圖3的(C)部，通過向該方向Al的移動，物鏡7與試樣臺2之間的距離擴大為距離D3。以與該物鏡7與試樣臺2之間的距離的擴大對應的方式使物鏡7向沿著光軸L的一個方向A2移動，使焦點與滑動玻璃16的攝像區域16d對準(工序Slb)。如上所述，在圖3的(a)?(c)的工序間，物鏡7僅在沿著光軸L的一個方向A2移動。另外，攝像區域16d移動的方向A5并不限定于從滑動玻璃16的一個長邊16b朝向另一長邊16c的方向，也可以為從滑動玻璃16的一個長邊16c朝向另一長邊16b的方向。
[0054]在使焦點對準的工序Slb,存在預先對焦(pre-focus)和實時對焦(real timefocus)方式。在預先對焦方式中，首先，在取得圖像數據之前設定滑動玻璃16的焦點圖(focus map)。其次，在取得圖像數據時，基于預先設定的焦點圖，針對每一軌道設定對焦線路(focus line)，與移動的軌道一致地選擇對焦線路，以與所選擇的對焦線路一致的方式調整物鏡7與滑動玻璃16間的距離。另一方面，在實時對焦方式中，進行圖像數據的取得并同時求取焦點對準的物鏡7與滑動玻璃16之間的距離。例如在取得某個攝像區域的圖像數據期間，取得下一次被攝像的攝像區域的焦點信息。而且，在進行下一次攝像區域的圖像數據的取得時，基于該焦點信息調整物鏡7與滑動玻璃16的距離。無論哪一種方式，物鏡?與滑動玻璃16間的距離均通過控制物鏡7與試樣臺2的距離來調整。
[0055]之后，在攝像步驟S3，將通過物鏡7成像的光聚光于攝像部6的攝像元件4，控制攝像元件4對試樣3進行攝像，取得圖像數據。
[0056]圖4的(b)部是從光軸L的方向看滑動玻璃16時的圖。如圖4的(b)所示，在取得完從滑動玻璃16的一個長邊16b至另一長邊16c為止的圖像數據之前，將上述的移動步驟SI和攝像步驟S3交替地重復(工序S5:否(NO))。將移動步驟SI和攝像步驟S3交替地重復的工序在預先對焦方式和實時對焦方式的任一方式中均能夠使用。將該從長邊16b至另一長邊16c為止的帶狀范圍稱為軌道。如果取得一個軌道16r的圖像數據(工序S5:是(YES))，則移動至與一個軌道16r相鄰的下一軌道16t (工序S7)。此處，在取得完所有軌道的圖像數據的情況下，結束顯微鏡攝像方法的工序(工序S9:是)。在未取得完所有軌道的圖像數據的情況下，再次移動至移動步驟SI，取得圖像數據(工序S9:否)。這樣，通過將取得從一個長邊16b至另一個長邊16c為止的圖像數據的工序重復多次，并將所取得的圖像數據合成，從而取得整個滑動玻璃16的圖像數據。
[0057]另外，在本實施方式中，以將移動步驟SI和攝像步驟S3交替地實施的工序為例進行了說明。但是，本發明的攝像方法并不限定于將移動步驟SI和攝像步驟S3交替地實施的工序，也可以移動步驟SI和攝像步驟S3同時并列實施。而且，將移動步驟SI和攝像步驟S3同時并列實施的工序在預先對焦方式和實時對焦方式的任一方式中均能夠使用。特別是在移動步驟SI和攝像步驟S3同時并列實施的情況下，以使得試樣臺2以一定速度移動的方式控制移動機構9。
[0058]在上述顯微鏡攝像方法中，由于載置有試樣3的滑動玻璃16載置在與物鏡7的光軸L正交的載置面2b，所以從被載置在試樣臺2的試樣3至攝像元件4為止的光路長度在攝像區域16s內不產生差異。從而，以攝像元件4的受光面4a與光軸L正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件4。
[0059]進一步，載置有試樣3的試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。根據該移動，試樣臺2和物鏡7相對地向相對于光軸L正交的方向A5移動(參照圖3)，并且載置面2b向沿著光軸L離開的一個方向A2移動。從而,通過使物鏡7在一個方向A2上跟隨試樣臺2的沿著光軸L的一個方向A2的移動，能夠高精度地使焦點與試樣3對準。此外，圖像數據的合成時的對位精度得到提高。
[0060]<第二實施方式>
[0061]接著，對第二實施方式的顯微鏡攝像裝置進行說明。圖5是示意地表示第二實施方式的顯微鏡攝像裝置IB的結構的圖。顯微鏡攝像裝置IB在以下方面與顯微鏡攝像裝置IA不同:成像光學部8包括光學部件17 ;包括作為取得物鏡7的焦點信息的焦點信息取得部的對焦檢測照相機18。以下，對光學部件17和對焦檢測照相機18進行詳細說明。
[0062]光學部件17將來自試樣3的光分支，使來自試樣3的光射入攝像元件4，并且射入對焦檢測照相機18。光學部件17配置在物鏡7與光學系統8a之間的光軸LI上。在該光學部件17例如使用光束分離器。
[0063]對焦檢測照相機18是取得物鏡7的上述焦點信息的部件。該對焦檢測照相機18包括取得二維圖像數據的攝像元件21，基于利用該攝像元件21取得的圖像數據取得物鏡7的焦點信息，并將該信息向控制部12輸出。在焦點信息中例如包含物鏡7的焦點是否與試樣3對準的信息。控制部12在物鏡7的焦點與試樣3對準的情況下控制焦點調整用驅動機構13，維持物鏡7的位置。另一方面，控制部12在物鏡7的焦點未與試樣3對準的情況下控制焦點調整用驅動機構13，調整物鏡7的位置，使得焦點與試樣3對準。
[0064]對焦檢測照相機18配置在被光學部件17從光軸LI分支的物鏡7的光軸L2上。對焦檢測照相機18包括光學系統19和攝像元件21，該光學系統19包括光學部件19a、19c和透鏡19b等。而且，對焦檢測照相機18的攝像元件21以受光面21a與光軸L2正交的方式配置。
[0065]在顯微鏡攝像裝置1B，由于試樣3載置在與物鏡7的光軸L正交的載置面2b，因此從被載置在試樣臺2的試樣3至對焦檢測照相機18的攝像元件21為止的光路長度在攝像區域內不產生差異。從而，以使得攝像元件21的受光面21a與光軸L2正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件21。
[0066]此外，顯微鏡攝像裝置IB因為包括對焦檢測照相機18，所以能夠使物鏡7的焦點高精度地自動地與試樣3對準。
[0067]所述顯微鏡攝像方法在使用為進行對焦檢測而取得二維圖像數據的攝像元件21的情況下、載置有試樣3的滑動玻璃16也載置在與物鏡7的光軸L正交的載置面2b，因此從被載置在試樣臺2的試料3至攝像元件21位置的光路長度在攝像區域16s內不產生差異。從而，以使得攝像元件21的受光面21a與光軸L2正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件21。另外，作為取得二維圖像數據的攝像元件21的用途，并不限定于對焦檢測。
[0068]本發明并不限定于上述的實施方式。例如在第一實施方式的顯微鏡攝像裝置IA和第二實施方式的顯微鏡攝像裝置1B，使試樣臺2相對于物鏡7向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動，但是并不限定于該結構。也可以使物鏡7向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動。在這種情況下,能夠通過使試樣臺2向沿著光軸L的一個方向A2移動,使物鏡7的焦點與試樣3對準。
[0069]此外,移動機構9為使試樣臺2向相對于光軸L傾斜地交叉的方向Al移動的結構即可。例如也可以將試樣臺2懸吊移動的結構。
[0070]此外，攝像元件4也可以為能夠進行一維攝像的攝像元件。例如也可以在攝像元件4使用應用作為(XD的電荷傳送控制法之一的TDI (Time Delay Integrat1n:時間延遲積分)法的CCD傳感器或線路傳感器等一維攝像元件。在這種情況下，也可以如圖4的(c)部所示那樣，使試樣臺2以一定速度移動并取得圖像數據。由此，攝像區域16u相對地以一定速度從一個長邊16b側向另一長邊16c側移動，因此能夠通過以一定間隔進行攝像而取得一個軌道161■的圖像。
[0071]特別是在攝像元件4采用能夠進行TDI電荷傳送的CXD傳感器的情況下，雖然與線路傳感器相比受光面大，但是根據上述顯微鏡攝像方法，載置有試樣3的滑動玻璃16載置在與物鏡7的光軸L正交的載置面2b，因此從被載置在試樣臺2的試樣3至攝像元件4為止的光路長度在攝像區域16s內不產生差異。從而，以使得攝像元件4的受光面與光軸L正交的方式配置即可，因此能夠容易地配置攝像元件4。
[0072]進一步，根據上述顯微鏡攝像方法，攝像區域16d移動的方向A5與試樣臺2的移動方向Al具有規定角度地交叉。即，試樣臺2的移動方向Al與攝像區域的移動方向A5不平行。因此，試樣臺2的載置面2b沿物鏡7的光軸L向從物鏡7遠離的方向或靠近的方向移動。由此，為了使焦點對準試樣3，需要使物鏡7向與試樣臺2的載置面2b的移動的相同方向移動，物鏡7的移動方向被限定為一個方向。由此，能夠抑制在物鏡在雙方向上移動時產生的振動。
[0073]產業上的可利用性
[0074]根據本發明的顯微鏡攝像裝置和顯微鏡攝像方法，能夠容易地進行高精度的焦點調整并且能夠容易地配置攝像元件。
[0075]符號說明
[0076]ΙΑ、1B、100顯微鏡攝像裝置
[0077]2 試樣臺
[0078]2b載置面
[0079]2d抵接面
[0080]4 攝像元件
[0081]6 攝像部
[0082]7 物鏡
[0083]8 成像光學部
[0084]9 移動機構
[0085]9a傾斜面
[0086]11基底部
[0087]12控制部
[0088]13焦點調整用驅動機構
[0089]16滑動玻璃
[0090]17焦點信息取得部
[0091]18對焦檢測照相機
[0092]L、L1、L2 光軸
[0093]SI移動步驟
[0094]S3攝像步驟
【權利要求】
1.一種顯微鏡攝像裝置，其特征在于，包括: 試樣臺，其具有載置試樣的載置面； 攝像部，其具有用于對在所述載置面上設定的攝像區域的一部分進行攝像的攝像元件；和 成像光學部，其配置在所述試樣臺與所述攝像部之間，具有將來自所述攝像區域的一部分的光導向所述攝像部而進行成像的物鏡， 所述試樣臺以使得所述載置面與所述物鏡的光軸正交的方式配置， 所述試樣臺和所述物鏡的至少一者被構成為，在將所述載置面相對于所述光軸保持為正交的狀態下能夠向相對于所述光軸傾斜地交叉的方向移動。
2.如權利要求1所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 還包括使所述試樣臺移動的移動機構， 所述移動機構使所述試樣臺移動的方向相對于所述光軸傾斜地交叉。
3.如權利要求2所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 所述移動機構具有與所述試樣臺抵接的傾斜面， 所述傾斜面在相對于所述光軸傾斜地交叉的方向上延伸。
4.如權利要求3所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 所述試樣臺的所述載置面和與所述移動機構的所述傾斜面抵接的所述試樣臺的抵接面所形成的角度，等于與所述光軸正交的假想面與所述移動機構的所述傾斜面所形成的角度。
5.如權利要求2?4中的任一項所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 還包括保持所述移動機構的基底部， 所述基底部以使所述移動機構使所述試樣臺移動的方向與相對于所述光軸傾斜地交叉的方向一致的方式保持所述移動機構。
6.如權利要求1?5中的任一項所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 所述攝像元件配置在所述光軸上，取得所述攝像區域的一部分的二維圖像。
7.如權利要求1?6中的任一項所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于: 所述攝像元件取得所述物鏡的焦點信息。
8.—種顯微鏡攝像方法，其特征在于，包括: 移動步驟，使具有載置試樣的載置面的試樣臺和用于使來自在所述載置面設定的攝像區域的一部分的光成像的物鏡中的至少一者移動；和 攝像步驟，將利用所述物鏡成像的所述光聚光于攝像部，并且基于被聚光于所述攝像部的所述光對所述攝像區域的一部分進行攝像， 在所述移動步驟中，在使所述載置面相對于所述物鏡的光軸正交的狀態下，使所述試樣臺和所述物鏡的至少一者向相對于所述光軸傾斜地交叉的方向移動。
【文檔編號】H04N5/225GK104412147SQ201380033912
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年3月19日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】奧河正利, 田邊浩 申請人:浜松光子學株式會社