專利名稱：聚焦裝置、聚焦方法、聚焦程序和顯微鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚焦裝置、聚焦方法、聚焦程序和顯微鏡，適用于例如對組織切片進行觀察的情況。
背景技術：
在病理診斷中，組織切片被固定到載玻片上，通過染色工藝和密封工藝制作標本。 通常，在標本的存儲周期變長的情況下，由于生物樣本的劣化和顏色失效，顯微鏡對標本的能見度劣化。然而存在在制作標本的場所(例如，醫(yī)院)以外的場所進行對標本的微觀檢驗的情況，通常通過郵寄來遞送標本，這會花費一定時間。鑒于這樣的情況，提出了將生物樣本保存為圖像數(shù)據(jù)的裝置(例如，見專利文獻 1)。在該裝置中，采用了基于成像圖像的對比度來聚焦到生物樣本上的聚焦技術。[引用列表][專利文獻]PTLl 日本專利申請公開第2009-1753 號

發(fā)明內容
[技術問題]生物樣本具有厚度。因此，在以上聚焦技術中，需要在生物樣本的深度方向上以預定的步長移動焦點從而基于成像圖像的對比度搜索最優(yōu)焦點位置作為焦點的處理。例如，當標本上生物樣本的厚度為10mm，將光會聚在生物樣本上的光學透鏡的景深為Imm時，需要從大約50個成像圖像中搜索最優(yōu)聚焦位置的處理。直到聚焦需要相當長的時間，并且獲得生物樣本作為圖像數(shù)據(jù)的效率顯著降低。鑒于上述情況，期望提供能夠改善獲取對象圖像的效率的聚焦裝置、聚焦方法、聚焦程序和顯微鏡。[解決方案]為了解決該問題，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種聚焦裝置，包括成像裝置，配置有作為成像面的與物鏡的主圖像形成面預定分離的預定圖像形成面，該預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像，獲取裝置，用于從成像裝置中獲取像素單元中所述相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，以及判定裝置，用于基于每個像素的距離判定應調節(jié)焦距的位置和位置的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明還提供了一種聚焦方法，包括以下步驟在從成像裝置中獲取像素單元中相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，該成像裝置配置有作為成像面的與物鏡的主圖像形成面預定分離的預定圖像形成面，該預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像，以及基于在該獲取步驟中獲取的每個像素的該距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和該位置的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明還提供了一種聚焦程序，用于使得計算機執(zhí)行以下步驟，在從成像裝置中獲取像素單元中相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，該成像裝置配置有作為成像面的與物鏡的主圖像形成面預定分離的預定圖像形成面，該預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像，以及基于在該獲取步驟中獲取的每個像素的該距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和該位置的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明還提供了一種顯微鏡，包括半反射鏡，將從物鏡入射的光劃分為透射光和反射光；第一成像裝置，用于對形成在該物鏡上并投射在該半反射鏡的透射側和反射側之一上的對象圖像進行成像；場鏡，用于向后中繼投射在該半反射鏡的該透射側和該反射側中另一個上的對象圖像；開口，以對為單位設置在該場鏡的后面，并具有景深大于該物鏡的景深的尺寸；分離透鏡，分別設置在該開口的后面，用于在該場鏡中繼到的預定圖像形成面上形成相襯圖像；第二成像裝置，配置有作為成像面的預定圖像形成面；判定裝置，用于從該第二成像裝置獲取像素單元中該相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，并基于每個像素的該距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和該位置的數(shù)量。[發(fā)明的有益效果]每個像素的相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離對應于表示成像區(qū)域 (出現(xiàn)在物鏡的成像表面上的區(qū)域)的不規(guī)則性的信息。在本發(fā)明中，由于通過開口使分離透鏡的景深大于物鏡的景深，所以在從相襯圖像聚焦之前可識別對象(subject)的詳細的不規(guī)則性。此外，在聚焦之前并且通過一次成像可識別對象的詳細不規(guī)則性。因此，在本發(fā)明中，考慮到與物鏡的景深對應的對象的不規(guī)則性和區(qū)域，可適當?shù)嘏卸ㄔ谖镧R的成像面上出現(xiàn)的整個對象變得清晰的聚焦位置及其數(shù)量。因此，與在組織切片的深度方向以預定的步長移動焦點并基于成像圖像的對比度搜索焦點位置的成像方法相比，可根據(jù)成像區(qū)域中的對象高速而無損耗地判定焦點位置。 因此，可實現(xiàn)能夠提高獲得對象圖像的效率的聚焦裝置、聚焦方法、聚焦程序和顯微鏡。


圖1是示出顯微鏡的構造的示意圖。圖2是示出組織切片的對象圖像和相襯圖像的圖片。圖3是示出組織切片的不規(guī)則性的示意圖。圖4是示出相襯圖像的一個圖像和其他圖像之間的每個像素的視差的示意圖。圖5A是在說明平面部分和傾斜部分的焦點位置的判定時使用的示意圖。圖5B是在說明平面部分和傾斜部分的焦點位置的判定時使用的示意圖。圖6是在說明根據(jù)物鏡的景深判定焦點位置時使用的示意圖。圖7是示出聚焦位置判定過程的流程圖。圖8是在說明景深變化的實例時使用的示意圖。圖9是在說明劃分另一實施方式的成像區(qū)域的實例時所使用的示意圖。
具體實施例方式下文將說明用于執(zhí)行本發(fā)明的實施方式。同時，將按照下列順序進行說明。<1.實施方式〉(1-1.顯微鏡的構造)
(1-2.聚焦裝置的構造)(1-3.聚焦位置判定過程)(1-4.效果等)<2.另一實施方式〉<1.實施方式〉(1-1.生物樣本圖像獲取裝置的構造)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施方式的顯微鏡1。顯微鏡1具有板形的鏡臺11，在該鏡臺上設置有標本(pr印aration)PRT。通過使用預定的固定方法將諸如血液的結締組織或上皮組織或這兩者的組織切片固定在載玻片SG上并將其密封來獲得標本PRT，適當?shù)貙M織切片進行染色。染色的示例不僅包括由HE(伊紅)染色、姬姆薩染色、巴氏染色等為代表的被稱為一般染色的染色， 還包括諸如FISH(熒光原位雜交)、免疫酶技術的被稱為特殊染色的染色。鏡臺驅動機構12被設置在鏡臺11中。鏡臺驅動機構12被配置為在平行于鏡臺面的方向(X-Y軸方向)以及與鏡臺面正交的方向(Z軸方向)上驅動鏡臺11。通常，在固定位置捕獲標本PRT的捕獲單元(未示出)設置在布置有標本PRT側的鏡臺面上(下文中， 也稱為標本布置面)。光源13設置在與鏡臺11的標本布置面相對的側上。光源13被配置為能夠通過切換將光用于照射進行普通染色的組織切片(下文中，也簡稱為明視場照射光)和將光用于照射進行特殊染色的組織切片(下文中，也稱為暗視場照射光)。然而，也可能只應用明視場照射光和暗視場照射光之一。光軸與標本布置面的標準位置的法線重合的聚光透鏡14 設置在光源13和鏡臺11之間。光軸與標本布置面的標準位置的法線重合的物鏡15設置在鏡臺11的標本布置面?zhèn)壬?。通過透鏡切換機構或手動地從具有不同放大倍率的多個物鏡中選擇物鏡15。其成像面是物鏡15的主圖像形成面的成像裝置16設置在物鏡15的后面。作為顯微鏡1的控制系統(tǒng)，鏡臺驅動控制器21、照明控制器22和成像控制器23通過數(shù)據(jù)通信路徑分別連接至鏡臺驅動機構12、光源13和成像裝置16?？刂葡到y(tǒng)是包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、作為CPU的工作存儲器的隨機存取存儲器(RAM)、算術運算電路等的計算機。鏡臺驅動控制器21驅動控制鏡臺驅動機構12在鏡臺面方向(X-Y軸方向)移動 (掃描)鏡臺11，使得標本PRT的組織切片被分配到聚光透鏡14會聚光的光會聚部。此外，鏡臺驅動控制器21驅動器控制機構12在與鏡臺面方向正交的方向上(Z軸方向(即，組織切片的深度方向))移動(掃描)鏡臺11，使得分配到光會聚部的組織切片的部分對準物鏡15焦點。照明控制器22設置光源13中與應獲得亮視場的模式(下文中，也簡稱為亮視場模式)或應獲得暗視場的模式(下文中，也稱為暗視場)對應的參數(shù)，并應用來自光源13 的照射光。例如，該參數(shù)為照射光的強度、光源類型的選擇等。同時，通常，在亮視場模式下照射光是可見光。另一方面，在暗視場模式下照射光是包括激發(fā)用在特定染色中的熒光標記的波長的光。此外，熒光標記的背景適合于暗視場模式。
6
當應用來自光源13的照射光時，照射光被聚光透鏡14聚集在鏡臺11的標本設置面上的標準位置上。標本PRT的組織切片的聚光透鏡14會聚光的光會聚部的圖像以放大的方式形成在物鏡15的圖像形成面上，放大的圖像通過物鏡15在成像裝置16的成像面上形成為對象圖像(subject image)。成像控制器23設置成像裝置16內與亮視場模式或暗視場模式對應的參數(shù)，并獲得在成像裝置16的成像面上形成的對象圖像。例如，參數(shù)為曝光的開始時間和結束時間寸。此外，存在控制器(下文中，也稱為集成控制器)30作為顯微鏡1的控制系統(tǒng)來控制整個顯微鏡1，該控制器30通過數(shù)據(jù)通信路徑被連接到鏡臺驅動控制器21、照明控制器 22和成像控制器23。集成控制器30是包括CPU、ROM、RAM、運算電路、存儲介質等的計算機。集成控制器30等待明視場模式或暗視場模式的開始指令，當接收到開始指令時， 其向鏡臺驅動控制器21、照明控制器22和成像控制器23提供應當以與開始指令對應的模式開始控制的指令。此外，每次標本PRT的組織切片被分配在鏡臺驅動控制器21中時，集成控制器30 將通過成像裝置16獲得的組織切片部分的放大圖像的數(shù)據(jù)存儲在存儲介質中。然后，集成控制器30等待顯示指令，當接收到顯示指令時，從存儲介質讀取與顯示指令指定的放大圖像對應的數(shù)據(jù)，并將其提供至顯示指令的源。以這種方式，顯微鏡1被配置為將標本PRT的組織切片存儲為顯微鏡檢查狀態(tài)的圖像，從而與保存標本PRT本身的情況相比可保存關于組織切片的信息很長時間而沒有固定、染色等狀態(tài)的劣化。(1-2.聚焦裝置的構造)除了該構造，顯微鏡1設置有聚焦裝置40。如圖1所示，聚焦裝置40包括半反射鏡41、場鏡42、孔眼掩模43、分離透鏡44A和44B、成像裝置45和成像條件判定處理器46。半反射鏡41設置在物鏡15和成像裝置16之間，使得其光軸與鏡臺面的標準位置的法線重合，并將從物鏡15入射的光劃分為透射光和反射光。場鏡42向后(預定圖像形成面)中繼投射在例如半反射鏡41的反射側上的物鏡 15的對象圖像。由半反射鏡41反射的對象光(subject light)通過場鏡42會聚，從而抑制場周圍的亮度降低?？籽垩谀?3設置在場鏡42的后面，并且在與場鏡42的光軸正交的平面上關于光軸對稱的位置上具有一對開口 43A和43B。開口 43A和43B的尺寸被調節(jié)為使得分離透鏡 44A和44B的景深是大于物鏡15的景深?？籽垩谀?3通過開口 43A和4 對從場鏡42入射的對象光束進行劃分。劃分的光束在對象光束的圖像形成面上相互交叉，圖像形成面上的光束的位置關系來回變化。分離透鏡44A和44B分離設置在一對開口 43A和43B的后面。移動(shift)分離透鏡44A和44B以在場鏡42中繼到的預定圖像形成面上形成由相應的開口 43A和4 劃分的劃分光束的圖像并形成一對對象圖像(下文中，也成為相襯圖像)。同時，當分離透鏡44A和44B引起場鏡42的漸暈(vignetting)時，損耗部分劃分光束。因此，分離透鏡44A和44B設置在接近于場鏡42的中心側以不引起漸暈。成像裝置45不是線傳感器，而是其成像面為由場鏡42中繼的對象圖像的預定圖像形成面的區(qū)域傳感器。本文中，圖2示出了由設置在物鏡15的主圖像形成面上的成像裝置16所成像的亮視場圖像和由設置在物鏡15的預定圖像形成面上的成像裝置45所成像的相襯圖像的圖片。從圖2可以理解，在成像裝置16的成像面(主圖像形成面)上形成的亮視場圖像在成像裝置45的成像面(預定圖像形成面)上形成為分離透鏡44A和44B的相襯圖像。成像條件判定處理器46是包括用于CPU的R0M、RAM、運算電路等的計算機，其中， ROM存儲用于判定成像條件的程序(下文中，也稱為成像條件判定程序)。當集成控制器30提供應判定成像條件的指令時，成像條件判定處理器46根據(jù)成像條件判定程序用作圖1所示的視差獲取單元51和聚焦位置判定單元52。視差獲取單元51在相襯圖像的應當是標準的一個圖像(下文中，也稱為標準圖像)中順序選擇每個像素作為感興趣對象的像素(下文中，也稱為感興趣像素)。此外，視差獲取單元51在每次選擇感興趣像素時，從相襯圖像的(應當被稱為) 另一個圖像中檢測與感興趣像素對應的像素(下文中，稱為相對像素)，以獲得感興趣像素和相對像素之間的距離。該距離對應于該視差。同時，采用通過歸一化關聯(lián)方法例如從應被稱為相襯圖像的另一個圖像中檢索具有最接近在感興趣點周圍的感興趣塊的像素值的塊并將該塊的中心設定為相應點的方法作為檢測相應點的方法。以這種方式，視差獲取單元51被配置為獲得像素單元中標準圖像和參考圖像之間的距離(視差)。關系是物鏡15的焦點位置越向前，使得距離(視差)越小，另一方面，焦點位置越向后，距離(視差)越大。因此，標準圖像的每個像素和參考圖像的相對像素之間的距離與表示標本PRT的組織切片的成像區(qū)域(出現(xiàn)在物鏡15的圖像形成面上的區(qū)域)AR的不規(guī)則性的信息對應，如圖3所示。在此，在圖4中將圖2所示的組織切片的相襯圖像中標準圖像的每個像素的位置和該像素與參考圖像的相對像素之間的距離之間的關系示為曲線。圖4的示圖的亮部表示前側，暗部表示后側。由圖4應理解，投射在物鏡15的圖像形成面上的組織切片部分的不規(guī)則性被反映，并且組織切片部分的端部變得明顯。聚焦位置判定單元52基于標準圖像的每個像素的位置和該像素與參考圖像的相對像素之間的距離判定物鏡15應聚焦的位置(下文中，也稱為聚焦位置)。具體地，在具有像素和參考像素之間的距離小于閾值的差(差距)的像素彼此相鄰的區(qū)域中的最大區(qū)域的重心被設定為聚焦位置。也就是說，在成像區(qū)域(出現(xiàn)在物鏡15 的圖像形成面上的區(qū)域)中具有高密度和小不規(guī)則性的部分變?yōu)榫劢刮恢?。焦點位置通過集成控制器30提供至鏡臺控制器21，物鏡15的焦點相對于焦點位置的移動量(下文中，簡稱為離焦量)通過鏡臺控制器21來計算，然后移動鏡臺11。如上所述，分離透鏡44A和44B的景深被調節(jié)為大于物鏡15的景深。因此，與在用于成像的成像裝置16的成像面(主圖像形成面)上形成的組織切片圖像的不規(guī)則性相比，用于判定成像條件的成像裝置45的成像面(預定圖像形成面)上形成的組織切片圖像的不規(guī)則性表示地更詳細。因此，聚焦位置判定單元52可通過使用成像裝置45的圖像(相襯圖像)以與使用成像裝置16的圖像的情況相比更詳細地將出現(xiàn)在物鏡15的圖像形成面上的整個對象圖像(組織切片圖像)變清晰的位置判定為聚焦位置。然而，存在例如圖5所示的在載玻片和蓋玻片之間以扭曲的狀態(tài)密封組織切片的情況。在這種情況下，當成像區(qū)域(出現(xiàn)在物鏡15的圖像形成面上的區(qū)域AR)是相對平坦的部分時(圖5A)，成像區(qū)域的整個對象圖像(出現(xiàn)在物鏡15的圖像形成面上的組織切片的部分圖像)在由聚焦位置判定單元52判定的聚焦位置變得清晰。然而，當成像區(qū)域為傾斜的部分(圖5B)時，在成像區(qū)域的對象圖像的深度方向上的寬度(下文中，也稱為成像深度)大于物鏡15的景深。因此，即使當物鏡15的焦點移到由聚焦位置判定單元52所判定的聚焦位置時，在成像區(qū)域中的對象圖像的部分丟失或散焦ο因此，聚焦位置判定單元52被配置為在標準圖像的每個像素與參考像素的相對像素之間的距離中的最大值和最小值之間的差大于為該差設置的閾值時判定成像區(qū)域的多個焦點位置，如圖6所示。具體地，成像區(qū)域被劃分成落入物鏡15的景深內的多個層(下文中，也稱為成像層)，在圖像層中具有高密度和小不規(guī)則性的部分被判定為聚焦位置。同時，與為物鏡15等的孔徑開口設定的開口量(也就是說，景深)對應的值被設置為閾值。(1-3.聚焦位置判定過程)接下來，參照圖7所示的流程圖描述成像條件判定處理器46中的聚焦位置判定過程。在提供應判定成像條件的指令時，成像條件判定處理器46開始判定聚焦位置的過程，進入第一步驟SPl以從成像裝置45獲得投射在物鏡15的圖像形成面上的對象(組織切片)的相襯圖像，然后進入第二步驟。成像條件判定處理器46在第二步驟SP2中獲得標準圖像的每個像素與參考圖像的相對像素之間的距離(視差)，然后進入第三步驟SP3。成像條件判定處理器46在第三步驟SP3中獲得標準圖像的每個像素與參考圖像的相對像素之間的距離的最大值與最小值之間的差，并進入第四步驟SP4以將在第三步驟 SP3中獲得的差與閾值進行比較。在本文中，在第三步驟SP3中獲得的差不小于閾值的情況下，成像條件判定處理器的46判定成像區(qū)域中對象圖像的成像深度大于物鏡15的景深，然后進入第五步驟SP5。 成像條件判定處理器46在第五步驟SP5中將成像區(qū)域劃分為落入物鏡15的景深內的多層 (成像層)，然后進入第六步驟SP6。另一方面，在第三步驟SP3中獲得的差小于閾值的情況下，成像條件判定處理器 46判定成像區(qū)域中對象圖像的成像深度小于物鏡15景深，然后進入第六步驟SP6而不進入第五步驟SP5。成像條件判定處理器46在第六步驟SP6中將具有高密度和低不規(guī)則性的部分判定為成像區(qū)域或通過劃分成像區(qū)域獲得的每層成像層中的聚焦位置，以完成聚焦位置判定過程。以這種方式，成像條件的判定處理器46被配置為確定成像區(qū)域的一個或多個聚
焦位置。(1-4.效果等)
在上面的構造中，聚焦裝置40，從開口 43A和4 通過分別設置在開口 43A和43B 后的分離透鏡44A和44B在成像裝置45的成像面上形成相襯圖像(參照圖1)，其中，開口 43A和4 具有使分離透鏡44A和44B的景深大于物鏡15的景深的尺寸。然后，聚焦裝置40獲得像素單元中作為相襯圖像之一的標準圖像與作為相襯圖像的另一圖像的參考圖像之間的距離(參照圖4)并基于每個像素的該距離判定應調節(jié)的聚焦的位置及其數(shù)量(參照圖7)。如上所述，標準圖像的每個像素與參考圖像的相對像素之間的距離對應于表示成像區(qū)域(出現(xiàn)在物鏡15的圖像形成面上的區(qū)域)AR的不規(guī)則性的信息(圖3)。由于通過聚焦裝置40中的開口使分離透鏡44A和44B的景深被設定為大于物鏡15的景深，所以在從相襯圖像聚焦之前可識別對象的詳細不規(guī)則性。此外，通過一個成像可識別對象的詳細不規(guī)則性。因此，在聚焦裝置40中，考慮到與物鏡15的景深對應的對象的不規(guī)則性和區(qū)域， 可適當?shù)嘏卸ㄔ谖镧R15的圖像形成面上出現(xiàn)的整個對象變得清晰的聚焦位置及其數(shù)量。因此，與在組織切片的深度方向以預定的步長移動焦點并基于成像圖像的對比度搜索焦點位置的成像方法相比，可根據(jù)成像區(qū)域中的對象高速而無損耗地判定焦點位置。由于熒光標記的熒光周期被限定為暗視場模式中的某一周期，從提高獲取組織切片圖像的效率的觀點看，可根據(jù)成像區(qū)域的對象高速無損耗地判定聚焦位置的事實尤其有用。根據(jù)上面的構造，它變得可根據(jù)成像區(qū)域的對象高速無損耗地判定聚焦位置，從而實現(xiàn)能夠提高獲得組織切片圖像的效率的聚焦裝置40。<2.另一實施方式〉在以上實施方式中，組織切片被用作生物樣本。然而，生物樣本不限于該實施方式。例如，細胞、染色體等可用作生物樣本。在以上實施方式中使用兩個分離透鏡44A和44B。然而，分離透鏡44的數(shù)量不限于該實施方式?？赏ㄟ^使一對分離透鏡44A和44B為一個單元(組)使用多個分離透鏡 44。同時，在這種情況下，需要將與每組分離透鏡44對應的開口設置在孔眼掩模43上。在以上實施方式中，在具有像素和參考像素之間的距離小于閾值的差(差距)的像素彼此相鄰的區(qū)域中的最大區(qū)域的重心被判定為應當調節(jié)聚焦的位置。然而，判定應調節(jié)聚焦的位置的方法不限于該實施方式。例如，其可為標準圖像的每個像素和參考圖像的參考像素之間的距離的平均值的像素。當存在多個像素時，可取它們的重心。除此之外，可應用在透鏡15的圖像形成面上出現(xiàn)的整個圖像(組織切片圖像)變得清晰的位置的判定方法。在以上實施方式中，物鏡15的焦點相對于焦點位置移動量(離焦量)由顯微鏡1 的鏡臺控制器21計算。然而，也可將聚焦裝置40中的聚焦位置判定單元52作為計算離焦量的位置來代替該實施方式。雖然在以上實施方式中物鏡15的景深是固定的，但其是可變的。在可變的情況下，在以上第五步驟SP5中的處理可改變?yōu)榱硪惶幚怼＞唧w地，判定標準圖像的每個像素和參考圖像的參考像素之間的距離(視差)中最大值和最小值之間的差是否小于與物鏡15允許的最大景深對應的值且不小于與為物鏡15實際設定的景深對應的值。如果在本文中獲得肯定結果，則成像條件判定處理器46將物鏡15的孔徑(未示出)開口放大預定量，以使得物鏡15的景深更大，如圖8所示。此時，成像條件判定處理器 46根據(jù)放大的量將成像裝置16的曝光時間設定得更長，然后進入第六步驟SP6。另一方面， 如果獲得否定結果，則過程不放大物鏡15的孔徑而進入第六步驟SP6。同時，在標準圖像的每個像素和參考圖像的相對像素之間的距離(視差)中最大值和最小值之間的差不小于與物鏡15允許的最大景深對應的值的模式下，可執(zhí)行以上第五步驟SP5中的處理。以這種方式，可更詳細地判定相對于成像區(qū)域整個對象圖像(出現(xiàn)在物鏡15的成像表面上的組織切片的圖像)變得清晰的一個或多個聚焦位置。在以上實施方式中，在標準圖像的每個像素和參考圖像的相對像素之間的距離 (視差)的最大值和最小值之間的差不小于閾值時，成像區(qū)域被劃分為落入物鏡15的景深范圍內的多層(成像層)。然而，劃分模式不限于該實施方式。例如，如圖9所示，除組織切片損壞部分以外的成像區(qū)域在深度方向上可劃分為成像層。以這種方式，去除了在損壞部分聚焦成像的處理，從而可進一步提高獲得對象圖像的效率。雖然在以上實施方式中相差圖像是通過分離透鏡44A和44B形成的，但形成方法不必局限于該實施方式，可采用其它已知方法。本領域的技術人員應當理解，根據(jù)設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、子組合和變形，均應包含在所附權利要求或其等同物的范圍之內。[參考標號列表]
1顯微鏡
11鏡臺
12鏡臺驅動機構
13光源
14聚光透鏡
15物鏡
16，45成像裝置
21鏡臺驅動控制器
22照明控制器
23成像控制器
30集成控制器
40聚焦裝置
41半反射鏡
42場鏡
43孔眼掩模
43A，43B 開口
44A，44B分離透鏡
46成像條件判定處理器
51視差獲取單元52成像條件判定單元PRT 標本
權利要求
1.一種聚焦裝置，包括成像裝置，配置有作為成像面的被預定為與物鏡的主圖像形成面分離的預定圖像形成面，所述預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像；獲取裝置，用于從所述成像裝置中獲取像素單元中所述相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離；以及判定裝置，用于基于每個像素的所述距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和所述位置的數(shù)量。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚焦裝置，其中，在所述每個像素的所述距離的最大值和最小值之間的差不小于基于所述物鏡的景深設定的值的情況下，所述判定裝置將成像區(qū)域劃分為落入所述物鏡的景深范圍內的多個層，并判定在每層中應被調節(jié)聚焦的位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的聚焦裝置，其中，所述判定裝置將除對象被損壞部分以外的成像區(qū)域在深度方向上劃分為落入所述物鏡的景深內的多個層。
4.根據(jù)權利要求1所述的聚焦裝置，其中，所述相襯圖像為生物樣本部分的相襯圖像。
5.根據(jù)權利要求1所述的聚焦裝置，其中，所述判定裝置將距離的差小于閾值的像素彼此相鄰的區(qū)域中的最大區(qū)域的重心設置為應被調節(jié)聚焦的位置。
6.根據(jù)權利要求2所述的聚焦裝置，其中，在所述每個像素的所述距離的所述最大值和所述最小值之間的所述差不小于基于所述物鏡的景深而設置的值的情況下，所述判定裝置放大所述物鏡的景深，并根據(jù)放大的量設定配置有作為成像面的所述主圖像形成面的另一成像裝置的曝光時間。
7.一種聚焦方法，包括以下步驟從成像裝置中獲取像素單元中相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，所述成像裝置配置有作為成像面的被預定為與物鏡的主圖像形成面分離的預定圖像形成面，所述預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像，以及基于在所述獲取步驟中獲取的每個像素的所述距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和所述位置的數(shù)量。
8.一種聚焦程序，用于使得計算機執(zhí)行以下步驟從成像裝置中獲取像素單元中相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，所述成像裝置配置有作為成像面的被預定為與物鏡的主圖像形成面分離的預定圖像形成面，所述預定圖像形成面上形成有在主圖像形成面上形成的圖像的相襯圖像，以及基于在所述獲取步驟中獲取的每個像素的所述距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和所述位置的數(shù)量。
9.一種顯微鏡，包括半反射鏡，將從物鏡入射的光劃分為透射光和反射光；第一成像裝置，用于對形成在所述物鏡上并投射在所述半反射鏡的透射側和反射側之一上的對象圖像進行成像；場鏡，用于向后中繼投射在所述半反射鏡的所述透射側和所述反射側中另一個上的對象圖像；開口，成對地設置在所述場鏡的后面，并具有景深大于所述物鏡的景深的尺寸； 分離透鏡，分別設置在所述開口的后面，用于在所述場鏡中繼到的預定圖像形成面上形成相襯圖像；第二成像裝置，配置有作為成像面的預定圖像形成面；以及判定裝置，用于從所述第二成像裝置獲取像素單元中所述相襯圖像的一個圖像與另一圖像之間的距離，并基于每個像素的所述距離判定應被調節(jié)聚焦的位置和所述位置的數(shù)
全文摘要
一種聚焦裝置，從開口43A和43B通過分別設置在開口43A和43B后的分離透鏡44A和44B在成像裝置45的成像面上形成相襯圖像，其中，開口43A和43B具有使分離透鏡44A和44B的景深大于物鏡15的景深的尺寸。然后，聚焦裝置40獲得像素單元中作為相襯圖像之一的標準圖像和作為相襯圖像的另一圖像的參考圖像之間的距離并基于每個像素的距離判定應調節(jié)的聚焦的位置及其數(shù)量。
文檔編號G02B7/34GK102597842SQ201080046730
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者山本隆司, 木原信宏 申請人:索尼公司