[发明专利]三维方向漂移控制装置以及显微镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维方向漂移(drift)控制装置以及显微镜装置，特别涉及能够更加迅速且可靠地校正物镜和标本在平面方向的相对位置偏离的三维方向漂移控制装置以及显微镜装置。

背景技术

最近，具有自动对焦功能的显微镜的有用性在市场上得到了认可。若使用对标本始终持续对焦的主动控制的自动对焦功能，则能够有效地去除在长时间的延时(time lapse)观察时、向容器投入试剂时所产生的观察图像的模糊、晃动。

作为实现这种自动对焦功能的方法，大致分为被动方式和主动方式两种。

例如，在被动方式中，根据标本的观察图像的对比度最大的物镜的位置变化来检测出观察图像的模糊，将该位置的变化量反馈到载物台、物镜的驱动部，以此维持对标本的对焦。在该方式中，由于不仅能够求出向物镜的光轴方向的物镜和标本的相对位置变化，而且能够求出向与光轴方向垂直的方向(以下，称为平面方向)的物镜和标本的相对位置变化，因此能够校正(补偿)相对位置向平面方向的偏离。

相对于此，在以狭缝投影式为代表的主动方式中，根据向保持标本的罩玻璃照射的红外光的反射光的像的位置变化来检测出物镜和标本的相对位置向光轴方向的偏离，因此能够迅速调节焦点(例如，参照专利文献1)。

但是，通过近年来的超分辨率技术等的发展，超过光学显微镜的分辨率的纳米精度的显微镜观察受到瞩目。但是，在该分辨率区域的观察中，不能忽视目前尚未成为问题的、因装置的机械性漂移、罩玻璃的热膨胀等而产生的观察视野内的标本的观察位置的微小变化。因此，需要一种能够在三维方向上维持物镜和标本的相对位置的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-122857号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述技术中，在物镜和标本的相对位置关系上产生了偏离的情况下，难以迅速且可靠地校正该偏离。

例如，在被动方式中，虽然能够在三维方向上补偿物镜和标本的相对位置变化，但对于亮度、对比度较低的标本，在图像解析上会花费时间，从而产生焦点调节的延迟、错误。另外，在主动方式中，从原理上无法检测出平面方向上的物镜和标本的相对位置的变化。

本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的在于能够更加迅速且可靠地校正物镜和标本的相对位置的偏离。

用于解决问题的手段

本发明的三维方向漂移控制装置的特征在于，具备：物镜，用于观察观察对象；光源，经由上述物镜将照射光照射到上述观察对象；第一遮光部，将从上述光源入射到上述物镜的上述照射光的一部分遮光；第一受光部，经由上述物镜接受在被照射了上述一部分被遮光的上述照射光的上述观察对象上正反射的正反射光；第一控制部，基于上述第一受光部接受上述正反射光而获得的信号，使上述物镜和上述观察对象的相对位置关系向上述物镜的光轴方向变化；第二受光部，经由上述物镜接受因上述一部分被遮光的上述照射光被照射到保持上述观察对象的观察对象以外的保持部件而产生的散射光；以及第二控制部，基于上述第二受光部接受上述散射光而获得的信号，使上述物镜和上述观察对象的相对位置关系向垂直于上述光轴的方向变化。

本发明的显微镜装置，用于观察包括罩玻璃的保持部件中的观察对象，其特征在于，具有：观察光学系统，在与上述观察对象共轭的位置具有成像面；成像光学系统，在与上述罩玻璃的表面共轭的位置具有成像面；拍摄单元，配置于上述成像光学系统的成像面；以及控制单元，检测由上述拍摄单元拍摄的上述罩玻璃的表面的像的变化。

发明效果

根据本发明，能够更加迅速且可靠地校正物镜和标本的相对位置的偏离。

附图说明

图1是表示适用了本发明的显微镜的一个实施方式的构成例的图。

图2是表示适用了本发明的显微镜的另一实施方式的构成例的图。

图3是表示适用了本发明的显微镜的另一实施方式的构成例的图。

附图标记说明

11：显微镜；

12：标本；

21：载物台；

22：物镜；

30：光源；

33：半透明反射镜；

34：刃状物(knife-edge)；

35：补偿透镜组；

37：线性传感器；

39：二维光电转换器；

40：对焦控制部；

41：夹持处理部；

42：驱动部；

71：二维光电转换器；