DE112021001887T5

DE112021001887T5 - Mikroskopsystem, bildgebungsverfahren und bildgebungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021001887T5
Application number: DE112021001887.6T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Matsui; Hirokazu Tatsuta; Mitsunori Ueda; Seiji Wada
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2023-01-05
Also published as: US20230111094A1; US12061329B2; WO2021193177A1

Abstract

Ein Mikroskopsystem umfasst: eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet; eine Objektivlinse, die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert; eine Erfassungseinheit, die ein erstes optisches Signal erfasst, das auf einen Lichtintensitätswert von Licht hinweist, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde; und eine Brennpunktsteuereinheit, die mindestens eine relative Position und/oder eine relative Stellung der Lichtquelleneinheit steuert und eine Bildgebungseinheit, die das erste optische Signal basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Mikroskopsystem, ein Bildgebungsverfahren und eine Bildgebungsvorrichtung.
Hintergrund
Offenbart wird Technologie zum Erhalten eines aufgenommenen Bildes durch Bestrahlen einer Messzielregion mit Licht und Empfangen von Licht, das von der Messzielregion ausgestrahlt wird. Beispielsweise empfängt ein linearer Sensor von der Messzielregion ausgestrahltes Licht durch Bestrahlung mit linearer Beleuchtung. Offenbart wird Technologie zum Einstellen eines Brennpunkts durch anschließendes Einstellen der Position einer Objektivlinse, die Licht zu einer Messzielregion kondensiert, unter Verwendung eines Kontrastverhältnisses der empfangenen Lichtintensität.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2005-292839 A
Kurzdarstellung
Technisches Problem
In einem Fall, in dem die Eigenschaften einer in einer Messzielregion enthaltenen Probe durch gemessene optische Wellenlängeneigenschaften untersucht werden, besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Intensitätsschwankung zu einem Erkennungsfehler führen kann.
Deshalb schlägt die vorliegende Offenbarung ein Mikroskopsystem, ein Bildgebungsverfahren und eine Bildgebungsvorrichtung vor, die Erkennungsfehler unterdrücken können.
Lösung des Problems
Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme umfasst ein Mikroskopsystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung: eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet; eine Objektivlinse, die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert; eine Erfassungseinheit, die ein erstes optisches Signal erfasst, das auf einen Lichtintensitätswert von Licht hinweist, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde; und eine Brennpunktsteuereinheit, die mindestens eine relative Position und/oder eine relative Stellung der Lichtquelleneinheit steuert und eine Bildgebungseinheit, die das erste optische Signal basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Messzielregion gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Messzielregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Öffnungselements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3B ist ein erläuterndes Diagramm einer Bestrahlungsregion gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines ersten optischen Signals gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration einer Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6A ist ein erläuterndes Diagramm einer Verteilungsbreite einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6B ist ein Liniendiagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist ein Liniendiagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der relativen Position der Fokussierlinse der Lichtquelle und der Verteilungsbreite gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des ersten optischen Signals gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs von Informationsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines aufgenommenen Bildes mit Pupillentrennung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration einer Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
13A ist ein erläuterndes Diagramm der Lagebeziehung zwischen einem Schlitz und einer Bestrahlungsregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13B ist ein erläuterndes Diagramm der Lagebeziehung zwischen dem Schlitz und der Bestrahlungsregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13C ist ein erläuterndes Diagramm der Lagebeziehung zwischen dem Schlitz und der Bestrahlungsregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14A ist ein erläuterndes Diagramm der Wellenlängenintensitätsverteilung basierend auf der Lichtintensitätsverteilung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14B ist ein erläuterndes Diagramm der Wellenlängenintensitätsverteilung basierend auf der Lichtintensitätsverteilung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
15 ist ein erläuterndes Diagramm einer Verschiebung einer Lichtempfangsregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
16 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und der Positionsveränderungsmenge gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
17A ist ein erläuterndes Diagramm der Steuerung einer relativen Position gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
17B ist ein erläuterndes Diagramm der Steuerung der relativen Position gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
17C ist ein erläuterndes Diagramm der Steuerung der relativen Position gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
17D ist ein erläuterndes Diagramm der Steuerung der relativen Position gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
18A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
18B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
18C ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
18D ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
19A ist ein erläuterndes Diagramm der Linienausrichtungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
19B ist ein erläuterndes Diagramm der Linienausrichtungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
19C ist ein erläuterndes Diagramm der Linienausrichtungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
20A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
20B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
20C ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
21A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Lagebeziehung zwischen einem Schlitz und einer Bestrahlungsregion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
21B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
22A ist ein erläuterndes Diagramm der Berechnung des Korrekturkoeffizienten gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
22B ist ein erläuterndes Diagramm der Berechnung des Korrekturkoeffizienten gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs von Informationsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
24 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung zeigt.
25 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm gemäß einer Ausführungsform und einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Hiernach werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung basierend auf den Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass in jeder der folgenden Ausführungsformen gleiche Teile durch die gleichen Symbole angedeutet werden und dass auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet wird.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Das Mikroskopsystem 1 ist ein System, das eine Messzielregion 25 mit linearer Beleuchtung LA bestrahlt und das von der Messzielregion 25 ausgesendete Licht empfängt. Einzelheiten der linearen Beleuchtung LA und der Messzielregion 25 werden später beschrieben.
Das Mikroskopsystem 1 weist eine Bildgebungsvorrichtung 12 auf. Die Bildgebungsvorrichtung 12 ist beispielsweise über ein drahtloses Kommunikationsnetz wie ein Netzwerk N oder ein kabelgebundenes Kommunikationsnetz kommunikationsfähig mit einer Servervorrichtung 10 verbunden. Die Servervorrichtung 10 kann ein Computer sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Richtung entlang einer Richtung, in der sich eine Objektivlinse 22 und eine Probe T, die später noch beschrieben wird, einander annähern und voneinander trennen, als eine Z-Achsenrichtung in der Beschreibung beschrieben. Zusätzlich erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die Z-Achsenrichtung mit der Dickenrichtung der Probe T zusammenfällt. Zusätzlich wird die vorliegende Ausführungsform unter der Annahme beschrieben, dass die Z-Achsenrichtung und eine optische Achse A2 der Objektlinse 22 parallel sind. Ferner wird davon ausgegangen, dass ein Tisch 26, der später noch beschrieben wird, eine zweidimensionale Ebene ist, ausgedrückt durch zwei Achsen (eine X-Achsenrichtung und eine Y-Achsenrichtung) orthogonal zur Z-Achsenrichtung. Eine Ebene parallel zur zweidimensionalen Ebene des Tischs 26 kann als eine XY-Ebene in der Beschreibung bezeichnet werden. Einzelheiten dieser Einheiten werden später beschrieben.
Die Bildgebungsvorrichtung 12 weist eine Messeinheit 14 und eine Steuervorrichtung 16 auf. Die Messeinheit 14 und die Steuervorrichtung 16 sind miteinander verbunden, damit sie Daten oder Signale austauschen können.
Die Messeinheit 14 weist einen optischen Mechanismus auf, der Licht misst, das von der Messzielregion 25 ausgesendet wurde. Die Messeinheit 14 wird beispielsweise auf ein optisches Mikroskop angewendet.
Die Messeinheit 14 weist eine Lichtquelleneinheit 18, einen geteilten Spiegel 20, die Objektivlinse 22, den Tisch 26, einen halbtransparenten Spiegel 28, eine Bildgebungseinheit 31, eine dritte Antriebseinheit 46 und eine vierte Antriebseinheit 47 auf. Die Bildgebungseinheit 31 weist eine optische Bildgebungseinheit 30 und eine optische Bildgebungseinheit auf. Für den geteilten Spiegel 20 wird je nach Messziel ein halbtransparenter Spiegel oder ein dichroitischer Spiegel ausgewählt.
Die Lichtquelleneinheit 18 strahlt die lineare Beleuchtung LA und Flächenbeleuchtung LB aus. Die Lichtquelleneinheit 18 sendet durch Wechseln zwischen der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB selektiv Licht aus. Es sei angemerkt, dass die Lichtquelleneinheit 18 die Flächenbeleuchtung LB durch lineare Beleuchtung LA ersetzen kann.
Die Lichtquelleneinheit 18 weist eine Lichtquelleneinheit 18A, eine Lichtquellen-Fokussierlinse 18D und eine erste Antriebseinheit 44 auf. Eine Lichtquelleneinheit 18A weist eine Lichtquelle 18B und eine Kollimatorlinse 18C auf.
Die Lichtquelle 18B wechselt zum Aussenden von Licht selektiv zwischen der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB. Der Wechsel zur linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB wird durch Steuerung durch die Steuervorrichtung 16 durchgeführt.
Die lineare Beleuchtung LA ist Licht mit einer linearen Form parallel zu einer ersten Richtung. Die lineare Form weist auf eine Form eines Querschnitts orthogonal zu einer optischen Achse A1 der von der Lichtquelle 18B ausgesendeten linearen Beleuchtung LA hin. Mit anderen Worten weist die lineare Form auf die Form des Beleuchtungslichts hin, mit dem die von der Lichtquelle 18B ausgesendete lineare Beleuchtung LA die Probe T bestrahlt. Die optische Achse A1 weist auf eine optische Achse von der Lichtquelle 18B zum geteilten Spiegel 20 hin. Mit anderen Worten entspricht die optische Achse A1 den optischen Achsen der Kollimatorlinse 18C und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D.
Insbesondere ist die lineare Beleuchtung LA Licht, in dem die Länge des Lichtflusses in einer ersten Richtung auf einer zweidimensionalen Ebene orthogonal zur optischen Achse ein Vielfaches oder mehr (beispielsweise größer als oder gleich dem 100-Fachen) der Länge in einer Richtung orthogonal zur ersten Richtung ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall, in dem die erste Richtung, bei der es sich um die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA handelt, im Wesentlichen parallel zur X-Achsenrichtung in 1 ist, als ein Beispiel beschrieben. Einzelheiten der X-Achsenrichtung werden später beschrieben. Es sei angemerkt, dass der Begriff „im Wesentlichen parallel“ nicht auf einen Modus beschränkt ist, in dem Richtungen vollständig miteinander übereinstimmen, und auch einen Zustand beinhaltet, in dem die Richtung in einem Winkel innerhalb eines vorgegebenen Bereichs geneigt ist.
Die Flächenbeleuchtung LB ist Licht, das zum Zeitpunkt der bildlichen Darstellung der später zu beschreibenden Probe T ausgesendet wird. Insbesondere ist die Flächenbeleuchtung LB Licht, das in eine Region ausgesendet wird, die breiter als die der linearen Beleuchtung LA in der Y-Achsenrichtung ist.
Beispielsweise sendet die Lichtquelle 18B die lineare Beleuchtung LA aus, indem sie Licht nur in einer Richtung unter Verwendung einer im Lichtweg angeordneten Zylinderlinse 18E kondensiert. Die Lichtquelle 18B kann die lineare Beleuchtung LA durch Aussenden von Licht durch einen Schlitz parallel zur X-Achsenrichtung aussenden.
Es sei angemerkt, dass die Lichtquelle 18B nicht auf eine Konfiguration beschränkt ist, in der eine Vielzahl von Laserdioden angeordnet ist. Beispielsweise kann als Lichtquelle 18B eine Quecksilberlampe oder eine Halogenlampe mit einem breiten Spektralband verwendet werden, oder es kann eine Laserlichtquelle mit einem schmalen Band verwendet werden.
Die Lichtquelle 18B kann selektiv Licht mit einem Wellenlängenbereich, in dem die in der Messzielregion 25 enthaltende Probe T Fluoreszenz ausstrahlt, aussenden. Zusätzlich kann die Lichtquelleneinheit 18 einen Filter aufweisen, der selektiv Licht des Wellenlängenbereichs überträgt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus als ein Beispiel beschrieben, in dem die Lichtquelle 18B die lineare Beleuchtung LA und die Flächenbeleuchtung LB in dem Wellenlängenbereich, in dem die Probe T Fluoreszenz ausstrahlt, aussendet. In der vorliegenden Ausführungsform können die lineare Beleuchtung LA und die Flächenbeleuchtung LB Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche in einem Wellenlängenbereich sein, in dem die Probe T Fluoreszenz ausstrahlt, oder sie können Licht desselben Wellenlängenbereichs sein.
Ein Fall, in dem die lineare Beleuchtung LA von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, wird als ein Beispiel beschrieben. Es sei angemerkt, dass auch in einem Fall, in dem die Flächenbeleuchtung LB von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, der Lichtweg des Lichts dem der linearen Beleuchtung LA ähnelt.
Die Lichtquelleneinheit 18 weist die erste Antriebseinheit 44 auf. Die erste Antriebseinheit 44 modifiziert die relative Position entlang der optischen Achse A1 mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten in der Lichtquelleneinheit 18. Die erste Antriebseinheit 44 ist beispielsweise ein bekannter Aktor. Der Aktor kann beispielsweise ein beliebiger eines Motors, einer Ultraschallwelle und eines linearen Motors sein. Es reicht aus, beispielsweise SIGMA KOKI; SGMV 20-35 (X) oder dergleichen für die erste Antriebseinheit 44 zu verwenden.
In der vorliegenden Ausführungsform bewegt die erste Antriebseinheit 44 die Fokussierlinse 18D der Lichtquelle in einer Richtung, die sich dem geteilten Spiegel 20 entlang der optischen Achse A1 annähert oder sich davon trennt. Der Abstand zwischen der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D und dem geteilten Spiegel 20 wird durch den Antrieb der ersten Antriebseinheit 44 eingestellt, wodurch der Abstand zur Lichtquelle 18B eingestellt wird. Durch Einstellen dieser Abstände wird der Brennpunkt der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D eingestellt.
Es sei angemerkt, dass die erste Antriebseinheit 44 eine Antriebseinheit sein kann, die mindestens die Lichtquelleneinheit 18A und/oder die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entlang der optischen Achse A1 in einer sich einander annähernden Richtung oder einer sich voneinander trennenden Richtung bewegt. Ferner kann die erste Antriebseinheit 44 eine Antriebseinheit sein, die die gesamte Lichtquelleneinheit 18 entlang der optischen Achse A1 in einer sich an den geteilten Spiegel 20 annähernden oder sich von diesem trennenden Richtung bewegt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus, in dem die erste Antriebseinheit 44 die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entlang der optischen Achse A1 bewegt, als ein Beispiel beschrieben.
Die lineare Beleuchtung LA, die von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, wird dann von der Kollimatorlinse 18C in im Wesentlichen paralleles Licht umgewandelt, dann von der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D temporär in eine lineare Form kondensiert, von einer Bildformungslinse 19 wieder in im Wesentlichen paralleles Licht umgewandelt und erreicht dann den geteilten Spiegel 20. Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass die Zylinderlinse 18E keine Krümmung in der gezeigten Richtung zum Zeitpunkt der Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA aufweist. Andererseits weist die Zylinderlinse 18E zum Zeitpunkt der Bestrahlung mit der Flächenbeleuchtung LB eine Krümmung in der gezeigten Richtung auf.
Der geteilte Spiegel 20 reflektiert die lineare Beleuchtung LA und die Flächenbeleuchtung LB und überträgt Licht in Wellenlängenbereichen, die sich von denen der linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB unterscheiden. In der vorliegenden Ausführungsform überträgt der geteilte Spiegel 20 Licht, das von der Messzielregion 25 ausgesendet wurde. Die lineare Beleuchtung LA wird vom geteilten Spiegel 20 reflektiert und erreicht die Objektivlinse 22.
Die Objektivlinse 22 ist eine Fokussierlinse, die die lineare Beleuchtung LA oder die Flächenbeleuchtung LB auf die Messzielregion 25 kondensiert. Insbesondere bestrahlt die Objektlinse 22 die Messzielregion 25 mit der linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB, indem sie die lineare Beleuchtung LA oder die Flächenbeleuchtung LB auf die Messzielregion 25 kondensiert. Es sei angemerkt, dass die Flächenbeleuchtung LB durch die lineare Beleuchtung LA ersetzt werden kann.
Die Objektivlinse 22 weist die vierte Antriebseinheit 47 auf. Die vierte Antriebseinheit 47 bewegt die Objektivlinse 22 in der Z-Achsenrichtung in eine Richtung, die sich der Messzielregion 25 annähert oder sich von dieser trennt. Durch Einstellen des Abstands zwischen der Objektivlinse 22 und der Messzielregion 25 wird der Brennpunkt der Objektivlinse 22 eingestellt.
Inzwischen bewegt die dritte Antriebseinheit 46 den Tisch 26 in einer Richtung (X-Achsenrichtung, Y-Achsenrichtung) orthogonal zur Z-Achsenrichtung. Wenn sich der Tisch 26 bewegt, bewegt sich die auf dem Tisch 26 platzierte Probe T bezüglich der Objektivlinse 22 in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung.
Es sei angemerkt, dass die Messeinheit 14 lediglich mindestens eine der dritten Antriebseinheit 46 oder der vierten Antriebseinheit 47 aufweisen muss und nicht auf beide umfassende Konfiguration beschränkt ist.
Es sei angemerkt, dass in der obigen Beschreibung beschrieben wurde, dass die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA, wenn sie von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, parallel zur X-Achsenrichtung ist. Die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA ist jedoch nicht auf den Modus beschränkt, im Wesentlichen parallel zur X-Achsenrichtung zu sein. Beispielsweise kann die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA, wenn sie von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, im Wesentlichen parallel zur Z-Achsenrichtung sein.
Die Messzielregion 25 weist die Probe T auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Messzielregion 25 ein Messzielelement 24 auf.
Das Messzielelement 24 weist die Probe T auf. Das Messzielelement 24 weist beispielsweise zwei Glaselemente und die zwischen den zwei Glaselementen platzierte Probe T auf. Ein Glaselement ist beispielsweise ein Glasobjektträger. Ein Glaselement kann als Deckglas bezeichnet werden. Die einzige Anforderung an die Glaselemente ist, dass sie die Platzierung der Probe T auf ihnen erlauben, und sie sind nicht auf solche aus Glas beschränkt. Die Glaselemente müssen lediglich das von der linearen Beleuchtung LA, der Flächenbeleuchtung LB und der Probe T ausgesendete Licht übertragen. Übertragen bedeutet, dass die Lichtdurchlässigkeit des zu übertragenden Lichts höher als oder gleich 80% ist.
Es sei angemerkt, dass das Messzielelement 24 eine Konfiguration aufweisen kann, in der die Probe T auf einem Glaselement platziert wird, und nicht auf eine Konfiguration beschränkt ist, in der die Probe T zwischen dem Glaselementenpaar platziert wird. Alternativ kann die Probe T in dem Messzielelement 24 in einem Zustand platziert werden, in dem es von einem Verkapselungsmittel versiegelt ist.
Die Probe T ist ein Messziel im Mikroskopsystem 1. Das heißt, die Probe T ist ein Objekt, von dem mit dem Mikroskopsystem 1 ein aufgenommenes Bild erhalten wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus als ein Beispiel beschrieben, in dem die Probe T durch Bestrahlung von jedem der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB Fluoreszenz ausstrahlt. Beispiele der Probe T umfassen Mikroorganismen, Zellen, Liposome, rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Thrombozyten in Blut, vaskulären Endothelzellen, winzigen Zellstücken von Epithelgewebe und pathologischen Gewebeschnitten verschiedener Organe. Es sei angemerkt, dass die Probe T ein Objekt, wie etwa eine Zelle sein kann, die mit einem fluoreszierenden Pigment markiert ist, das durch Bestrahlung mit jeder der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB Fluoreszenz ausstrahlt. Zusätzlich ist die Probe T nicht auf ein Objekt beschränkt, das durch Bestrahlung mit jeder der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB Fluoreszenz ausstrahlt. Beispielsweise kann die Probe T bei Bestrahlung mit jeder der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB Licht reflektieren oder streuen.
Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung die von der Probe T durch Bestrahlung mit jeder der linearen Beleuchtung LA und der Flächenbeleuchtung LB ausgestrahlte Fluoreszenz einfach als Licht bezeichnet werden kann.
Die Probe T kann in einem Zustand, in dem sie von dem Verkapselungsmittel versiegelt wird, in der Messzielregion 25 platziert werden. Als Verkapselungsmittel kann ein bekanntes Material verwendet werden, das die lineare Beleuchtung LA, die Flächenbeleuchtung LB und das von der Probe T ausgesendete Licht, die auf die Messzielregion 25 auftreffen, jeweils überträgt. Der Verkapselungsmittel kann entweder flüssig oder fest sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Messzielregion 25 das Messzielelement 24 und eine Kalibrierungsregion 27 auf.
2A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Messzielregion 25 der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Messzielregion 25 wird auf dem Tisch 26 platziert. Das Messzielelement 24 weist beispielsweise eine Konfiguration auf, in der die Probe T zwischen zwei Glasobjektträgern platziert wird.
Die Kalibrierungsregion 27 ist eine Region, die Licht eines zweiten bestimmten Wellenlängenbereichs durch Bestrahlung mit Licht eines ersten bestimmten Wellenlängenbereichs aussendet. Der erste bestimmte Wellenlängenbereich ist vorzugsweise ein Wellenlängenbereich, der den Wellenlängenbereich, in dem die Probe T Fluoreszenz ausstrahlt, nicht überlappt. Der erste bestimmte Wellenlängenbereiche und der zweite bestimmte Wellenlängenbereich können sich mindestens teilweise nicht überlappen oder sich vollständig überlappen.
Das heißt, die Kalibrierungsregion 27 ist eine Region, in der im Voraus festgelegt wird, Licht welchen Wellenlängenbereichs ausgesendet wird, wenn eine Wellenlänge welches Wellenlängenbereichs ausgesendet wird.
Für die Kalibrierungsregion 27 wird beispielsweise fluoreszierendes Glas oder dergleichen verwendet, das durch Bestrahlung mit Licht im ersten bestimmten Wellenlängenbereich erregt wird und Licht im zweiten bestimmten Wellenlängenbereich aussendet. Das fluoreszierende Glas ist beispielsweise ein Produkt von Sumita Optical Glass, Inc., Handelsname: Luminass.
Wie es in 2A beispielsweise gezeigt wird, muss die Messzielregion 25 lediglich eine Konfiguration aufweisen, in der die Messzielregion 25 und die Kalibrierungsregion 27 Seite an Seite entlang der XY-Ebene auf dem Tisch 26 angeordnet sind. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass eine fluoreszierend gefärbte Zelle als Probe T verwendet wird. In diesem Fall kann die Kalibrierungsregion 27 auf dem Tisch 26 angeordnet werden, ohne die zwischen den Glasobjektträgern angeordnete Probe T zu beeinflussen.
Alternativ kann die Kalibrierungsregion 27 in der Messzielregion 25 enthalten sein. 2B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Messzielregion 25 zeigt. Wie es in 2B gezeigt wird, kann eine Versiegelungsregion eines Verkapselungsmittels, der zwischen dem Glasobjektträgerpaar in der Messzielregion 25 eingesiegelt ist, als Kalibrierungsregion 27 verwendet werden. In diesem Fall fungiert eine Region, in der die Probe T in der Dickenrichtung der Messzielregion 25 nicht enthalten ist, als die Kalibrierungsregion 27. Darüber hinaus kann in diesem Fall ein Material, das Licht im zweiten bestimmten Wellenlängenbereich durch Bestrahlung mit Licht im ersten bestimmten Wellenlängenbereich aussendet, als Verkapselungsmittel verwendet werden.
Wieder bezugnehmend auf 1 wird die Beschreibung fortgesetzt. Das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht verläuft durch die Objektivlinse 22 und den geteilten Spiegel 20 und erreicht einen dichroitischen Spiegel 92. Das von der Messzielregion 25 ausgesendete Licht umfasst mindestens reflektiertes Licht, das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB reflektiert wurde, und/oder Licht, das von der Messzielregion 25 ausgesendet wurde. Das reflektierte Licht umfasst gestreutes Licht. Das von der Messzielregion 25 ausgesendete Licht umfasst von der Probe T ausgestrahlte Fluoreszenz.
Der dichroitische Spiegel 92 verteilt einen Teil des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts zur optischen Bildgebungseinheit 30 und verteilt den Rest zur optischen Bildgebungseinheit. Es sei angemerkt, dass die Verteilungsverhältnisse von Licht zur optischen Bildgebungseinheit 30 und zur optischen Bildgebungseinheit durch den dichroitischen Spiegel 92 dasselbe Verhältnis (beispielsweise 50% und 50%) oder unterschiedliche Verhältnisse sein können. Deshalb kann ein dichroitischer Spiegel statt des halbtransparenten Spiegels 28 verwendet werden.
Das durch den dichroitischen Spiegel 92 übertragene Licht erreicht die optische Bildgebungseinheit 30. Das vom dichroitischen Spiegel 92 reflektierte Licht erreicht eine Fokuserkennungseinheit 36.
Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass Licht (lineare Beleuchtung LA und Flächenbeleuchtung LB), das von der Lichtquelleneinheit 18 und der Messzielregion 25 ausgesendet wird, eine optisch konjugierte Beziehung aufweist. Ferner wird davon ausgegangen, dass die Lichtquelle 18B, die Messzielregion 25, ein Bildgebungssensor 34 der optischen Bildgebungseinheit 30 und ein Bildgebungssensor 42 der Fokuserkennungseinheit 36 für ein Bild mit Pupillentrennung eine optisch konjugierte Beziehung aufweisen. Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Messeinheit 14 ein optisches Mikroskopsystem vom koaxialen Auflichttyp ist.
Die optische Bildgebungseinheit 30 weist ein Öffnungselement 35, eine Bildformungslinse 32, einen Bildgebungssensor 34 und eine zweite Antriebseinheit 45 auf. Das Öffnungselement 35 ist ein plattenförmiges Element mit einer zweidimensionalen Ebene parallel zu einem Querschnitt orthogonal zur optischen Achsenrichtung des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts. Das Öffnungselement 35 weist einen Schlitz 37 auf. Der Schlitz 37 ist eine Öffnung parallel zur Längsrichtung des Lichts, das von der Messzielregion 25 durch die lineare Beleuchtung LA ausgesendet wird.
3A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Öffnungselements 35. 3A ist eine Draufsicht auf das Öffnungselement 35, gesehen von der Einfallsebenenseiten des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts. 3B ist ein erläuterndes Diagramm einer Bestrahlungsregion 82 des Lichts, das von der Messzielregion 25 durch die lineare Beleuchtung LA ausgesendet wird, im Öffnungselement 35.
Die Größe des Schlitzes 37 hängt von der Größe des Bildgebungssensors 34 ab. Darüber hinaus ist die Größe des Schlitzes 37 kleiner als oder gleich der Größe der Bestrahlungsregion 82. Insbesondere beträgt beispielsweise die Größe des Schlitzes 37 20 mm in Länge Q2 in der Längsrichtung (beispielsweise Richtung des Pfeils XC) und 10 µm in Länge Q1 in der seitlichen Richtung (beispielsweise YC-Richtung). Die Größe der Bestrahlungsregion 82 beträgt beispielsweise 25 mm in Länge in der Längsrichtung (X-Achsenrichtung) und 15 µm in Länge Q4 in der seitlichen Richtung (Y-Achsenrichtung). Es sei angemerkt, dass die Größen des Schlitzes 37 und der Bestrahlungsregion 82 nicht auf die obigen Größen beschränkt sind.
Wieder bezugnehmend auf 1 wird die Beschreibung fortgesetzt. Das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht wird von der Bildformungslinse 32 kondensiert, auf die Größe des Schlitzes 37 kondensiert und erreicht den Bildgebungssensor 34.
Der Bildgebungssensor 34 empfängt von der Messzielregion 25 ausgesendetes Licht und gibt ein optisches Signal aus. Hiernach wird ein optisches Signal des Lichts, das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendet wird, als ein erstes optisches Signal in der Beschreibung bezeichnet. Unterdessen wird ein optisches Signal des Lichts, das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der Flächenbeleuchtung LB ausgesendet wird, als ein zweites optisches Signal in der Beschreibung bezeichnet. In einem Fall, in dem das erste optische Signal und das zweite optische Signal gemeinsam beschrieben werden, werden sie als optische Signale bezeichnet.
Der Bildgebungssensor 34 weist eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten auf. Eine Lichtempfangseinheit ist ein Element, das empfangenes Licht in elektrische Ladungen umwandelt. Eine Lichtempfangseinheit ist beispielsweise eine Photodiode. Beispielsweise weist der Bildgebungssensor 34 eine Konfiguration auf, in der eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten 33 zweidimensional entlang einer Lichtempfangsebene angeordnet ist.
Beispielsweise weist der Bildgebungssensor 34 eine Konfiguration auf, in der eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten entlang einer Lichtempfangsebene, die Licht empfängt, angeordnet ist. Beispiele des Bildgebungssensors 34 umfassen beispielsweise einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS)-Bildgebungssensor, einen CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) -Bildgebungssensor, einen Flächensensor oder dergleichen.
Es sei angemerkt, dass der Bildgebungssensor 34 ein linearer Farbsensor sein kann, in dem eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten eindimensional entlang der Lichtempfangsebene angeordnet ist. In diesem Fall ist der Bildgebungssensor 34 vorzugsweise ein linearer Farbsensor. Zusätzlich muss der Bildgebungssensor 34 lediglich mindestens zwei Lichtempfangseinheiten aufweisen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden eine Spektralkamera (Schlitz 37 + spektroskopisches optisches System + Flächensensor) mit einem spektroskopischen optischen System und einem linearen Sensor (ohne den Schlitz 37) als Bildgebungssensor 34 angenommen. Durch das optische System im Bildgebungssensor 34, bei dem es sich um eine Spektralkamera handelt, wird Licht in der Richtung der kurzen Achse des Schlitzes 37 von einem Wellenlängendispersionselement (Prisma, Beugungsgitter) in Wellenlängen zerlegt und ein optisches Bild mit Dimensionen einer räumlichen Achse und einer Wellenlängenachse wird von einem zweidimensionalen Sensor empfangen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall, in dem der Bildgebungssensor 34 ein Flächensensor ist, in dem eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten zweidimensional entlang einer Lichtempfangsebene angeordnet ist, als ein Beispiel beschrieben.
Ein vom Bildgebungssensor 34 ausgegebenes optisches Signal weist auf einen Intensitätswert von Licht hin, das von jeder der Vielzahl von Lichtempfangseinheiten empfangen wurde. Mit anderen Worten definiert das optische Signal einen Intensitätswert von Licht für jede der Vielzahl von Lichtempfangseinheiten. Hiernach kann ein Intensitätswert von Licht als Lichtintensitätswert in der Beschreibung bezeichnet werden. Der Lichtintensitätswert ist ein Wert, der auf die Intensität von empfangenen Licht hinweist.
Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass die Lichtempfangseinheiten des Bildgebungssensors 34 für jedes einzelne oder für eine Vielzahl von Pixeln bereitgestellt werden. In diesem Fall ist das optische Signal ein aufgenommenes Bild, in dem ein Lichtintensitätswert für jedes Pixel, das jeder der Vielzahl von Lichtempfangseinheiten entspricht, definiert ist. In diesem Fall entspricht ein Fluoreszenzintensitätswert einem Pixelwert.
Der Bildgebungssensor 34 gibt das optische Signal an die Steuervorrichtung 16 aus. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Bildgebungssensor 34 das zweite optische Signal an die Steuervorrichtung 16 als optisches Signal aus.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die optische Bildgebungseinheit 30 die zweite Antriebseinheit 45 auf. Die zweite Antriebseinheit 45 modifiziert eine relative Position entlang der optischen Achsenrichtung mindestens einer der Vielzahl von optischen Komponenten in der optischen Bildgebungseinheit 30.
In der vorliegenden Ausführungsform bewegt die zweite Antriebseinheit 45 die Bildformungslinse 32 in einer Richtung, die sich dem Bildgebungssensor 34 entlang der optischen Achse der Bildformungslinse 32 annähert oder sich davon trennt. Der Fokus der Bildformungslinse 32 wird durch Einstellen eines Abstands zwischen der Bildformungslinse 32 und dem Bildgebungssensor 34, angetrieben durch die zweite Antriebseinheit 45, eingestellt. Es sei angemerkt, dass die zweite Antriebseinheit 45 lediglich die Bildformungslinse 32 bewegen muss und dass sich die zweite Antriebseinheit 45 selbst nicht bewegen muss.
Es sei angemerkt, dass die zweite Antriebseinheit 45 mindestens die Bildformungslinse 32 und/oder den Bildgebungssensor 34 entlang der optischen Achse in einer sich einander annähernden Richtung oder einer sich voneinander trennenden Richtung bewegen kann. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus, in dem die zweite Antriebseinheit 45 die Bildformungslinse 32 entlang der optischen Achse der Bildformungslinse 32 bewegt, als ein Beispiel beschrieben.
Als nächstes wird die optische Bildgebungseinheit beschrieben.
Die optische Bildgebungseinheit weist den dichroitischen Spiegel 92, eine Bildformungslinse 94 und einen Bildgebungssensor 96 auf. Der dichroitische Spiegel 92 reflektiert das von der Messzielregion 25 ausgesendete Licht.
Die Bildformungslinse 94 kondensiert von der Messzielregion 25 ausgesendetes Licht auf den Bildgebungssensor 96. Analog zum Bildgebungssensor 34 weist der Bildgebungssensor 96 eine Vielzahl von Lichtempfangseinheiten auf. Der Bildgebungssensor 96 ist beispielsweise ein CMOS-Bildgebungssensor, ein CCD-Bildgebungssensor oder ein Flächensensor.
Der Bildgebungssensor 96 gibt ein optisches Signal des empfangenen Lichts an die Steuervorrichtung 16 aus. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Bildgebungssensor 96 das erste optische Signal an die Steuervorrichtung 16 als optisches Signal aus.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines ersten optischen Signals 74 zeigt. Das erste optische Signal 74 weist auf einen Lichtintensitätswert des von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendeten Lichts hin. Mit anderen Worten ist das erste optische Signal 74 ein Bild, das vom Bildgebungssensor 96 aufgenommen wurde, wenn die lineare Beleuchtung LA an die Messzielregion 25 ausgesendet wird. Das erste optische Signal 74 weist Lichtempfangsregionen 75 auf.
Die Lichtempfangsregion 75 ist eine Region, in der ein Lichtintensitätswert gleich oder höher als ein vorgegebener Wert im Vergleich zu anderen Regionen ist. Für den vorgegebenen Wert ist es lediglich notwendig, einen Schwellenwert zur Bestimmung des empfangenen Lichts festzusetzen. Da die lineare Beleuchtung LA lineares Licht ist, ist die Lichtempfangsregion 75 eine lineare Region parallel zu einer vorgegebenen Richtung (Richtung des Pfeils XA). Diese vorgegebene Richtung ist eine Richtung, die optisch der X-Achsenrichtung entspricht, bei der es sich um die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA handelt.
Insbesondere entspricht die vertikale Achsenrichtung (Richtung des Pfeils YA) des ersten optischen Signals 74 in 4 optisch der Y-Achsenrichtung in der Messzielregion 25. Unterdessen entspricht die horizontale Achsenrichtung (Richtung des Pfeils XA) des ersten optischen Signals 74 in 5 optisch der X-Achsenrichtung in der Messzielregion 25. Wie oben beschrieben ist die X-Achsenrichtung die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA. Ferner entspricht die Tiefenrichtung (Richtung des Pfeils ZA) des ersten optischen Signals 74 in 4 optisch der Z-Achsenrichtung, d.h. Der Dickenrichtung der Messzielregion 25.
Wieder bezugnehmend auf 1 wird die Beschreibung fortgesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform bestrahlt die Messeinheit 14 die Messzielregion 25 mit der linearen Beleuchtung LA durch Abtasten mit der linearen Beleuchtung LA entlang einer Richtung (Y-Achsenrichtung) orthogonal zur Längsrichtung (X-Achsenrichtung) der linearen Beleuchtung LA. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist die Y-Achsenrichtung die Abtastrichtung der linearen Beleuchtung LA. Das Abtastverfahren der linearen Beleuchtung LA unterliegt keinerlei Einschränkungen. Beispiele des Abtastverfahrens umfassen ein Verfahren, bei dem der Tisch 26, auf dem die Messzielregion 25 platziert ist, in der Y-Achsenrichtung von der dritten Antriebseinheit 46 bewegt wird, und ein Verfahren, bei dem zumindest ein Teil der Konfiguration, neben der Messzielregion 25, in der Messeinheit 14 in der Y-Achsenrichtung bezüglich der Messzielregion 25 bewegt wird. Zusätzlich kann ein Ablenkspiegel zwischen dem geteilten Spiegel 20 und der Objektivlinse 22 angeordnet werden und die Abtastung mit der linearen Beleuchtung LA kann vom Ablenkspiegel durchgeführt werden.
Durch Durchführen der Bildgebung mit dem Bildgebungssensor 34 während der Durchführung der Abtastung der linearen Beleuchtung LA in der Abtastrichtung wird ein Beobachtungsbild erhalten, bei dem es sich um das aufgenommene Bild der gesamten Messzielregion 25 handelt. Das Beobachtungsbild ist ein aufgenommenes Bild, das zur Analyse der Probe T und dergleichen verwendet wird.
Als nächstes wird die Steuervorrichtung 16 beschrieben. Die Steuervorrichtung 16 ist ein Beispiel einer Informationsverarbeitungsvorrichtung. Die Steuervorrichtung 16 ist jeweils mit der Lichtquelle 18B, der ersten Antriebseinheit 44, dem Bildgebungssensor 34, der zweiten Antriebseinheit 45, dem von Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung, der dritten Antriebseinheit 46 und der vierten Antriebseinheit 47 verbunden, um Daten oder Signale auszutauschen.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration der Steuervorrichtung 16 zeigt. Es sei angemerkt, dass in 5 die Lichtquelle 18B, der Bildgebungssensor 34, der Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung, die erste Antriebseinheit 44, die zweite Antriebseinheit 45, die dritte Antriebseinheit 46 und die vierte Antriebseinheit 47 zur Beschreibung ebenfalls gezeigt sind.
Die Steuervorrichtung 16 weist eine Steuereinheit 60, eine Speichereinheit 62 und eine Kommunikationseinheit 64 auf. Die Steuereinheit 60, die Speichereinheit 62 und die Kommunikationseinheit 64 sind miteinander verbunden, damit sie Daten oder Signale austauschen können. Die Speichereinheit 62 ist ein Speichermedium, das verschiedene Arten von Daten speichert. Die Speichereinheit 62 ist beispielsweise ein Festplattenlaufwerk, ein externer Speicher oder dergleichen. Die Kommunikationseinheit 64 kommuniziert mit einer externen Vorrichtung, wie etwa der Servervorrichtung 10 über das Netzwerk N oder dergleichen.
Die Steuereinheit 60 weist eine Lichtquellen-Steuereinheit 60A, eine Erfassungseinheit 60B, eine Referenzfokus-Steuereinheit 60C, eine Fokus-Steuereinheit 60D, eine erste Recheneinheit 60E, eine Antriebssteuereinheit 60F und eine Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G auf.
Einige oder alle der Lichtquellen-Steuereinheit 60A, der Erfassungseinheit 60B, der Referenzfokus-Steuereinheit 60C, der Fokus-Steuereinheit 60D, der ersten Recheneinheit 60E, der Antriebssteuereinheit 60F und der Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G können beispielsweise implementiert werden, indem eine Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa eine Zentraleinheit (CPU), dazu gebracht wird, ein Programm auszuführen, d.h. Software kann mit Hardware implementiert werden, wie mit einem integrierten Schaltkreis (IC), oder sie kann unter Verwendung einer Kombination von Software und Hardware implementiert werden.
Die Lichtquellen-Steuereinheit 60A steuert die Lichtquelle 18B zum selektiven Aussenden der linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB. Gesteuert von der Lichtquellen-Steuereinheit 60A wird die lineare Beleuchtung LA oder die Flächenbeleuchtung LB selektiv von der Lichtquelle 18B ausgesendet.
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74 vom Bildgebungssensor 96 und erfasst das zweite optische Signal vom Bildgebungssensor 34.
Die Referenzfokus-Steuereinheit 60C stellt die anfängliche relative Position zwischen der Objektivlinse 22 und der Messzielregion 25 ein. Die relative Position zwischen der Objektivlinse 22 und der Messzielregion 25 ist die relative Position jeder der Objektivlinse 22 und der Messzielregion 25 in Bezug aufeinander. Diese relative Position wird beispielsweise durch einen Abstand in der Z-Achsenrichtung zwischen der Objektivlinse 22 und der Messzielregion 25 bestimmt.
Die anfängliche relative Position bedeutet eine relative Position zur Voreinstellung vor Erhalten eines aufgenommenen Bildes, das zur Analyse oder dergleichen der in der Messzielregion 25 enthaltenen Probe T verwendet wird. Das heißt, die Referenzfokus-Steuereinheit 60C führt Referenzfokusverarbeitung zur Voreinstellung durch.
Die Referenzfokus-Steuereinheit 60C stellt den Brennpunkt der Objektivlinse 22 mit einem Kontrastverfahren unter Verwendung des von der Erfassungseinheit 60B erfassten zweiten optischen Signals ein. Insbesondere führt die Referenzfokus-Steuereinheit 60C die Referenzfokusverarbeitung unter Verwendung des zweiten optischen Signals durch, das auf einen Lichtintensitätswert von Licht, das von der Kalibrierungsregion 27 in der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der Flächenbeleuchtung LB ausgesendet wurde, hinweist. Die Referenzfokus-Steuereinheit 60C berechnet ein Kontrastverhältnis eines Lichtintensitätswerts unter benachbarten Pixeln, die im zweiten optischen Signal enthalten sind. Dann wiederholt die Referenzfokus-Steuereinheit 60C die Steuerung durch die vierte Antriebseinheit 47 und die Berechnung des Kontrastverhältnisses. Die Referenzfokus-Steuereinheit 60C stellt die anfängliche relative Position der Objektivlinse 22 zu einer Position, in der das Kontrastverhältnis maximiert ist, ein.
Es sei angemerkt, dass die Referenzfokus-Steuereinheit 60C den Brennpunkt der Objektivlinse 22 mit dem Kontrastverfahren unter Verwendung des ersten optischen Signals 74 einstellen kann.
Als nächstes wird die Fokus-Steuereinheit 60D beschrieben.
Die Fokus-Steuereinheit 60D modifiziert mindestens eine relative Position und/oder eine relative Stellung mindestens eines, ausgewählt unter der Lichtquelleneinheit 18, der Bildgebungseinheit 31 und mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals 74.
Modifizieren der relativen Position bedeutet Modifizieren der relativen Position mindestens einer der optischen Komponenten bezüglich mindestens einer anderen von optischen Komponenten. Die relative Position wird beispielsweise von einem Abstand in einer Richtung entlang der Richtung der optischen Achse, relativen Positionskoordinaten einer optischen Komponente bezüglich einer anderen optischen Komponente und dergleichen definiert. Modifizieren der relativen Stellung bedeutet Modifizieren der relativen Stellung mindestens einer der optischen Komponenten bezüglich mindestens einer anderen von optischen Komponenten. Die relative Stellung wird beispielsweise durch einen Drehwinkel aus der aktuellen Stellung, einem relativen Winkel bezüglich einer anderen optischen Komponente und dergleichen dargestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall, in dem die Fokus-Steuereinheit 60D die relative Position mindestens einer von einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, als ein Beispiel beschrieben.
Die Fokus-Steuereinheit 60D weist die erste Recheneinheit 60E und die Antriebssteuereinheit 60F auf.
Die erste Recheneinheit 60E berechnet eine Verteilungsbreite der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals 74.
6A ist ein erläuterndes Diagramm einer Verteilungsbreite W der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals 74. Wie es mit Bezug auf 4 beschrieben wurde, weist das erste optische Signal 74 die Lichtempfangsregion 75 mit einer linearen Gestalt, die der Flächenbeleuchtung LB entspricht, auf. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die erste Recheneinheit 60E die Breite der Lichtempfangsregion 75 als die Verteilungsbreite W. Die Breite der Lichtempfangsregion 75 ist die Länge in einer Richtung (Richtung des Pfeils YA) orthogonal zur Längsrichtung (Richtung des Pfeils XA) der Lichtempfangsregion 75.
6B ist ein Liniendiagramm, das ein Beispiel einer Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 zeigt. In 6B stellt die vertikale Achse die Position des ersten optischen Signals 74 in der Richtung des Pfeils YA dar, und die horizontale Achse stellt den Lichtintensitätswert dar. Beispielsweise spezifiziert die erste Recheneinheit 60E eine Region mit einem Lichtintensitätswert, der gleich oder größer als ein Schwellenwert T in der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 ist, als die Lichtempfangsregion 75, und sie berechnet die Breite der Lichtempfangsregion 75 in der Richtung des Pfeils YA als die Verteilungsbreite W. Der Schwellenwert T muss lediglich im Voraus bestimmt werden.
Wieder bezugnehmend auf 5 wird die Beschreibung fortgesetzt. Die Antriebssteuereinheit 60F bewegt mindestens eine der Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, in eine relative Position, in der die Verteilungsbreite W gleich oder kleiner als ein erster Schwellenwert ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus, in dem die Antriebssteuereinheit 60F die in der Lichtquelleneinheit 18 enthaltene Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine relative Position bewegt, in der die Verteilungsbreite W gleich oder kleiner als der ersten Schwellenwert ist, als ein Beispiel beschrieben.
Wenn sich hier die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D bezüglich der Lichtquelle 18B verändert, verändert sich auch die Verteilungsbreite W der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74.
7 ist ein Liniendiagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der relativen Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D und der Anzahl der Pixel, die auf die Verteilungsbreite W hinweist, zeigt. In 7 ist die Veränderung der Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74 gezeigt, das vom Bildgebungssensor 34 in jedem Stadium erhalten wird, die durch schrittweise Veränderung des Abstands zwischen der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D und der Lichtquelle 18B von einer kurzem Abstand zu einem langen Abstand erhalten wurde. Wie es in 7 zu sehen ist, verändert sich die Verteilungsbreite W mit einer Veränderung der relativen Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des ersten optischen Signals 74 zeigt. Das erste optische Signal 74 (erstes optisches Signal 74A bis erstes optisches Signal 74C)in 8 ist ein Beispiel des ersten optischen Signals 74, das in jedem Schritt nachgewiesen wird, wenn der Abstand zwischen der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D und der Lichtquelle 18B schrittweise vom ersten optischen Signal 74A bis zum ersten optischen Signal 74C verringert wird. Das erste optische Signal 74B ist ein Beispiel des ersten optischen Signals 74 während der Fokussierung.
Insbesondere in 7 ist das erste optische Signal 74A ein Beispiel des ersten optischen Signals 74, wenn sich die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in der Position PA befindet. In 7 ist das erste optische Signal 74B ein Beispiel des ersten optischen Signals 74, wenn sich die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in der Position PB befindet. In 7 ist das erste optische Signal 74C ein Beispiel des ersten optischen Signals 74, wenn sich die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in der Position PC befindet.
Wie es in 7 und 8 zu sehen ist, nimmt die Verteilungsbreite W zu, wenn der Abstand zwischen der Lichtquelle 18B und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D größer wird. Die Verteilungsbreite W wird auch breiter, wenn der Abstand zwischen der Lichtquelle 18B und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D kürzer wird.
Deshalb bewegt die Antriebssteuereinheit 60F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine relative Position, in der die Verteilungsbreite W gleich oder kleiner als der ersten Schwellenwert ist. Die Antriebssteuereinheit 60F bewegt die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in die relative Position durch Steuerung der ersten Antriebseinheit 44, so dass diese die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in die Richtung der optischen Achse A bewegt. Der erste Schwellenwert muss lediglich im Voraus bestimmt werden.
Beispielsweise modifiziert die Antriebssteuereinheit 60F den Abstand zwischen der Lichtquelle 18B und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebssteuereinheit 44, die in der Lichtquelleneinheit 18 enthalten ist. Die erste Recheneinheit 60E berechnet die Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74, das in jedem Schritt erfasst wurde. Folglich wiederholt die Antriebssteuereinheit 60F die Bewegung der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D, die Erfassung des ersten optischen Signals 74 und die Berechnung der Verteilungsbreite W für eine vorgegebene Anzahl von Malen N. Die Anzahl der Wiederholungen N muss lediglich eine Ganzzahl von gleich oder größer als 3 sein. Die Anzahl der Wiederholungen N muss lediglich im Voraus festgelegt werden. Dann kann die Antriebssteuereinheit 60F den Mindestwert der Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74, das in jeder der N Wiederholungen erfasst wurde, als den ersten Schwellenwert festlegen. In diesem Fall spezifiziert die Antriebssteuereinheit 60F die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D ab dem Zeitpunkt, an dem das erste optische Signal 74 mit der Mindestverteilungsbreite W erfasst wird. Dann bewegt die Antriebssteuereinheit 60F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in die angegebene relative Position durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44.
Durch diese Verarbeitungen kann die Antriebssteuereinheit 60F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position bewegen, in der ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf den Bildgebungssensor 34 fokussiert wird.
Wieder bezugnehmend auf 5 wird die Beschreibung fortgesetzt. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G erfasst ein Beobachtungsbild. Wie oben beschrieben ist das Beobachtungsbild ein aufgenommenes Bild, das zur Analyse der Probe T und dergleichen verwendet wird. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G bewegt den Tisch 26 schrittweise in der Y-Achsenrichtung durch Antreiben der dritten Antriebseinheit 46. Durch die Bewegung des Tisches 26 wird die lineare Beleuchtung LA, mit der die auf dem Tisch 26 platzierte Messzielregion 25 bestrahlt wird, in der Abtastrichtung (Y-Achsenrichtung) abgetastet. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G erfasst ein Beobachtungsbild, das ein aufgenommenes Bild der gesamten Messzielregion 25 ist, durch wiederholtes Abtasten mit der linearen Beleuchtung LA in der Abtastrichtung und Darstellung durch den Bildgebungssensor 34. Das heißt, die Antriebssteuereinheit 60F erfasst das Beobachtungsbild durch Erfassen des ersten optischen Signals 74 an jeder Abtastposition in der Abtastrichtung.
Es sei angemerkt, dass die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G die Lichtquelleneinheit 18A so steuern kann, dass diese die Flächenbeleuchtung LB zum Zeitpunkt der Erfassung des Beobachtungsbildes aussendet. In diesem Fall erfasst die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G das Beobachtungsbild durch Erfassen des zweiten optischen Signals.
Wenn hier das Beobachtungsbild von der Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G erfasst wird, befindet sich die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in einem Zustand, in dem sie in eine Position bewegt wird, in der das Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts von der Fokus-Steuereinheit 60D auf den Bildgebungssensor 34 fokussiert wird. Deshalb kann die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G ein Beobachtungsbild erfassen, in dem der Fokus eingestellt ist.
Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G gibt das erfasste Beobachtungsbild an eine externe Vorrichtung, wie etwa die Servervorrichtung 10, über die Kommunikationseinheit 64 aus. Es sei angemerkt, dass die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G das erfasste Beobachtungsbild in der Speichereinheit 62 speichern kann. Zusätzlich kann die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G das Beobachtungsbild an eine mit der Steuereinheit 60 verbundene Anzeige ausgeben.
Zusätzlich kann die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G die Art oder dergleichen der Probe T durch Analyse des erfassten Beobachtungsbildes mit einem bekannten Verfahren analysieren und das Analyseergebnis an die Servervorrichtung 10 oder dergleichen ausgeben.
Als nächstes wird ein Beispiel eines Ablaufs der Informationsverarbeitung beschrieben, die von der Steuervorrichtung 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs der von der Steuervorrichtung 16 ausgeführten Informationsverarbeitung zeigt. Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass die Messzielregion 25, einschließlich dem Messzielelement 24 mit der Probe T und der Kalibrierungsregion 27 platziert wird, bevor die Steuervorrichtung 16 die folgende Informationsverarbeitung ausführt. Die Platzierung der Messzielregion 25 auf dem Tisch 26 kann manuell durchgeführt werden oder mit einer Ladevorrichtung, einem Manipulator oder dergleichen automatisch gesteuert werden.
Zunächst treibt die Steuereinheit 60 die dritte Antriebseinheit 46 an und steuert diese, so dass die Kalibrierungsregion 27 innerhalb der Bildgebungsregion der Bildgebungseinheit 31 angeordnet ist. Durch diese Antriebssteuerung wird die Kalibrierungsregion 27 in die Bildgebungsregion der Bildgebungseinheit 31 bewegt (Schritt S100) .
Als nächstes steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 60A die Lichtquelle 18B zum Ausschalten der linearen Beleuchtung LA und zum Einschalten Flächenbeleuchtung LB (Schritt S102) .
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das zweite optische Signal vom Bildgebungssensor 34 (Schritt S104) .
Die Referenz-Fokussteuereinheit 60C führt Referenzfokusverarbeitung unter Verwendung des in Schritt S104 erfassten zweiten optischen Signals durch (Schritt S106). In Schritt S106 stellt die Referenzfokus-Steuereinheit 60C die anfängliche relative Position der Objektivlinse 22 auf eine Position ein, in der das Kontrastverhältnis durch das Kontrastverfahren maximiert ist.
Als nächstes steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 60A die Lichtquelle 18B zum Ausschalten der Flächenbeleuchtung LB und zum Einschalten der linearen Beleuchtung LA (Schritt S108) .
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74 vom Bildgebungssensor 34 (Schritt S116) . Die erste Recheneinheit 60E der Fokus-Steuereinheit 60D berechnet die Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S110 erfasst wurde (Schritt S112) .
Die Antriebssteuereinheit 60F bewegt die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D um einen vorgegebenen Abstand entlang der optischen Achse A1 durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44 (Schritt S114) .
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D bewegt wurde, durch die später noch zu beschreibende Verarbeitung in Schritt S114 oder Schritt S122 vom Bildgebungssensor 34 über die Erfassungseinheit 60B (Schritt S116) .
Die erste Recheneinheit 60E berechnet die Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S116 erfasst wurde (Schritt S118) .
Die Antriebssteuereinheit 60F bestimmt, ob die in Schritt S118 berechnete Verteilungsbreite W schmaler als die anfängliche Verteilungsbreite ist, bei der es sich um die in Schritt S116 berechnete Verteilungsbreite W handelt (Schritt S120) .
Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S120 erfolgt (S120: Nein), fährt das Verfahren mit Schritt S122 fort. In Schritt S122 bewegt die Antriebssteuereinheit 60F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D um einen vorgegebenen Abstand entlang der optischen Achse A1 in eine Richtung, die der Bewegungsrichtung in Schritt S114 entgegengesetzt ist (Schritt S122). Dann kehrt das Verfahren zum oben beschriebenen Schritt 114 zurück.
Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S120 erfolgt (S120: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S124 fort. Die Antriebssteuereinheit 60F bestimmt, ob die Verarbeitung in den Schritten S114 bis S120 eine vorgegebene Anzahl von Malen N wiederholt wurde (Schritt S124) .
Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S124 erfolgt (S124: Nein), kehrt das Verfahren zu Schritt S114 zurück. Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S124 erfolgt (S124: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S126 fort.
In Schritt S126 bewegt die Antriebssteuereinheit 60F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position mit einer minimalen Verteilungsbreite, die ein Mindestwert der Verteilungsbreite W des ersten optischen Signals 74 ist, das in jeder der oben beschriebenen N Wiederholungen erfasst wurde (Schritt S126). Das heißt, die Antriebssteuereinheit 60F bewegt die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D ab dem Zeitpunkt, an dem das erste optische Signal 74 mit der Verteilungsbreite W des Mindestwerts erfasst wurde.
Durch die Verarbeitung in Schritt S126 wird die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in einer Position platziert, in der das Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf den Bildgebungssensor 34 fokussiert wird.
Als nächstes erfasst die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G ein Beobachtungsbild. Insbesondere bewegt die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G den Tisch 26 in eine Anfangsposition in der Abtastrichtung(Y-Achsenrichtung) der linearen Beleuchtung LA (Schritt S128) durch Antreiben der dritten Antriebseinheit 46. Die Anfangsposition ist eine Region, die von der Kalibrierungsregion 27 abweicht, d.h. eine Region, in der sich die Probe T befindet. Durch diese Antriebssteuerung wird die Messzielregion 25, in der sich die Probe T befindet, in die Bildgebungsregionen der Bildgebungseinheit 31 und der optischen Bildgebungseinheit bewegt.
Als nächstes erfasst die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G ein Beobachtungsbild für eine Abtastlinie durch Erfassen des ersten optischen Signals 74 vom Bildgebungssensor 96 (Schritt S130).
Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G bestimmt, ob die ersten optischen Signale 74 für alle Abtastlinien im Messzielelement 24 erfasst wurden (Schritt S132). Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S132 erfolgt (S132: Nein), fährt das Verfahren mit Schritt S134 fort.
In Schritt S134 steuert die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G die dritte Antriebseinheit 46, um die Bestrahlungsregion der linearen Beleuchtung LA in eine Abtastrichtung (Y-Achsenrichtung) um einen Schritt zu bewegen (Schritt S134). Dann kehrt das Verfahren zum oben beschriebenen Schritt S130 zurück.
Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S132 erfolgt (S132: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S136 fort. In Schritt S136 gibt die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G das Beobachtungsbild, das eine Vielzahl von ersten optischen Signalen 74 an jeweiligen Abtastpositionen in der Abtastrichtung ist, an die Servervorrichtung 10 über die Kommunikationseinheit 64 aus (Schritt S136). Dann endet diese Routine.
Es sei angemerkt, dass die Verarbeitung in den Schritten S102 bis S128 jedes Mal durchgeführt werden kann, wenn ein Beobachtungsbild erfasst wird, oder einmal vor der Erfassung der Vielzahl von Beobachtungsbildern durchgeführt werden kann. Ferner kann in einem Fall, in dem die Verarbeitung der Schritte S102 bis S128 jedes Mal ausgeführt wird, wenn eines der Vielzahl von Beobachtungsbildern erfasst wird, die Häufigkeit der Antriebssteuerung der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D mit zunehmender Häufigkeit der Ausführung verringert werden.
Wie oben beschrieben weist das Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform die Lichtquelleneinheit 18, die Objektivlinse 22, die Erfassungseinheit 60B und die Fokus-Steuereinheit 60D auf. Die Lichtquelleneinheit 18A sendet die lineare Beleuchtung LA parallel zur ersten Richtung aus. Die Objektivlinse 22 kondensiert die lineare Beleuchtung LA auf die Messzielregion 25. Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74, das auf den Lichtintensitätswert des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts durch die lineare Beleuchtung LA von der Bildgebungseinheit 31, die ein optisches Signal bildlich darstellt, hinweist. Die Fokussteuereinheit 60D modifiziert mindestens die relative Position und/oder die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74.
Hier gibt es Fälle, in denen die Intensität der linearen Beleuchtung LA, die von der Lichtquelleneinheit 18 ausgesendet wird, oder der optische Abstand zwischen der Lichtquelleneinheit 18 und dem Bildgebungssensor 34 aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur oder dergleichen schwankt.
Im Stand der Technik besteht in einem Fall, in dem die Eigenschaften einer in einer Messzielregion enthaltenen Probe durch gemessene optische Wellenlängeneigenschaften untersucht werden, die Möglichkeit, dass die Intensitätsschwankung zu einem Erkennungsfehler führen kann. Zusätzlich gibt es Fälle, in denen das von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung ausgesendete Licht nicht auf den Bildgebungssensor 34 fokussiert wird und die Lichtnutzungseffizienz abnimmt.
Andererseits modifiziert das Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform mindestens die relative Position oder die relative Stellung mindestens einer optischen Komponente, die nicht die Objektivlinse 22 ist, basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 des von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendeten Lichts.
Die Lichtquelleneinheit 18 ist eine Einheit, die die lineare Beleuchtung LA aussendet, verursacht durch Schwankungen in der Intensität oder dem optischen Abstand. Ferner ist die Bildgebungseinheit 31 eine Einheit, die von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendeten Lichts empfängt. Deshalb kann der Erkennungsfehler unterdrückt werden, indem mindestens die relative Position und/oder die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, modifiziert werden.
Deshalb kann das Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform Erkennungsfehler unterdrücken.
Zusätzlich wird im Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform eine durch Schwankung der Umgebungstemperatur oder dergleichen verursachte Fokusabweichung durch Einstellung der relativen Position mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, eingestellt. Deshalb ist es nicht notwendig, einen präzisen Einstellungsfixiermechanismus oder ein Temperaturanpassungssystem zur Durchführung von Temperaturkorrektur an der Lichtquelleneinheit 18 anzubringen. Deshalb kann das Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den obigen Wirkungen eine Verringerung der Nutzungseffizienz von Licht mit einer einfachen Konfiguration unterdrücken.
Zusätzlich verwendet das Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform die Messzielregion 25, einschließlich der Kalibrierungsregion 27, als die Messzielregion 25. Das Mikroskopsystem 1 modifiziert dann die relative Position und die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 des von der Kalibrierungsregion 27 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendeten Lichts.
Deshalb kann ein Mikroskopsystem 1C der vorliegenden Ausführungsform Fokuseinstellung mit hoher Genauigkeit zusätzlich zu den obigen Wirkungen durchführen.
Zusätzlich ist es in dem Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den obigen Wirkungen möglich, den Stromverbrauch zu senken, Erschöpfung der Lichtquelle 18B zu unterdrücken, Kosten zu reduzieren und dergleichen.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform ist statt der optischen Bildgebungseinheit eine Bildgebungseinheit 31 enthalten. Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Modus beschrieben, in dem die relative Position und die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, modifiziert werden.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems 1B der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Es sei angemerkt, dass in der obigen Ausführungsform die gleichen Funktionen oder Komponenten durch die gleichen Symbole angedeutet werden und dass auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet wird.
Das Mikroskopsystem 1B weist eine Bildgebungsvorrichtung 13 auf. Die Bildgebungsvorrichtung 13 ist beispielsweise über ein drahtloses Kommunikationsnetz wie ein Netzwerk N oder ein kabelgebundenes Kommunikationsnetz kommunikationsfähig mit einer Servervorrichtung 10 verbunden. Die Bildgebungsvorrichtung 13 weist eine Steuervorrichtung 17 und eine Messeinheit 15 auf.
Die Messeinheit 15 weist einen optischen Mechanismus auf, der Licht misst, das von der Messzielregion 25 ausgesendet wurde. Die Messeinheit 15 wird beispielsweise auf ein optisches Mikroskop angewendet.
Die Messeinheit 15 weist eine fünfte Antriebseinheit 48 und eine sechste Antriebseinheit 49 zusätzlich zu der Konfiguration der Messeinheit 14 der ersten Ausführungsform auf. Zusätzlich weist die Messeinheit 15 eine Fokuserkennungseinheit 36 statt der optischen Bildgebungseinheit auf. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform weist die Bildgebungseinheit 31 eine optische Bildgebungseinheit 30 und die Fokuserkennungseinheit 36 auf. Ferner weist in der vorliegenden Ausführungsform die optische Bildgebungseinheit 30 ein bildgebendes Spektroskop 34A statt dem Bildgebungssensor 34 auf.
Die fünfte Antriebseinheit 48 modifiziert eine angenommene Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten in der Lichtquelleneinheit 18. Modifizieren der relativen Stellung bedeutet Modifizieren der relativen Stellung mindestens einer der optischen Komponenten bezüglich mindestens einer anderen von optischen Komponenten. Die relative Stellung wird beispielsweise durch einen Drehwinkel aus der aktuellen Stellung, einem relativen Winkel bezüglich einer anderen optischen Komponente und dergleichen dargestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform dreht die fünfte Antriebseinheit 48 die gesamte Lichtquelle 18B um die optische Achse A1 der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D als ein Rotationszentrum. Beispielsweise wird ein Modus, in dem die fünfte Antriebseinheit 48 die Lichtquelle 18B in der Drehrichtung (Richtung des Pfeils X`) dreht, wie es in 10 zu sehen ist, als ein Beispiel beschrieben. Die Orientierung der Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA, die von der Lichtquelle 18B ausgesendet wird, wird durch Drehung der Lichtquelle 18B modifiziert.
Die sechste Antriebseinheit 49 modifiziert die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten in der optischen Bildgebungseinheit 30.
In der vorliegenden Ausführungsform treibt die sechste Antriebseinheit 49 ein Öffnungselement 35 zum Drehen der optischen Achse einer Bildformungslinse 32 an. Beispielsweise wird ein Modus, in dem die sechste Antriebseinheit 49 das Öffnungselement 35 in der Drehrichtung (Richtung des Pfeils z`) dreht, wie es in 10 zu sehen ist, als ein Beispiel beschrieben. Die Orientierung in der Längsrichtung des Schlitzes 37 im Öffnungselement 35 wird durch den Drehantrieb des Öffnungselements 35 modifiziert.
Als nächstes wird die Fokuserkennungseinheit 36 beschrieben. Die Fokuserkennungseinheit 36 ist eine optische Einheit, die Licht, das von der mit der linearen Beleuchtung LA bestrahlten Messzielregion 25 ausgesendet wird, in eine Vielzahl von (zwei oder mehr) Lichtwegen trennt und eine Phasendifferenz zwischen erhaltenen Bildern erhält. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall als ein Beispiel beschrieben, in dem die Fokuserkennungseinheit 36 eine optische Einheit zum Erhalten eines binokularen Bildes mit Pupillentrennung ist, das durch Teilen der Pupillen in zwei Teile unter Verwendung von zwei Trennlinsen erhalten wurde.
Die Fokuserkennungseinheit 36 weist eine Feldlinse 38, eine Blendenmaske 39, eine Trennlinse 40 mit einer Trennlinse 40A und einer Trennlinse 40B sowie einen Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung auf. Die Trennlinse 40 weist die Trennlinse 40A und die Trennlinse 40B auf.
Das von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht verläuft durch eine Objektivlinse 22 und einen geteilten Spiegel 20 und erreicht einen halbtransparenten Spiegel 28.
Der halbtransparente Spiegel 28 verteilt einen Teil des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts zur optischen Bildgebungseinheit 30 und verteilt den Rest des Lichts zur Fokuserkennungseinheit 36. Es sei angemerkt, dass die Verteilungsverhältnisse von Licht zur optischen Bildgebungseinheit 30 und zur Fokuserkennungseinheit 36 durch den halbtransparenten Spiegel 28 dasselbe Verhältnis (beispielsweise 50% und 50%) oder unterschiedliche Verhältnisse sein können. Deshalb kann ein dichroitischer Spiegel statt des halbtransparenten Spiegels 28 verwendet werden.
Das durch den halbtransparenten Spiegel 28 übertragene Licht erreicht die optische Bildgebungseinheit 30. Das vom halbtransparenten Spiegel 28 reflektierte Licht erreicht eine Fokuserkennungseinheit 36.
Das heißt, das von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht erreicht die Blendenmaske 39 über die Feldlinse 38. Die Blendenmaske 39 weist zwei Öffnungen 39A und 39B in Positionen auf, die bezüglich der optischen Achse der Feldlinse 38 symmetrisch sind. Die Größen der zwei Öffnungen 39A und 39B werden so eingestellt, dass die Tiefen des Felds der Trennlinse 40A und der Trennlinse 40B breiter als die Tiefe des Felds der Objektivlinse 22 sind.
Die Blendenmaske 39 teilt von der Feldlinse 38 einfallendes Licht in zwei Lichtflüsse durch die zwei Öffnungen 39A und 39B. Die Trennlinse 40A und die Trennlinse 40B kondensieren die durch die Öffnungen 39A bzw. 39B der Blendenmaske 39 übertragenen Lichtflüsse auf den Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung. Deshalb empfängt der Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung die zwei geteilten Lichtflüsse.
Es sei angemerkt, dass die Fokuserkennungseinheit 36 die Blendenmaske 39 gegebenenfalls nicht enthält. In diesem Fall wird Licht, das die Trennlinse 40 über die Feldlinse 38 erreicht hat, von der Trennlinse 40A und der Trennlinse 40B in zwei Lichtflüsse geteilt, die zum Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung kondensiert werden.
Der Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung empfängt die die zwei geteilten Lichtflüsse. Der Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung nimmt Bilder mit Pupillentrennung auf, einschließlich einen Satz von Lichtflussbildern, und gibt ein aufgenommenes Bild mit Pupillentrennung an die Steuervorrichtung 17 aus.
11 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines aufgenommenen Bildes 70 mit Pupillentrennung zeigt. Das aufgenommene Bild 70 mit Pupillentrennung weist ein Bild 72 mit Pupillentrennung auf, einschließlich eines Satzes aus Bild 72A und Bild 72B.
Das aufgenommene Bild 70 mit Pupillentrennung entspricht der Position und Helligkeit von Licht, das von jeder der Vielzahl von Lichtempfangseinheiten 41 empfangen wurde, die im Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung enthalten sind. Hiernach kann die Helligkeit des von der Lichtempfangseinheit 41 empfangenen Lichts als Lichtintensitätswert in der Beschreibung bezeichnet werden. Das Bild 72A und das Bild 72B, die im aufgenommenen Bild 70 mit Pupillentrennung enthalten sind, sind Lichtempfangsregionen und sie sind Regionen mit einem größeren Lichtintensitätswert im Vergleich zu anderen Regionen. Darüber hinaus bestrahlt wie oben beschrieben die Lichtquelleneinheit 18 die Messzielregion 25 mit der linearen Beleuchtung LA. Deshalb ist das von der Messzielregion 25, die mit der linearen Beleuchtung LA bestrahlt wurde, ausgesendete Licht lineares Licht. Deshalb sind die in den Bildern 72 mit Pupillentrennung enthaltenen Bilder 72A und 72B lineare Bilder parallel zu einer vorgegebenen Richtung. Diese vorgegebene Richtung ist eine Richtung, die optisch der X-Achsenrichtung entspricht, bei der es sich um die Längsrichtung der linearen Beleuchtung LA handelt.
Es sei angemerkt, dass die Fokuserkennungseinheit 36 lediglich eine optische Einheit zum Erhalten der Bilder 72 mit Pupillentrennung sein muss und dass die erhaltenen Bilder mit Pupillentrennung nicht auf binokulare Bilder mit Pupillentrennung beschränkt sind. Die Fokuserkennungseinheit 36 kann beispielsweise eine optische Einheit sein, die mindestens ein trinokulares Bild mit Pupillentrennung durch Teilen des von einer Probe T ausgesendeten Lichts in drei oder mehr Lichtflüsse und Empfangen der Lichtflüsse erhält.
Wie oben beschrieben weist in der vorliegenden Ausführungsform die optische Bildgebungseinheit 30 das bildgebendes Spektroskop 34A statt dem Bildgebungssensor 34 auf. Ähnlich wie der Bildgebungssensor 34 empfängt das bildgebende Spektroskop 34A das von der Messzielregion 25 ausgesendete Licht und gibt ein optisches Signal aus. Das bildgebende Spektroskop 34A gibt ein Spektralbild als optisches Signal aus. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein erstes optisches Signal 74 ein aufgenommenes Bild vom bildgebenden Spektroskop 34A, wenn die lineare Beleuchtung LA an die Messzielregion 25 angelegt wird.
Als nächstes wird die Steuervorrichtung 17 beschrieben.
Die Steuervorrichtung 17 ist ein Beispiel einer Informationsverarbeitungsvorrichtung. Die Steuervorrichtung 17 ist jeweils mit der Lichtquelle 18B, der ersten Antriebseinheit 44, dem bildgebenden Spektroskop 34A, einer zweiten Antriebseinheit 45, einer dritten Antriebseinheit 46, einer vierten Antriebseinheit 47, der fünften Antriebseinheit 48 und der sechsten Antriebseinheit 49 verbunden, um Daten oder Signale auszutauschen.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der funktionalen Konfiguration der Steuervorrichtung 17 zeigt. Es sei angemerkt, dass in 12 die Lichtquelle 18B, das bildgebende Spektroskop 34A, der Bildgebungssensor 42 für ein Bild mit Pupillentrennung, die erste Antriebseinheit 44, die zweite Antriebseinheit 45, die dritte Antriebseinheit 46, die vierte Antriebseinheit 47, die fünfte Antriebseinheit 48 und die sechste Antriebseinheit 49 zur Erläuterung ebenfalls gezeigt sind.
Die Steuervorrichtung 17 weist eine Steuereinheit 61, eine Speichereinheit 62 und eine Kommunikationseinheit 64 auf. Die Steuereinheit 61, die Speichereinheit 62 und die Kommunikationseinheit 64 sind miteinander verbunden, damit sie Daten oder Signale austauschen können.
Die Steuereinheit 61 weist eine Lichtquellen-Steuereinheit 60A, eine Erfassungseinheit 60B, eine Referenzfokus-Steuereinheit 61C, eine Fokus-Steuereinheit 61D, eine zweite Recheneinheit 61E, eine Antriebssteuereinheit 61F, eine Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G und eine dritte Recheneinheit 61H auf.
Einige oder alle der Lichtquellen-Steuereinheit 60A, der Erfassungseinheit 60B, der Referenzfokus-Steuereinheit 61C, der Fokus-Steuereinheit 61D, der zweiten Recheneinheit 61E, der Antriebssteuereinheit 61F und der Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G und der dritten Recheneinheit 61H können beispielsweise implementiert werden, indem eine Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa eine CPU, dazu gebracht wird, ein Programm auszuführen, d.h. Software kann mit Hardware implementiert werden, wie mit einem IC, oder sie kann unter Verwendung einer Kombination von Software und Hardware implementiert werden.
Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 60A die Lichtquelle 18B zum selektiven Aussenden der linearen Beleuchtung LA oder der Flächenbeleuchtung LB. Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74 oder das zweite optische Signal vom bildgebenden Spektroskop 34A.
Die Referenzfokus-Steuereinheit 61C führt die Referenzfokusverarbeitung ähnlich wie die Referenzfokus-Steuereinheit 60C der ersten Ausführungsform durch.
Hier stimmen die Längsrichtung des Schlitzes 37 und die Längsrichtung einer Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 vorzugsweise überein. Wie es insbesondere in 3A und 3B der obigen Ausführungsform zu sehen ist, stimmen die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37 und die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XD) der Bestrahlungsregion 82 des von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendeten Lichts im Öffnungselement 35 vom Standpunkt der Nutzungseffizienz von Licht und dergleichen vorzugsweise optisch überein. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Längsrichtung des Schlitzes 37 und die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 nicht übereinstimmen.
Vom Standpunkt der Nutzungseffizienz von Licht und dergleichen wird ebenfalls bevorzugt, dass sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 über die gesamte Region von einem Ende zum anderen Ende in Längsrichtung des Schlitzes 37 überlappen.
13A bis 13C sind erläuternde Diagramme der Lagebeziehung zwischen dem Schlitz 37 und der Bestrahlungsregion 82.
Wie es in 13A zu sehen ist, überlappt die Bestrahlungsregion 82 des von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht im Öffnungselement 35 idealerweise die gesamte Region des Schlitzes 37. Insbesondere stimmen die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XD) der Bestrahlungsregion 82 und die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37 idealerweise überein. Ebenfalls überlappen sich idealerweise der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 über die gesamte Region von einem Ende zum anderen Ende des Schlitzes 37 in der Längsrichtung.
Wie es in 13B zu sehen ist, gibt es jedoch Fälle, in denen die Längsrichtung des Schlitzes 37 (Richtung des Pfeils XC) nicht mit der Längsrichtung (Richtung des Pfeils XD) der Bestrahlungsregion 82 übereinstimmt. In diesem Fall erlaubt nur ein Teilbereich in der Längsrichtung des Schlitzes 37 das Durchleiten von Licht der Bestrahlungsregion 82. Deshalb erreicht in diesem Fall nur ein Teil des Lichts in der Längsrichtung des Schlitzes 37 von dem von der Messzielregion 25 ausgesendeten Licht das bildgebende Spektroskop 34A.
Zusätzlich wird als lineare Beleuchtung LA ein Fall angenommen, in dem eine Vielzahl von Arten von linearer Beleuchtung LA in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bestrahlt wird. Beispielsweise sei ein Fall angenommen, in dem lineare Beleuchtung LAA und lineare Beleuchtung LAB in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausgesendet werden. Die lineare Beleuchtung LAA und die lineare Beleuchtung LAB sind Beispiele der linearen Beleuchtung LA. Das von der Messzielregion 25 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA unterschiedlicher Wellenlängenbereiche ausgesendete Licht kann sich unterschiedlich drehen. In diesem Fall liegt wie in 13C ein Fall vor, in dem die Längsrichtungen XD (XDA, XDB) der Bestrahlungsregionen 82 (Lichtintensitätsverteilung 82A, Lichtintensitätsverteilung 82B) des von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der Vielzahl von Arten von linearer Beleuchtung LA (LAA, LAB) ausgesendeten Lichts sich voneinander unterscheiden.
14A und 14B sind erläuternde Diagramme der Wellenlängenintensitätsverteilung basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung 80, wenn die Lagebeziehung zwischen dem Schlitz 37 und der Bestrahlungsregion 82 im Zustand von 13C ist. In 14B stellt die vertikale Achse die Wellenlänge dar und die horizontale Achse stellt die Intensität dar.
Wie es in 14A gezeigt wird können, wenn die lineare Beleuchtung LA unterschiedlicher Wellenlängen ausgesendet wird und Bildgebung zweimal durchgeführt wird (in 14A zeigt das obere Diagramm eine erste Wellenlänge und das untere Diagramm zeigt eine zweite Wellenlänge) sich die Längsrichtungen XD (XDA, XDB) der Vielzahl von Bestrahlungsregionen 82 (82A, 82B) voneinander unterscheiden. In diesem Fall werden verschiedene Lichtintensitätsverteilungen 80 entsprechend den Neigungen der Bestrahlungsregionen 82 in Abhängigkeit von der Position des Schlitzes 37 in der Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) erhalten. Beispielsweise werden unterschiedliche Lichtintensitäten in unterschiedlichen Positionen n und m in der Längsrichtung des Schlitzes 37 erhalten.
Wie es insbesondere in 14B gezeigt wird, unterscheidet sich die Wellenlängenintensitätsverteilung basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung 80A in der Position n in der Längsrichtung des Schlitzes 37 von der Wellenlängenintensitätsverteilung basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80B in Position m.
In diesem Beispiel wird durch Kopplung der Lichtintensitätsverteilung 82A und der Lichtintensitätsverteilung 82B des von der Messzielregion 25 durch die Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA einer Vielzahl unterschiedlicher Arten von Wellenlängenbereichen ausgesendeten Lichts die Unterscheidbarkeit einer Vielzahl von Pigmenten, die in der in der Messzielregion 25 enthaltenden Probe T gefärbt sind, verstärkt. In einem Fall, in dem sich die Lichtintensitätsverteilung 80 in Abhängigkeit von der Position in der Längsrichtung des Schlitzes 37 aber unterscheidet, kann Unebenheit der Lichterkennung durch das bildgebende Spektroskop 34A auftreten und die Unterscheidbarkeit von Pigmenten kann sich verschlechtern.
Zusätzlich gibt es einen Fall, in dem die Position der Lichtempfangsregion 75 im ersten optischen Signal 74 aufgrund einer Schwankung in der Umgebungstemperatur oder dergleichen schwanken.
15 ist ein erläuterndes Diagramm einer Verschiebung einer Lichtempfangsregion 75 im ersten optischen Signal 74. Ein erstes optisches Signal 74D und ein erstes optisches Signal 74E sind Beispiele des ersten optischen Signals 74, die bei verschiedenen Umgebungstemperaturen erfasst wurden.
Wie es in 15 gezeigt wird, verschiebt sich die Position der Lichtempfangsregion 75 beispielsweise um eine Verschiebungsmenge D aufgrund einer Schwankung in der Umgebungstemperatur.
16 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und der Positionsveränderungsmenge gemäß der Lichtempfangsregion 75 zeigt. Wie es in 16 gezeigt wird schwankt auch die Position der Lichtempfangsregion 75, wenn die Umgebungstemperatur schwankt. Ein Anstieg von 5°C von 25°C auf 30°C kann beispielsweise eine Verschiebung der Position der Lichtempfangsregion 75 um 55 µm bewirken.
Aus diesem Grund werden die Bestrahlungsregion 82 des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts und der Schlitz 37 aufgrund der Schwankung der Umgebungstemperatur verschoben und die Nutzungseffizienz des Lichts durch das bildgebende Spektroskop 34A kann sich verringern. In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Pigmenten unter Verwendung der linearen Beleuchtung LA mit einer Vielzahl von Wellenlängen unterschieden wird, verändern sich ferner die scheinbaren Wellenlängeneigenschaften und damit verschlechtert sich die Unterscheidbarkeit der in der Probe T gefärbten Pigmente.
Wieder bezugnehmend auf 12 wird die Beschreibung fortgesetzt. Deshalb modifiziert die Fokussteuereinheit 61D der vorliegenden Ausführungsform mindestens die relative Position und/oder die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74.
Insbesondere weist die Fokus-Steuereinheit 61D die zweite Recheneinheit 61E und die Antriebssteuereinheit 61F auf.
Die zweite Recheneinheit 61E berechnet den maximalen Lichtintensitätswert der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem sich die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 im Öffnungselement 35 schneiden. Der maximale Lichtintensitätswert der Lichtintensitätsverteilung 80 bedeutet den maximalen Lichtintensitätswert unter den Lichtintensitätswerten an Positionen entlang der Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37 in der Lichtintensitätsverteilung 80.
Wenn sich in diesem Beispiel die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D bezüglich der Lichtquelle 18B verändert, verändert sich auch der maximale Lichtintensitätswert der Lichtintensitätsverteilung 80. Deshalb bewegt die Antriebssteuereinheit 61F mindestens eine Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, in eine relative Position, in der der berechnete maximale Lichtintensitätswert gleich oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
17A bis 17D sind erläuternde Diagramme der Steuerung der relativen Position durch die zweite Recheneinheit 61E und die Antriebssteuereinheit 61F. 17A bis 17D zeigen die Lagebeziehung zwischen dem Schlitz 37 und der Bestrahlungsregion 82, wenn der Schlitz 37 aus einer Richtung orthogonal zur Richtung der optischen Achse visuell erkannt wird. Unterdessen sind in 18A bis 18D Beispiele der Lichtintensitätsverteilung 80 (Lichtintensitätsverteilungen 80C bis 80F) des ersten optischen Signals 74 gezeigt, entsprechend 17A bis 17D. In 18A bis 18D entspricht die horizontale Achse jeder Position in der Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37. In 18A bis 18D stellt die vertikale Achse den Lichtintensitätswert dar.
Wie es in 17A gezeigt wird, modifiziert die Antriebssteuereinheit 61F die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneidet.
Beispielsweise dreht die Antriebssteuereinheit 61F durch Steuerung der fünften Antriebseinheit 48 die Lichtquelle 18B, so dass die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37 und die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XD) der Bestrahlungsregion 82 sich in einem vorgegebenen Winkel θ schneiden. Der vorgegebene Winkel θ muss lediglich im Voraus bestimmt werden. Der vorgegebene Winkel θ beträgt beispielsweise 30°, aber er ist nicht auf 30° beschränkt. Es sei angemerkt, dass die Antriebssteuereinheit 61F das Öffnungselement 35 durch Steuerung der sechsten Antriebseinheit 49 drehen kann.
18A ist ein Diagramm, dass ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung 80C des ersten optischen Signals 74 zeigt, wenn sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 im vorgegebenen Winkel θ schneiden, in dem gezeigten Zustand von 17A. Die zweite Recheneinheit 61E berechnet den maximalen Intensitätswert Imax der Lichtintensitätsverteilung 80C. Die zweite Recheneinheit 61E berechnet den Intensitätswert des Spitzenwerts der Lichtintensitätsverteilung 80C als maximalen Intensitätswert Imax.
Dann modifiziert die Antriebssteuereinheit 61F die relative Position mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der optischen Bildgebungseinheit 30 enthalten sind, während der Zustand, in dem sich die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneiden, aufrechterhalten wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus, in dem die Antriebssteuereinheit 61F die in der Lichtquelleneinheit 18 enthaltene Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entlang der optischen Achse A1 durch Steuerung der ersten Antriebseinheit 44 bewegt, als ein Beispiel beschrieben.
Dann bewegt die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine relative Position, in der der maximale Lichtintensitätswert gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist. Der zweite Schwellenwert muss lediglich im Voraus bestimmt werden.
Wenn sich die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entlang der optischen Achse A1 durch Steuerung der Antriebssteuereinheit 61F bewegt, verändert sich die Breite der Bestrahlungsregion 82. 17B bis 17D sind Diagramme, die die Bestrahlungsregion 82 zeigen, wenn die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entlang der optischen Achse A1 bewegt wird, während der Zustand von 17A, in dem sich die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneiden, aufrechterhalten wird. Wie es in 17A bis 17D zu sehen ist, verändert sich die Breite der Bestrahlungsregion 82 in Abhängigkeit von der Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D.
Deshalb sind Lichtintensitätsverteilungen 80, die jeder Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D entsprechen, beispielsweise wie in 18B bis 18D gezeigt. 18B bis 18D sind Diagramme, die Beispiele der Lichtintensitätsverteilung 80 (Lichtintensitätsverteilungen 80D bis 80F) des ersten optischen Signals 74 zeigen, sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 in den Zuständen von 17B bis 17D befinden. In einem Fall, in dem die in 18B bis 18D gezeigten Lichtintensitätsverteilungen 80 erhalten werden, berechnet die zweite Recheneinheit 61E den maximalen Intensitätswert Imax jeder der Lichtintensitätsverteilungen 80.
Das heißt, die Antriebssteuereinheit 61F modifiziert den Abstand zwischen der Lichtquelle 18B und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D schrittweise durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44. Die zweite Recheneinheit 61E berechnet den maximalen Lichtintensitätswert Imax der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74, das in jedem Schritt erfasst wurde. Dann wiederholen die zweite Antriebssteuereinheit 61E und die Antriebssteuereinheit 61F die Bewegung der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D, die Erfassung des ersten optischen Signals 74 und die Berechnung des maximalen Lichtintensitätswerts Imax für eine vorgegebene Anzahl von Malen M. Die Anzahl der Wiederholungen M muss lediglich eine Ganzzahl von gleich oder größer als 3 sein. Die Anzahl der Wiederholungen M muss lediglich im Voraus festgelegt werden.
Dann kann die Antriebssteuereinheit 61F den größten maximalen Lichtintensitätswert Imax unter den maximalen Lichtintensitätswerten Imax der Lichtintensitätsverteilungen 80 des ersten optischen Signals 74, das in den jeweiligen M Wiederholungen erfasst wurde, als den zweiten Schwellenwert festlegen. In diesem Fall spezifiziert die Antriebssteuereinheit 61F die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D ab dem Zeitpunkt, an dem das erste optische Signal 74 mit dem größten maximalen Lichtintensitätswert Imax erfasst wurde. Dann bewegt die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in die angegebene relative Position durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44.
Durch diese Verarbeitungen kann die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position bewegen, in der ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf das bildgebende Spektroskop 34A fokussiert wird.
An diesem Punkt ist es wie mit Bezug auf 13A beschrieben ideal, wenn die Bestrahlungsregion 82 des von einer Kalibrierungsregion 27 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA ausgesendete Licht im Öffnungselement 35 die gesamte Region des Schlitzes 37 überlappt. Insbesondere stimmen die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XD) der Bestrahlungsregion 82 und die Längsrichtung (Richtung des Pfeils XC) des Schlitzes 37 idealerweise überein. Ebenfalls überlappen sich idealerweise der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 über die gesamte Region von einem Ende zum anderen Ende des Schlitzes 37 in der Längsrichtung.
Deshalb führt die Fokus-Steuereinheit 61D ferner Linienausrichtungsverarbeitung durch. Die Linienausrichtungsverarbeitung dient der Ausrichtung der Längsrichtung des Schlitzes 37 und der Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82.
Zunächst modifiziert die Fokus-Steuereinheit 61D die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 mit der Längsrichtung des Schlitzes 37 übereinstimmt.
Insbesondere berechnet die zweite Recheneinheit 61E die Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert und dem minimalen Lichtintensitätswert der Lichtintensitätsverteilungen 80 unter Verwendung der Lichtintensitätsverteilungen 80 des ersten optischen Signals 74. Dann dreht die Antriebssteuereinheit 61F mindestens den Schlitz 37 und/oder die Bestrahlungsregion 82, bis die Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert und dem minimalen Lichtintensitätswert gleich oder kleiner als ein dritter Schwellenwert wird.
Beispielsweise dreht die Antriebssteuereinheit 61F mindestens den Schlitz 37 und/oder die Lichtquelle 18B durch Antreiben und Steuern mindestens der sechsten Antriebseinheit 49 und/oder der fünften Antriebseinheit 48. Durch diese Verarbeitung dreht die Antriebssteuereinheit 61F mindestens den Schlitz 37 und/oder die Bestrahlungsregion 82.
19A bis 19C sind erläuternde Diagramme der Linienausrichtungsverarbeitung. 19A bis 19C zeigen die Lagebeziehung zwischen dem Schlitz 37 und der Bestrahlungsregion 82, wenn der Schlitz 37 aus einer Richtung orthogonal zur Richtung der optischen Achse visuell erkannt wird. Unterdessen sind in 20A bis 20C Beispiele der Lichtintensitätsverteilung 80 (Lichtintensitätsverteilungen 80E, 80G und 80H) des ersten optischen Signals 74 gezeigt, entsprechend 19A bis 19C. In 20A bis 20C entspricht die horizontale Achse der Position des Schlitzes 37 in der Längsrichtung. In 20A bis 20C stellt die vertikale Achse den Lichtintensitätswert dar.
Wie es in 19A bis 19C gezeigt wird, verändert sich die Lichtintensitätsverteilung 80, wie in 20A bis 20C gezeigt, indem sie so gesteuert wird, dass sie sich schrittweise dreht, so dass die Längsrichtung des Schlitzes 37 mit der Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 übereinstimmt. Darüber hinaus verringert sich die Differenz zwischen der maximalen Lichtintensität Imax und der minimalen Lichtintensität Imin der Lichtintensitätsverteilung 80, wenn die Längsrichtung des Schlitzes 37 und die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 sich dem Anpassungszustand enger annähern.
Deshalb berechnet die zweite Recheneinheit 61E für die Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74, das in jedem Drehungsschritt erhalten wurde, eine Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert Imax und dem minimalen Lichtintensitätswert Imin der Lichtintensitätsverteilung 80.
Wenn die Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert Imax und dem minimalen Lichtintensitätswert Imin der Lichtintensitätsverteilung 80 gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert wird, beendet die Antriebssteuereinheit 61F dann die Drehsteuerung. Der dritte Schwellenwert muss lediglich im Voraus bestimmt werden.
Es sei beispielsweise angenommen, dass die Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert Imax und dem minimalen Lichtintensitätswert Imin der Lichtintensitätsverteilung 80 in 20C gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert ist. In diesem Fall stimmen wie in 19C gezeigt die Längsrichtung des Schlitzes 37 und die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 im Wesentlichen überein, d. h. sie sind im Wesentlichen parallel zueinander.
Deshalb kann durch die obige Verarbeitung die Fokus-Steuereinheit 61D die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, modifizieren, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 mit der Längsrichtung des Schlitzes 37 übereinstimmt.
Es sei angemerkt, dass es Fälle gibt, in denen die Bestrahlungsregion 82 und der Schlitz 37 in eine Richtung orthogonal zur Längsrichtung davon aufgrund der Modifizierung der relativen Stellung verschoben werden können (siehe 19C). Deshalb führt die Fokus-Steuereinheit 61D vorzugsweise ferner eine Anpassungsverarbeitung durch.
Insbesondere spezifiziert die Antriebssteuereinheit 61F der Fokus-Steuereinheit 61D den maximalen Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine relative Position bewegt wird, die vor der Linienausrichtungsverarbeitung vorgegeben wurde. Das heißt, die Antriebssteuereinheit 61F kann die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position bewegen, in der ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf das bildgebende Spektroskop 34A fokussiert wird.
Dann treibt die Antriebssteuereinheit 61F die erste Antriebseinheit 44 an und steuert diese, bis das erste optische Signal 74 mit dem vorgegebenen maximalen Lichtintensitätswert erfasst wird. Die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D wird wieder durch die Antriebssteuerung der ersten Antriebseinheit 44 bewegt. Durch diese Verarbeitung, wie in 21A gezeigt, überlappen sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 über die gesamte Region von einem Ende zum anderen Ende des Schlitzes 37 in der Längsrichtung. Zusätzlich ist wie in 21B gezeigt eine Lichtintensitätsverteilung 80I, die in diesem Zustand erhalten wird, in einem Zustand, in dem der Lichtintensitätswert im Vergleich zu dem in der Lichtintensitätsverteilung 80H (siehe 20C), der vor der Verarbeitung erhalten wurde, verbessert ist.
Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt die Antriebssteuereinheit 61F die Position der Kollimatorlinse 18C entlang der optischen Achse A1 durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44 bewegen kann. Ferner kann die Antriebssteuereinheit 61F sowohl die Kollimatorlinse 18C als auch die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D durch Antreiben und Steuern der ersten Antriebseinheit 44 bewegen. Alternativ kann die Antriebssteuereinheit 61F eine optische Vorrichtung, wie ein Korrekturspiegel, antreiben und steuern, während die Positionen der Kollimatorlinse 18C und der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D fixiert gehalten werden.
Durch diese Verarbeitungen kann die Fokus-Steuereinheit 61D, d.h. die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position bewegen, in der ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf das bildgebende Spektroskop 34A fokussiert wird. Ferner kann die Fokus-Steuereinheit 61D sich in eine Zustand einstellen, in dem die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 mit der Längsrichtung des Schlitzes 37 übereinstimmt und sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 von einem Ende zum anderen Ende in der Längsrichtung des Schlitzes 37 über die gesamte Region überlappen.
Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, die obige Verarbeitung unter Verwendung des ersten optischen Signals 74 des Lichts von der Kalibrierungsregion 27 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA durchgeführt wird. Wie es in 21B gezeigt wird, kann hier der durch die Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 dargestellte Lichtintensitätswert einen anderen Wert angeben, im Abhängigkeit von jeder Position in der Längsrichtung des Schlitzes 37. Insbesondere gibt es in der Lichtintensitätsverteilung 80 Fälle, in denen der Lichtintensitätswert im mittleren Abschnitt hoch ist und der Lichtintensitätswert im peripheren Abschnitt niedrig ist.
Deshalb berechnet die dritte Recheneinheit 61H einen Korrekturkoeffizienten zur Korrektur des ersten optischen Signals 74.
22A und 22B sind erläuternde grafische Darstellungen der Korrekturkoeffizientenberechnung. 22A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung 801 vor der Korrektur zeigt. Die Lichtintensitätsverteilung 80I ist ein Beispiel der Lichtintensitätsverteilung 80. 22B ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Lichtintensitätsverteilung 80I` nach der Korrektur zeigt. In 22A und 22B weist die horizontale Achse auf jede Position in der Richtung de Pfeils XA im ersten optischen Signal 74 hin. Die vertikale Achse weist auf den Lichtintensitätswert hin.
Die dritte Recheneinheit 61H normalisiert den maximalen Lichtintensitätswert Imax in der Lichtintensitätsverteilung 80 des von der Kalibrierungsregion 27 durch Bestrahlung mit der linearen Beleuchtung LA einer Referenzwellenlänge ausgesendeten Lichts als 1,0. Dann wird die Lichtintensitätsverteilung 801 aus 22A erhalten. Die dritte Recheneinheit 61H berechnet den Korrekturkoeffizienten für jede Pixelposition, so dass der von der Lichtintensitätsverteilung 801 dargestellte Lichtintensitätswert 1,0 über der gesamten Region (d.h. alle Pixel) des ersten optischen Signals 74 gleicht. Dann speichert die dritte Recheneinheit 61H den berechneten Korrekturkoeffizienten in der Speichereinheit 62 in Verbindung mit Informationen, die auf jede Pixelposition hinweisen.
Es wird eine Lichtintensitätsverteilung 80I` wie in 22B durch Korrektur der Lichtintensitätsverteilung 801 unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten erhalten. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G muss lediglich die Lichtintensitätsverteilung 80I`, die korrigiert wurde, als ein Beobachtungsbild verwenden.
Insbesondere erfasst die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G ein Beobachtungsbild ähnlich wie die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G. Wie oben beschrieben ist das Beobachtungsbild ein aufgenommenes Bild, das zur Analyse der Probe T und dergleichen verwendet wird. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G bewegt einen Tisch 26 schrittweise in der Y-Achsenrichtung durch Antreiben der dritten Antriebseinheit 46. Durch die Bewegung des Tisches 26 wird die lineare Beleuchtung LA, mit der die auf dem Tisch 26 platzierte Messzielregion 25 bestrahlt wird, in der Abtastrichtung (Y-Achsenrichtung) abgetastet. Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G erfasst ein Beobachtungsbild, das ein aufgenommenes Bild der gesamten Messzielregion 25 ist, durch Abtasten mit der linearen Beleuchtung LA in der Abtastrichtung und Darstellung durch das bildgebende Spektroskop 34A. Das heißt, die Antriebssteuereinheit 60F erfasst das Beobachtungsbild durch Erfassen des ersten optischen Signals 74 an jeder Abtastposition in der Abtastrichtung.
Dann korrigiert in der vorliegenden Ausführungsform die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G den Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74 in jeder Abtastposition unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten für eine entsprechende, in der Speichereinheit 62 gespeicherte Pixelposition. Beispielsweise glättet die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G den Korrekturkoeffizienten durch Erzeugen eines gleitenden Durchschnitts oder einer ungefähren Kurve und multipliziert das erste optische Signal 74, bei dem es sich um das Beobachtungsbild handelt, mit dem geglätteten Korrekturkoeffizienten, wodurch des erste optische Signal 74 erhalten wird, das korrigiert wurde. Dann muss die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G lediglich das erste optische Signal 74, das korrigiert wurde, als Beobachtungsbild erfassen.
Als nächstes wird ein Beispiel eines Ablaufs der Informationsverarbeitung beschrieben, die von der Steuervorrichtung 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs der von der Steuervorrichtung 17 ausgeführten Informationsverarbeitung zeigt. Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass die Messzielregion 25, einschließlich dem Messzielelement 24 mit der Probe T und der Kalibrierungsregion 27, auf dem Tisch 26 platziert wird, bevor die Steuervorrichtung 17 die folgende Informationsverarbeitung ausführt. Die Platzierung der Messzielregion 25 auf dem Tisch 26 kann manuell durchgeführt werden oder mit einer Ladevorrichtung, einem Manipulator oder dergleichen automatisch gesteuert werden.
Zunächst treibt die Steuereinheit 61 die dritte Antriebseinheit 46 an und steuert diese, so dass die Kalibrierungsregion 27 innerhalb der Bildgebungsregion der Bildgebungseinheit 31 angeordnet ist. Durch diese Antriebssteuerung wird die Kalibrierungsregion 27 in die Bildgebungsregion der Bildgebungseinheit 31 bewegt (Schritt S200) .
Als nächstes steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 60A die Lichtquelle 18B zum Ausschalten der linearen Beleuchtung LA und zum Einschalten Flächenbeleuchtung LB (Schritt S202) .
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das zweite optische Signal vom bildgebenden Spektroskop 34A (Schritt S204) .
Die Referenz-Fokussteuereinheit 61C führt Referenzfokusverarbeitung unter Verwendung des in Schritt S204 erfassten zweiten optischen Signals durch (Schritt S206). In Schritt S204 stellt die Referenzfokus-Steuereinheit 61C die anfängliche relative Position der Objektivlinse 22 auf eine Position ein, in der das Kontrastverhältnis durch das Kontrastverfahren maximiert ist.
Als nächstes steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 60A die Lichtquelle 18B zum Ausschalten der Flächenbeleuchtung LB und zum Einschalten der linearen Beleuchtung LA (Schritt S208) .
Die Antriebssteuereinheit 61F der Fokus-Steuereinheit 61D steuert mindestens die fünfte Antriebseinheit 48 und/oder die sechste Antriebseinheit 49, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneidet (Schritt S210). Durch die Steuerung in Schritt S210 wird mindestens eine der Lichtquelle 18B und des Öffnungselements 35 drehend angetrieben und die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneiden sich.
Als nächstes erfasst die Erfassungseinheit 60B das erste optische Signal 74 vom bildgebenden Spektroskop 34A (Schritt S212). Die zweite Recheneinheit 61E der Fokus-Steuereinheit 61D berechnet den maximalen Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S212 erfasst wurde (Schritt S214) .
Die Antriebssteuereinheit 61F bewegt die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D, die in der Lichtquelleneinheit 18 enthalten ist, über einen vorgegebenen Abstand entlang der optischen Achse A1 (Schritt S216) .
Die Erfassungseinheit 60B erfasst das erste optische Signal 74, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D bewegt wurde, durch die später noch zu beschreibende Verarbeitung in Schritt S216 oder Schritt S224 vom bildgebenden Spektroskop 34A über die Erfassungseinheit 60B (Schritt S218) .
Die zweite Recheneinheit 61E berechnet den maximalen Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S218 erfasst wurde (Schritt S220). Die Antriebssteuereinheit 61F bestimmt, ob der in Schritt S220 berechnete maximale Lichtintensitätswert kleiner als der anfängliche Lichtintensitätswert ist, bei der es sich um den in Schritt S214 berechneten maximalen Lichtintensitätswert handelt (Schritt S222) .
Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S222 erfolgt (S222: Nein), fährt das Verfahren mit Schritt S224 fort. In Schritt S224 bewegt die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D um einen vorgegebenen Abstand entlang der optischen Achse A1 in eine Richtung, die der Bewegungsrichtung in Schritt S216 entgegengesetzt ist (Schritt S224). Dann kehrt das Verfahren zum oben beschriebenen Schritt 218 zurück.
Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S222 erfolgt (S222: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S226 fort. Die Antriebssteuereinheit 61F bestimmt, ob die Verarbeitung in den Schritten S216 bis S222 eine vorgegebene Anzahl von Malen M wiederholt wurde (Schritt S226) .
Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S226 erfolgt (S226: Nein), kehrt das Verfahren zu Schritt S216 zurück. Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S226 erfolgt (S226: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S228 fort.
In Schritt S228 bewegt die Antriebssteuereinheit 61F die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine relative Position ab dem Zeitpunkt der Erfassung des ersten optischen Signals 74, das den größten maximalen Intensitätswert unter den maximalen Lichtintensitätswerten des ersten optischen Signals 74, das in jeder der oben beschriebenen M Wiederholungen erfasst wurde, angibt (Schritt S228) .
Durch die Verarbeitung in Schritt S228 kann die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D in eine Position bewegen, in der ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts auf das bildgebende Spektroskop 34A fokussiert wird.
Insbesondere sind durch die Verarbeitung der Schritte S210 bis S226 die Beziehung zwischen dem halbtransparenten Spiegel 28 und dem Schlitz 37 und die Lichtintensitätsverteilung 80 wie in 17A bis 17D und 18A bis 18D gezeigt. Dann kann die Referenzfokus-Steuereinheit 61C die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D bewegen, so dass sie sich in dem Zustand von 17C und 18C befindet.
Als nächstes führt die Fokus-Steuereinheit 61D ferner Linienausrichtungsverarbeitung durch.
Insbesondere erfasst die Erfassungseinheit 60B das erste optische Signal 74 vom bildgebenden Spektroskop 34A (Schritt S230) .
Die zweite Recheneinheit 61E der Fokus-Steuereinheit 61D berechnet eine Differenz zwischen dem maximalen Lichtintensitätswert und dem minimalen Lichtintensitätswert der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S230 erfasst wurde (Schritt S232). Dann bestimmt die Antriebssteuereinheit 61F, ob die in Schritt S232 berechnete Differenz gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert ist (Schritt S234). Wenn die Differenz den dritten Schwellenwert überschreitet (Schritt S234: Nein), fährt das Verfahren mit Schritt S236 fort. In Schritt S236 dreht die Antriebssteuereinheit 61F mindestens den Schlitz 37 und/oder die Lichtquelle 18B um einen vorgegebenen Drehwinkel durch Antreiben und Steuern mindestens der sechsten Antriebseinheit 49 und/oder der fünften Antriebseinheit 48 (Schritt S236). Dann kehrt das Verfahren zum oben beschriebenen Schritt S230 zurück.
Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S234 erfolgt (S234: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S238 fort. In Schritt S238 führt die Fokus-Steuereinheit 61D die Anpassungsverarbeitung durch. Insbesondere spezifiziert die Antriebssteuereinheit 61F der Fokus-Steuereinheit 61D den maximalen Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74, das in Schritt S230 erfasst wurde. Dann treibt die Antriebssteuereinheit 61F die erste Antriebseinheit 44 an und steuert diese, bis das erste optische Signal 74 mit dem vorgegebenen maximalen Lichtintensitätswert erfasst wird. Die Lichtquellen-Fokussierlinse 18D wird wieder durch die Antriebssteuerung der ersten Antriebseinheit 44 (Schritt S238) bewegt.
Durch die Verarbeitung in Schritt S238, wie in 21A gezeigt, überlappen sich der Schlitz 37 und die Bestrahlungsregion 82 über die gesamte Region von einem Ende zum anderen Ende des Schlitzes 37 in der Längsrichtung. Zusätzlich ist wie in 21B gezeigt eine Lichtintensitätsverteilung 80I, die in diesem Zustand erhalten wird, in einem Zustand, in dem der Lichtintensitätswert im Vergleich zu dem in der Lichtintensitätsverteilung 80H (siehe 20C), der vor der Verarbeitung erhalten wurde, verbessert ist.
Als nächstes berechnet die dritte Recheneinheit 61H einen Korrekturkoeffizienten zur Korrektur des ersten optischen Signals 74 (Schritt S240). Die Steuereinheit 61 speichert den in Schritt S240 berechneten Korrekturkoeffizienten in der Speichereinheit 62 (Schritt S242) .
Als nächstes bewegt die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G den Tisch 26 in eine Anfangsposition in der Abtastrichtung (Y-Achsenrichtung) der linearen Beleuchtung LA durch Antreiben der dritten Antriebseinheit 46 (Schritt S244). Die Anfangsposition ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Region, die von der Kalibrierungsregion 27 abweicht, d.h. eine Region, in der sich die Probe T befindet. Durch diese Antriebssteuerung wird die Messzielregion 25, in der sich die Probe T befindet, in die Bildgebungsregion der Bildgebungseinheit 31 bewegt.
Als nächstes erfasst die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G ein Beobachtungsbild für eine Abtastlinie durch Erfassen des ersten optischen Signals 74 vom bildgebenden Spektroskop 34A (Schritt S246) .
Als nächstes korrigiert die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G das in Schritt S246 erfasste erste optische Signal 74 unter Verwendung des in der Speichereinheit 62 gespeicherten Korrekturkoeffizienten (Schritt S248) .
Die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G bestimmt, ob die ersten optischen Signale 74 für alle Abtastlinien im Messzielelement 24 erfasst wurden (Schritt S250). Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S250 erfolgt (S250: Nein), fährt das Verfahren mit Schritt S252 fort.
In Schritt S252 steuert die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G die dritte Antriebseinheit 46, um die Bestrahlungsregion der linearen Beleuchtung LA in eine Abtastrichtung (Y-Achsenrichtung) um einen Schritt zu bewegen (Schritt S252). Dann kehrt das Verfahren zum oben beschriebenen Schritt S246 zurück.
Wenn eine bestätigende Bestimmung in Schritt S250 erfolgt (S250: Ja), fährt das Verfahren mit Schritt S254 fort. In Schritt S254 gibt die Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G das Beobachtungsbild, das eine Vielzahl von korrigierten ersten optischen Signalen 74 an jeweiligen Abtastpositionen in der Abtastrichtung ist, an die Servervorrichtung 10 über die Kommunikationseinheit 64 aus (Schritt S254). Dann endet diese Routine.
Wie oben beschrieben berechnet im Mikroskopsystem 1B der vorliegenden Ausführungsform die Referenzfokus-Steuereinheit 61C den maximalen Lichtintensitätswert des ersten optischen Signals 74, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem sich die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 schneiden. Dann wird in dem Mikroskopsystem 1B mindestens eine relative Position der Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 31 und der optischen Bildgebungseinheit 18 enthalten sind, in eine relative Position modifiziert, in der der maximale Lichtintensitätswert gleich oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Deshalb hat das Mikroskopsystem 1B der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Wirkungen zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform. Das heißt, im dem Mikroskopsystem 1B kann auch in einem Fall, in dem sich die Position der Bestrahlungsregion 82 im Öffnungselement 35 bezüglich des Schlitzes 37 bewegt, ein Bild des von der Messzielregion 25 ausgesendeten Lichts mit hoher Genauigkeit auf das bildgebende Spektroskop 34A fokussiert werden.
Zusätzlich modifiziert im Mikroskopsystem 1B der vorliegenden Ausführungsform die Fokussteuereinheit 61D die relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit 18 oder der Bildgebungseinheit 31 enthalten sind, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 mit der Längsrichtung des Schlitzes 37 übereinstimmt.
Deshalb ist es im Mikroskopsystem 1B der vorliegenden Ausführungsform sogar in einem Fall, in dem die Längsrichtung der Bestrahlungsregion 82 und die Längsrichtung des Schlitzes 37 nicht übereinstimmen, möglich, die Steuerung durchführen, so dass diese Längsrichtungen übereinstimmen. Deshalb kann das Mikroskopsystem 1B die Nutzungseffizienz von Licht zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform weiter verbessern.
Zusätzlich ist es im Mikroskopsystem 1B der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein Beobachtungsbild mit hoher Unterscheidbarkeit von Pigmenten zusätzlich zu den obigen Wirkungen bereitzustellen.
Ferner wurde in der vorliegenden Ausführungsform ein Modus als ein Beispiel beschrieben, in dem die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D basierend auf der Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74, das vom bildgebenden Spektroskop 34A erfasst wurde, modifiziert wird. Das Mikroskopsystem 1 kann jedoch die relative Position der Lichtquellen-Fokussierlinse 18D basierend auf der Lichtverteilung des aufgenommenen Bildes 70 mit Pupillentrennung, das von der Fokuserkennungseinheit 36 in der Bildgebungseinheit 31 erfasst wurde, verändern.
In diesem Fall muss beispielsweise das Mikroskopsystem 1B lediglich die Lichtintensitätsverteilung des Bildes 72A oder des Bildes 72B, das ein Bild 72 mit Pupillentrennung im aufgenommenen Bild 70 mit Pupillentrennung ist, als Lichtintensitätsverteilung 80 des ersten optischen Signals 74 verwenden und eine ähnliche Verarbeitung durchführen wie oben.
(Modifikation)
Es sei angemerkt, dass das Mikroskopsystem 1 und das Mikroskopsystem 1B, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, kombiniert werden können. Das heißt, sowohl die Fokuserkennungseinheit 36 und die optische Bildgebungseinheit können enthalten sein.
24 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Mikroskopsystems 1C der vorliegenden Modifikation zeigt. Das Mikroskopsystem 1C hat eine ähnliche Konfiguration wie das Mikroskopsystem 1, mit der Ausnahme, dass beispielsweise eine Fokuserkennungseinheit 36 ferner im Mikroskopsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
Insbesondere weist das Mikroskopsystem 1C eine Bildgebungsvorrichtung 99 statt der Bildgebungsvorrichtung 12 auf. Die Bildgebungsvorrichtung 99 weist eine Messeinheit 98 statt der Messeinheit 14 auf. Die Messeinheit 98 hat eine ähnliche Konfiguration wie die Messeinheit 14 der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Fokuserkennungseinheit 36 ferner enthalten ist.
In der vorliegenden Modifikation ist es lediglich notwendig, dass eine ähnliche Verarbeitung durchgeführt wird wie in der obigen Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass das erste optische Signal 74, das von einer beliebigen der Fokuserkennungseinheit 36 oder dem Bildgebungssensor 96 erhalten wurde, zum Zeitpunkt der Erfassung eines Beobachtungsbildes verwendet wird.
(Hardware-Konfiguration)
25 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel eines Computers 1000 zeigt, der die Funktionen der Steuervorrichtung 16 gemäß den Ausführungsformen und Modifikationen implementiert.
Der Computer 1000 weist eine CPU 1100, einen Arbeitsspeicher (RAM) 1200, einen Lese-Speicher (ROM) 1300, ein Festplattenlaufwerk (HDD) 1400, eine Kommunikationsschnittstelle 1500 und eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle 1600 auf. Die Einheiten des Computers 1000 sind über einen Bus 1050 verbunden.
Die CPU 1100 arbeitet nach einem Programm, das im ROM 1300 oder HDD 1400 gespeichert ist und steuert jede der Einheiten. Beispielsweise lädt die CPU 1100 ein im ROM 1300 oder HDD 1400 gespeichertes Programm in das R_AM 1200 und führt die Verarbeitung gemäß dem Programm aus.
Das ROM 1300 speichert ein Boot-Programm, wie ein BIOS (Basic Input Output System), das von der CPU 1100 ausgeführt wird, wenn der Computer 1000 aktiviert wird, ein von der Hardware des Computers 1000 abhängiges Programm und dergleichen.
Das HDD 1400 ist ein computerlesbaren Aufzeichnungsmedium, das ein Programm zur Ausführung durch die CPU 1100, von einem solchen Programm verwendete Daten und dergleichen auf nicht-flüchtige Weise speichert. Insbesondere ist das HDD 1400 ein Aufzeichnungsmedium, das ein Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung aufzeichnet, wobei es sich um ein Beispiel von Programmdaten 1450 handelt.
Die Kommunikationsschnittstelle 1500 ist eine Schnittstelle für den Computer 1000 zur Verbindung mit einem externen Netzwerk 1550 (beispielsweise Internet). Beispielsweise empfängt die CPU 1100 Daten von einer anderen Vorrichtung oder sendet von der CPU 1100 erzeugte Daten an eine andere Vorrichtung über die Kommunikationsschnittstelle 1500.
Die Eingabe- und Ausgabeschnittstelle 1600 ist eine Schnittstelle zur Verbindung einer Eingabe- und Ausgabevorrichtung 1650 mit dem Computer 1000. Beispielsweise empfängt die CPU 1100 Daten von einer Eingabevorrichtung, wie etwa einer Tastatur oder Maus, über die Eingabe- und Ausgabeschnittstelle 1600. Zusätzlich sendet die CPU 1100 Daten zu einer Ausgabevorrichtung, wie etwa einer Anzeige, einem Lautsprecher oder einem Drucker, über die Eingabe- und Ausgabeschnittstelle 1600. Ferner kann die Eingabe- und Ausgabeschnittstelle 1600 als eine Medienschnittstelle dienen, die ein Programm oder dergleichen liest, das in einem vorgegebenen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist. Ein Medium bezieht sich beispielsweise auf ein optische Aufzeichnungsmedium, wie eine DVD (Digital Versatile Disc) oder ein wiederbeschreibbarer Phasenwechsel-Datenträger (PD), ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie eine magnetooptische Diskette (MO), ein Bandmedium, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder ein Halbleiterspeicher.
Beispielsweise implementiert in einem Fall, in dem der Computer 1000 als Steuervorrichtung 16 oder Steuervorrichtung 17 gemäß den obigen Ausführungsformen dient, die CPU 1100 des Computers 1000 durch Ausführen eines im RAM 1200 geladenen Programms die Funktionen der Lichtquellen-Steuereinheit 60A, der Erfassungseinheit 60B, der Referenzfokus-Steuereinheit 60C, der Fokus-Steuereinheit 60D, der ersten Recheneinheit 60E, der Antriebssteuereinheit 60F, der Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 60G, der Referenzfokus-Steuereinheit 61C, der Fokus-Steuereinheit 61D, der zweiten Recheneinheit 61E, der Antriebssteuereinheit 61F, der Beobachtungsbilderfassungs-Steuereinheit 61G, der dritten Recheneinheit 61H und dergleichen. Das HDD 1400 speichert auch ein Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung und Daten. Es sei angemerkt, dass die CPU 1100 zwar die Programmdaten 1450 vom HDD 1400 liest und die Programmdaten 1450 ausführt, diese Programme als anderes Beispiel aber auch von einer anderen Vorrichtung über das externer Netzwerk 1550 erfasst werden können.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen aufweisen kann.

(1) Mikroskopsystem, aufweisend:
- eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet;
- eine Objektivlinse, die die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert;
- eine Erfassungseinheit, die ein erstes optisches Signal erfasst, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde, angibt; und
- eine Fokus-Steuereinheit, die eine relative Position und/oder eine relative Stellung der Lichtquelleneinheit und einer Bildgebungseinheit steuert, die das erste optische Signal basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt.
(2) Mikroskopsystem nach (1), wobei die Fokus-Steuereinheit aufweist:
- eine erste Recheneinheit, die eine Verteilungsbreite der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals berechnet; und
- eine Antriebssteuereinheit, die mindestens eine der Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, in eine relative Position bewegt, in der die Verteilungsbreite gleich oder kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
(3) Mikroskopsystem nach (2), wobei die Fokus-Steuereinheit
- eine Fokussierlinse, die in der Lichtquelleneinheit enthalten ist, in eine Richtung der optischen Achse basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals bewegt.
(4) Mikroskopsystem nach einem von (1) bis (3), wobei die Messzielregion aufweist:
- eine Probe und eine Kalibrierungsregion, die Licht eines zweiten bestimmten Wellenlängenbereichs durch Bestrahlung mit Licht eines ersten bestimmten Wellenlängenbereichs aussendet,
- wobei die Bildgebungseinheit
- von der Messzielregion ausgesendetes Licht durch ein Öffnungselement mit einem Schlitz parallel zu einer zweiten Richtung empfängt, und
- wobei die Fokus-Steuereinheit
- eine relative Position und/oder eine relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten modifiziert, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals, das auf einen Lichtintensitätswert des von der Kalibrierungsregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendeten Lichts hinweist.
(5) Mikroskopsystem nach (4), wobei die Fokus-Steuereinheit aufweist:
- eine zweite Recheneinheit, die einen maximalen Lichtintensitätswert einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals berechnet, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem sich eine Längsrichtung einer Bestrahlungsregion des von der Kalibrierungsregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendeten Lichts und eine Längsrichtung des Schlitzes im Öffnungselement schneiden; und
- eine Antriebssteuereinheit, die mindestens eine Komponente der Vielzahl von optischen Komponenten in eine relative Position bewegt, in der der maximale Lichtintensitätswert gleich oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
(6) Mikroskopsystem nach (5), wobei die Antriebssteuereinheit eine relative Stellung mindestens einer der Lichtquelleneinheit, der Bildgebungseinheit, und mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, modifiziert, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion mit der Längsrichtung des Schlitzes übereinstimmt.
(7) Mikroskopsystem nach einem von (1) bis (6), aufweisend eine dritte Recheneinheit, die einen Korrekturkoeffizienten zur Korrektur eines Lichtintensitätswerts des ersten optischen Signals berechnet.
(8) Bildgebungsverfahren, das von einem Computer ausgeführt wird, wobei das Bildgebungsverfahren aufweist:
- einen Schritt der Erfassung eines ersten optischen Signals, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von einer Messzielregion durch lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung ausgesendet wurde, angibt; und
- einen Schritt des Modifizierens einer relativen Position und/oder einer relativen Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer von einer Lichtquelleneinheit, die die lineare Beleuchtung aussendet, oder einer Bildgebungseinheit, die das erste optische Signal basierend auf der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt, enthalten sind.
(9) Bildgebungsvorrichtung, aufweisend: eine Messeinheit; und Software, die zur Steuerung eines Betriebs der Messeinheit verwendet wird, wobei die Software in der Bildgebungsvorrichtung installiert ist, wobei die Messeinheit aufweist:
- eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet;
- eine Objektivlinse, die die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert; und
- eine Bildgebungseinheit, und
- wobei die Software
- von der Bildgebungseinheit ein erstes optisches Signal erfasst, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde, angibt, und
- eine relative Position und/oder eine relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals modifiziert.

Bezugszeichenliste

1, 1B, 1C: MIKROSKOPSYSTEM
18: LICHTQUELLENEINHEIT
18B: LICHTQUELLE
18D: LICHTQUELLEN-FOKUSSIERLINSE
22: OBJEKTIVLINSE
25: MESSZIELREGION
27: KALIBRIERUNGSREGION
31: BILDGEBUNGSEINHEIT
35: ÖFFNUNGSELEMENT
37: SCHLITZ
44: ERSTE ANTRIEBSEINHEIT
45: ZWEITE ANTRIEBSEINHEIT
46: DRITTE ANTRIEBSEINHEIT
47: VIERTE ANTRIEBSEINHEIT
48: FÜNFTE ANTRIEBSEINHEIT
49: SECHSTE ANTRIEBSEINHEIT
60B: ERFASSUNGSEINHEIT
60C, 61C: REFERENZFOKUS-STEUEREINHEIT
60D, 61D: FOKUS-STEUEREINHEIT
60E: ERSTE RECHENEINHEIT
60F, 61F: ANTRIEBSSTEUEREINHEIT
61E: ZWEITE RECHENEINHEIT
61H: DRITTE RECHENEINHEIT
74: ERSTES OPTISCHES SIGNAL
80: LICHTINTENSITÄTSVERTEILUNG

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005292839 A [0003]

Claims

Mikroskopsystem, aufweisend: eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet; eine Objektivlinse, die die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert; eine Erfassungseinheit, die ein erstes optisches Signal erfasst, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde, angibt; und eine Fokus-Steuereinheit, die eine relative Position und/oder eine relative Stellung der Lichtquelleneinheit und einer Bildgebungseinheit steuert, die das erste optische Signal basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt.
Mikroskopsystem nach Anspruch 1, wobei die Fokus-Steuereinheit aufweist: eine erste Recheneinheit, die eine Verteilungsbreite der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals berechnet; und eine Antriebssteuereinheit, die mindestens eine der Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, in eine relative Position bewegt, in der die Verteilungsbreite gleich oder kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
Mikroskopsystem nach Anspruch 2, wobei die Fokus-Steuereinheit eine Fokussierlinse, die in der Lichtquelleneinheit enthalten ist, in eine Richtung der optischen Achse basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals bewegt.
Mikroskopsystem nach Anspruch 1, wobei die Messzielregion aufweist: eine Probe und eine Kalibrierungsregion, die Licht eines zweiten bestimmten Wellenlängenbereichs durch Bestrahlung mit Licht eines ersten bestimmten Wellenlängenbereichs aussendet, wobei die Bildgebungseinheit von der Messzielregion ausgesendetes Licht durch ein Öffnungselement mit einem Schlitz parallel zu einer zweiten Richtung empfängt, und wobei die Fokus-Steuereinheit eine relative Position und/oder eine relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten modifiziert, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals, das auf einen Lichtintensitätswert des von der Kalibrierungsregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendeten Lichts hinweist.
Mikroskopsystem nach Anspruch 4, wobei die Fokus-Steuereinheit aufweist: eine zweite Recheneinheit, die einen maximalen Lichtintensitätswert einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals berechnet, das in einem Zustand erfasst wurde, in dem sich eine Längsrichtung einer Bestrahlungsregion des von der Kalibrierungsregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendeten Lichts und eine Längsrichtung des Schlitzes im Öffnungselement schneiden; und eine Antriebssteuereinheit, die mindestens eine Komponente der Vielzahl von optischen Komponenten in eine relative Position bewegt, in der der maximale Lichtintensitätswert gleich oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Mikroskopsystem nach Anspruch 5, wobei die Antriebssteuereinheit eine relative Stellung mindestens einer der Lichtquelleneinheit, der Bildgebungseinheit, und mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, modifiziert, so dass die Längsrichtung der Bestrahlungsregion mit der Längsrichtung des Schlitzes übereinstimmt.
Mikroskopsystem nach Anspruch 1, aufweisend eine dritte Recheneinheit, die einen Korrekturkoeffizienten zur Korrektur eines Lichtintensitätswerts des ersten optischen Signals berechnet.
Bildgebungsverfahren, das von einem Computer ausgeführt wird, wobei das Bildgebungsverfahren aufweist: einen Schritt der Erfassung eines ersten optischen Signals, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von einer Messzielregion durch lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung ausgesendet wurde, angibt; und einen Schritt des Modifizierens einer relativen Position und/oder einer relativen Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer von einer Lichtquelleneinheit, die die lineare Beleuchtung aussendet, oder einer Bildgebungseinheit, die das erste optische Signal basierend auf der Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals erzeugt, enthalten sind.
Bildgebungsvorrichtung, aufweisend: eine Messeinheit; und Software, die zur Steuerung eines Betriebs der Messeinheit verwendet wird, wobei die Software in der Bildgebungsvorrichtung installiert ist, wobei die Messeinheit aufweist: eine Lichtquelleneinheit, die lineare Beleuchtung parallel zu einer ersten Richtung aussendet; eine Objektivlinse, die die lineare Beleuchtung auf eine Messzielregion kondensiert; und eine Bildgebungseinheit, und wobei die Software von der Bildgebungseinheit ein erstes optisches Signal erfasst, das einen Lichtintensitätswert von Licht, das von der Messzielregion durch die lineare Beleuchtung ausgesendet wurde, angibt, und eine relative Position und/oder eine relative Stellung mindestens einer Komponente einer Vielzahl von optischen Komponenten, die in mindestens einer der Lichtquelleneinheit oder der Bildgebungseinheit enthalten sind, basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung des ersten optischen Signals modifiziert.