WO2020171173A1 - 顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システム - Google Patents

顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システム Download PDF

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    • G01N2021/6463—Optics

Definitions

  • the present disclosure relates to a microscope system, a focus adjustment program, and a focus adjustment system.
  • a technique is disclosed in which light having an asymmetrical shape with respect to the optical axis is condensed on a sample and a variation in the distance between the condenser lens and the sample is detected as displacement of a light receiving position of reflected light (for example, Patent Document 1). .. Further, there is disclosed a technique in which the focus of the condenser lens is easily adjusted by using the displacement amount of the light receiving position to easily adjust the focus to the sample.
  • the present disclosure proposes a microscope system, a focus adjustment program, and a focus adjustment system that can easily focus on a measurement target region arranged via a glass plate.
  • a microscope system provides an irradiation unit that irradiates excitation light having an asymmetrical shape with respect to the optical axis, and a measurement target member including a glass member and a measurement target region.
  • a derivation unit for deriving a movement amount and a movement direction of at least one of the objective lens and the measurement target member, based on the fluorescence signal, and a derivation unit that derives the movement amount and A movement control unit that moves at least one of the objective lens and the measurement target member in the movement direction.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a detection unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a detection unit according to the first embodiment of the present disclosure. It is a figure showing an example of functional composition of focus adjusting device 12 concerning a 1st embodiment of this indication. It is a schematic diagram which shows an example of the fluorescence signal which concerns on 1st Embodiment of this indication.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a profile of fluorescence intensity values according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of Example 1 according to the first embodiment of the present disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the fluorescence signal which concerns on 1st Embodiment of this indication.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a captured image according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of deriving a movement amount and a movement direction according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 3 is a flowchart showing an example of the flow of information processing according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of Example 2 according to the first embodiment of the present disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the fluorescence signal which concerns on 1st Embodiment of this indication.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a captured image according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a microscope system according to Modification 1 of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a microscope system according to Modification 2 of the present disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the microscope system which concerns on the modification 3 of this indication. It is a figure showing an example of functional composition of a focus adjusting device concerning a 2nd embodiment of this indication. It is a schematic diagram which shows an example of the fluorescence signal which concerns on 2nd Embodiment of this indication.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a microscope system according to Modification 1 of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a microscope system according to Modification 2 of the present disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the microscope system which concerns on the modification 3 of this indication. It is a figure showing an example of functional composition
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of derivation of a movement direction and a movement amount according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of derivation of a movement direction and a movement amount according to the second embodiment of the present disclosure.
  • 9 is a flowchart showing an example of the flow of information processing according to the second embodiment of the present disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the detection part which concerns on the 3rd Embodiment of this indication. It is a figure showing an example of functional composition of a focus adjusting device concerning a 3rd embodiment of this indication. It is an image figure of the measuring object field concerning a 3rd embodiment of this indication.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of selection of a unit area according to the third embodiment of the present disclosure.
  • 9 is a flowchart showing an example of the flow of information processing according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a hardware configuration diagram according to an embodiment and a modified example of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a microscope system 1 of this embodiment.
  • the microscope system 1 is a system that irradiates the sample S with the excitation light LB and receives the fluorescence emitted from the sample S.
  • the microscope system 1 includes a measurement unit 10 and a focus adjustment device 12.
  • the measurement unit 10 and the focus adjustment device 12 are connected so as to be able to exchange data or signals.
  • the measurement unit 10 has an optical mechanism that measures the fluorescence emitted from the sample S.
  • the measurement unit 10 is applied to, for example, an optical microscope.
  • the measurement unit 10 includes an irradiation unit 14, an excitation filter 16, a dichroic mirror 18, an objective lens 20, a measurement target member 22, an emission filter 24, a half mirror 26, an imaging lens 28, and a detection unit 30.
  • the irradiation unit 14 emits the excitation light LB.
  • the excitation light LB is light having an asymmetric shape with respect to the optical axis.
  • the optical axis indicates the optical axis (optical axis A1 and optical axis A2) from the irradiation unit 14 to the measurement target member 22.
  • the asymmetrical shape with respect to the optical axis means that the shape of the light flux in the orthogonal cross section orthogonal to the optical axis is asymmetrical with respect to the optical axis.
  • the wavelength range of the excitation light LB may be any wavelength range including the wavelength range in which the sample S emits fluorescence.
  • the irradiation unit 14 includes a light emitting unit 14A, a collimating lens 14B, and a light shielding unit 14C.
  • the light emitting unit 14A emits the irradiation light LA.
  • the light emitting unit 14A emits the irradiation light LA including at least the wavelength region in which the sample S emits fluorescence.
  • the light emitting unit 14A is any one of a light source that emits spot-shaped (point-shaped) light, a light source that emits linear light, and a light source that emits linear light through a slit or the like. Good.
  • the spot shape and the line shape refer to the shape of the cross section of the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A, which is orthogonal to the optical axis A1.
  • the optical axis A1 represents the optical axis from the irradiation unit 14 to the dichroic mirror 18. In other words, the optical axis A1 indicates the optical axis of the collimator lens 14B.
  • the light emitting unit 14A is a light source that emits the irradiation light LA having a linear shape. Further, in the present embodiment, a case will be described as an example in which the longitudinal direction of the linearly-shaped irradiation light LA coincides with the X-axis direction in FIG. 1. Details of the X-axis direction will be described later.
  • the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A reaches the light shielding unit 14C after being made into substantially parallel light by the collimator lens 14B.
  • the light shielding unit 14C shields a part of the irradiation light LA and outputs it as the excitation light LB having an asymmetric shape with respect to the optical axis.
  • the light blocking portion 14C may be a member that blocks a part of the irradiation light LA.
  • the light shielding portion 14C is, for example, a plate-shaped member that does not transmit the irradiation light LA.
  • the light shielding portion 14C shields one end in a direction (Z-axis direction in the drawing) intersecting the longitudinal direction (X-axis direction) of the linear irradiation light LA.
  • the light-shielding range of the light-shielding portion 14C is not limited.
  • the light shielding portion 14C may be arranged so as to shield the irradiation light LA from the one end to the center in the Z-axis direction in the cross section orthogonal to the optical axis A1.
  • a part of the irradiation light LA is shielded by the light shielding portion 14C to become the excitation light LB that is asymmetric with respect to the optical axis A1.
  • the excitation filter 16 selectively transmits light in the wavelength region where the sample S to be measured emits fluorescence.
  • the excitation light LB is narrowed by passing through the excitation filter 16 and then reflected by the dichroic mirror 18 to reach the objective lens 20.
  • the excitation filter 16 may be omitted.
  • the dichroic mirror 18 reflects the excitation light LB and transmits light in the wavelength region other than the excitation light LB. In this embodiment, the dichroic mirror 18 transmits fluorescence.
  • the objective lens 20 focuses the excitation light LB on the measurement target member 22.
  • the objective lens 20 is a lens for focusing the excitation light LB on the measurement target member 22 and irradiating the measurement target region 22B with the excitation light LB via the glass member 22A of the measurement target member 22.
  • the objective lens 20 is provided with a second drive unit 38.
  • the second driving unit 38 moves the objective lens 20 in a direction toward or away from the measurement target member 22.
  • the measurement target member 22 is provided with a first drive unit 36.
  • the first drive unit 36 moves the measurement target member 22 in a direction toward or away from the objective lens 20.
  • the focus of the objective lens 20 is adjusted by adjusting the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 (details will be described later).
  • the measurement unit 10 may be configured to include at least one of the first drive unit 36 and the second drive unit 38, and is not limited to the configuration including both of them.
  • the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 may be referred to as the distance, the distance in the Z-axis direction, or the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22.
  • a direction along which the objective lens 20 and the measurement target member 22 approach and leave each other is referred to as a Z-axis direction for description.
  • description will be made assuming that the Z-axis direction and the optical axis A2 of the objective lens 20 are parallel to each other.
  • the two-dimensional plane that is the light-receiving surface of the excitation light LB in the measurement target member 22 is a plane represented by two axes that are orthogonal to the Z-axis direction (X-axis direction and Y-axis direction that is orthogonal to the X-axis direction). I shall.
  • the longitudinal direction of the linear irradiation light LA coincides with the X-axis direction.
  • the longitudinal direction of the irradiation light LA (that is, the longitudinal direction of the excitation light LB) may not match the X-axis direction.
  • the measurement target member 22 includes a glass member 22A, a measurement target region 22B, and a glass member 22C.
  • the glass member 22C is a member on which the sample S is placed.
  • the glass member 22C is, for example, a slide glass.
  • the glass member 22C is not limited to a member made of glass, as long as the sample S can be placed on the glass member 22C.
  • the glass member 22A is a glass for holding the sample S with the glass member 22C.
  • the glass member 22A may be referred to as a cover glass.
  • the glass member 22A may be a member that transmits the excitation light LB and the fluorescence emitted from the sample S. "Transmitting" means that the transmittance of light to be transmitted is 80% or more.
  • the measurement target area 22B is an area between the glass member 22A and the glass member 22C.
  • the sample S is placed on the measurement target region 22B.
  • the sample S is the measurement target.
  • the sample S emits fluorescence upon irradiation with the excitation light LB.
  • the sample S is, for example, microorganisms, cells, liposomes, red blood cells in blood, white blood cells, platelets, vascular endothelial cells, microcellular debris of epithelial tissue, and pathological tissue sections of various organs.
  • the sample S may be an object such as a cell that is labeled with a fluorescent dye that emits fluorescence upon irradiation with the excitation light LB.
  • the sample S in the state of being enclosed by the encapsulating material may be placed in the measurement target region 22B.
  • a known material that transmits the excitation light LB incident on the measurement target region 22B and the fluorescence emitted from the sample S may be used as the encapsulating material.
  • the encapsulating material may be either liquid or solid.
  • the specimen S irradiated with the excitation light LB emits fluorescence.
  • the encapsulant present in the measurement target region 22B may also emit fluorescence. Therefore, in the following description, it may be described that fluorescence is emitted from the measurement target region 22B.
  • Fluorescence emitted from the measurement target region 22B by irradiation of the excitation light LB passes through the objective lens 20 and the dichroic mirror 18 and reaches the emission filter 24.
  • the emission filter 24 selectively transmits the fluorescence emitted from the measurement target region 22B. Therefore, the excitation light LB does not pass through the emission filter 24, and only the fluorescence emitted from the measurement target region 22B selectively passes through the emission filter 24.
  • Fluorescence that has passed through the emission filter 24 reaches the half mirror 26.
  • the half mirror 26 distributes a part of the fluorescence to the detection unit 30 and the rest to the image detection unit 34. Note that the distribution ratio of fluorescence to the detection unit 30 and the image detection unit 34 by the half mirror 26 may be the same ratio (for example, 50% or 50%) or may be different ratios. Therefore, a dichroic mirror may be used instead of the half mirror 26.
  • Fluorescence reflected by the half mirror 26 is focused on the detection unit 30 by the imaging lens 28.
  • the fluorescence that has passed through the half mirror 26 is condensed on the image detection unit 34 by the imaging lens 32.
  • the light emitting unit 14A of the irradiation unit 14 and the measurement target member 22 are in an optically conjugate relationship. Further, it is assumed that the light emitting unit 14A, the measurement target member 22, the detection unit 30, and the image detection unit 34 are in an optically conjugate relationship. That is, the measuring unit 10 is assumed to be a coaxial epi-illumination type microscope optical system.
  • the image detection unit 34 receives fluorescence and outputs a fluorescence image showing the received fluorescence.
  • the fluorescence image is used for analyzing the type of the sample S and the like.
  • the image detection unit 34 is, for example, a known line sensor or area sensor.
  • the image detection unit 34 outputs the fluorescence image to, for example, an analyzer that analyzes the fluorescence image.
  • the detection unit 30 includes a plurality of light receiving units, receives the fluorescence emitted from the measurement target region 22B, and outputs the fluorescence signal.
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of the detection unit 30.
  • the detection unit 30 includes a plurality of light receiving units 31.
  • the light receiving unit 31 is an element that converts the received fluorescence into an electric charge.
  • the light receiving unit 31 is, for example, a photodiode.
  • FIG. 2A shows, as an example, a detection unit 30 in which a plurality of light receiving units 31 are two-dimensionally arranged along a light receiving surface 33 that receives fluorescence.
  • the detection unit 30 is, for example, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor or a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • the detection unit 30 may have a form in which a plurality of light receiving units 31 are arranged one-dimensionally.
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing an example of the detection unit 30.
  • the detection unit 30 may have a form in which a plurality of light receiving units 31 are one-dimensionally arranged along the light receiving surface 33.
  • the detection unit 30 may include at least two light receiving units 31.
  • the detection unit 30 has a configuration in which a plurality of light receiving units 31 are two-dimensionally arranged along the light receiving surface 33 will be described as an example.
  • the detection unit 30 may have a configuration in which a plurality of block regions 31A including a plurality of types of light receiving units 31 having at least one of gain and charge accumulation time are arranged along the light receiving surface 33 (see FIG. 2A). ..
  • the gain indicates at least one of an analog-digital conversion gain and an amplification gain.
  • the charge storage time refers to the charge storage time per output of the fluorescence signal when the detection unit 30 is the charge storage type detection unit 30 such as CMOS or CCD.
  • one block area 31A may be treated as one pixel.
  • the detection unit 30 receives fluorescence and outputs a fluorescence signal.
  • the fluorescence signal output from the detection unit 30 is a signal indicating the intensity value of the fluorescence received by each of the plurality of light receiving units 31.
  • the fluorescence signal is a signal that defines the fluorescence intensity value for each of the plurality of light receiving units 31.
  • the fluorescence intensity value may be referred to as a fluorescence intensity value for description.
  • the fluorescence intensity value is a value indicating the intensity of received fluorescence.
  • the detection unit 30 outputs the fluorescence signal to the focus adjustment device 12.
  • the fluorescence signal is a fluorescence image in which the fluorescence intensity value is defined for each pixel corresponding to each of the plurality of light receiving units 31.
  • the fluorescence intensity value corresponds to the pixel value.
  • the measurement unit 10 irradiates the measurement target member 22 with the excitation light LB by scanning along the direction (Y-axis direction) orthogonal to the longitudinal direction (X-axis direction) of the irradiation light LA.
  • the scanning method of the excitation light LB is not limited.
  • the scanning method is, for example, a method of moving the measurement target member 22 in the Y-axis direction by the first driving unit 36, or a portion of the measurement unit 10 other than the measurement target member 22 is moved in the Y-axis direction with respect to the measurement target member 22.
  • a deflection mirror may be arranged between the dichroic mirror 18 and the objective lens 20, and the excitation light LB may be scanned by the polarization mirror.
  • the focus adjustment device 12 is an example of an information processing device.
  • the focus adjustment device 12 adjusts the focus of the objective lens 20 based on the fluorescence signal received from the detection unit 30.
  • the focus adjustment device 12 and each of the detection unit 30, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 are connected so as to be able to exchange data or signals.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a functional configuration of the focus adjustment device 12. Note that FIG. 3 also illustrates the detection unit 30, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 for the sake of explanation.
  • the focus adjustment device 12 includes an acquisition unit 12A, a derivation unit 12B, and a movement control unit 12C.
  • the derivation unit 12B includes a generation unit 12D, an identification unit 12E, and a calculation unit 12F.
  • Part or all of the acquisition unit 12A, the derivation unit 12B, the movement control unit 12C, the generation unit 12D, the identification unit 12E, and the calculation unit 12F causes a processing device such as a CPU (Central Processing Unit) to execute the program. That is, it may be realized by software, hardware such as IC (Integrated Circuit), or both software and hardware.
  • a processing device such as a CPU (Central Processing Unit) to execute the program. That is, it may be realized by software, hardware such as IC (Integrated Circuit), or both software and hardware.
  • the acquisition unit 12A acquires a fluorescence signal from the detection unit 30.
  • the deriving unit 12B derives the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the fluorescence signal acquired from the detection unit 30. Specifically, the deriving unit 12B derives the movement amount and the movement direction for adjusting the focus of the objective lens 20 to the measurement target region 22B based on the fluorescence signal.
  • the derivation unit 12B has a generation unit 12D, a specification unit 12E, and a calculation unit 12F.
  • the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value included in the fluorescence signal. Specifically, the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value with respect to the direction in which the blur of the fluorescence receiving region included in the fluorescence signal is generated.
  • the profile of the fluorescence intensity value is represented by a diagram showing the relationship between the direction of blurring and the fluorescence intensity value, where the horizontal axis represents the blurring direction and the vertical axis represents the fluorescence intensity value.
  • the fluorescent light receiving region is a light receiving region of the fluorescence emitted from the measurement target region 22B included in the fluorescent signal, and has a larger fluorescence intensity value than other regions.
  • the generation unit 12D may specify in advance the blurring direction of the fluorescence receiving region included in the fluorescence signal and use it for generating the profile.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the fluorescence signal 40.
  • the fluorescence signal 40 includes the fluorescence receiving region E.
  • the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is changed stepwise from a short distance to a long distance, and the fluorescence signal 40 obtained by the detection unit 30 at each step is shown.
  • the plurality of fluorescence signals 40 (fluorescence signal 40A to fluorescence signal 40E) shown in FIG. 4 are obtained when the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is gradually increased from the fluorescence signal 40A toward the fluorescence signal 40E.
  • the fluorescence signal 40C is an example of the fluorescence signal 40 when the objective lens 20 is focused on the measurement target region 22B.
  • the vertical axis direction (Y′ axis direction) of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 4 corresponds to the Y axis direction on the measurement target member 22.
  • the horizontal axis direction (X′ axis direction) of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 4 corresponds to the X axis direction in the measurement target member 22.
  • the Z′-axis direction of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 4 corresponds to the Z-axis direction that is the direction in which the measurement target member 22 and the objective lens 20 approach or leave.
  • the direction of blurring of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40 is one side on the light receiving surface 33 of the detection unit 30. Shift to (arrow YA' side).
  • the blurring direction of the fluorescence receiving area E is displaced from the center line 41 toward the arrow YA'. This is because the measurement target member 22 is located closer to the objective lens 20 than the focus of the objective lens 20 as the measurement target member 22 and the objective lens 20 are closer to each other.
  • the center line 41 is a line passing through the fluorescence receiving area E, which is included in the fluorescence signal 40C obtained when the objective lens 20 is focused on the measurement target area 22B.
  • the generation unit 12D changes the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 in a stepwise manner, and from the fluorescence signal 40 obtained at each step, blurring of the fluorescence receiving area E included in the fluorescence signal 40 occurs.
  • the direction of occurrence is specified in advance.
  • the generation unit 12D identifies the Y′-axis direction in the fluorescence signal 40 as the blurring direction of the fluorescence receiving area E.
  • the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value with respect to the blurring direction (Y'-axis direction) of the fluorescence receiving area E included in the fluorescence signal 40.
  • the profile of the fluorescence intensity value is represented by f(y').
  • y′ indicates the position in the Y′-axis direction, which is the direction of occurrence of blurring, of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40.
  • the position in the Y'axis direction is represented by, for example, position coordinates indicating the pixel position in the Y'axis direction.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a profile of fluorescence intensity values.
  • the horizontal axis represents the position in the blurring direction (Y′ axis direction) of the fluorescence signal 40.
  • the vertical axis represents the fluorescence intensity value.
  • the value shown in each diagram indicates that the larger the value is, the closer the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 is.
  • the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value of the fluorescence signal 40 each time one fluorescence signal 40 is acquired. Therefore, when the generation unit 12D acquires one fluorescence signal 40, for example, the generation unit 12D generates a profile represented by any one of the plurality of diagrams shown in FIG.
  • the generation unit 12D may generate a profile of the fluorescence intensity value by using the fluorescence intensity value of the fluorescence receiving area E included in the fluorescence signal 40. That is, the generation unit 12D may generate the profile of the fluorescence intensity value for the fluorescence receiving region E that is a part of the fluorescence signal 40 instead of the entire fluorescence signal 40. In this case, for example, the generation unit 12D may specify a region in the fluorescence signal 40 that exhibits a fluorescence intensity value equal to or higher than a threshold value for determining that the fluorescence has been received, as the fluorescence reception region E, and generate a profile.
  • the identification unit 12E identifies the barycentric position of the fluorescence intensity value in the fluorescence signal 40 based on the profile generated by the generation unit 12D.
  • the specifying unit 12E calculates the position of the center of gravity using the following formula (1).
  • g indicates the position of the center of gravity.
  • f(y') indicates the profile of the fluorescence intensity value, as described above.
  • y′ indicates the position in the Y′ axis direction, which is the blurring direction of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40.
  • the identifying unit 12E uses the profile obtained by performing at least one of binning processing and threshold processing on the fluorescence intensity value profile f(y′) instead of the fluorescence intensity value profile f(y′). May be calculated.
  • the identifying unit 12E may calculate the barycentric position by using the profile f(y′) after the binning process on the profile f(y′) of the fluorescence intensity value.
  • the identifying unit 12E uses a profile F(y′) obtained by extracting a portion having a threshold value that is a predetermined fluorescence intensity value or more with respect to the profile f(y′) after the binning process. , The center of gravity position may be calculated.
  • the calculation unit 12F identifies the target center-of-gravity position and calculates the movement amount and the movement direction based on the difference between the center-of-gravity position and the target center-of-gravity position. In the present embodiment, the calculation unit 12F determines the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the difference between the barycentric position specified by the specifying unit 12E and the target barycentric position. Derive.
  • the target barycentric position is the barycentric position of the fluorescence intensity value when the objective lens 20 is focused on the measurement target region 22B.
  • the target center-of-gravity position corresponds to a position where the difference between adjacent pixel values (luminance values) in the captured image of the measurement target member 22 irradiated with the excitation light LB is the largest. This position may be a position in the Y'-axis direction, which is the direction in which the blur occurs.
  • the calculation unit 12F may specify the target center-of-gravity position in advance and use it to calculate the movement amount movement direction.
  • the calculation unit 12F identifies the target barycentric position using a known contrast method.
  • the calculation unit 12F may specify the target barycentric position by receiving or reading the target barycentric position specified by an external device or the like using the contrast method.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of Example 1 according to the present embodiment. The identification of the target center-of-gravity position will be described taking the first embodiment as an example.
  • the horizontal axis indicates the distance (distance in the Z-axis direction) between the measurement target member 22 and the objective lens 20.
  • the horizontal axis indicating the distance indicates that the larger the value, the shorter the distance (the shorter the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20).
  • the vertical axis indicates the contrast or the position of the center of gravity.
  • the contrast shown in FIG. 6 indicates an average value of differences between pixel values (brightness values) of adjacent pixels in a captured image.
  • the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is changed within a range of ⁇ 20 ⁇ m with reference to the time when the focus of the objective lens 20 is in the measurement target region 22B. Further, in the measurement target region 22B, a measurement target stained with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), which is a fluorescent dye, is arranged as the sample S.
  • DAPI 4,6-diamidino-2-phenylindole
  • the line diagram 44A is specified by using the fluorescence signal 40 obtained by irradiating the excitation light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis at each stage where the distance is changed stepwise.
  • the center-of-gravity position specified by the section 12E is shown.
  • FIG. 7A shows an example of the fluorescence signal 40F when the distance is at a certain stage.
  • the identifying unit 12E identifies the barycentric position using the profile f(y′) in the region B1 including the fluorescence receiving region E in the fluorescence signal 40F.
  • the line diagram 44A is a line diagram showing the result of performing the center-of-gravity position identification process using the region B1 using each of the fluorescence signals 40 corresponding to each of the distances at a plurality of stages.
  • a diagram 46A is a diagram showing the result by the contrast method.
  • the line diagram 46A shows the result of calculating the contrast by the known method for each of the above distances, using the captured image when the measurement target region 22B is irradiated with the light having the target shape with respect to the optical axis. ..
  • FIG. 7B shows an example of the captured image 48 when the distance is at a certain stage.
  • 46A shows the result of calculating the average value of the differences between the pixel values (luminance values) of the adjacent pixels in the specific area B2 in the captured image 48 as the contrast.
  • the relationship between the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 and the position of the center of gravity is represented by a linear function.
  • the relationship between the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 and the contrast shows a peak at a specific distance.
  • the calculation unit 12F identifies the distance indicating the peak obtained by the contrast method shown in the diagram 46A. Then, the calculation unit 12F may specify the barycentric position corresponding to the specified distance in the diagram 44A as the target barycentric position g'.
  • the calculation unit 12F derives the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the difference between the barycentric position specified by the specifying unit 12E and the target barycentric position g′. To do.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of derivation of the movement amount and the movement direction.
  • the vertical axis represents the position of the center of gravity.
  • the horizontal axis represents the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20. Similar to FIG. 6, the horizontal axis in FIG. 8 indicates that the larger the value, the shorter the distance (the shorter the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20).
  • the calculation unit 12F calculates the difference ⁇ g between the center of gravity position g specified by the specifying unit 12E and the target center of gravity position g′. Then, the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are calculated so as to bring the barycentric position g close to or match the target barycentric position g′ so that the difference ⁇ g becomes “0”. To do.
  • the calculation unit 12F calculates the movement amount and movement direction of the objective lens 20.
  • the diagram 42 in FIG. 8 corresponds to the diagram 44A shown in FIG.
  • the calculation unit 12F calculates the distance Z1 and the distance Z′ so that the distance Z1 corresponding to the identified center-of-gravity position g in the diagram 42 matches the distance Z′ corresponding to the target center-of-gravity position g′.
  • the difference is calculated as the amount of movement of the objective lens 20.
  • the horizontal axis of FIG. 8 indicates that the larger the value, the shorter the distance (the shorter the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20). Therefore, when the value of the distance Z1 is smaller than the value of the distance Z′ (Z1 ⁇ Z′), the calculation unit 12F sets the direction in which the measurement target member 22 and the objective lens 20 are closer to each other (direction in which the distance is shortened), Calculate as the moving direction. Further, when the value of the distance Z1 is larger than the value of the distance Z′ (Z1>Z′), the calculation unit 12F moves in the direction in which the measurement target member 22 and the objective lens 20 are further apart (the direction in which the distance is increased). Calculate as the direction.
  • the calculation unit 12F prepares a function T for deriving a vector indicating a movement amount and a movement direction from the difference ⁇ g between the specified center-of-gravity position g and the target center-of-gravity position g′, and uses the function T using the function T.
  • the movement amount and the movement direction may be derived.
  • the function T for example, the one obtained by approximating the diagram 42 shown in FIG. 8 by a linear function may be used.
  • the function T may be a function obtained by approximating the diagram 42 with a higher-order function other than the linear function.
  • a function table such as a lookup table may be used as the function T.
  • the movement control unit 12C moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the movement amount and the movement direction derived by the derivation unit 12B. Specifically, the movement control unit 12C at least the first drive unit 36 and the second drive unit 38 so as to move the movement amount derived by the derivation unit 12B in the movement direction derived by the derivation unit 12B. One of them is drive-controlled.
  • the movement control unit 12C can adjust the position of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 so that the focus of the objective lens 20 is within the measurement target region 22B of the measurement target member 22.
  • the functional configuration shown in FIG. 3 is an example, and the movement control unit 12C may have a derivation unit 12B.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of information processing.
  • the acquisition unit 12A acquires the fluorescence signal 40 from the detection unit 30 (step S100).
  • the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value included in the fluorescence signal 40 acquired in step S100 (step S102). In step S102, the generation unit 12D generates a fluorescence intensity value profile in the blurring direction (Y'-axis direction) of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40.
  • the identifying unit 12E identifies the barycentric position g of the fluorescence intensity value in the fluorescence signal 40 based on the profile generated in step S102 (step S104).
  • the calculation unit 12F calculates the difference ⁇ g between the barycentric position g specified in step S104 and the target barycentric position g'(step S106).
  • the calculation unit 12F calculates the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 using the difference ⁇ g calculated in step S106 (step S108).
  • the movement control unit 12C moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the movement amount and the movement direction derived by the derivation unit 12B (step S110).
  • the movement control unit 12C drives and controls at least one of the first drive unit 36 and the second drive unit 38 to move at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. Therefore, the positions of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are adjusted so that the focus of the objective lens 20 is aligned with the measurement target region 22B of the measurement target member 22.
  • the focus adjustment device 12 determines whether or not to end the information processing (step S112). For example, the focus adjustment device 12 determines in step S112 by determining whether or not an instruction signal indicating the end of processing has been received. When it is determined that the processing is to be continued (step S112: No), the process returns to step S100. On the other hand, when it is determined that the processing is completed (step S112: Yes), this routine is ended.
  • the microscope system 1 of this embodiment includes the irradiation unit 14, the objective lens 20, the detection unit 30, the derivation unit 12B, and the movement control unit 12C.
  • the irradiation unit 14 irradiates the excitation light LB having a shape asymmetric with respect to the optical axis.
  • the objective lens 20 focuses the excitation light LB on the measurement target member 22 including the glass member 22A and the measurement target region 22B.
  • the detection unit 30 includes at least one or more light receiving unit 31 that receives the fluorescence emitted from the measurement target region 22B by the excitation light LB, and indicates the intensity value (fluorescence intensity value) of the fluorescence received by each light receiving unit 31.
  • the fluorescence signal 40 shown is output.
  • the movement control unit 12C includes a derivation unit 12B that derives a movement amount and a movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the fluorescence signal 40, and the objective is set in the derived movement amount and movement direction. At least one of the lens 20 and the measurement target member 22 is moved.
  • the asymmetrical excitation light LB is condensed on the measurement target member 22 and the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value of the fluorescence emitted from the measurement target region 22B is output. To do. Then, in the microscope system 1, using the fluorescence signal 40, the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are derived, and the movement is controlled.
  • the sample S is irradiated with light having an asymmetrical shape with respect to the optical axis, and focus control is performed based on the light receiving position of the reflected light from the sample S.
  • a sample sandwiched between glass plates may be used for measuring the sample S such as cells.
  • the light applied to the sample S is reflected by the surface of the glass member 22A and the sample S arranged via the glass member 22A. Therefore, the reflected light from the interface between the air and the glass member 22A becomes dominant as compared with the reflected light from the sample S.
  • focus control is performed using reflected light, the surface of the glass member 22A is focused, and it is difficult to easily focus on the measurement target region 22B arranged via the glass member 22A. there were.
  • the fluorescence emitted from the measurement target region 22B is selectively received. Then, in the microscope system 1, focus control is performed by controlling the movement of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 using the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value of the received fluorescence.
  • the wavelength range of the fluorescence emitted from the measurement target area 22B does not include the wavelength range of the reflected light of the excitation light LB reflected on the surface of the glass member 22A. Therefore, in the microscope system 1, the focus control can be performed by selectively using the fluorescence emitted from the measurement target region 22B. Therefore, in the microscope system 1 of the present embodiment, it is possible to easily focus on the measurement target area 22B arranged via the glass member 22A, not on the surface of the glass member 22A.
  • the microscope system 1 of the present embodiment it is possible to easily focus on the measurement target area 22B arranged via the glass (glass member 22A).
  • the microscope system 1 of the present embodiment when the sample S does not exist in the measurement target region 22B, or when there is a low density (sparser density) region of the sample S in the measurement target region 22B. Even if there is, it is possible to easily focus on the measurement target region 22B.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of Example 2 in this embodiment.
  • the horizontal axis indicates the distance (distance in the Z-axis direction) between the measurement target member 22 and the objective lens 20.
  • the vertical axis indicates the contrast or the position of the center of gravity.
  • the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is changed within a range of ⁇ 20 ⁇ m with reference to when the focus of the objective lens 20 is in the measurement target region 22B.
  • the sample S was not included in the measurement target region 22B, and only the encapsulating material was present.
  • a line 44B is specified by using the fluorescence signal 40 obtained by irradiating the excitation light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis at each stage where the distance is changed stepwise.
  • the center-of-gravity position specified by the section 12E is shown.
  • FIG. 11A shows an example of the fluorescence signal 40G when the distance is at a certain stage.
  • the identifying unit 12E identifies the barycentric position using the profile f(y′) in the region B3 including the fluorescence receiving region E in the fluorescence signal 40G.
  • the line diagram 44B is a line diagram showing the result of performing the center-of-gravity position specifying process using the region B3 using each of the fluorescence signals 40 corresponding to each of the distances at a plurality of stages.
  • a diagram 46B is a diagram showing the result by the contrast method.
  • the line diagram 46B shows the result of calculating the contrast by the known method for each of the above distances, using the captured image when the measurement target region 22B is irradiated with the light of the target shape with respect to the optical axis. ..
  • FIG. 11B shows an example of the captured image 49 when the distance is at a certain stage.
  • the line diagram 46B shows the result of calculating the average value of the differences between the pixel values (luminance values) of the adjacent pixels in the specific region B4 in the captured image 49 as the contrast.
  • the specific area B4 is an area in which a contrasted area is selectively specified in the captured image 49.
  • the microscope system 1 of the present embodiment it can be said that the measurement target region 22B can be easily focused even when the sample S does not exist in the measurement target region 22B. Even when the measurement target region 22B includes a region where the sample S is sparse, the microscope system 1 can easily focus on the measurement target region 22B.
  • the diagram 46B of FIG. 10 which is the conventional contrast method is a diagram obtained by using the region B4 where the contrast is generated in the captured image 49 (see FIG. 11B). Therefore, with the conventional method shown in the diagram 46B, it can be said that it is difficult to adjust the focus when the sample S is a sparse region or when the sample S is not included in the measurement target region 22B.
  • the microscope system 1 of the present embodiment can easily measure the measurement target even when the sample S does not exist in the measurement target region 22B or when the measurement target region 22B includes a sparse region of the sample S.
  • the area 22B can be focused.
  • the derivation unit 12B has a generation unit 12D, a specification unit 12E, and a calculation unit 12F.
  • the generation unit 12D generates a profile of the fluorescence intensity value included in the fluorescence signal 40.
  • the identifying unit 12E identifies the barycentric position g of the fluorescence intensity value in the fluorescence signal 40 based on the profile.
  • the calculation unit 12F identifies the target center-of-gravity position, and calculates the movement amount and the movement direction based on the difference ⁇ g between the center-of-gravity position and the target center-of-gravity position g'.
  • the fluorescence intensity value of the fluorescence signal 40 has a correlation with the intensity of the excitation light LB. Therefore, the obtained fluorescence signal 40 has an optical characteristic that reflects the asymmetry of the excitation light LB. Therefore, the derivation unit 12B calculates the movement amount and the movement direction based on the barycentric position g specified based on the profile of the fluorescence intensity value included in the fluorescence signal 40, thereby accurately focusing on the measurement target region 22B. Can be matched.
  • the generation unit 12D also generates a profile using the fluorescence intensity value of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40.
  • the microscope system 1 can shorten the processing time and simplify the processing in addition to the above effects. Can be planned.
  • the irradiation unit 14 also includes a light shielding unit 14C that shields a part of the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A and outputs the light as the excitation light LB.
  • a light shielding unit 14C that shields a part of the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A and outputs the light as the excitation light LB.
  • the detection unit 30 is configured by arranging a plurality of block regions 31A including a plurality of types of light receiving units 31 having different gains and/or charge accumulation times along the light receiving surface 33.
  • a plurality of types of light receiving units 31 having at least one of gain and charge accumulation time may be arranged in a mosaic pattern.
  • the highly accurate fluorescence signal 40 for deriving the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. can be obtained.
  • the focus adjustment device 12 of the present embodiment also includes an acquisition unit 12A that acquires the fluorescence signal 40 from the detection unit 30 of the measurement unit 10, a derivation unit 12B, and a movement control unit 12C.
  • the deriving unit 12B derives the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 for adjusting the focus of the objective lens 20 to the measurement target region 22B based on the fluorescence signal 40.
  • the movement control unit 12C moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the derived movement amount and movement direction.
  • the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are derived using the fluorescence signal 40 to control the movement. Therefore, in the focus adjustment device 12 of the present embodiment, it is possible to easily focus on the measurement target region 22B arranged via the glass (glass member 22A).
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a microscope system 1A of this modification.
  • the microscope system 1A includes a measurement unit 10A and a focus adjustment device 12.
  • the focus adjustment device 12 is the same as that in the above embodiment.
  • the measurement unit 10A includes a detection unit 35 instead of the detection unit 30 and the image detection unit 34 of the above embodiment. That is, the measurement unit 10A is the same as the measurement unit 10 of the above embodiment except that the detection unit 35 includes the detection unit 35 instead of the detection unit 30 and the image detection unit 34 and does not include the half mirror 26 and the imaging lens 28. (See Figure 1).
  • the detection unit 35 is used as both the detection unit 30 and the image detection unit 34. Therefore, in this case, the detection unit 35 and the focus adjustment device 12 may be connected so that data or a signal can be exchanged. In this case, the half mirror 26 and the imaging lens 28 may not be provided.
  • the excitation light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis is emitted by partially shielding the irradiation light LA by the light shielding unit 14C.
  • the method for realizing the excitation light LB is not limited to the above embodiment.
  • the excitation light LB may be realized by separating the irradiation light LA.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a microscope system 1B of this modification.
  • the microscope system 1B includes a measurement unit 10B and a focus adjustment device 12.
  • the focus adjustment device 12 is the same as that in the above embodiment.
  • the measurement unit 10B is the same as the measurement unit 10 except that it includes an irradiation unit 15A instead of the irradiation unit 14 (see FIG. 1).
  • the irradiation unit 15A includes a light emitting unit 14A, a collimator lens 14B, and a separation unit 14D.
  • the light emitting unit 14A and the collimator lens 14B are the same as those in the above embodiment.
  • the light emitting unit 14A emits the irradiation light LA having a linear shape that is long in the X-axis direction.
  • the separating unit 14D separates the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A into an asymmetric shape with respect to the optical axis. Specifically, the separation unit 14D outputs one light beam obtained by separating the irradiation light LA into two light beams with the peak of the Gaussian distribution of the irradiation light LA as a boundary, as the excitation light LB.
  • the separation unit 14D is, for example, a triangular prism.
  • the separation unit 14D may be arranged in advance at a position where the irradiation light LA is separated into two with the peak of the Gaussian distribution of the irradiation light LA as a boundary.
  • the measurement unit 10B irradiates the measurement target region 22B with the excitation light LB that is one of the light beams separated by the separation unit 14D in the irradiation light LA, and detects the fluorescence generated in the measurement target region 22B by the irradiation.
  • Light may be received by the unit 30.
  • the other light flux of the irradiation light LA may be irradiated to the measurement target area 22B, and the fluorescence generated in the measurement target area 22B by the irradiation may be received by the image detection unit 34.
  • the irradiation unit 15A includes the separation unit 14D.
  • the separation unit 14D separates the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A into an asymmetric shape with respect to the optical axis, and outputs the excitation light LB.
  • a part of the irradiation light LA emitted from the irradiation unit 15A is separated without being discarded, one light beam is used as the excitation light LB for the detection unit 30, and the other light beam is used.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a microscope system 1C of this modification.
  • the microscope system 1C includes a measurement unit 10C and a focus adjustment device 12.
  • the focus adjustment device 12 is the same as that in the above embodiment.
  • the measurement unit 10C is the same as the measurement unit 10 except that the irradiation unit 15 is replaced by the irradiation unit 15B (see FIG. 1).
  • the irradiation unit 15B includes a light emitting unit 14F and a collimating lens 14B.
  • the collimator lens 14B is the same as that in the above embodiment.
  • the light emitting unit 14F emits the irradiation light LA including the wavelength region in which the sample S emits fluorescence, similarly to the light emitting unit 14A of the above embodiment.
  • the light emitting unit 14F is any one of a light source that emits spot-shaped (dot-shaped) light, a light source that emits linear light, and a light source that emits linear light through a slit or the like. Good.
  • the light emitting position 14E at which the light emitting unit 14F emits light is arranged at a position deviated from the optical axis A1 of the collimator lens 14B. That is, the arrangement positions of the light emitting position 14E and the collimating lens 14B are adjusted in advance so that the light emitting position 14E, which is the aperture squeezing of the light emitting unit 14F, has a positional relationship deviating from the focus position of the collimating lens 14B. Therefore, the collimator lens 14B constitutes a non-telecentric optical system with respect to the light emitting position 14E.
  • the irradiation unit 15B has the collimator lens 14B that outputs a light as the excitation light LB by collimating a part of the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14F.
  • the light emitting position 14E of the light emitting portion 14F is arranged at a position deviated from the optical axis A1 of the collimator lens 14B.
  • the excitation light LB having a shape asymmetric with respect to the optical axis can be realized without using the light shielding portion 14C or the separation portion 14D.
  • the configuration for realizing the excitation light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis which is realized in the above-described embodiment and the above-described modification, is the irradiation light from the light source that emits the irradiation light LA into the measurement unit 10. It may be realized in a space up to the LA output start position. That is, the configuration may be such that the excitation light LB is emitted from an optical member that emits the excitation light LB having an asymmetrical shape, and the excitation light LB may be irradiated into each of the measurement unit 10, the measurement unit 10A, the measurement unit 10B, and the measurement unit 10C. ..
  • the pumping light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis As the pumping light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis, the pumping light LB in which astigmatism is generated is used.
  • the microscope system 1D of this embodiment is similar to the microscope system 1 of the first embodiment (see FIG. 1). However, the microscope system 1D includes an irradiation unit 17 instead of the irradiation unit 14. Further, the microscope system 1D includes a focus adjustment device 13 instead of the focus adjustment device 12.
  • the focus adjustment device 13 is an example of an information processing device.
  • the irradiation unit 17 irradiates the excitation light LB having an asymmetrical shape with respect to the optical axis, similarly to the irradiation unit 14 of the first embodiment. However, the irradiation unit 17 irradiates the excitation light LB by generating astigmatism in the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A that emits the spot-shaped irradiation light LA.
  • the irradiation unit 14 may be configured not to include the light shielding unit 14C, and the astigmatism lens may be disposed on the light emitting side of the collimator lens 14B.
  • An astigmatism lens is a lens which has a plurality of focal lengths and produces astigmatism.
  • the astigmatic lens is, for example, a normal objective lens to which a Lindrill lens is added.
  • the excitation light LB in which astigmatism has occurred is emitted from the irradiation unit 17 to the measurement target region 22B.
  • the focus adjustment device 13 adjusts the focus of the objective lens 20 based on the fluorescence signal 40 acquired from the detection unit 30, similarly to the focus adjustment device 12 of the first embodiment.
  • the focus adjustment device 13, the detection unit 30, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 are connected so as to be able to exchange data or signals.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a functional configuration of the focus adjustment device 13. Note that FIG. 15 also illustrates the detection unit 30, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 for the sake of explanation.
  • the focus adjustment device 13 includes an acquisition unit 13A, a derivation unit 13B, and a movement control unit 13C.
  • the derivation unit 13B includes a direction derivation unit 13D and a movement amount derivation unit 13E.
  • Some or all of the acquisition unit 13A, the derivation unit 13B, the movement control unit 13C, the direction derivation unit 13D, and the movement amount derivation unit 13E are realized by, for example, causing a processing device such as a CPU to execute a program. It may be realized by hardware such as an IC, or may be realized by using software and hardware together.
  • the movement control unit 13C is similar to the movement control unit 12C.
  • the acquisition unit 13A acquires the fluorescence signal 40 from the detection unit 30.
  • the derivation unit 13B based on the fluorescence signal 40 acquired from the detection unit 30, a movement amount and a movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 for adjusting the focus of the objective lens 20 to the measurement target region 22B. Derive.
  • the derivation unit 13B has a direction derivation unit 13D and a movement amount derivation unit 13E.
  • the excitation light LB irradiated on the measurement target member 22 has astigmatism.
  • the fluorescence intensity value of the fluorescence signal 40 has a correlation with the intensity of the excitation light LB. Therefore, the fluorescence signal 40 obtained in this embodiment has an optical characteristic that reflects the asymmetry of the excitation light LB due to astigmatism.
  • the direction of occurrence of blurring due to the change in the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40 that reflects the asymmetry due to the astigmatism of the excitation light LB is the same as in the above embodiment. And behave differently from the modification.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the fluorescence signal 40 obtained in this embodiment.
  • the fluorescence signal 40 includes the fluorescence receiving region E.
  • FIG. 16 shows the fluorescence signal 40 obtained by the detection unit 30 at each stage by gradually changing the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 from a short distance to a long distance.
  • a plurality of fluorescence signals 40 (fluorescence signal 40H, fluorescence signal 40I, and fluorescence signal 40J) shown in FIG. 16 are arranged such that the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is gradually increased from the fluorescence signal 40H toward the fluorescence signal 40J. It is an example of the fluorescence signal 40 detected at each stage when it is increased.
  • the fluorescence signal 40I is an example of the fluorescence signal 40 when the focus of the objective lens 20 matches the measurement target region 22B.
  • the vertical axis direction (Y′ axis direction) of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 16 corresponds to the Y axis direction on the measurement target member 22.
  • the horizontal axis direction (X′ axis direction) of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 16 corresponds to the X axis direction in the measurement target member 22.
  • the Z′-axis direction of the fluorescence signal 40 shown in FIG. 16 corresponds to the Z-axis direction that is the direction in which the measurement target member 22 and the objective lens 20 approach or leave.
  • the fluorescence receiving area E is used depending on whether the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is shorter or longer than the distance at the time of focusing. The direction of spread is different. Specifically, when the measurement target region 22B is in focus, as shown in the fluorescence signal 40I, the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40I has a substantially circular shape.
  • the fluorescence receiving region E has a shape that is spread in the Y′-axis direction.
  • the fluorescence signal 40J for example, the fluorescence receiving area E is spread in the X′-axis direction. ..
  • the derivation unit 13B divides the fluorescence signal 40 into a plurality of areas according to the spreading direction of the fluorescence receiving area E included in the fluorescence signal 40. Then, the moving direction and the moving amount are derived using the fluorescence intensity values in the respective divided areas.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of derivation of the movement direction and the movement amount.
  • the acquisition unit 13A has acquired the fluorescence signal 40J shown in FIG.
  • the direction deriving unit 13D derives the moving direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the spreading direction of the fluorescence receiving region E3 included in the fluorescence signal 40J.
  • the direction deriving unit 13D defines the spread direction of the fluorescence receiving region E3 included in the fluorescence signal 40J and the fluorescence receiving region E2 in a state where the fluorescence receiving region E3 having a shape spread in the spreading direction is in focus.
  • the first management information in which the moving direction for making the state of the included fluorescence signal 40I (see FIG. 16) correspond is stored in advance.
  • This moving direction may be the moving direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. In the present embodiment, description will be given on the assumption that the objective lens 20 is in the moving direction.
  • the direction deriving unit 13D reads the moving direction corresponding to the spreading direction of the fluorescent light receiving region E included in the fluorescent signal 40J acquired by the acquiring unit 13A in the first management information, and thus the moving direction of the objective lens 20. Should be derived.
  • the direction derivation unit 13D may previously store a function indicating the relationship shown in the first management information, and derive the moving direction using the function.
  • the movement amount derivation unit 13E sets a boundary on the fluorescence signal 40J acquired by the acquisition unit 13A. Specifically, the movement amount deriving unit 13E passes a straight line 61 that passes over the fluorescence receiving area E3 included in the fluorescence signal 40J and along the spreading direction of the fluorescence receiving area E3 (X′ axis direction in FIG. 17). , Set as boundaries. Then, the movement amount deriving unit 13E divides the fluorescence signal 40J into two regions (region 60A and region 60B) with the straight line 61 as a boundary.
  • the movement amount deriving unit 13E calculates the total value of the fluorescence intensity values of the pixels included in each of the regions 60A and 60B. Then, the movement amount deriving unit 13E moves the ratio of the difference between the total values of the fluorescence intensity values of the two regions 60A and 60B to the total value of the fluorescence intensity values included in the fluorescence signal 40J by moving the objective lens 20. Derived as a quantity.
  • the movement amount deriving unit 13E derives the movement amount using the following equation (2).
  • ⁇ A represents the total value of the fluorescence intensity value of each pixel included in the area 60A.
  • ⁇ B represents the total value of the fluorescence intensity values of the pixels included in the region 60B.
  • the deriving unit 13B uses the fluorescence signal 40 acquired from the detecting unit 30 having at least two light receiving units 31 to derive the moving direction and the moving amount of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. You can
  • the deriving unit 13B may derive the moving direction and the moving amount of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 by using another method.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing another example of derivation of the movement direction and the movement amount.
  • the fluorescence signal 40K includes the fluorescence receiving area E2.
  • the fluorescent light receiving region E2 and the fluorescent light receiving region E3 are shown together on the fluorescent signal 40K (see also FIG. 16).
  • the direction deriving unit 13D divides the fluorescence signal 40K into four regions (region 68A, region 68B, region 68C, region 68D). Specifically, the direction derivation unit 13D includes one end of the first linear region 63, the other end of the first linear region 63, and the second linear region 65 on the fluorescence signal 40K. Each of the one end and the other end of the second linear region 65 is specified.
  • the first linear region 63 is a linear region showing the spread of the fluorescence receiving region E1 when the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 becomes shorter.
  • the second linear region 65 is a linear region showing the spread of the fluorescence receiving region E1 when the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 increases.
  • the linear region is a region that is long in the spreading direction of the fluorescence receiving region E.
  • the direction deriving unit 13D may store the positions and ranges of the first linear region 63 and the second linear region 65 on the fluorescence signal 40 in advance.
  • the direction derivation unit 13D divides the fluorescence signal 40 into four regions (region 68A, region 68B, region 68C, and region 68D) so that each of the specified four end portions is arranged in a different region. To do.
  • the direction derivation unit 13D includes a straight line along the longitudinal direction of the first linear region 63 and a straight line along the longitudinal direction of the second linear region 65 on the fluorescence signal 40K. You may arrange
  • the direction deriving unit 13D determines the spreading direction of the fluorescence receiving region E2 included in the fluorescence signal 40K acquired from the detecting unit 30 among the four regions (68A, region 68B, region 68C, and region 68D) in the fluorescence signal 40K. Two regions where both ends are located (region 68A and region 68D in FIG. 18) are specified as the region where the fluorescence receiving region E2 exists.
  • the direction deriving unit 13D may derive the moving direction according to the positional relationship of the identified existing region in the fluorescence signal 40K.
  • the spread direction of the fluorescent light receiving region E differs depending on whether the distance between the measurement target member 22 and the objective lens 20 is shorter than that in focus.
  • the direction derivation unit 13D stores in advance the second management information in which the movement direction for bringing the fluorescence signal 40K into the in-focus state, which corresponds to the positional relationship of the identified existing regions, is associated with each other.
  • This moving direction may be the moving direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. In the present embodiment, description will be given on the assumption that the objective lens 20 is in the moving direction.
  • the direction deriving unit 13D may derive the moving direction of the objective lens 20 by reading the moving direction corresponding to the positional relationship of the identified existing region from the second management information.
  • the direction derivation unit 13D may store in advance a function indicating the relationship indicated by the second management information, and derive the movement direction using the function.
  • the movement amount derivation unit 13E determines the existence region of the fluorescence receiving region E2 (the region 68A, the region 68B, the region 68C, and the region 68D) of the four regions with respect to the total value of the fluorescence intensity values included in the fluorescence signal 40K ( From the total value of the regions 68A and 68D), the ratio of the difference obtained by subtracting the total value of the fluorescence intensity values of the regions (regions 68B and 68C) other than the existing region of the four regions is derived as the movement amount. ..
  • the movement amount deriving unit 13E derives the movement amount using the following equation (3).
  • ⁇ A represents the total value of the fluorescence intensity value of each pixel included in the area 68A.
  • ⁇ B represents the total value of the fluorescence intensity values of the pixels included in the area 68B.
  • ⁇ C represents the total value of the fluorescence intensity values of the pixels included in the area 68C.
  • ⁇ D represents the total value of the fluorescence intensity values of the pixels included in the area 68D.
  • the derivation unit 13B derives the movement direction and the movement amount of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 using the fluorescence signal 40 acquired from the detection unit 30 having at least four light receiving units 31. You can
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of the flow of information processing.
  • the acquisition unit 13A acquires the fluorescence signal 40 from the detection unit 30 (step S200).
  • the direction deriving unit 13D derives the moving direction using the fluorescence signal 40 acquired in step S200 (step S202).
  • the movement amount deriving unit 13E derives the movement amount using the fluorescence signal 40 acquired in step S200 (step S204).
  • the movement control unit 13C moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the movement amount and movement direction derived in steps S202 and S204 (step S206). Therefore, the positions of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are adjusted so that the focus of the objective lens 20 is aligned with the measurement target region 22B of the measurement target member 22.
  • step S208 determines whether or not to end the information processing.
  • the determination in step S208 is the same as step S112 (see FIG. 9) in the first embodiment.
  • step S208: No the process returns to step S200. If an affirmative decision is made in step S208 (step S208: Yes), this routine ends.
  • the irradiation unit 17 of the microscope system 1D of the present embodiment irradiates the irradiation light LA emitted from the light emitting unit 14A with the excitation light LB in which astigmatism is generated.
  • the excitation light LB in which the astigmatism is generated may be used as the excitation light LB having a shape asymmetric with respect to the optical axis.
  • the microscope system 1D collects the asymmetrical excitation light LB on the measurement target member 22 and outputs the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value of the fluorescence emitted from the measurement target region 22B. Then, in the microscope system 1D, the fluorescence signal 40 is used to derive the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22, and the movement is controlled.
  • the microscope system 1D of the present embodiment it is possible to easily focus on the measurement target region 22B arranged via the glass (glass member 22A).
  • the derivation unit 13B also includes a direction derivation unit 13D and a movement amount derivation unit 13E.
  • the direction derivation unit 13D derives the movement direction based on the spreading direction of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40.
  • the movement amount deriving unit 13E divides the fluorescence signal 40 into two regions (regions 60A and 60B) with a straight line 61 passing through the fluorescence receiving region E and extending in the spreading direction of the fluorescence receiving region E as a boundary. The ratio of the difference between the total values of the fluorescence intensity values of the two regions (the regions 60A and 60B) to the total value of the fluorescence intensity values included in the fluorescence signal 40 is derived as the movement amount.
  • the microscope system 1D of the present embodiment by acquiring the fluorescence signal 40 from the detection unit 30 including at least two light receiving units 31, the measurement target region 22B arranged via the glass (glass member 22A). You can easily focus on.
  • the direction deriving unit 13D sends the fluorescence signal 40 to one end of the first linear region 63 showing the spread of the fluorescence receiving region E when the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 is short,
  • the other end of the first linear region 63, one end of the second linear region 65 showing the spread of the fluorescence receiving region E when the distance between the objective lens 20 and the measurement target member 22 increases, and the second The other end of the linear area 65 and the linear area 65 are divided into four areas (area 68A, area 68B, area 68C, and area 68D).
  • both ends in the spreading direction of the fluorescence receiving region E included in the fluorescence signal 40 acquired from the detecting unit 30 are provided.
  • the movement direction is derived according to the existing regions (regions 68A and 68D) that are the two regions located.
  • the movement amount deriving unit 13E includes existing regions (regions 68A and 68D) within the four regions (region 68A, region 68B, region 68C, and region 68D) with respect to the total value of the fluorescence intensity values included in the fluorescence signal 40. ), the ratio of the difference obtained by subtracting the total value of the fluorescence intensity values of the other two areas (area 68B, area 68C) other than the existing area of the four areas from the total value of the fluorescence intensity values of Derive.
  • the microscope system 1D of the present embodiment by acquiring the fluorescence signal 40 from the detection unit 30 including at least four light receiving units 31, the measurement target region 22B arranged via the glass (glass member 22A). You can easily focus on.
  • the microscope system 1E of this embodiment is the same as the microscope system 1 of the first embodiment (see FIG. 1). However, the microscope system 1E includes a detection unit 39 instead of the detection unit 30. Further, the microscope system 1E includes a focus adjustment device 19 instead of the focus adjustment device 12.
  • the focus adjustment device 19 is an example of an information processing device.
  • the description will be made assuming that the light emitting unit 14A is a light source that emits the irradiation light LA having a linear shape. Further, similar to the first embodiment, a case where the longitudinal direction of the linearly-shaped irradiation light LA coincides with the X-axis direction in FIG. 1 will be described as an example.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the detection unit 39.
  • the detection unit 39 includes a plurality of light receiving units 31, similarly to the detection unit 30 of the first embodiment, receives the fluorescence emitted from the measurement target region 22B, and outputs the fluorescence signal 40.
  • the detection unit 39 includes a plurality of light receiving units 31.
  • the plurality of light receiving units 31 are two-dimensionally arranged along the light receiving surface 33 that receives the fluorescence.
  • the detection unit 39 may have a configuration in which the plurality of light receiving units 31 are one-dimensionally arranged along the light receiving surface 33.
  • the detection unit 39 may include at least two light receiving units 31.
  • the detection unit 39 has a configuration in which the plurality of light receiving units 31 are two-dimensionally arranged along the light receiving surface 33 will be described as an example.
  • the detection unit 39 has a configuration in which a plurality of types of unit regions 37 are arranged along the light receiving surface 33.
  • Each of the plurality of types of unit areas 37 includes one or a plurality of light receiving portions 31.
  • the plurality of types of unit areas 37 have different exposure values of the light receiving unit 31 included therein.
  • the exposure value means at least one of gain and charge storage time. That is, the plurality of types of unit regions 37 are regions in which at least one of the gain and the charge accumulation time of the light receiving unit 31 included therein is different from each other.
  • the definitions of the gain and the charge storage time have been described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
  • the exposure values of the plurality of light receiving units 31 included in one unit area 37 are the same as each other.
  • a predetermined exposure value may be set for each of the plurality of light receiving units 31 for each type of the unit area 37 to which the light receiving unit 31 belongs. Therefore, as the light receiving unit 31, the light receiving unit 31 that can set the exposure value to an arbitrary value may be used.
  • FIG. 20 shows, as an example, a configuration in which the detection unit 39 has a configuration in which unit areas 37A and 37B are alternately arranged as the two kinds of unit areas 37.
  • the unit area 37A and the unit area 37B are different unit areas 37 from each other.
  • a high exposure value is set in advance in the light receiving unit 31 included in the unit area 37A.
  • a high exposure value means that at least one of gain and charge storage time is equal to or greater than a threshold value.
  • a low exposure value is set in advance in the light receiving unit 31 included in the unit area 37B.
  • a low exposure value means that at least one of gain and charge storage time is below a threshold.
  • the threshold may be set in advance.
  • the detection unit 39 may have a configuration in which three or more types of unit areas 37 having different exposure values are arranged, and is not limited to two types of unit areas 37.
  • the detection unit 39 receives fluorescence and outputs a fluorescence signal 40.
  • the fluorescence signal 40 output from the detection unit 39 is a signal indicating the intensity value of the fluorescence received by each of the plurality of light receiving units 31, similarly to the fluorescence signal 40 described in the above embodiment. That is, the fluorescence signal 40 is a signal that defines the fluorescence intensity value for each of the plurality of light receiving units 31.
  • the detection unit 39 outputs the fluorescence signal 40 to the focus adjustment device 19.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the functional configuration of the focus adjustment device 19. Note that FIG. 21 also illustrates the detection unit 39, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 for the sake of explanation.
  • the focus adjustment device 19 adjusts the focus of the objective lens 20 based on the fluorescence signal 40 acquired from the detection unit 39, similarly to the focus adjustment device 12 of the first embodiment.
  • the focus adjustment device 19, the detection unit 39, the first drive unit 36, and the second drive unit 38 are connected so as to be able to exchange data or signals.
  • the focus adjustment device 19 includes an acquisition unit 19A, a derivation unit 19B, and a movement control unit 19C.
  • the derivation unit 19B includes a selection unit 19G, a generation unit 19D, a specification unit 19E, and a calculation unit 19F.
  • Some or all of the acquisition unit 19A, the derivation unit 19B, the movement control unit 19C, the selection unit 19G, the generation unit 19D, the identification unit 19E, and the calculation unit 19F cause a processing device such as a CPU to execute the program. That is, it may be implemented by software, hardware such as an IC, or both software and hardware.
  • the movement control unit 19C is similar to the movement control unit 12C.
  • the acquisition unit 19A acquires the fluorescence signal 40 from the detection unit 39.
  • the deriving unit 19B derives the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 based on the fluorescence signal 40 acquired from the detection unit 39. Specifically, the derivation unit 19B derives the movement amount and the movement direction for adjusting the focus of the objective lens 20 to the measurement target region 22B based on the fluorescence signal 40.
  • the derivation unit 19B includes a selection unit 19G, a generation unit 19D, a specification unit 19E, and a calculation unit 19F.
  • the selection unit 19G selects the unit area 37 including the light receiving unit 31 for which a specific exposure value is set, from the plurality of types of unit areas 37.
  • FIG. 22A is an image diagram of the measurement target region 22B of the sample S.
  • the irradiation light LA having a line shape is asymmetric with respect to the optical axis A1 and is irradiated onto the measurement target region 22B as the excitation light LB.
  • the sample S included in the measurement target region 22B is an object such as a cell that is labeled with a fluorescent dye that emits fluorescence upon irradiation with the excitation light LB.
  • the intensity of the light emitted from the region PB in which the sample S exists in the irradiation region of the excitation light LB in the measurement target region 22B becomes higher than the intensity of the light emitted from the region PA in which the sample S does not exist. ..
  • FIG. 22B is a schematic diagram showing an example of the fluorescence signal 40L.
  • the fluorescence signal 40L is an example of the fluorescence signal 40 output from the detection unit 39.
  • the area EA corresponding to the area PA where the sample S does not exist has a lower intensity value of the fluorescence received by the light receiving unit 31 than the area EB corresponding to the area PB where the sample S exists. Therefore, for the area EA, it is preferable to perform information processing using the intensity value of the fluorescence received by the light receiving unit 31 having a high exposure value. Further, regarding the region EB, it is preferable to perform information processing using the intensity value of fluorescence received by the light receiving unit 31 having a low exposure value.
  • the selection unit 19G selects the unit area 37 including the light receiving unit 31 to which a specific exposure value is set, from the plurality of types of unit areas 37 included in the detection unit 39.
  • the selection unit 19G uses the fluorescence signal 40L acquired by the acquisition unit 19A to select the unit region 37. Specifically, the selection unit 19G selects the unit region 37 including the light receiving unit 31 whose fluorescence intensity value is within a predetermined range. For example, assume that the fluorescence intensity value is represented by a gradation value of 0 to 255. In this case, the selection unit 19G identifies a region in the fluorescence signal 40L in which the gradation value that is the fluorescence intensity value is within a predetermined range.
  • the selection unit 19G selects the unit region 37 including the light receiving unit 31 corresponding to the specified region. For example, the selection unit 19G selects, as the predetermined range, the unit area 37 including the light receiving unit 31 that outputs the fluorescence intensity value within the range of the gradation value of 10 or more and 250 or less.
  • FIG. 22C is an explanatory diagram of selection of the unit area 37.
  • the selecting unit 19G causes the unit area 37A (unit area 37A1) in which a high exposure value is set in the light receiving unit 31 included in the area EA in the fluorescence signal 40L corresponding to the area PA where the sample S does not exist. , 37A2, 37A3, 37A4).
  • the selecting unit 19G in the fluorescence signal 40L, for the region EB corresponding to the region PB in which the sample S exists, the unit region 37B (unit regions 37B4, 37B5) in which the light receiving unit 31 included has a low exposure value. Select.
  • the generation unit 19D generates a profile of the fluorescence intensity value included in the fluorescence signal 40L, similar to the generation unit 12D of the first embodiment. However, the generation unit 19D of the present embodiment generates a profile using the fluorescence signal 40 including the fluorescence intensity value of the light receiving unit 31 included in the unit area 37 selected by the selection unit 19G in the fluorescence signal 40L.
  • the specifying unit 19E specifies the barycentric position of the fluorescence intensity value in the fluorescence signal 40L based on the profile generated by the generating unit 19D. That is, the identifying unit 19E indicates the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value received by the light receiving unit 31 included in the unit area 37 (unit areas 37A1, 37A2, 37A3, 37A4, 37B4, 37B5) selected by the selecting unit 19G. The position of the center of gravity is specified based on the profile of. The identifying unit 19E may calculate the barycentric position in the same manner as the identifying unit 12E of the first embodiment except that the profile is used.
  • the calculation unit 19F specifies the target center-of-gravity position in the same manner as the calculation unit 12F of the first embodiment, and calculates the movement amount and the movement direction based on the difference between the center-of-gravity position and the target center-of-gravity position.
  • the calculation unit 19F moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the movement amount and movement direction derived by the derivation unit 19B.
  • the calculation unit 19F is similar to the movement control unit 12C of the first embodiment except that the movement amount and the movement direction derived by the derivation unit 19B are used instead of the derivation unit 12B, and the objective lens 20 and the measurement target are measured. At least one of the members 22 is moved.
  • FIG. 23 is a flowchart showing an example of the flow of information processing executed by the focus adjustment device 19.
  • the acquisition unit 19A acquires the fluorescence signal 40L from the detection unit 39 (step S300).
  • the selection unit 19G selects the unit area 37 including the light receiving unit 31 for which a specific exposure value is set, from the plurality of types of unit areas 37 (step S302).
  • the generation unit 19D uses the fluorescence signal 40L acquired in step S300 to generate a profile using the fluorescence signal 40 including the fluorescence intensity value of the light receiving unit 31 included in the unit area 37 selected in step S302 (step S304). ).
  • the identifying unit 19E identifies the barycentric position g of the fluorescence intensity value in the fluorescence signal 40 based on the profile generated in step S304 (step S306).
  • the calculation unit 19F calculates the difference ⁇ g between the barycentric position g specified in step S306 and the target barycentric position g′ (step S308).
  • the calculation unit 19F uses the difference ⁇ g calculated in step S308 to calculate the movement amount and the movement direction of at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 (step S310).
  • the movement control unit 19C moves at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22 in the movement amount and the movement direction derived by the derivation unit 19B (step S312).
  • the movement control unit 19C drives and controls at least one of the first drive unit 36 and the second drive unit 38 to move at least one of the objective lens 20 and the measurement target member 22. Therefore, the positions of the objective lens 20 and the measurement target member 22 are adjusted so that the focus of the objective lens 20 is aligned with the measurement target region 22B of the measurement target member 22.
  • the focus adjustment device 19 determines whether to end the information processing (step S314). For example, the focus adjustment device 19 determines in step S314 by determining whether or not an instruction signal indicating the end of processing has been received. When it is determined to continue the process (step S314: No), the process returns to step S300. On the other hand, when it is determined that the processing is finished (step S314: Yes), this routine is finished.
  • a plurality of types of unit regions 37 having different exposure values of the included light receiving unit 31 are arranged along the light receiving surface.
  • the selection unit 19G of the derivation unit 19B selects the unit region 37 including the light receiving unit 31 having a specific exposure value from the plurality of types of unit regions 37.
  • the identifying unit 19E identifies the barycentric position g based on the profile of the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value of the light receiving unit 31 included in the selected unit area 37.
  • the microscope system 1E of the present embodiment as compared with the case where the above information processing is performed using the fluorescence signal 40 of the detection unit 30 including the light receiving unit 31 with the same exposure value set, saturation, signal shortage, etc. It is possible to suppress the occurrence of problems.
  • the accuracy of specifying the barycentric position g for specifying the barycentric position g based on the profile of the fluorescence signal 40 indicating the fluorescence intensity value of the light receiving unit 31 included in the selected unit area 37 is improved. Can be planned. Therefore, in the microscope system 1E, in addition to the effects of the above-described embodiment, it is possible to more accurately focus on the measurement target region 22B arranged via the glass (glass member 22A).
  • FIG. 24 is a hardware configuration diagram showing an example of a computer 1000 that realizes the functions of the focus adjustment device 12, the focus adjustment device 13, and the focus adjustment device 19 according to the above-described embodiment and modification.
  • the computer 1000 has a CPU 1100, a RAM 1200, a ROM (Read Only Memory) 1300, an HDD (Hard Disk Drive) 1400, a communication interface 1500, and an input/output interface 1600.
  • the respective units of the computer 1000 are connected by a bus 1050.
  • the CPU 1100 operates based on a program stored in the ROM 1300 or the HDD 1400, and controls each part. For example, the CPU 1100 expands the focus adjustment program stored in the ROM 1300 or the HDD 1400 into the RAM 1200 and executes the processing corresponding to the focus adjustment program.
  • the ROM 1300 stores a boot program such as a BIOS (Basic Input Output System) that is executed by the CPU 1100 when the computer 1000 starts up, a program that depends on the hardware of the computer 1000, and the like.
  • BIOS Basic Input Output System
  • the HDD 1400 is a computer-readable recording medium that non-temporarily records a program executed by the CPU 1100, data used by the program, and the like.
  • the HDD 1400 is a recording medium that records the focus adjustment program according to the present disclosure, which is an example of the program data 1450.
  • the communication interface 1500 is an interface for connecting the computer 1000 to an external network 1550 (for example, the Internet).
  • the CPU 1100 receives data from another device or transmits the data generated by the CPU 1100 to another device via the communication interface 1500.
  • the input/output interface 1600 is an interface for connecting the input/output device 1650 and the computer 1000.
  • the CPU 1100 receives data from an input device such as a keyboard or a mouse via the input/output interface 1600.
  • the CPU 1100 also transmits data to an output device such as a display, a speaker, or a printer via the input/output interface 1600.
  • the input/output interface 1600 may also function as a media interface for reading the focus adjustment program and the like recorded in a predetermined recording medium (medium).
  • the medium is, for example, an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc), a PD (Phase change rewritable Disk), a magneto-optical recording medium such as an MO (Magneto-Optical disk), a tape medium, a magnetic recording medium, or a semiconductor memory.
  • an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc), a PD (Phase change rewritable Disk), a magneto-optical recording medium such as an MO (Magneto-Optical disk), a tape medium, a magnetic recording medium, or a semiconductor memory.
  • the CPU 1100 of the computer 1000 executes the focus adjusting program loaded on the RAM 1200. Functions of the acquisition unit 12A, the derivation unit 12B, and the movement control unit 12C, or the acquisition unit 13A, the derivation unit 13B, and the movement control unit 13C, or the acquisition unit 19A, the derivation unit 19B, and the movement control unit 19C.
  • the HDD 1400 stores the focus adjustment program and data according to the present disclosure.
  • the CPU 1100 reads the program data 1450 from the HDD 1400 and executes the program data. However, as another example, these programs may be acquired from another device via the external network 1550.
  • An irradiation unit that irradiates excitation light having a shape asymmetric with respect to the optical axis
  • An objective lens that collects the excitation light on a measurement target member including a glass member and a measurement target region
  • a detection unit that includes at least one light receiving unit that receives the fluorescence emitted from the measurement target region by the excitation light, and that outputs a fluorescence signal indicating the intensity value of the fluorescence received by each of the light receiving units;
  • a derivation unit for deriving a movement amount and a movement direction of at least one of the objective lens and the measurement target member based on the fluorescence signal, and the objective lens and the measurement in the derived movement amount and the movement direction.
  • a movement control unit that moves at least one of the target members, A microscope system comprising.
  • the derivation unit A generation unit that generates a profile of the intensity value included in the fluorescence signal, Based on the profile, a specifying unit for specifying the barycentric position of the intensity value in the fluorescence signal, A target barycentric position is specified, and based on the difference between the barycentric position and the target barycentric position, a calculating unit that calculates the moving amount and the moving direction,
  • the microscope system according to (1) above.
  • the detection unit A plurality of types of unit areas having different exposure values of the light receiving unit included therein are arranged along the light receiving surface,
  • the derivation unit A selection unit that selects the unit region that includes the light receiving unit having a specific exposure value from among a plurality of types of unit regions,
  • the specific unit is Based on the profile of the fluorescence signal indicating the intensity value of the light receiving unit included in the selected unit area, to specify the barycentric position,
  • the generator is The profile is generated using the intensity value of the fluorescence receiving region included in the fluorescence signal.
  • the irradiation unit Part of the irradiation light emitted from the light emitting unit is shielded, and a light shielding unit that outputs the excitation light is provided, The microscope system according to any one of (1) to (4) above.
  • the irradiation unit It has a separation part that separates the irradiation light emitted from the light emitting part into an asymmetric shape with respect to the optical axis, The microscope system according to any one of (1) to (4) above.
  • the light emitting unit, The light emitting position of the light emitting unit is arranged at a position off the optical axis of the collimator lens,
  • the microscope system according to any one of (1) to (4) above.
  • the derivation unit Based on the spreading direction of the fluorescence receiving region included in the fluorescence signal, a direction deriving unit for deriving the moving direction,
  • the fluorescence signal is divided into two regions with a straight line passing over the fluorescence light receiving region and extending along the spreading direction of the fluorescence light receiving region as a boundary, and two regions are added to the total value of the intensity values included in the fluorescence signal.
  • a movement amount derivation unit that derives the ratio of the difference between the total values of the intensity values of the regions as the movement amount, Have The microscope system according to (8) above.
  • the derivation unit The fluorescence signal is supplied to one end of a first linear region showing the spread of the fluorescence receiving region when the distance between the objective lens and the measurement target member is short, and the other end of the first linear region.
  • One end of a second linear region showing the spread of the fluorescence receiving region when the distance between the objective lens and the measurement target member increases, and the other end of the second linear region Are divided into four areas so that the Of the four regions, the movement direction is derived in accordance with the existing regions, which are the two regions in which both ends in the spreading direction of the fluorescence receiving region included in the fluorescence signal acquired from the detection unit are located.
  • a direction derivation unit From the total value of the intensity values of the existing regions of the four regions to the total value of the intensity values included in the fluorescence signal, the two other than the existing regions of the four regions A movement amount deriving unit that derives the ratio of the difference obtained by subtracting the total value of the intensity values of the region as the movement amount, Have The microscope system according to (8) above. (11) The detection unit, A plurality of block regions including a plurality of types of the light receiving portions having different gains and/or charge storage times are arranged along the light receiving surface. The microscope system according to any one of (1) to (10) above.
  • An irradiation unit that irradiates excitation light having an asymmetrical shape with respect to the optical axis, an objective lens that condenses the excitation light on a measurement target member including a glass member and a measurement target region, and the measurement target region by the excitation light. From at least one light receiving unit for receiving the fluorescence emitted from the detection unit, and a detection unit outputting a fluorescence signal indicating the intensity value of the fluorescence received by each of the light receiving units.
  • a step of acquiring a signal A derivation unit for deriving a movement amount and a movement direction of at least one of the objective lens and the measurement target member based on the fluorescence signal, and the objective lens and the measurement in the derived movement amount and the movement direction. Controlling the movement of at least one of the target members, A focus adjustment program that causes a computer to execute.
  • a focus adjustment system configured to include a measurement unit and software used for controlling the operation of the measurement unit,
  • the software is installed in the information processing device,
  • the measurement unit An irradiation unit that irradiates excitation light having a shape asymmetric with respect to the optical axis,
  • An objective lens that collects the excitation light on a measurement target member including a glass member and a measurement target region,
  • a detection unit that includes at least one light receiving unit that receives the fluorescence emitted from the measurement target region by the excitation light, and that outputs a fluorescence signal indicating the intensity value of the fluorescence received by each of the light receiving units;
  • the software is From the detection unit, obtain the fluorescence signal, Based on the fluorescence signal, for adjusting the focus of the objective lens to the measurement target region, derive the movement amount and movement direction of at least one of the objective lens and the measurement target member, At least one of the objective lens and the measurement target member is controlled to move in the derived movement amount and movement direction, Focus

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Abstract

照射部（１４）は、光軸（Ａ１、Ａ２）に対して非対称の形状の励起光（ＬＢ）を照射する。対物レンズ（２０）は、ガラス部材（２２Ｃ、２２Ａ）と測定対象領域（２２Ｂ）とを含む測定対象部材（２２）に励起光（ＬＢ）を集光する。検出部（３０）は、励起光（ＬＢ）により測定対象領域（２２Ｂ）から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部（３１）を備え、各々の受光部（３１）で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する。移動制御部（１２Ｃ）は、蛍光信号に基づいて、対物レンズ（２０）および測定対象部材（２２）の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部（１２Ｂ）を備え、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ（２０）および測定対象部材（２２）の少なくとも一方を移動させる。

Description

顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システム
　本開示は、顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システムに関する。
　光軸に対して非対称な形状の光を検体へ集光させ、集光レンズと検体との間隔変動を反射光の受光位置の変位として検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。また、この受光位置の変位量を用いて集光レンズの焦点を合わせることで、焦点を容易に検体へ合わせる技術が開示されている。
特開平１０－４７９１８号公報
　ここで、細胞などの検体の測定には、ガラス板で挟まれた検体を用いる場合がある。この場合、検体の存在する測定対象領域からの反射光に比べて、空気とガラス板との界面からの反射光が支配的となる。このため、従来では、ガラス板の表面に焦点が合ってしまい、ガラス板を介して配置された測定対象領域に容易に焦点を合わせることは困難であった。
　そこで、本開示では、ガラス板を介して配置された測定対象領域に容易に焦点を合わせることができる、顕微鏡システム、焦点調整プログラム、および焦点調整システムを提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の顕微鏡システムは、光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、を備える。
本開示の第１の実施形態に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る焦点調整装置１２の機能的構成の一例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る蛍光強度値のプロファイルの一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る実施例１の説明図である。 本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る撮影画像の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る移動量および移動方向の導出の説明図である。 本開示の第１の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本開示の第１の実施形態に係る実施例２の説明図である。 本開示の第１の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係る撮影画像の一例を示す模式図である。 本開示の変形例１に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である 本開示の変形例２に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。 本開示の変形例３に係る顕微鏡システムの一例を示す模式図である。 本開示の第２の実施形態に係る焦点調整装置の機能的構成の一例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。 本開示の第２の実施形態に係る移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。 本開示の第２の実施形態に係る移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。 本開示の第２の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本開示の第３の実施形態に係る検出部の一例を示す模式図である。 本開示の第３の実施形態に係る焦点調整装置の機能的構成の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る測定対象領域のイメージ図である。 本開示の第３の実施形態に係る蛍光信号の一例を示す模式図である。 本開示の第３の実施形態に係る単位領域の選択の説明図である。 本開示の第３の実施形態に係る情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態および変形例に係るハードウェア構成図である。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態の顕微鏡システム１の一例を示す模式図である。
　顕微鏡システム１は、検体Ｓへ励起光ＬＢを照射し、検体Ｓから発せられた蛍光を受光するシステムである。
　顕微鏡システム１は、測定部１０と、焦点調整装置１２と、を備える。測定部１０と焦点調整装置１２とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
　測定部１０は、検体Ｓから発せられた蛍光を測定する光学機構を有する。測定部１０は、例えば、光学顕微鏡に適用される。
　測定部１０は、照射部１４と、励起フィルタ１６と、ダイクロイックミラー１８と、対物レンズ２０と、測定対象部材２２と、エミッションフィルタ２４と、ハーフミラー２６と、結像レンズ２８と、検出部３０と、結像レンズ３２と、画像検出部３４と、第１の駆動部３６と、第２の駆動部３８と、を備える。
　照射部１４は、励起光ＬＢを照射する。励起光ＬＢは、光軸に対して非対称の形状の光である。光軸とは、照射部１４から測定対象部材２２に到るまでの光軸（光軸Ａ１および光軸Ａ２）を示す。光軸に対して非対称な形状とは、光軸に対して直交する直交断面の光束の形状が、光軸を中心として非対称な形状であることを示す。なお、励起光ＬＢの波長領域は、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を含む波長領域であればよい。
　照射部１４は、発光部１４Ａと、コリメートレンズ１４Ｂと、遮光部１４Ｃと、を備える。発光部１４Ａは、照射光ＬＡを発光する。
　発光部１４Ａは、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を少なくとも含む照射光ＬＡを発光する。発光部１４Ａは、スポット状（点状）の光を発光する光源、ライン状の形状の光を発光する光源、スリット等を介してライン状の形状の光を発光する光源、の何れであってもよい。なお、スポット状およびライン状とは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡの、光軸Ａ１に対する直交断面の形状を示す。また、光軸Ａ１は、照射部１４からダイクロイックミラー１８までの光軸を示す。言い換えると、光軸Ａ１は、コリメートレンズ１４Ｂの光軸を示す。
　本実施形態では、発光部１４Ａが、ライン状の形状の照射光ＬＡを発光する光源である場合を想定して説明する。また、本実施形態では、ライン状の形状の照射光ＬＡの長手方向が、図１中のＸ軸方向に一致する場合を一例として説明する。Ｘ軸方向の詳細は後述する。
　発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡは、コリメートレンズ１４Ｂによって略平行光とされた後に、遮光部１４Ｃに到る。遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの一部を遮光し、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして出力する。遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの一部を遮光する部材であればよい。遮光部１４Ｃは、例えば、照射光ＬＡを非透過な板状部材である。
　詳細には、遮光部１４Ｃは、ライン状の照射光ＬＡの長手方向（Ｘ軸方向）に対して交差する方向（図中、Ｚ軸方向）の一端部を遮光する。なお、遮光部１４Ｃによる遮光範囲は限定されない。例えば、遮光部１４Ｃは、照射光ＬＡの、光軸Ａ１に対する直交断面における、Ｚ軸方向の一端部から中央部までの範囲を遮光するように、配置されていればよい。照射光ＬＡは、遮光部１４Ｃによって一部が遮光されることで、光軸Ａ１に対して非対称の形状とされた励起光ＬＢとなる。
　励起フィルタ１６は、測定対象の検体Ｓが蛍光を発する波長領域の光を選択的に透過する。励起光ＬＢは、励起フィルタ１６を透過することで狭帯域化された後に、ダイクロイックミラー１８によって反射され、対物レンズ２０へ到る。なお、発光部１４Ａとして、検体Ｓが蛍光を発する波長領域の照射光ＬＡを発光するレーザ光源を用いる場合、励起フィルタ１６を設けない構成としてもよい。ダイクロイックミラー１８は、励起光ＬＢを反射し、励起光ＬＢ以外の波長領域の光を透過する。本実施形態では、ダイクロイックミラー１８は、蛍光を透過する。
　対物レンズ２０は、測定対象部材２２に励起光ＬＢを集光する。詳細には、対物レンズ２０は、測定対象部材２２へ励起光ＬＢを集光し、測定対象部材２２のガラス部材２２Ａを介して測定対象領域２２Ｂへ励起光ＬＢを照射するためのレンズである。
　対物レンズ２０には、第２の駆動部３８が設けられている。第２の駆動部３８は、測定対象部材２２に近づく方向または離れる方向に、対物レンズ２０を移動させる。一方、測定対象部材２２には、第１の駆動部３６が設けられている。第１の駆動部３６は、対物レンズ２０へ近づく方向または離れる方向に、測定対象部材２２を移動させる。対物レンズ２０と測定対象部材２２との間隔が調整されることで、対物レンズ２０の焦点が調整される（詳細後述）。なお、測定部１０は、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を備えた構成であればよく、これらの双方を備えた構成に限定されない。また、以下では、対物レンズ２０と測定対象部材２２との間隔を、距離、Ｚ軸方向の距離、または対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離、と称して説明する場合がある。
　本実施形態では、対物レンズ２０と測定対象部材２２とが互いに近づく方向および離れる方向に沿った方向を、Ｚ軸方向と称して説明する。また、本実施形態では、Ｚ軸方向と、対物レンズ２０の光軸Ａ２と、が平行である場合を想定して説明する。また、測定対象部材２２における励起光ＬＢの受光面である二次元平面は、Ｚ軸方向に直交する２軸（Ｘ軸方向およびＸ軸方向に直交するＹ軸方向）によって表される平面であるものとする。
　なお、上記には、ライン状の照射光ＬＡの長手方向が、Ｘ軸方向に一致すると説明した。しかし、照射光ＬＡの長手方向（すなわち、励起光ＬＢの長手方向）は、Ｘ軸方向と不一致であってもよい。
　測定対象部材２２は、ガラス部材２２Ａと、測定対象領域２２Ｂと、ガラス部材２２Ｃと、を備える。
　ガラス部材２２Ｃは、検体Ｓを載置するための部材である。ガラス部材２２Ｃは、例えば、スライドガラスである。なお、ガラス部材２２Ｃは、検体Ｓを載置可能な部材であればよく、ガラスによって構成された部材に限定されない。
　ガラス部材２２Ａは、ガラス部材２２Ｃとの間に検体Ｓを保持するためのガラスである。ガラス部材２２Ａは、カバーガラスと称される場合がある。ガラス部材２２Ａは、励起光ＬＢおよび検体Ｓから発せられる蛍光を透過する部材であればよい。透過する、とは、透過対象の光の透過率が８０％以上であることを意味する。
　測定対象領域２２Ｂは、ガラス部材２２Ａとガラス部材２２Ｃとの間の領域である。測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓが載置される。
　検体Ｓは、測定対象である。本実施形態は、検体Ｓは、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する。検体Ｓは、例えば、微生物、細胞、リポソーム、血液中の赤血球、白血球、血小板、血管内皮細胞、上皮組織の微小細胞片、および、各種臓器の病理組織切片、等である。なお、検体Ｓは、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する蛍光色素によって標識された、細胞などの物体であってもよい。
　なお、測定対象領域２２Ｂには、封入材によって封入された状態の検体Ｓが載置されていてもよい。封入材には、測定対象領域２２Ｂに入射する励起光ＬＢおよび検体Ｓの発する蛍光を透過する公知の材料を用いればよい。また、封入材は、液体、および固体の何れであってもよい。
　励起光ＬＢを照射された検体Ｓは、蛍光を発する。なお、測定対象領域２２Ｂに存在する封入材も蛍光を発する場合がある。このため、以下では、測定対象領域２２Ｂから蛍光が発せられる、と称して説明する場合がある。
　励起光ＬＢの照射により測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光は、対物レンズ２０およびダイクロイックミラー１８を透過してエミッションフィルタ２４へ到る。エミッションフィルタ２４は、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に透過する。このため、励起光ＬＢはエミッションフィルタ２４を透過せず、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光のみが選択的にエミッションフィルタ２４を透過する。
　エミッションフィルタ２４を透過した蛍光は、ハーフミラー２６へ到る。ハーフミラー２６は、蛍光の一部を検出部３０へ振り分け、残りを画像検出部３４へ振り分ける。なお、ハーフミラー２６による検出部３０および画像検出部３４への蛍光の分配率は、同じ割合（例えば、５０％、５０％）であってもよいし、異なる割合でもよい。このため、ハーフミラー２６に代えて、ダイクロイックミラーを用いてもよい。
　ハーフミラー２６によって反射された蛍光は、結像レンズ２８によって検出部３０へ集光される。一方、ハーフミラー２６を透過した蛍光は、結像レンズ３２によって画像検出部３４へ集光される。
　なお、照射部１４の発光部１４Ａと測定対象部材２２とは、光学的に共役関係にあるものとする。また、発光部１４Ａと、測定対象部材２２と、検出部３０と、画像検出部３４とは、光学的に共役関係にあるものとする。すなわち、測定部１０は、同軸落射照明型の顕微鏡光学系であるものとする。
　画像検出部３４は、蛍光を受光し、受光した蛍光を示す蛍光画像を出力する。蛍光画像は、検体Ｓの種類などの解析に用いられる。画像検出部３４は、例えば、公知のラインセンサ、または、エリアセンサである。画像検出部３４は、例えば、蛍光画像を解析する解析装置などに蛍光画像を出力する。
　一方、検出部３０は、複数の受光部を備え、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光し、蛍光信号を出力する。
　図２Ａは、検出部３０の一例を示す模式図である。検出部３０は、複数の受光部３１を備える。受光部３１は、受光した蛍光を電荷に変換する素子である。受光部３１は、例えば、フォトダイオードである。図２Ａには、蛍光を受光する受光面３３に沿って、複数の受光部３１を二次元配列した検出部３０を一例として示した。
　検出部３０は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、または、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、などである。
　なお、検出部３０は、複数の受光部３１を一次元配列した形態であってもよい。図２Ｂは、検出部３０の一例を示す模式図である。例えば、検出部３０は、複数の受光部３１を受光面３３に沿って一次元配列した形態であってもよい。また、検出部３０は、少なくとも２つの受光部３１を備えていればよい。
　本実施形態では、検出部３０が、複数の受光部３１を受光面３３に沿って二次元配列した形態である場合を、一例として説明する。
　なお、検出部３０は、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を含むブロック領域３１Ａを、受光面３３に沿って複数配列した構成であってもよい（図２Ａ参照）。ゲインとは、アナログデジタル変換ゲイン、および、増幅ゲイン、の少なくとも一方を示す。電荷蓄積時間とは、検出部３０がＣＭＯＳまたはＣＣＤなどの電荷蓄積型の検出部３０である場合の、蛍光信号の１回の出力あたりの電荷蓄積時間を示す。この場合、１つのブロック領域３１Ａを１画素として扱えばよい。
　本実施形態では、検出部３０に含まれる複数の受光部３１のゲインおよび電荷蓄積時間が、互いに同じである場合を一例として説明する。検出部３０は、蛍光を受光し、蛍光信号を出力する。
　検出部３０から出力される蛍光信号は、複数の受光部３１の各々で受光した蛍光の強度値を示す信号である。言い換えると、蛍光信号は、複数の受光部３１の各々ごとの蛍光の強度値を規定した信号である。以下では、蛍光の強度値を、蛍光強度値と称して説明する場合がある。蛍光強度値とは、受光した蛍光の強度を示す値である。検出部３０は、蛍光信号を焦点調整装置１２へ出力する。
　なお、受光部３１が、１または複数の画素ごとに設けられていると想定する。この場合、蛍光信号は、複数の受光部３１の各々に対応する画素ごとに蛍光強度値を規定した蛍光画像である。この場合、蛍光強度値は、画素値に相当する。
　図１に戻り説明を続ける。なお、本実施形態では、測定部１０は、照射光ＬＡの長手方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って走査することで、励起光ＬＢを測定対象部材２２へ照射する。励起光ＬＢの走査方法は、限定されない。走査方法は、例えば、第１の駆動部３６によって測定対象部材２２をＹ軸方向へ移動させる方法、測定部１０における測定対象部材２２以外の部分を測定対象部材２２に対してＹ軸方向へ移動させる方法、などがある。また、ダイクロイックミラー１８と対物レンズ２０との間に偏向ミラーを配置し、偏光ミラーによって励起光ＬＢを走査してもよい。
　次に、焦点調整装置１２について説明する。
　焦点調整装置１２は、情報処理装置の一例である。焦点調整装置１２は、検出部３０から受付けた蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１２と、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８の各々とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
　図３は、焦点調整装置１２の機能的構成の一例を示す図である。なお、図３には、説明のために、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
　焦点調整装置１２は、取得部１２Ａと、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を備える。
　取得部１２Ａ、導出部１２Ｂ、移動制御部１２Ｃ、生成部１２Ｄ、特定部１２Ｅ、および算出部１２Ｆの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
　取得部１２Ａは、検出部３０から蛍光信号を取得する。
　導出部１２Ｂは、検出部３０から取得した蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。詳細には、導出部１２Ｂは、蛍光信号に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、上記移動量および上記移動方向を導出する。
　本実施形態では、導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を有する。
　生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。詳細には、生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光受光領域のボケの発生方向に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。なお、蛍光強度値のプロファイルは、ボケの発生方向を横軸とし、蛍光強度値を縦軸とした、ボケの発生方向と蛍光強度値との関係を示す線図によって表される。
　蛍光受光領域とは、蛍光信号に含まれる、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の受光領域であり、他の領域に比べて蛍光強度値の大きい領域である。生成部１２Ｄは、蛍光信号に含まれる蛍光受光領域のボケの発生方向を予め特定し、プロファイルの生成に用いればよい。
　図４は、蛍光信号４０の一例を示す模式図である。蛍光信号４０には、蛍光受光領域Ｅが含まれる。図４には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を近距離から遠距離となるように段階的に変化させ、各段階において検出部３０で得られた蛍光信号４０を示した。図４に示す複数の蛍光信号４０（蛍光信号４０Ａ～蛍光信号４０Ｅ）は、蛍光信号４０Ａから蛍光信号４０Ｅに向かって、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に大きくしたときの、各段階で検出された蛍光信号４０の一例である。また、蛍光信号４０Ｃは、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときの、蛍光信号４０の一例である。
　また、図４に示す蛍光信号４０の縦軸方向（Ｙ’軸方向）は、測定対象部材２２上におけるＹ軸方向に相当する。また、図４に示す蛍光信号４０の横軸方向（Ｘ’軸方向）は、測定対象部材２２におけるＸ軸方向に相当する。また、図４に示す蛍光信号４０のＺ’軸方向は、測定対象部材２２と対物レンズ２０とが近付く方向または離れる方向であるＺ軸方向に相当する。
　蛍光信号４０Ａに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、検出部３０の受光面３３上の片側（矢印ＹＡ’側）へずれる。具体的には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、中心線４１より矢印ＹＡ’側へずれる。これは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近いほど、対物レンズ２０の焦点より対物レンズ２０に近い側に測定対象部材２２が位置することになるためである。なお、中心線４１は、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときに得られた蛍光信号４０Ｃに含まれる、蛍光受光領域Ｅ上を通る線である。
　一方、蛍光信号４０Ｅに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、検出部３０の受光面３３の他方側（矢印ＹＢ’側）へずれる。具体的には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向は、中心線４１より矢印ＹＢ’側へずれる。これは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、対物レンズ２０の焦点より遠い位置に、測定対象部材２２が位置することになるためである。このため、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が遠いほど、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が近い場合とは逆の方向に、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向がずれる。
　このため、生成部１２Ｄは、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に変更し、各段階で得られた蛍光信号４０から、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向を予め特定する。図４の場合、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０におけるＹ’軸方向を、蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向として特定する。
　そして、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向（Ｙ’軸方向）に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。
　蛍光強度値のプロファイルは、ｆ（ｙ’）によって表される。ｙ’は、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置を示す。Ｙ’軸方向における位置は、例えば、Ｙ’軸方向の画素位置を示す位置座標で表される。
　図５は、蛍光強度値のプロファイルの一例を示す模式図である。図５中、横軸は、蛍光信号４０におけるボケの発生方向（Ｙ’軸方向）における位置を示す。図５中、縦軸は、蛍光強度値を示す。また、図５中、各線図を示す値は、値が大きいほど対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近い事を示す。生成部１２Ｄは、１つの蛍光信号４０を取得するごとに、該蛍光信号４０の蛍光強度値のプロファイルを生成する。このため、生成部１２Ｄは、１つの蛍光信号４０を取得すると、例えば、図５に示す複数の線図の内の何れか１つの線図によって表されるプロファイルを生成することとなる。
　なお、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの蛍光強度値を用いて、蛍光強度値のプロファイルを生成してもよい。すなわち、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０全体ではなく、蛍光信号４０の一部分である蛍光受光領域Ｅについて、蛍光強度値のプロファイルを生成してもよい。この場合、例えば、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０における、蛍光を受光したと判別するための閾値以上の蛍光強度値を示す領域を、蛍光受光領域Ｅとして特定し、プロファイルを生成すればよい。
　図３に戻り説明を続ける。次に、特定部１２Ｅについて説明する。特定部１２Ｅは、生成部１２Ｄで生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置を特定する。
　特定部１２Ｅは、下記式（１）を用いて、重心位置を算出する。
　ｇ＝（Σｙ’ｆ（ｙ’）・ｙ’）／（Σｙ’ｆ（ｙ’））　　・・・式（１）
　式（１）中、ｇは、重心位置を示す。ｆ（ｙ’）は、上述したように、蛍光強度値のプロファイルを示す。ｙ’は、上述したように、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置を示す。
　なお、特定部１２Ｅは、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）に代えて、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）にビニング処理および閾値処理の少なくとも一方を行ったプロファイルを用いて、重心位置を算出してもよい。
　例えば、特定部１２Ｅは、蛍光強度値のプロファイルｆ（ｙ’）に対して、ビニング処理を行った後のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて、重心位置を算出してもよい。
　また、例えば、特定部１２Ｅは、ビニング処理を行った後のプロファイルｆ（ｙ’）に対して、予め定めた蛍光強度値である閾値以上の部分を抽出したプロファイルＦ（ｙ’）を用いて、重心位置を算出してもよい。
　算出部１２Ｆは、目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置との差に基づいて、上記移動量および上記移動方向を算出する。本実施形態では、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置と、目標重心位置と、の差に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
　目標重心位置は、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときの、蛍光強度値の重心位置である。具体的には、目標重心位置は、励起光ＬＢを照射された測定対象部材２２の撮影画像における、隣接する画素値（輝度値）の差が最も大きい位置に相当する。この位置は、上記ボケの発生方向であるＹ’軸方向における位置であればよい。算出部１２Ｆは、予め目標重心位置を特定し、移動量移動方向の算出に用いればよい。
　例えば、算出部１２Ｆは、公知のコントラスト法を用いて目標重心位置を特定する。なお、算出部１２Ｆは、コントラスト法を用いて外部装置などで特定された目標重心位置を受信または読取ることで、目標重心位置を特定してもよい。
　図６は、本実施形態に係る実施例１の説明図である。目標重心位置の特定について、実施例１を例に説明する。
　図６中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離（Ｚ軸方向の距離）を示す。なお、距離を示す横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。一方、縦軸は、コントラストまたは重心位置を示す。図６に示すコントラストとは、撮影画像における、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値を示す。
　図６では、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合っているときを基準として±２０μｍの範囲で変動させた。また、測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓとして、蛍光色素であるＤＡＰＩ（４’，６－ｄｉａｍｉｄｉｎｏ－２－ｐｈｅｎｙｌｉｎｄｏｌｅ）によって染色された測定対象を配置した。
　図６中、線図４４Ａは、上記距離を段階的に変動させた各段階において、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射することで得られた蛍光信号４０を用いて、特定部１２Ｅが特定した重心位置を示す。図７Ａには、上記距離がある段階にあるときの蛍光信号４０Ｆの一例を示した。特定部１２Ｅは、蛍光信号４０Ｆにおける、蛍光受光領域Ｅを含む領域Ｂ１内のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて重心位置を特定した。線図４４Ａは、この領域Ｂ１を用いた重心位置の特定処理を、複数の段階の上記距離の各々に対応する蛍光信号４０の各々を用いて、行った結果を示す線図である。
　一方、図６中、線図４６Ａは、コントラスト法による結果を示す線図である。詳細には、線図４６Ａは、光軸に対して対象の形状の光を測定対象領域２２Ｂに照射したときの撮影画像を用いて、上記距離ごとに公知の方法でコントラストを算出した結果を示す。図７Ｂには、上記距離がある段階にあるときの撮影画像４８の一例を示した。線図４６Ａは、撮影画像４８における、特定の領域Ｂ２内について、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値をコントラストとして算出した結果を示したものである。
　図６の線図４４Ａに示すように、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離と、重心位置と、の関係は、一次関数によって表される。一方、図６の線図４６Ａに示すように、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離と、コントラストと、の関係は、特定の距離においてピークを示す。
　そこで、算出部１２Ｆは、線図４６Ａに示されるコントラスト法で得られたピークを示す距離を特定する。そして、算出部１２Ｆは、線図４４Ａにおける、特定した該距離に対応する重心位置を、目標重心位置ｇ’として特定すればよい。
　そして、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置と、目標重心位置ｇ’と、の差に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
　図８は、移動量および移動方向の導出の説明図である。図８中、縦軸は、重心位置を示す。図８中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を示す。なお、図６と同様に、図８の横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。
　まず、算出部１２Ｆは、特定部１２Ｅによって特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する。そして、該差Δｇが“０”になるように、重心位置ｇを目標重心位置ｇ’に近づけるまたは一致させるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する。
　例えば、算出部１２Ｆが、対物レンズ２０の移動量および移動方向を算出する場合を想定する。また、図８中の線図４２は、図６に示す線図４４Ａに相当するものとする。
　この場合、算出部１２Ｆは、線図４２における、特定した重心位置ｇに対応する距離Ｚ１が、目標重心位置ｇ’に対応する距離Ｚ’と一致するように、距離Ｚ１と距離Ｚ’との差を、対物レンズ２０の移動量として算出する。
　また、上述したように、図８の横軸は、値が大きいほど、距離が短い（測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が短い）事を示す。このため、距離Ｚ１の値が距離Ｚ’の値より小さい場合（Ｚ１＜Ｚ’）、算出部１２Ｆは、測定対象部材２２と対物レンズ２０とをより近づける方向（距離を短くする方向）を、移動方向として算出する。また、算出部１２Ｆは、距離Ｚ１の値が距離Ｚ’の値より大きい場合（Ｚ１＞Ｚ’）、測定対象部材２２と対物レンズ２０とをより離す方向（距離を長くする方向）を、移動方向として算出する。
　なお、算出部１２Ｆは、特定した重心位置ｇと目標重心位置ｇ’との差Δｇから、移動量および移動方向を示すベクトルを導出するための関数Ｔを予め用意し、該関数Ｔを用いて、移動量および移動方向を導出してもよい。関数Ｔには、例えば、図８に示す線図４２を一次関数で近似したものを用いればよい。なお、関数Ｔは、線図４２を一次関数以外の高次関数で近似したものであってもよい。また、関数Ｔには、ルックアップテーブルなどの関数テーブルを用いてもよい。
　図３に戻り説明を続ける。移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。詳細には、移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動方向に、導出部１２Ｂで導出された移動量移動させるように、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御する。
　このため、移動制御部１２Ｃは、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂ内に合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の位置を調整することができる。なお、図３に示す機能構成は一例であり、移動制御部１２Ｃが、導出部１２Ｂを備えた構成としてもよい。
　次に、焦点調整装置１２が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
　図９は、情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　取得部１２Ａが、検出部３０から蛍光信号４０を取得する（ステップＳ１００）。
　生成部１２Ｄは、ステップＳ１００で取得した蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅのボケの発生方向（Ｙ’軸方向）に対する、蛍光強度値のプロファイルを生成する。
　特定部１２Ｅは、ステップＳ１０２で生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する（ステップＳ１０４）。
　次に、算出部１２Ｆは、ステップＳ１０４で特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する（ステップＳ１０６）。次に、算出部１２Ｆは、ステップＳ１０６で算出した差Δｇを用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する（ステップＳ１０８）。
　移動制御部１２Ｃは、導出部１２Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ１１０）。移動制御部１２Ｃは、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御することで、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
　次に、焦点調整装置１２は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１２）。例えば、焦点調整装置１２は、処理終了を示す指示信号を受付けたか否かを判別することで、ステップＳ１１２の判断を行う。処理を継続すると判断した場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、上記ステップＳ１００へ戻る。一方、処理終了と判断した場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
　以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１は、照射部１４と、対物レンズ２０と、検出部３０と、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。照射部１４は、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射する。対物レンズ２０は、ガラス部材２２Ａと測定対象領域２２Ｂとを含む測定対象部材２２に励起光ＬＢを集光する。検出部３０は、励起光ＬＢにより測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部３１を備え、各々の受光部３１で受光した蛍光の強度値（蛍光強度値）を示す蛍光信号４０を出力する。移動制御部１２Ｃは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部１２Ｂを備え、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
　このように、本実施形態の顕微鏡システム１では、非対称の形状の励起光ＬＢを測定対象部材２２へ集光し、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を出力する。そして、顕微鏡システム１では、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。
　一方、従来技術では、光軸に対して非対称の形状の光を検体Ｓへ照射し、検体Ｓからの反射光の受光位置に基づいて、フォーカス制御を行っていた。しかし、細胞などの検体Ｓの測定には、ガラス板で挟まれた検体を用いる場合がある。この場合、検体Ｓへ照射された光は、ガラス部材２２Ａの表面およびガラス部材２２Ａを介して配置された検体Ｓによって反射される。このため、検体Ｓからの反射光に比べて、空気とガラス部材２２Ａとの界面からの反射光が支配的となる。従来技術では、反射光を用いてフォーカス制御を行うため、ガラス部材２２Ａの表面に焦点が合ってしまい、ガラス部材２２Ａを介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることは困難であった。
　また、従来技術には、対物レンズ２０の位置を移動させながら、検体Ｓの撮影画像のコントラストを計測する操作を繰り返すことで、対物レンズ２０の焦点を検体Ｓへ合わせる手法もある。しかし、この従来技術では、対物レンズ２０の位置移動と検体Ｓの撮影を複数回繰り返す必要があり、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせる事は困難であった。
　一方、本実施形態の顕微鏡システム１では、測定対象部材２２からの反射光の内、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に受光する。そして、顕微鏡システム１では、受光した蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動を制御することで、フォーカス制御を行う。
　測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の波長領域には、ガラス部材２２Ａの表面で反射した励起光ＬＢの反射光の波長領域は含まれない。このため、顕微鏡システム１では、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を選択的に用いて、フォーカス制御を行うことができる。このため、本実施形態の顕微鏡システム１では、ガラス部材２２Ａの表面ではなく、ガラス部材２２Ａを介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
　従って、本実施形態の顕微鏡システム１では、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
　また、本実施形態の顕微鏡システム１では、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合や、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓの密度の低い（密度が疎になる）領域が存在する場合であっても、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
　図１０は、本実施形態における実施例２の説明図である。
　図１０中、横軸は、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離（Ｚ軸方向の距離）を示す。一方、縦軸は、コントラストまたは重心位置を示す。
　図１０では、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに合ったときを基準として±２０μｍの範囲で変動させた。また、測定対象領域２２Ｂには、検体Ｓを含めず、封入材のみを存在させた。
　図１０中、線図４４Ｂは、上記距離を段階的に変動させた各段階において、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射することで得られた蛍光信号４０を用いて、特定部１２Ｅが特定した重心位置を示す。図１１Ａには、上記距離がある段階にあるときの蛍光信号４０Ｇの一例を示した。特定部１２Ｅは、蛍光信号４０Ｇにおける、蛍光受光領域Ｅを含む領域Ｂ３内のプロファイルｆ（ｙ’）を用いて重心位置を特定した。線図４４Ｂは、この領域Ｂ３を用いた重心位置の特定処理を、複数の段階の上記距離の各々に対応する蛍光信号４０の各々を用いて、行った結果を示す線図である。
　一方、図１０中、線図４６Ｂは、コントラスト法による結果を示す線図である。詳細には、線図４６Ｂは、光軸に対して対象の形状の光を測定対象領域２２Ｂに照射したときの撮影画像を用いて、上記距離ごとに公知の方法でコントラストを算出した結果を示す。図１１Ｂには、上記距離がある段階にあるときの撮影画像４９の一例を示した。線図４６Ｂは、撮影画像４９における、特定の領域Ｂ４内について、隣接する画素の画素値（輝度値）の差の平均値をコントラストとして算出した結果を示したものである。なお、特定の領域Ｂ４は、撮影画像４９の内、コントラストの発生している領域を選択的に特定した領域である。
　図１０の線図４４Ｂに示すように、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合であっても、距離と重心位置との関係を示す線図４４Ｂは、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在する場合の線図４４Ａ（図６参照）と同様の結果が得られた。
　このため、本実施形態の顕微鏡システム１によれば、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合であっても、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができるといえる。また、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが疎な領域が含まれる場合であっても、顕微鏡システム１によれば、測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができるといえる。
　一方、従来技術のコントラスト法である図１０の線図４６Ｂは、撮影画像４９（図１１Ｂ参照）における、コントラストの生じている領域Ｂ４を用いて得られた線図である。このため、線図４６Ｂに示される従来方式では、検体Ｓが疎な領域や、測定対象領域２２Ｂに検体Ｓが含まれない場合には、焦点を調整することは困難であるといえる。
　従って、本実施形態の顕微鏡システム１は、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓが存在しない場合や、測定対象領域２２Ｂ内に検体Ｓの疎な領域が含まれる場合であっても、容易に測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
　また、導出部１２Ｂは、生成部１２Ｄと、特定部１２Ｅと、算出部１２Ｆと、を有する。生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。特定部１２Ｅは、プロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する。算出部１２Ｆは、目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置ｇ’との差Δｇに基づいて、移動量および移動方向を算出する。
　ここで、蛍光信号４０の蛍光強度値は、励起光ＬＢの強度に相関がある。このため、得られる蛍光信号４０は、励起光ＬＢの非対称性を反映した光特性を有する。よって、導出部１２Ｂが、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値のプロファイルに基づいて特定した重心位置ｇに基づいて、移動量および移動方向を算出することで、精度良く、測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
　また、生成部１２Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの蛍光強度値を用いて、プロファイルを生成する。
　蛍光信号４０の全体ではなく、蛍光信号４０の一部である蛍光受光領域Ｅを用いてプロファイルを生成することで、顕微鏡システム１は、上記効果に加えて、処理時間の短縮および処理の簡略化を図ることができる。
　また、照射部１４は、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡの一部を遮光し、励起光ＬＢとして出力する遮光部１４Ｃを備える。遮光部１４Ｃによって照射光ＬＡの一部を遮光することで、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢとするため、容易に励起光ＬＢを照射することができる。
　また、検出部３０は、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を含むブロック領域３１Ａを、受光面３３に沿って複数配列してなる。例えば、ブロック領域３１Ａ内には、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の受光部３１を、モザイク状に配置した構成とすればよい。この場合、どのような特性を有する検体Ｓを測定対象とする場合であっても、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出するための高精度な蛍光信号４０を、得る事が可能となる。
　また、本実施形態の焦点調整装置１２は、測定部１０の検出部３０から蛍光信号４０を取得する取得部１２Ａと、導出部１２Ｂと、移動制御部１２Ｃと、を備える。導出部１２Ｂは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。移動制御部１２Ｃは、導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
　このように、本実施形態の焦点調整装置１２では、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。従って、本実施形態の焦点調整装置１２では、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
（変形例１）
　上記実施形態では、検出部３０と、画像検出部３４と、を別体として構成した場合を一例として説明した。しかし、検出部３０としてＣＭＯＳイメージセンサ、または、ＣＣＤイメージセンサを用いる場合には、検出部３０と画像検出部３４とを共通化してもよい。
　図１２は、本変形例の顕微鏡システム１Ａの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ａは、測定部１０Ａと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
　測定部１０Ａは、上記実施形態の検出部３０および画像検出部３４に代えて、検出部３５を備える。すなわち、測定部１０Ａは、検出部３０および画像検出部３４に代えて検出部３５を備え、ハーフミラー２６および結像レンズ２８を備えない点以外は、上記実施形態の測定部１０と同様である（図１参照）。
　検出部３５は、検出部３０および画像検出部３４の双方として用いられる。このため、この場合、検出部３５と焦点調整装置１２とをデータまたは信号を授受可能に接続すればよい。また、この場合、ハーフミラー２６および結像レンズ２８を備えない構成とすればよい。
　このように、検出部３０と画像検出部３４とを共通化した構成とすることで、上記実施の形態と同様の効果が得られると共に、顕微鏡システム１Ａの装置構成の簡略化を図ることができる。
（変形例２）
　上記実施形態では、遮光部１４Ｃによって照射光ＬＡの一部遮光することで、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射した。しかし、励起光ＬＢの実現方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、照射光ＬＡを分離することで、励起光ＬＢを実現してもよい。
　図１３は、本変形例の顕微鏡システム１Ｂの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ｂは、測定部１０Ｂと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
　測定部１０Ｂは、照射部１４に代えて照射部１５Ａを備える点以外は、測定部１０と同様である（図１参照）。
　照射部１５Ａは、発光部１４Ａと、コリメートレンズ１４Ｂと、分離部１４Ｄと、を備える。発光部１４Ａおよびコリメートレンズ１４Ｂは、上記実施形態と同様である。なお、本変形例では、発光部１４Ａは、Ｘ軸方向に長いライン状の形状の照射光ＬＡを発光するものとする。
　分離部１４Ｄは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡを光軸に対して非対称の形状に分離する。詳細には、分離部１４Ｄは、照射光ＬＡのガウシアン分布のピークを境界として該照射光ＬＡを２つの光束に分離した一方の光束を、励起光ＬＢとして出力する。分離部１４Ｄは、例えば、三角プリズムである。分離部１４Ｄは、照射光ＬＡのガウシアン分布のピークを境界として照射光ＬＡを２つに分離する位置に、予め配置すればよい。
　この場合、測定部１０Ｂでは、照射光ＬＡにおける、分離部１４Ｄによって分離された一方の光束である励起光ＬＢを測定対象領域２２Ｂへ照射し、該照射により測定対象領域２２Ｂで発生した蛍光を検出部３０で受光すればよい。また、照射光ＬＡにおける、他方の光束についても測定対象領域２２Ｂへ照射し、該照射により測定対象領域２２Ｂで発生した蛍光を画像検出部３４で受光すればよい。
　このように、本変形例では、照射部１５Ａは、分離部１４Ｄを備える。分離部１４Ｄは、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡを光軸に対して非対称の形状に分離し、励起光ＬＢとして出力する。
　このため、本変形例の顕微鏡システム１Ｂでは、照射部１５Ａから照射された照射光ＬＡの一部を捨てることなく分離し、一方の光束を検出部３０用の励起光ＬＢとして用い、他方の光束を画像検出部３４用の光束として用いることができる。
（変形例３）
　本変形例では、非対称の形状の励起光ＬＢを、遮光部１４Ｃまたは分離部１４Ｄを用いずに実現する構成を説明する。
　図１４は、本変形例の顕微鏡システム１Ｃの一例を示す模式図である。顕微鏡システム１Ｃは、測定部１０Ｃと、焦点調整装置１２と、を備える。焦点調整装置１２は、上記実施形態と同様である。
　測定部１０Ｃは、照射部１４に代えて照射部１５Ｂを備える点以外は、測定部１０と同様である（図１参照）。
　照射部１５Ｂは、発光部１４Ｆと、コリメートレンズ１４Ｂと、を備える。コリメートレンズ１４Ｂは、上記実施形態と同様である。
　発光部１４Ｆは、上記実施形態の発光部１４Ａと同様に、検体Ｓが蛍光を発する波長領域を含む照射光ＬＡを発光する。発光部１４Ｆは、スポット状（点状）の光を発光する光源、ライン状の形状の光を発光する光源、スリット等を介してライン状の形状の光を発光する光源、の何れであってもよい。
　本変形例では、発光部１４Ｆが光を発する発光位置１４Ｅが、コリメートレンズ１４Ｂの光軸Ａ１から外れた位置に配置されてなる。すなわち、発光部１４Ｆの開口搾りである発光位置１４Ｅが、コリメートレンズ１４Ｂの焦点位置から外れた位置関係となるように、発光位置１４Ｅおよびコリメートレンズ１４Ｂの配置位置が予め調整されている。このため、コリメートレンズ１４Ｂは、発光位置１４Ｅに対して非テレセントリックな光学系を構成している。
　このように、本変形例では、照射部１５Ｂは、発光部１４Ｆから照射された照射光ＬＡの一部を平行にして励起光ＬＢとして出力するコリメートレンズ１４Ｂを有する。そして、発光部１４Ｆの発光位置１４Ｅは、コリメートレンズ１４Ｂの光軸Ａ１から外れた位置に配置されてなる。
　このため、本変形例では、遮光部１４Ｃまたは分離部１４Ｄを用いることなく、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢを実現することができる。
（変形例４）
　なお、上記実施形態および上記変形例で実現した、光軸に対して非対称な形状の励起光ＬＢを実現するための構成は、照射光ＬＡを発光する光源から、測定部１０内への照射光ＬＡの出力開始位置までの間の空間に、実現されていてもよい。すなわち、非対称な形状の励起光ＬＢを発光する光学部材から励起光ＬＢを発光する構成とし、測定部１０、測定部１０Ａ、測定部１０Ｂ、測定部１０Ｃの各々内に照射するようにしてもよい。
（第２の実施形態）
　本実施形態では、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして、非点収差を発生させた励起光ＬＢを用いる形態を説明する。
　なお、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄは、第１の実施形態の顕微鏡システム１と同様である（図１参照）。但し、顕微鏡システム１Ｄは、照射部１４に代えて照射部１７を備える。また、顕微鏡システム１Ｄは、焦点調整装置１２に代えて、焦点調整装置１３を備える。焦点調整装置１３は、情報処理装置の一例である。
　照射部１７は、第１の実施形態の照射部１４と同様に、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢを照射する。但し、照射部１７は、スポット状の照射光ＬＡを発光する発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡに、非点収差を発生させることで、励起光ＬＢを照射する。
　非点収差を発生させるためには、公知の方法を用いればよい。例えば、照射部１４を、遮光部１４Ｃを備えない構成とし、コリメートレンズ１４Ｂの光出射側に、非点収差レンズを配置した構成とすればよい。非点収差レンズは、焦点距離を複数有し、非点収差を発生させるレンズである。非点収差レンズは、例えば、通常の対物レンズにしリンドリルレンズを追加したものである。
　このため、本実施形態では、照射部１７から測定対象領域２２Ｂへ、非点収差の発生した励起光ＬＢが照射される。
　焦点調整装置１３は、第１の実施形態の焦点調整装置１２と同様に、検出部３０から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１３と、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
　図１５は、焦点調整装置１３の機能的構成の一例を示す図である。なお、図１５には、説明のために、検出部３０、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
　焦点調整装置１３は、取得部１３Ａと、導出部１３Ｂと、移動制御部１３Ｃと、を備える。導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を備える。
　取得部１３Ａ、導出部１３Ｂ、移動制御部１３Ｃ、方向導出部１３Ｄ、および移動量導出部１３Ｅの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。移動制御部１３Ｃは、移動制御部１２Ｃと同様である。
　取得部１３Ａは、検出部３０から蛍光信号４０を取得する。
　導出部１３Ｂは、検出部３０から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。
　本実施形態では、導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を有する。
　ここで、本実施形態では、測定対象部材２２に照射される励起光ＬＢは、非点収差を有する。また、蛍光信号４０の蛍光強度値は、励起光ＬＢの強度に相関がある。このため、本実施形態で得られる蛍光信号４０は、励起光ＬＢの非点収差による非対称性を反映した光特性を有する。
　また、励起光ＬＢの非点収差による非対称性を反映した蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離の変動によるボケの発生方向は、上記実施形態および変形例とは異なる挙動を示す。
　図１６は、本実施形態で得られる蛍光信号４０の一例を示す模式図である。蛍光信号４０には、蛍光受光領域Ｅが含まれる。
　図１６には、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を近距離から遠距離となるように段階的に変化させ、各段階において検出部３０で得られた蛍光信号４０を示した。図１６に示す複数の蛍光信号４０（蛍光信号４０Ｈ、蛍光信号４０Ｉ、蛍光信号４０Ｊ）は、蛍光信号４０Ｈから蛍光信号４０Ｊに向かって、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離を段階的に大きくしたときの、各段階で検出された蛍光信号４０の一例である。また、蛍光信号４０Ｉは、対物レンズ２０の焦点が測定対象領域２２Ｂに一致しているときの、蛍光信号４０の一例である。
　また、図１６に示す蛍光信号４０の縦軸方向（Ｙ’軸方向）は、測定対象部材２２上におけるＹ軸方向に相当する。また、図１６に示す蛍光信号４０の横軸方向（Ｘ’軸方向）は、測定対象部材２２におけるＸ軸方向に相当する。また、図１６に示す蛍光信号４０のＺ’軸方向は、測定対象部材２２と対物レンズ２０とが近付く方向または離れる方向であるＺ軸方向に相当する。
　蛍光信号４０Ｈ、蛍光信号４０Ｉ、および蛍光信号４０Ｊに示すように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った時の距離より短い場合と、長い場合とでは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向が異なる。具体的には、測定対象領域２２Ｂに焦点が合った状態の場合、蛍光信号４０Ｉに示すように、蛍光信号４０Ｉに含まれる蛍光受光領域Ｅの形状は、略円形状となる。
　一方、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より短い場合は、蛍光信号４０Ｈに示すように、例えば、Ｙ’軸方向に広がった形状の蛍光受光領域Ｅとなる。また、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より長い場合には、蛍光信号４０Ｊに示すように、例えば、Ｘ’軸方向に広がった形状の蛍光受光領域Ｅとなる。
　そこで、導出部１３Ｂは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に応じて蛍光信号４０を複数の領域に分割する。そして、分割した各領域内の蛍光強度値を用いて、移動方向および移動量を導出する。
　図１７は、移動方向および移動量の導出の一例を示す説明図である。例えば、取得部１３Ａが、図１７に示す蛍光信号４０Ｊを取得したと想定する。この場合、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向を導出する。
　詳細には、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向と、該広がり方向に広がった形状を示す蛍光受光領域Ｅ３を焦点の合った状態の蛍光受光領域Ｅ２を含む蛍光信号４０Ｉ（図１６参照）の状態とするための移動方向と、を対応付けた第１の管理情報を予め記憶する。この移動方向は、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向であればよい。本実施形態では、対物レンズ２０の移動方向である場合を想定して説明する。
　そして、方向導出部１３Ｄは、第１の管理情報における、取得部１３Ａで取得した蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に対応する移動方向を読取ることで、対物レンズ２０の移動方向を導出すればよい。なお、方向導出部１３Ｄは、上記第１の管理情報に示される関係を示す関数を予め記憶し、該関数を用いて移動方向を導出してもよい。
　移動量導出部１３Ｅは、取得部１３Ａで取得した蛍光信号４０Ｊに、境界を設定する。詳細には、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光受光領域Ｅ３上を通り、且つ、該蛍光受光領域Ｅ３の広がり方向（図１７ではＸ’軸方向）に沿った直線６１を、境界として設定する。そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊを、該直線６１を境界として２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）に分割する。
　そして、移動量導出部１３Ｅは、該領域６０Ａおよび領域６０Ｂの各々について、含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を算出する。そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｊに含まれる蛍光強度値の合計値に対する、２つの領域６０Ａおよび領域６０Ｂの各々の蛍光強度値の合計値の差の比を、対物レンズ２０の移動量として導出する。
　すなわち、移動量導出部１３Ｅは、下記式（２）を用いて、移動量を導出する。
　移動量＝（ΣＡ－ΣＢ）／（ΣＡ＋ΣＢ）　　・・・式（２）
　式（２）中、ΣＡは、領域６０Ａに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（２）中、ΣＢは、領域６０Ｂに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。
　このため、導出部１３Ｂは、少なくとも２つの受光部３１を有する検出部３０から取得した蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出することができる。
　なお、導出部１３Ｂは、他の方法を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出してもよい。
　図１８は、移動方向および移動量の導出の他の例を示す説明図である。例えば、取得部１３Ａが、図１８に示す蛍光信号４０Ｋを取得したと想定する。蛍光信号４０Ｋは、蛍光受光領域Ｅ２を含むものとする。なお、説明のために、蛍光信号４０Ｋ上に、蛍光受光領域Ｅ２および蛍光受光領域Ｅ３を併せて示した（図１６も参照）。
　この場合、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋを、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。詳細には、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋ上における、第１の線状領域６３の一端部と、該第１の線状領域６３の他端部と、第２の線状領域６５の一端部と、該第２の線状領域６５の他端部と、の各々を特定する。
　第１の線状領域６３は、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近づくときの蛍光受光領域Ｅ１の広がりを示す線状の領域である。第２の線状領域６５は、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が離れるときの蛍光受光領域Ｅ１の広がりを示す線状の領域である。線状の領域とは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向に長い領域である。方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０上における第１の線状領域６３と第２の線状領域６５の各々の位置および範囲を予め記憶しておけばよい。
　そして、方向導出部１３Ｄは、特定した４つの端部の各々が、互いに異なる領域に配置されるように、蛍光信号４０を４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。
　なお、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋ上に、第１の線状領域６３の長手方向に沿った直線と、第２の線状領域６５の長手方向に沿った直線とを、これらの２つの直線の交点が蛍光受光領域Ｅ２上に位置するように配置してもよい。そして、方向導出部１３Ｄは、これらの２つの直線を、蛍光受光領域Ｅ２を中心として４５°回転させた線を、境界（境界６４、境界６６）として設定してもよい。そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋを、これらの境界６４および境界６６によって４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割してもよい。
　そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける４つの領域（６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内、検出部３０から取得した蛍光信号４０Ｋに含まれる蛍光受光領域Ｅ２の広がり方向の両端部が位置する２つの領域（図１８では、領域６８Ａおよび領域６８Ｄ）を、蛍光受光領域Ｅ２の存在領域として特定する。
　そして、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける、特定した存在領域の位置関係に応じて、移動方向を導出すればよい。
　図１６を用いて説明したように、測定対象部材２２と対物レンズ２０との距離が焦点の合った状態より短い場合と、長い場合とでは、蛍光受光領域Ｅの広がり方向が異なる。
　このため、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０Ｋにおける、特定した存在領域の位置関係に対応する、焦点の合った状態とするための移動方向と、を対応付けた第２の管理情報を予め記憶する。この移動方向は、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向であればよい。本実施形態では、対物レンズ２０の移動方向である場合を想定して説明する。
　そして、方向導出部１３Ｄは、第２の管理情報から、特定した存在領域の位置関係に対応する移動方向を読取ることで、対物レンズ２０の移動方向を導出すればよい。なお、方向導出部１３Ｄは、上記第２の管理情報に示される関係を示す関数を予め記憶し、該関数を用いて移動方向を導出してもよい。
　そして、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０Ｋに含まれる蛍光強度値の合計値に対する、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内の蛍光受光領域Ｅ２の存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）の合計値から、４つの領域の内の該存在領域以外の領域（領域６８Ｂ、領域６８Ｃ）の蛍光強度値の合計値を減算した差分の比を、移動量として導出する。
　すなわち、移動量導出部１３Ｅは、下記式（３）を用いて、移動量を導出する。
　移動量＝｛（ΣＡ＋ΣＢ）－（ΣＢ＋ΣＣ）｝／（ΣＡ＋ΣＢ＋ΣＣ＋ΣＤ）　・・・式（３）
　式（３）中、ΣＡは、領域６８Ａに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＢは、領域６８Ｂに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＣは、領域６８Ｃに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。式（３）中、ΣＤは、領域６８Ｄに含まれる各画素の蛍光強度値の合計値を示す。
　このため、導出部１３Ｂは、少なくとも４つの受光部３１を有する検出部３０から取得した蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動方向および移動量を導出することができる。
　次に、本実施形態の焦点調整装置１３が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
　図１９は、情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　取得部１３Ａが、検出部３０から蛍光信号４０を取得する（ステップＳ２００）。
　次に、方向導出部１３Ｄが、ステップＳ２００で取得した蛍光信号４０を用いて、移動方向を導出する（ステップＳ２０２）。
　次に、移動量導出部１３Ｅが、ステップＳ２００で取得した蛍光信号４０を用いて、移動量を導出する（ステップＳ２０４）。
　次に、移動制御部１３Ｃが、ステップＳ２０２およびステップＳ２０４で導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ２０６）。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
　次に、焦点調整装置１２は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の判断は、第１の実施形態のステップＳ１１２（図９参照）と同様である。ステップＳ２０８で否定判断すると（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、上記ステップＳ２００へ戻る。ステップＳ２０８で肯定判断すると（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
　以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄの照射部１７は、発光部１４Ａから照射された照射光ＬＡに非点収差を発生させた励起光ＬＢを照射する。このように、非点収差を発生させた励起光ＬＢを、光軸に対して非対称の形状の励起光ＬＢとして用いてもよい。
　この場合についても、顕微鏡システム１Ｄは、非対称の形状の励起光ＬＢを測定対象部材２２へ集光し、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光の蛍光強度値を示す蛍光信号４０を出力する。そして、顕微鏡システム１Ｄでは、蛍光信号４０を用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、移動を制御する。
　従って、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
　また、導出部１３Ｂは、方向導出部１３Ｄと、移動量導出部１３Ｅと、を備える。方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向に基づいて、移動方向を導出する。移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０を、該蛍光受光領域Ｅ上を通り且つ該蛍光受光領域Ｅの広がり方向に沿った直線６１を境界として２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）に分割し、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値の合計値に対する、２つの領域（領域６０Ａ、領域６０Ｂ）の各々の蛍光強度値の合計値の差の比を、移動量として導出する。
　このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、最低２つの受光部３１を備えた検出部３０から蛍光信号４０を取得することで、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
　また、方向導出部１３Ｄは、蛍光信号４０を、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が近づくときの蛍光受光領域Ｅの広がりを示す第１の線状領域６３の一端部と、該第１の線状領域６３の他端部と、対物レンズ２０と測定対象部材２２との距離が離れるときの蛍光受光領域Ｅの広がりを示す第２の線状領域６５の一端部と、該第２の線状領域６５の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）に分割する。
　そして、方向導出部１３Ｄは、４つの領域（領域６８Ａ、領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内、検出部３０から取得した蛍光信号４０に含まれる蛍光受光領域Ｅの広がり方向の両端部が位置する２つの領域である存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）に応じて、移動方向を導出する。また、移動量導出部１３Ｅは、蛍光信号４０に含まれる蛍光強度値の合計値に対する、４つの領域（領域６８Ａ。領域６８Ｂ、領域６８Ｃ、領域６８Ｄ）の内の存在領域（領域６８Ａ、領域６８Ｄ）の蛍光強度値の合計値から、４つの領域の内の存在領域以外の他の２つの領域（領域６８Ｂ、領域６８Ｃ）の蛍光強度値の合計値を減算した差分の比を、移動量として導出する。
　このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｄでは、最低４つの受光部３１を備えた検出部３０から蛍光信号４０を取得することで、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに容易に焦点を合わせることができる。
（第３の実施形態）
　本実施形態では、特定の露出値の受光部３１による蛍光信号４０を用いて、重心位置を特定する形態を説明する。なお、上記実施形態と同じ機能または構成を示す部分には、同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する場合がある。
　本実施形態の顕微鏡システム１Ｅは、第１の実施形態の顕微鏡システム１と同様である（図１参照）。但し、顕微鏡システム１Ｅは、検出部３０に代えて検出部３９を備える。また、顕微鏡システム１Ｅは、焦点調整装置１２に代えて、焦点調整装置１９を備える。焦点調整装置１９は、情報処理装置の一例である。
　なお、第１の実施形態と同様に、発光部１４Ａが、ライン状の形状の照射光ＬＡを発光する光源である場合を想定して説明する。また、第１の実施形態と同様に、ライン状の形状の照射光ＬＡの長手方向が、図１中のＸ軸方向に一致する場合を一例として説明する。
　図２０は、検出部３９の一例を示す模式図である。検出部３９は、第１の実施形態の検出部３０と同様に、複数の受光部３１を備え、測定対象領域２２Ｂから発せられた蛍光を受光し、蛍光信号４０を出力する。
　詳細には、検出部３９は、複数の受光部３１を備える。複数の受光部３１は、蛍光を受光する受光面３３に沿って二次元配列されている。なお、検出部３９は、複数の受光部３１を受光面３３に沿って一次元配列した形態であってもよい。また、検出部３９は、少なくとも２つの受光部３１を備えていればよい。
　本実施形態では、検出部３９が、複数の受光部３１を受光面３３に沿って二次元配列した形態である場合を、一例として説明する。
　検出部３９は、複数種類の単位領域３７を、受光面３３に沿って複数配列した構成である。複数種類の単位領域３７は、それぞれ、１または複数の受光部３１を含む。複数種類の単位領域３７は、含まれる受光部３１の露出値が互いに異なる。
　露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方を意味する。すなわち、複数種類の単位領域３７は、含まれる受光部３１のゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が互いに異なる領域である。ゲインおよび電荷蓄積時間の定義は、第１の実施形態で説明したため、ここでは記載を省略する。なお、１つの単位領域３７に含まれる複数の受光部３１の露出値は、互いに同じ値であるものとする。
　複数の受光部３１の各々には、受光部３１が属する単位領域３７の種類ごとに、予め定めた露出値を設定すればよい。このため、受光部３１には、露出値を任意の値に設定可能な受光部３１を用いればよい。
　図２０には、検出部３９が、２種類の単位領域３７として、単位領域３７Ａと単位領域３７Ｂとを交互に配列した構成である形態を一例として示した。単位領域３７Ａと単位領域３７Ｂとは、互いに種類の異なる単位領域３７である。例えば、単位領域３７Ａに含まれる受光部３１には、予め高い露出値が設定されている。高い露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が閾値以上であることを意味する。また、単位領域３７Ｂに含まれる受光部３１には、予め低い露出値が設定されている。低い露出値とは、ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方が閾値未満であることを意味する。閾値は、予め設定すればよい。
　なお、検出部３９は、互いに露出値の異なる３種類以上の単位領域３７を配列した構成であってもよく、２種類の単位領域３７に限定されない。
　検出部３９は、蛍光を受光し、蛍光信号４０を出力する。検出部３９から出力される蛍光信号４０は、上記実施の形態で説明した蛍光信号４０と同様に、複数の受光部３１の各々で受光した蛍光の強度値を示す信号である。すなわち、蛍光信号４０は、複数の受光部３１の各々ごとの蛍光強度値を規定した信号である。検出部３９は、蛍光信号４０を焦点調整装置１９へ出力する。
　図２１は、焦点調整装置１９の機能的構成の一例を示す図である。なお、図２１には、説明のために、検出部３９、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８も図示した。
　焦点調整装置１９は、第１の実施形態の焦点調整装置１２と同様に、検出部３９から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点の調整を実行する。焦点調整装置１９と、検出部３９、第１の駆動部３６、および第２の駆動部３８とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。
　焦点調整装置１９は、取得部１９Ａと、導出部１９Ｂと、移動制御部１９Ｃと、を備える。導出部１９Ｂは、選択部１９Ｇと、生成部１９Ｄと、特定部１９Ｅと、算出部１９Ｆと、を含む。
　取得部１９Ａ、導出部１９Ｂ、移動制御部１９Ｃ、選択部１９Ｇ、生成部１９Ｄ、特定部１９Ｅ、および算出部１９Ｆの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。移動制御部１９Ｃは、移動制御部１２Ｃと同様である。
　取得部１９Ａは、検出部３９から蛍光信号４０を取得する。
　導出部１９Ｂは、検出部３９から取得した蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する。詳細には、導出部１９Ｂは、蛍光信号４０に基づいて、対物レンズ２０の焦点を測定対象領域２２Ｂに合わせるための、上記移動量および上記移動方向を導出する。
　本実施形態では、導出部１９Ｂは、選択部１９Ｇと、生成部１９Ｄと、特定部１９Ｅと、算出部１９Ｆと、を有する。
　選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する。
　図２２Ａは、検体Ｓの測定対象領域２２Ｂのイメージ図である。ライン状の形状の照射光ＬＡが光軸Ａ１に対して非対称の形状とされ、励起光ＬＢとして測定対象領域２２Ｂに照射される。測定対象領域２２Ｂに含まれる検体Ｓが、励起光ＬＢの照射により蛍光を発する蛍光色素によって標識された、細胞などの物体である場合を想定して説明する。この場合、測定対象領域２２Ｂにおける励起光ＬＢの照射領域の内、検体Ｓの存在する領域ＰＢから発せられる光の強度は、検体Ｓの存在しない領域ＰＡから発せられる光の強度に比べて高くなる。
　図２２Ｂは、蛍光信号４０Ｌの一例を示す模式図である。蛍光信号４０Ｌは、検出部３９から出力された蛍光信号４０の一例である。
　蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在しない領域ＰＡに相当する領域ＥＡは、検体Ｓの存在する領域ＰＢに相当する領域ＥＢに比べて、受光部３１で受光する蛍光の強度値が低くなる。このため、領域ＥＡについては、高い露出値の受光部３１で受光した蛍光の強度値を用いて情報処理を行う事が好ましい。また、領域ＥＢについては、低い露出値の受光部３１で受光した蛍光の強度値を用いて情報処理を行う事が好ましい。
　そこで、選択部１９Ｇは、検出部３９に含まれる複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する。選択部１９Ｇは、取得部１９Ａで取得した蛍光信号４０Ｌを用いて、単位領域３７を選択する。詳細には、選択部１９Ｇは、蛍光強度値が所定範囲内の受光部３１を含む単位領域３７を選択する。例えば、蛍光強度値が、０～２５５の階調値で表される場合を想定する。この場合、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、蛍光強度値である階調値が予め定めた範囲内の領域を特定する。そして、選択部１９Ｇは、特定した領域に対応する受光部３１を含む単位領域３７を選択する。例えば、選択部１９Ｇは、予め定めた範囲として、階調値が１０以上２５０以下の範囲内の蛍光強度値を出力した受光部３１を含む単位領域３７を選択する。
　図２２Ｃは、単位領域３７の選択の説明図である。上記選択処理によって、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在しない領域ＰＡに相当する領域ＥＡについては、含まれる受光部３１に高い露出値の設定された単位領域３７Ａ（単位領域３７Ａ１，３７Ａ２，３７Ａ３，３７Ａ４）を選択する。また、選択部１９Ｇは、蛍光信号４０Ｌにおける、検体Ｓの存在する領域ＰＢに相当する領域ＥＢについては、含まれる受光部３１に低い露出値の設定された単位領域３７Ｂ（単位領域３７Ｂ４，３７Ｂ５）を選択する。
　図２１に戻り説明を続ける。生成部１９Ｄは、第１の実施形態の生成部１２Ｄと同様に、蛍光信号４０Ｌに含まれる蛍光強度値のプロファイルを生成する。但し、本実施形態の生成部１９Ｄは、蛍光信号４０Ｌにおける、選択部１９Ｇによって選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値からなる蛍光信号４０を用いて、プロファイルを生成する。
　特定部１９Ｅは、生成部１９Ｄで生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０Ｌにおける蛍光強度値の重心位置を特定する。すなわち、特定部１９Ｅは、選択部１９Ｇで選択された単位領域３７（単位領域３７Ａ１，３７Ａ２，３７Ａ３，３７Ａ４，３７Ｂ４，３７Ｂ５）に含まれる受光部３１で受光した蛍光強度値を示す、蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置を特定する。特定部１９Ｅは、該プロファイルを用いる点以外は、第１の実施形態の特定部１２Ｅと同様にして、重心位置を算出すればよい。
　算出部１９Ｆは、第１の実施形態の算出部１２Ｆと同様にして目標重心位置を特定し、重心位置と目標重心位置との差に基づいて、上記移動量および上記移動方向を算出する。
　算出部１９Ｆは、導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。算出部１９Ｆは、導出部１２Ｂに代えて導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向を用いる点以外は、第１の実施形態の移動制御部１２Ｃと同様にして、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。
　次に、焦点調整装置１９が実行する情報処理の流れの一例を説明する。
　図２３は、焦点調整装置１９が実行する情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　取得部１９Ａが、検出部３９から蛍光信号４０Ｌを取得する（ステップＳ３００）。
　選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値が設定された受光部３１を含む単位領域３７を選択する（ステップＳ３０２）。
　生成部１９Ｄは、ステップＳ３００で取得した蛍光信号４０Ｌにおける、ステップＳ３０２で選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値からなる蛍光信号４０を用いて、プロファイルを生成する（ステップＳ３０４）。
　特定部１９Ｅは、ステップＳ３０４で生成されたプロファイルに基づいて、蛍光信号４０における蛍光強度値の重心位置ｇを特定する（ステップＳ３０６）。
　次に、算出部１９Ｆは、ステップＳ３０６で特定された重心位置ｇと、目標重心位置ｇ’と、の差Δｇを算出する（ステップＳ３０８）。次に、算出部１９Ｆは、ステップＳ３０８で算出した差Δｇを用いて、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方の移動量および移動方向を算出する（ステップＳ３１０）。
　移動制御部１９Ｃは、導出部１９Ｂで導出された移動量および移動方向に、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる（ステップＳ３１２）。移動制御部１９Ｃは、第１の駆動部３６および第２の駆動部３８の少なくとも一方を駆動制御することで、対物レンズ２０および測定対象部材２２の少なくとも一方を移動させる。このため、対物レンズ２０の焦点が測定対象部材２２の測定対象領域２２Ｂに合うように、対物レンズ２０および測定対象部材２２の位置が調整される。
　次に、焦点調整装置１９は、情報処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ３１４）。例えば、焦点調整装置１９は、処理終了を示す指示信号を受付けたか否かを判別することで、ステップＳ３１４の判断を行う。処理を継続すると判断した場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、上記ステップＳ３００へ戻る。一方、処理終了と判断した場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。
　以上説明したように、本実施形態の顕微鏡システム１Ｅの検出部３９には、含まれる受光部３１の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域３７が受光面に沿って配列されている。導出部１９Ｂの選択部１９Ｇは、複数種類の単位領域３７の内、特定の露出値の受光部３１を含む単位領域３７を選択する。特定部１９Ｅは、選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光の強度値を示す蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置ｇを特定する。
　このため、本実施形態の顕微鏡システム１Ｅでは、同じ露出値の設定された受光部３１からなる検出部３０の蛍光信号４０を用いて上記情報処理を行う場合に比べて、サチュレーション、信号不足などの問題が発生することを抑制することができる。また、顕微鏡システム１Ｅでは、選択された単位領域３７に含まれる受光部３１の蛍光強度値を示す蛍光信号４０のプロファイルに基づいて、重心位置ｇを特定するための、重心位置ｇの特定精度向上を図ることができる。このため、顕微鏡システム１Ｅでは、上記実施形態の効果に加えて、更に高精度に、ガラス（ガラス部材２２Ａ）を介して配置された測定対象領域２２Ｂに焦点を合わせることができる。
　なお、上記には、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例に係る処理は、上記実施形態および変形例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。また、上述してきた実施形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
　また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
（ハードウェア構成）
　図２４は、上記実施形態および変形例に係る焦点調整装置１２、焦点調整装置１３、および焦点調整装置１９の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。
　コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３００、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）１４００、通信インターフェース１５００、及び入出力インターフェース１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。
　ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納された焦点調整プログラムをＲＡＭ１２００に展開し、焦点調整プログラムに対応した処理を実行する。
　ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ　Ｉｎｐｕｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
　ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、プログラムデータ１４５０の一例である本開示に係る焦点調整プログラムを記録する記録媒体である。
　通信インターフェース１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェースである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェース１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信する。
　入出力インターフェース１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェースである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェース１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェース１６００を介して、ディスプレイやスピーカやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェース１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録された焦点調整プログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）、ＰＤ（Ｐｈａｓｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ　Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
　例えば、コンピュータ１０００が上記実施形態に係る焦点調整装置１２、焦点調整装置１３、または焦点調整装置１９として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされた焦点調整プログラムを実行することにより、取得部１２Ａ、導出部１２Ｂ、および移動制御部１２Ｃ、または、取得部１３Ａ、導出部１３Ｂ、および移動制御部１３Ｃ、または、取得部１９Ａ、導出部１９Ｂ、および移動制御部１９Ｃ、等の機能を実現する。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係る焦点調整プログラムおよびデータが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
　ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
　前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、
　を備える、顕微鏡システム。
（２）
　前記導出部は、
　前記蛍光信号に含まれる前記強度値のプロファイルを生成する生成部と、
　前記プロファイルに基づいて、前記蛍光信号における前記強度値の重心位置を特定する特定部と、
　目標重心位置を特定し、前記重心位置と前記目標重心位置との差に基づいて、前記移動量および前記移動方向を算出する算出部と、
　を有する、
　上記（１）に記載の顕微鏡システム。
（３）
　前記検出部は、
　含まれる前記受光部の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域が受光面に沿って配列され、
　前記導出部は、
　複数種類の前記単位領域の内、特定の露出値の前記受光部を含む前記単位領域を選択する選択部を含み、
　前記特定部は、
　選択された前記単位領域に含まれる前記受光部の前記強度値を示す前記蛍光信号の前記プロファイルに基づいて、前記重心位置を特定する、
　上記（２）に記載の顕微鏡システム。
（４）
　前記生成部は、
　前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の前記強度値を用いて、前記プロファイルを生成する、
　上記（２）に記載の顕微鏡システム。
（５）
　前記照射部は、
　発光部から照射された照射光の一部を遮光し、前記励起光として出力する遮光部を有する、
　上記（１）～（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（６）
　前記照射部は、
　発光部から照射された照射光を光軸に対して非対称の形状に分離する分離部を有する、
　上記（１）～（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（７）
　前記照射部は、
　発光部から照射された照射光の一部を平行にして前記励起光として出力するコリメートレンズを有し、
　前記発光部は、
　前記発光部の発光位置が前記コリメートレンズの光軸から外れた位置に配置されてなる、
　上記（１）～（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（８）
　前記照射部は、
　発光部から照射された照射光に非点収差を発生させた前記励起光を照射する、
　上記（１）～（４）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（９）
　前記導出部は、
　前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の広がり方向に基づいて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
　前記蛍光信号を、該蛍光受光領域上を通り且つ該蛍光受光領域の広がり方向に沿った直線を境界として２つの領域に分割し、前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、２つの前記領域の各々の前記強度値の合計値の差の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
　を有する、
　上記（８）に記載の顕微鏡システム。
（１０）
　前記導出部は、
　前記蛍光信号を、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が近づくときの蛍光受光領域の広がりを示す第１の線状領域の一端部と、該第１の線状領域の他端部と、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が離れるときの前記蛍光受光領域の広がりを示す第２の線状領域の一端部と、該第２の線状領域の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域に分割し、
　４つの前記領域の内、前記検出部から取得した前記蛍光信号に含まれる前記蛍光受光領域の広がり方向の両端部が位置する２つの前記領域である存在領域に応じて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
　前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、４つの前記領域の内の前記存在領域の前記強度値の合計値から、４つの前記領域の内の前記存在領域以外の他の２つの前記領域の前記強度値の合計値を減算した差分の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
　を有する、
　上記（８）に記載の顕微鏡システム。
（１１）
　前記検出部は、
　ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の前記受光部を含むブロック領域を受光面に沿って複数配列してなる、
　上記（１）～（１０）の何れか１つに記載の顕微鏡システム。
（１２）
　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、を備えた測定部から、前記蛍光信号を取得するステップと、
　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御するステップと、
　をコンピュータに実行させるための焦点調整プログラム。
（１３）
　測定部と、前記測定部の動作の制御に使われるソフトウェアと、を含んで構成される焦点調整システムであって、
　前記ソフトウェアは情報処理装置に搭載されており、
　前記測定部は、
　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
　ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
　前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
　を含み、
　前記ソフトウェアは、
　前記検出部から、前記蛍光信号を取得し、
　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズの焦点を前記測定対象領域に合わせるための、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、
　導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御する、
　焦点調整システム。
　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ　顕微鏡システム
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　測定部
　１２、１３、１９　焦点調整装置
　１２Ａ、１３Ａ、１９Ａ　取得部
　１２Ｂ、１３Ｂ、１９Ｂ　導出部
　１２Ｃ、１３Ｃ、１９Ｃ　移動制御部
　１２Ｄ、１９Ｄ　生成部
　１２Ｅ、１９Ｅ　特定部
　１２Ｆ、１９Ｆ　算出部
　１３Ｄ　方向導出部
　１３Ｅ　移動量導出部
　１４、１５Ａ、１５Ｂ　照射部
　１９Ｇ　選択部
　２０　対物レンズ
　２２　測定対象部材
　２２Ａ　ガラス部材
　２２Ｂ　測定対象領域
　３０、３５、３９　検出部

Claims (13)

  1. 　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
    　ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
    　前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
    　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動させる移動制御部と、
    　を備える、顕微鏡システム。
  2. 　前記導出部は、
    　前記蛍光信号に含まれる前記強度値のプロファイルを生成する生成部と、
    　前記プロファイルに基づいて、前記蛍光信号における前記強度値の重心位置を特定する特定部と、
    　目標重心位置を特定し、前記重心位置と前記目標重心位置との差に基づいて、前記移動量および前記移動方向を算出する算出部と、
    　を有する、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  3. 　前記検出部は、
    　含まれる前記受光部の露出値が互いに異なる複数種類の単位領域が受光面に沿って配列され、
    　前記導出部は、
    　複数種類の前記単位領域の内、特定の露出値の前記受光部を含む前記単位領域を選択する選択部を含み、
    　前記特定部は、
    　選択された前記単位領域に含まれる前記受光部の前記強度値を示す前記蛍光信号の前記プロファイルに基づいて、前記重心位置を特定する、
    　請求項２に記載の顕微鏡システム。
  4. 　前記生成部は、
    　前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の前記強度値を用いて、前記プロファイルを生成する、
    　請求項２に記載の顕微鏡システム。
  5. 　前記照射部は、
    　発光部から照射された照射光の一部を遮光し、前記励起光として出力する遮光部を有する、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  6. 　前記照射部は、
    　発光部から照射された照射光を光軸に対して非対称の形状に分離する分離部を有する、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  7. 　前記照射部は、
    　発光部から照射された照射光の一部を平行にして前記励起光として出力するコリメートレンズを有し、
    　前記発光部は、
    　前記発光部の発光位置が前記コリメートレンズの光軸から外れた位置に配置されてなる、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  8. 　前記照射部は、
    　発光部から照射された照射光に非点収差を発生させた前記励起光を照射する、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  9. 　前記導出部は、
    　前記蛍光信号に含まれる蛍光受光領域の広がり方向に基づいて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
    　前記蛍光信号を、該蛍光受光領域上を通り且つ該蛍光受光領域の広がり方向に沿った直線を境界として２つの領域に分割し、前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、２つの前記領域の各々の前記強度値の合計値の差の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
    　を有する、
    　請求項８に記載の顕微鏡システム。
  10. 　前記導出部は、
    　前記蛍光信号を、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が近づくときの蛍光受光領域の広がりを示す第１の線状領域の一端部と、該第１の線状領域の他端部と、前記対物レンズと前記測定対象部材との距離が離れるときの前記蛍光受光領域の広がりを示す第２の線状領域の一端部と、該第２の線状領域の他端部と、の各々が互いに異なる領域に配置されるように４つの領域に分割し、
    　４つの前記領域の内、前記検出部から取得した前記蛍光信号に含まれる前記蛍光受光領域の広がり方向の両端部が位置する２つの前記領域である存在領域に応じて、前記移動方向を導出する方向導出部と、
    　前記蛍光信号に含まれる前記強度値の合計値に対する、４つの前記領域の内の前記存在領域の前記強度値の合計値から、４つの前記領域の内の前記存在領域以外の他の２つの前記領域の前記強度値の合計値を減算した差分の比を、前記移動量として導出する移動量導出部と、
    　を有する、
    　請求項８に記載の顕微鏡システム。
  11. 　前記検出部は、
    　ゲインおよび電荷蓄積時間の少なくとも一方の異なる複数種類の前記受光部を含むブロック領域を受光面に沿って複数配列してなる、
    　請求項１に記載の顕微鏡システム。
  12. 　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、を備えた測定部から、前記蛍光信号を取得するステップと、
    　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出する導出部を備え、導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御するステップと、
    　をコンピュータに実行させるための焦点調整プログラム。
  13. 　測定部と、前記測定部の動作の制御に使われるソフトウェアと、を含んで構成される焦点調整システムであって、
    　前記ソフトウェアは情報処理装置に搭載されており、
    　前記測定部は、
    　光軸に対して非対称の形状の励起光を照射する照射部と、
    　ガラス部材と測定対象領域とを含む測定対象部材に前記励起光を集光する対物レンズと、
    　前記励起光により前記測定対象領域から発せられた蛍光を受光する少なくとも１つ以上の受光部を備え、各々の前記受光部で受光した蛍光の強度値を示す蛍光信号を出力する検出部と、
    　を含み、
    　前記ソフトウェアは、
    　前記検出部から、前記蛍光信号を取得し、
    　前記蛍光信号に基づいて、前記対物レンズの焦点を前記測定対象領域に合わせるための、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方の移動量および移動方向を導出し、
    　導出された前記移動量および前記移動方向に、前記対物レンズおよび前記測定対象部材の少なくとも一方を移動制御する、
    　焦点調整システム。
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