Dispositivo de ajuste del diámetro de apertura para microscopio
Descripción general
 Un diámetro de tope de apertura más óptimo se establece automáticamente mediante el control de lazo cerrado. ] Pluralidad de memoria de la curva M U correspondiente a la lente del objetivo empíricamente obtenida y un espectro de Fourier de imagen correspondiente al tamaño de abertura óptimo en la RAM de datos de lente de objetivo 12. La imagen del espectro de Fourier se mide mediante el sensor fotoeléctrico 10 en el plano de la imagen del microscopio. Si el componente de alta frecuencia imagen espectro de Fourier de medición es grande, determinar el diámetro de apertura MTF óptima frecuencia espacial en AS100% de la curva M U es de aproximadamente 5% como la frecuencia de corte. Si el componente de baja frecuencia es grande, el espectro de imagen Fourier mide seleccione diámetro tope de apertura con una propiedades más similares, tal que la relación del espectro de imagen Fourier a medir coincide con la relación de la MTF, el circuito de cálculo óptimo diámetro de la abertura 14 Está calculado y configurado.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato para ajustar el diámetro de parada de apertura de un microscopio óptico usando iluminación Kohler.
Antecedentes de la técnica
En general, la calidad de imagen de la imagen de la muestra con un microscopio usando iluminación Kohler, la relación entre el diámetro de la imagen de proyección tope de apertura para el diámetro de la pupila de salida de la lente objetivo (en lo sucesivo denominado como el coeficiente) varía. Cuando el diámetro del tope de apertura se estrecha excesivamente, la resolución se deteriora, y si el diámetro de tope de apertura se incrementa excesivamente, el contraste disminuye. Para el coeficiente AS, por ejemplo, se indicará 80% AS si el factor AS es 0,8 y AS 60% si el coeficiente AS es 0,6. El diámetro óptimo tope de apertura, una degradación diámetro de la resolución es y la imagen más contraste sin obtener diámetro óptimo del diafragma de apertura, el diámetro de pupila de salida de la lente objetivo, el filamento imagen proyectada desnivel, la aberración (en particular estado de corrección de la aberración esférica), la longitud focal de la lente condensadora y la lente de objetivo (es decir, la ampliación de proyección del diafragma de apertura), y la apertura numérica NA (= NA 'del lado de salida de la lente del objetivo) y el espectro de Fourier de la muestra de manera diferente. Convencionalmente, cuando un observador observa un microscopio, el juicio se basa en el contraste y la resolución por observación visual, y se establece manualmente un diámetro óptimo de apertura de la abertura. Sin embargo, esta configuración manual del diámetro de parada de apertura precisa habilidad y el ajuste es muy difícil.
Como medio para la mejora de la dificultad de tal diámetro óptimo de abertura de la configuración incluyen los propuestos por el presente solicitante con un JP 59 172617 da a conocer una lente de objetivo y el condensador del microscopio y seleccionado varios memoria De modo que el diámetro del tope de apertura puede controlarse eléctricamente automáticamente en función de la información de entrada del objetivo y similares. Es decir, el microscopio incluye una magnificación de entrada de datos de la unidad o NA, etc. de la lente objetivo, un detector de la pluralidad de la unidad de almacenamiento de datos de lente de objetivo, una lente de objetivo situado en la trayectoria óptica de la pluralidad de lentes de objetivo, eléctrico un diafragma de apertura puede ser controlado para, ser provisto de una unidad de control de accionamiento de los elementos ópticos de iluminación tal como una lente condensador, se detecta mediante la detección de lente de objetivo significa seleccionado, un objetivo que se lee desde la unidad de almacenamiento en respuesta a esta Los cálculos se realizan en función de los datos de la lente, y cada elemento óptico de iluminación, incluido el diámetro de la abertura de apertura, se controla automáticamente a un valor adecuado.
Tarea de solución
Sin embargo, en un microscopio de este tipo, el diámetro de la abertura de diafragma con el fin de controlar de forma automática, en la que preajustado datos de longitud focal de la lente de condensador necesitan memoria además de los datos de la lente de objetivo, se selecciona una lente condensadora Y un medio para detectar los datos era necesario. Además, con respecto a los datos de la lente objetivo, fue necesario preestablecer e ingresar la ampliación, NA y la distancia focal. Además, técnicas para controlar un valor adecuado el diámetro tope de apertura en el microscopio anteriormente, el diámetro de la imagen de proyección parada de la abertura con respecto al diámetro de pupila de salida de la lente objetivo es de 70 a 80% en el momento de la observación visual, incluso cuando se fotografía un poco Fue establecido para ser restringido.
Los medios de control de tal diámetro tope de apertura, el filamento imagen proyectada desnivel es un parámetro del diámetro óptimo de la parada de la abertura como se describió anteriormente, el espectro de la imagen de Fourier de la muestra, la corrección de aberraciones del lado de salida de la AN 'y la lente del objetivo de la lente objetivo estado no se considera, y puesto que es un control de bucle abierto, no siempre se obtiene la apertura óptimo diámetro de parada, hay una desventaja de que, por tanto, no necesariamente una imagen de la muestra óptima.
La presente invención es, en vista de los problemas anteriores, así como la reducción de la información predeterminada y los medios de detección para la configuración de parada de la abertura de diámetro, diámetro de abertura de la abertura más óptima para la obtención de una mejor calidad de imagen se ha de obtener Es un objeto de la invención proporcionar un dispositivo de ajuste de diámetro de tope de apertura para un microscopio.
Solución
El dispositivo de ajuste actual invención microscopio diámetro de apertura de acuerdo con, en un microscopio usando Kohler iluminación, medios para almacenar previamente las características ópticas de la lente de objetivo, y medios para obtener una señal de la información de contraste en el plano de la imagen, que se selecciona Y medios para establecer automáticamente un diámetro óptimo de apertura de diafragma en función de las características ópticas del objetivo y la información de contraste en el plano de la imagen.
En la presente invención, eliminado de la memoria de las características ópticas mediante la detección de la lente de objetivo seleccionado, para obtener una señal de la imagen de la muestra proyectada en la superficie Matazo mediante la medición de la información de contraste, y propiedades ópticas de la lente objetivo Después de calcular el diámetro de tope de apertura óptimo a partir de la información de contraste, el accionamiento del diámetro de tope de apertura se controla al tamaño óptimo.
Descripción de las realizaciones preferidas A continuación, se describirá una primera realización de la presente invención con referencia a las figuras 1 y 2. La FIG. La Figura 1 es un diagrama de configuración esquemática de un microscopio de acuerdo con la presente realización, la Fig. 2 es un diagrama que muestra una curva M U se refiere MTF y la frecuencia espacial de la lente objetivo de acuerdo con el coeficiente AS. En la Figura 1, la parte delantera de la lente condensadora 1 para enfocar la luz procedente de una fuente de luz (no mostrado) (lado de la fuente de luz), la parada de la abertura 2 se dispone que puede eléctricamente y variando el diámetro de la abertura. El tope de apertura 2 está conectado al dispositivo de accionamiento tope de apertura 3 unidades y controla la parada de la abertura 2 sobre la base del tamaño de la abertura óptima que se calcula por el circuito aritmético se describe más adelante. Además, la posición de condensación de la parte trasera de la lente condensadora 1 (superficie de la imagen lateral) superficie de la muestra 4 está dispuesto, están dispuestos además la lente de objetivo 5 de enfoque se ajusta a la superficie de la muestra 4 en la parte posterior. Aunque no se muestra, se proporcionan una pluralidad de tipos de lente condensadora 1 y lente objetivo 5 para avanzar y retraerse selectivamente en la trayectoria óptica. Detrás de la lente de objetivo 5 se proporciona el espejo medio 8 a dividirse en una imagen primaria 7 para la imagen 6 y de medición para la observación de una imagen de la muestra 4, la intensidad de luz de la imagen 7 distribuido en el plano de imagen de la imagen primaria 7 La superficie receptora de luz del sensor fotoeléctrico 10 para obtener una señal está posicionada. El sensor fotoeléctrico 10 está conectado al circuito de contraste aritmética 11 para detectar el contraste de la señal de intensidad, realiza una Fourier cuasi transformada utilizando una transformada de Fourier rápida (F.F.T) o método de la diferencia de las señales de intensidad, la imagen Para que se pueda obtener un espectro de Fourier.
Además, la pluralidad de lentes de objetivo 4, SPlan10 ×, dependiendo del tipo de la lente objetivo 5 tales SPlan20 ×, la curva M U como se muestra en la Fig. 2 es una memoria en cada RAM de datos de lente de objetivo 12. Aquí, la curva M U es el de la curva característica de la MTF y la frecuencia espacial de la luz que pasa a través de la lente del objetivo 4, típicamente curva M U para cada lente del objetivo del microscopio por Kohler iluminación partir de los datos de la lente objetivo Puede calcularse con la CPU, y cierta lente objetivo 5 presenta las características que se muestran en la figura 2 de acuerdo con el cambio del coeficiente AS. Incidentalmente, la Fig. 2 como parte de la curva M U, AS100%, AS80%, AS50%, sólo curva característica cuando se muestra un% AS30, curvas características fáciles para el otro AS coeficiente Como se muestra en la FIG. Estos curva característica tal como se muestra en la Fig. 2, de acuerdo con coeficiente AS disminuye desde AS100%, MTF de los componentes de baja frecuencia aumenta, y el componente de MTF de alta frecuencia se cambia a fin de reducir. Además, el revólver, que no se muestra pluralidad de tipos de objetivo está unido lente 4, la porción detectado se proporciona en el orificio para la detección de la lente del objetivo 4 dispuesta en el camino óptico se selecciona, la porción a detectar La información de la lente de objetivo 4 detectada y seleccionada por el detector de lente de objetivo 13 se introduce en el circuito aritmético 14.
El circuito aritmético 14, junto con la señal de espectro de Fourier de la imagen desde el circuito de cálculo de contraste 11 es de entrada, correspondiente a la lente objetivo 4 que se selecciona basándose en la señal detectada por el detector de lente de objetivo 13 de la RAM12 datos lente objetivo Se lee la información de la curva M U. Luego, el diámetro óptimo de parada de apertura se calcula en base a estos datos de entrada. Además, el óptimo como coeficientes son aquellos que son definido empíricamente en función de curva M U y el espectro de la imagen de Fourier de la lente objetivo, avanzar los datos de la lente objetiva RAM12 una pluralidad de curva del espectro de Fourier imagen correspondiente a este óptimo AS coeficiente Como se muestra en la FIG. A continuación, el circuito aritmético 14, en base a la curva del espectro de imagen Fourier que se calcula como medida por el sensor fotoeléctrico 10, AS coeficiente de seleccionar qué características son más cercano de entre la curva de imagen espectro de Fourier almacenado, correspondiente a la Como se muestra en la FIG.
La presente realización está configurada como se describió anteriormente, y la operación se describirá a continuación. Cuando se ajusta el diámetro óptimo microscopio del diafragma de apertura 2 en tener un dispositivo de acuerdo con la realización, en primer lugar, el diámetro de apertura de la abertura del diafragma 2 en un estado abierto (AS factor es 100%), la superficie de la muestra superior 4 en este estado Irradiar la muestra de la fuente de luz. Entonces, la luz que pasa a través de la lente del objetivo 5 se divide por el medio espejo 8, es una de la luz reflejada se enfoca como una imagen de observación 6 se refleja, el otro de la luz transmitida que forma una imagen primaria 7 en la superficie de recepción de luz del sensor fotoeléctrico 10 Y la señal de distribución de intensidad de luz de la imagen 7 se obtiene mediante el sensor fotoeléctrico 10. Esta señal se somete a una transformación de Fourier rápida o a una transformación de Fourier pseudo por el circuito de operación de contraste 11, y se computa el espectro de Fourier de la imagen. Por otro lado, el tipo de la lente del objetivo 5, que se coloca luego en el camino óptico del microscopio seleccionado, es detectado por el detector de la lente objetivo 13, que se introduce en el circuito aritmético 14. En el objetivo RAM12 datos del objetivo sobre la base de la señal de entrada, donde tener características ópticas correspondientes a la clase de la lente del objetivo 5, que se selecciona, por ejemplo, M curva de U como se muestra en la Fig. 2 se leen. Luego, con base en el espectro de Fourier y la curva M U de la imagen de entrada, se calcula el diámetro óptimo de apertura de la abertura como se describe a continuación. El método de ajuste del diámetro de parada de apertura óptimo difiere dependiendo de si el espectro de Fourier de imagen medido contiene muchos componentes de alta frecuencia o muchos componentes de baja frecuencia.
En primer lugar se refiere características del espectro de Fourier de la imagen cuando el AS100% obtenido por el circuito de cálculo de contraste 11, cuando el componente de alta frecuencia es grande, se realiza el siguiente. Esto es, como se ha descrito anteriormente, el diámetro óptimo diafragma de apertura, la imagen proyectada es el tamaño y contraste sin deteriorar la resolución es el mejor estado. Por lo tanto, en la Fig. 2, preferiblemente AS100 estado% a la más alta frecuencia de corte, esta frecuencia de corte es de una frecuencia espacial Uc, generalmente cuando el MTF es 5 6% o menos, se puede identificar un contraste con el ojo humano Por lo tanto, no se puede determinar la degradación de la resolución. Por lo tanto, en AS100% de la curva M U, es preferible que MTF es la frecuencia espacial Ub cuando aproximadamente el 5% para ajustar el coeficiente o abertura de diámetro parada de AS que tiene una curva M U característica tal que la frecuencia de corte. Es decir, para la curva del espectro de Fourier imagen obtenida a partir del contraste circuito 11 de cálculo se puede establecer el diámetro parada de la abertura de modo que el contraste se hace cero cuando la frecuencia espacial Ub.
Este diámetro de apertura se calcula mediante el circuito aritmético 14, pero aquí se puede ver que es 80% de AS a partir de la curva MU en la figura 2. De esta manera, el diámetro óptimo de la parada de la abertura por el circuito aritmético 14 se determina, la señal se emite a los AS dispositivo 3 de conducción, el diámetro del diafragma de apertura 2 se ajusta al tamaño óptimo.
Además, en el espectro de la imagen de Fourier cuando el AS100% obtenido por el circuito de contraste aritmética 11 en el principio, cuando el componente de baja frecuencia es grande, basándose en la señal de la lente objetivo 5, que se selecciona, se almacena previamente en el RAM15 datos lente objetivo una pluralidad de curvas de espectro de Fourier imagen correspondiente a una pluralidad de óptima como coeficientes establecen empíricamente tiene, y selecciona el más cercano a la curva del espectro de la imagen de Fourier de las curvas del espectro de Fourier imagen medidos y características, de acuerdo con esta óptima Determine el factor AS. Supongamos que el coeficiente AS óptimo obtenido de esta manera es, por ejemplo, AS 50%. Entonces, apropiadamente seleccionar un cambio de frecuencia grande en MTF entre la curva M U para cada AS coeficiente en la Fig. 2, que tras la frecuencia espacial Ua, la frecuencia espacial Ua, de remisión, el valor de MTF de AS100%, AS100 % Y se calcula el MTF de AS 50%. A continuación, la curva del espectro de Fourier imagen obtenida a partir del contraste circuito de cálculo 11, tal que la relación de la diferencia con respecto al valor de contraste de imagen AS100% curva del espectro de Fourier de la frecuencia espacial Ua coincide con la relación de la MTF mencionado anteriormente, la imagen Al ajustar el contraste del espectro de Fourier, la abertura del tope de apertura 2 se ajusta a través del dispositivo de accionamiento de parada de apertura 3. Entonces, de manera que la relación de contraste de la curva del espectro de imagen Fourier medido se establece como el tope de apertura 2 en el calibre de diámetro de abertura óptimo cuando consistente con la relación de la MTF para la curva M U. En el caso de este ejemplo, se confirma que el diámetro de parada de apertura es AS 50%.
Según la presente realización tal como se ha descrito anteriormente, y la información de contraste, medida en el plano de la imagen, y las curvas de la imagen de Fourier del espectro que corresponden a la MTF y empíricamente obtenidos óptima AS coeficiente de cada lente de objetivo en la memoria por adelantado, el que está dispuesto de manera de establecer el diámetro tope de apertura basado, no es necesario para preajustar los datos para la longitud focal de la lente condensadora, y los datos de los datos y las tiendas de detección, más fácil la construcción y la acción puede reducir los medios de detección o similares . Por otra parte, el tamaño de abertura óptima obtenida en esta realización, puesto basa en el espectro de la imagen de Fourier del plano de imagen, los filamentos proyecta irregularidad de la imagen, el espectro de Fourier de la muestra 4, el lado de salida de la lente objetivo NA 'y la lente del objetivo la información y la condición de corrección de la aberración incluye información de la lente condensadora seleccionado, un dispositivo de ajuste de tope de apertura de acuerdo con la presente realización se convierte en que el control de bucle cerrado se emplea, el diámetro de abertura óptimo con más precisión Se puede configurar para que se pueda obtener una imagen de mejor calidad.
A continuación, se describirá una segunda realización de la presente invención con referencia a las figuras 3 y 4. La FIG. En la presente realización, sólo cuando el componente de baja frecuencia del espectro de imagen Fourier medido es grande, como se muestra en la Fig. 3, un Delta Z distancia posición alejada de un eje óptico de la luz que recibe la superficie de la posición de la imagen primaria 7 del sensor fotoeléctrico 10 Como se muestra en la FIG. Como se describe en la primera realización, el espectro de Fourier imagen obtenida a partir de la distribución de intensidad de luz de la imagen medida por el sensor fotoeléctrico 10 cuando el componente de baja frecuencia es grande, la MTF para la curva M U correspondiente al coeficiente AS Y el diámetro de AS óptimo se establece a partir de la relación del contraste con la relación de contraste de la curva del espectro de Fourier medida. Mientras tanto, cuando la frecuencia espacial es Ua, la característica de cambio del MTF a lo largo del eje óptico se muestra en la FIG. Es decir, el eje óptico coordina tomada en el eje horizontal es 0 que la MTF diferencia entre el coeficiente AS cuando el (la posición de formación de imágenes de la imagen primaria 7), la coordenada axial es [Delta] Z (de imagen primario 7 de la distancia [Delta] posición Z) , La diferencia en MTF entre cada coeficiente AS es mayor. Por lo tanto, aquellos que ponen la superficie de recepción de luz del sensor fotoeléctrico 10 en la posición especificada por la presente forma de realización, el valor de la relación de la MTF es grande, llega a ser posible ajustar con mayor precisión el diámetro óptimo de la parada de la abertura 2.
A continuación, se describirá una tercera realización de la presente invención con referencia a la FIG. En la presente realización, la lente zoom 16 está dispuesto detrás de la posición de la imagen primaria 7, en el que la superficie de recepción de luz del sensor fotoeléctrico 10 está dispuesto en una posición de formación de imágenes de la imagen secundaria 17. Además, el objetivo RAM12 datos de la lente está siendo almacenado en la NA en el lado del objeto 'de acuerdo con el tipo de la lente objetivo, cuando se recibe una señal del detector de objetivo de la lente 13, el circuito de cálculo de aumento de la lente de zoom 18, la lente del objetivo RAM12 datos lee una señal correspondiente a la lente de objetivo seleccionado NA', la ampliación del zoom se calcula como el lado de salida NA de la lente zoom 16 independientemente de la lente de objetivo seleccionado (= NA ') es constante. Entonces , Y la lente de zoom 16 es accionada y controlada por el dispositivo de accionamiento de zoom 19 que recibe la señal de aumento de zoom.
Por lo tanto, la imagen primaria 7 para obtener imágenes por la lente del objetivo 5 es transmitida a la imagen secundaria 17 por la lente de zoom 16, sin embargo, al ser accionado y controlado de acuerdo con la lente de zoom objetivo 16 se selecciona, la lente de zoom 16 AN del lado de salida 'se controla para que sea constante independientemente del cambio en el lado de salida de la NA de la lente objetivo 5. a continuación, el lado de salida NA de la lente de zoom 16' , porque es constante, la lente del objetivo 5 Y la MTF de la lente de zoom 16 adquiere casi el mismo valor, y la curva de M U de AS 100% se vuelve sustancialmente constante. Además, cuando el espectro de imagen Fourier medida por el sensor fotoeléctrico 10 una componente de alta frecuencia es grande, la frecuencia espacial Ub como una referencia para la determinación AS diámetro, mediante la adopción de diversas lente de objetivo y el valor promedio del estado zoom, el objetivo Independientemente del tipo de lente, basta con detectar mediante la imagen el espectro de Fourier de la frecuencia espacial fija Ub. Por lo tanto, el cálculo realizado por el circuito aritmético 14 para el ajuste del diámetro AS se reduce en gran medida. Además, incluso si la memoria de la RAM de datos lente objetivo 12, es suficiente para preestablecer única NA de la lente objetivo para el cálculo del factor de zoom, no hay necesidad de leer la curva M T para cada lente objetivo. Como se describió anteriormente, en esta realización, dado que la memoria puede reducirse, la configuración se simplifica y se facilita ventajosamente el cálculo del diámetro de tope de apertura óptimo.
Efecto de la invención
Como se describió anteriormente, el microscopio del dispositivo de ajuste de tope de apertura de diámetro de acuerdo con la presente invención, que está dispuesto de manera puede establecer el diámetro óptimo del diafragma de apertura basado en la información de contraste en el plano de la imagen de la muestra, los datos de la distancia focal de la lente condensadora no es necesario para preestablecer, y puede reducir los datos de medios o similares para los datos y facilita la detección almacenado ajuste de tamaño óptimo parada de la abertura de detección. Por otra parte, el tamaño de abertura óptimo obtenido mediante la presente invención, los filamentos proyecta irregularidad de la imagen, el espectro de Fourier de la muestra, y la información de la condición de corrección de la aberración en el lado de salida de la NA y la lente del objetivo de la lente objetivo, la información de la lente condensadora seleccionado Se adopta el control de bucle cerrado y se puede obtener un diámetro de parada de apertura óptimo con mayor precisión, y se puede obtener una imagen de mejor calidad.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista que muestra una configuración esquemática de una primera realización de un dispositivo de ajuste de diámetro de tope de abertura de un microscopio de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de la curva MU que muestra la característica MTF de la lente objetivo según el coeficiente AS.
La figura 3 es una vista que muestra una configuración esquemática de una segunda realización de un dispositivo de ajuste de diámetro de tope de abertura de un microscopio de acuerdo con la presente invención.
La figura 4 es un diagrama que muestra un cambio en la característica de MTF en el eje óptico a una frecuencia espacial específica con respecto a la curva de MU en la FIG.
La figura 5 es una vista que muestra una configuración esquemática de una tercera realización de un dispositivo de ajuste de diámetro de tope de abertura de un microscopio de acuerdo con la presente invención.
2 ...... tope de apertura 3 ...... parada de la abertura de conducción del dispositivo 5 ...... lente objetivo, 7 ...... imagen primaria, 10 ...... sensor fotoeléctrico, 11 ...... circuito de cálculo de contraste, 12 ...... objetivo RAM los datos del objetivo, 13 ...... Objetivo objetivo detector, 14 ... circuito aritmético, 16 ... zoom.
Reclamo
En la reivindicación 1 microscopio usando Kohler iluminación, medios para almacenar previamente las características ópticas de la lente de objetivo, y medios para obtener una señal de la información de contraste en el plano de la imagen, las características ópticas y el plano de imagen de la lente objetivo seleccionado Y significa para establecer automáticamente un diámetro de diafragma de apertura óptimo basado en la información de contraste del diafragma de apertura.
Dibujo :
Application number :1994-003599
Inventors :オリンパス光学工業株式会社
Original Assignee :土屋敦宏