焦點位置決定方法、焦點位置決定裝置、微弱光檢測裝置及微弱光檢測方法

文檔序號：6122949閱讀：274來源：國知局

專利名稱：焦點位置決定方法、焦點位置決定裝置、微弱光檢測裝置及微弱光檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置。本發(fā)明涉及利用包含透鏡的放大成像光學機構(gòu)觀察或測量發(fā)出微弱光的來源于生物體的被測試料的方法及裝置。
背景技術：
[I]目前，利用螢光的生物試料的成像方法，對于生命科學的研究起著很大的作用。通過標記特定的蛋白質(zhì)并利用發(fā)光，能夠觀察在細胞內(nèi)外發(fā)生的各種生命現(xiàn)象，此外，還能夠?qū)崟r地知道各種生命現(xiàn)象的動態(tài)變化等。特別是在最近，通過使用GFP (Green Fluorescent Protein:綠色螢光蛋白質(zhì))等螢光蛋白質(zhì)，能夠穩(wěn)定且容易地實現(xiàn)細胞內(nèi)的構(gòu)造物的成像，各種生命現(xiàn)象的研究不斷地發(fā)展。此外，偶爾也進行將發(fā)現(xiàn)生物發(fā)光性蛋白質(zhì)(具體而言是蟲螢光素酶或水母發(fā)光蛋白等)的發(fā)光關聯(lián)基因用于細胞內(nèi)的各種功能解析 (具體而言是將發(fā)光關聯(lián)基因用作發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的報告分子)的研究。并且，在進行這樣的功能解析的基礎上，將透鏡的焦點對焦在細胞內(nèi) 的特定部位而描繪鮮明的圖像、或者高效率地接收來自導入到細胞內(nèi) 的特定的生物發(fā)光性蛋白質(zhì)的發(fā)光，這些非常重要。但是，由于來自生物試料的自發(fā)光的光強度一般很微弱，所以通常不能通過肉眼直接確認來自生物試料的發(fā)光的情況較多。對于這樣的發(fā)出微弱光的試料，即使調(diào)節(jié)光學元件(例如檢測系統(tǒng)的透鏡等)，通過肉眼將透鏡的焦點對準到試料內(nèi)的部位也是很困難的。公開了將光聚焦在試料容器內(nèi)的試料上的各種方法。但是，哪一種都是用肉眼(目視)能夠確認來自試料的光的情況下的方法。例如，在專利文獻1及專利文獻2中公開了檢測試料容器的底面位置、基于檢測到的位置信息將光聚焦在試料容器內(nèi)的試料上的方法。在專利文獻l中，通過物鏡將光向試料容器的底面照射，一邊使光的照射位置上下移動、一邊依次檢測來自試料容器的底面的鏡面反射光的強度，基于檢測到的光的強度檢測試料容器的底面位置，基于檢測到的位置信息推定試料容器內(nèi)的試料的位置，將光對焦在推定的位置上。此外，在專利文獻2中，通過物鏡將光從下方斜照試料容器的底面，通過光檢測器檢測來自試料容器底面的鏡面反射光的XY平面上的偏移量，基于檢測到的偏移量檢測試料容器的光軸上的底面位置，基于檢測到的位置信息推定試料容器內(nèi)的試料的位置，將光聚焦在推定的位置上。由此，可以將物鏡的焦點位置對準在試料容器內(nèi)的試料上。此外，在專利文獻3及專利文獻4中公開了如下方法，即利用以明視場觀察細胞等的相位物體的顯微鏡，將物鏡的位置從通常的對焦位置前后偏移而固定，得到散焦引起的較高對比度的觀察圖像來觀察細胞。由此，能夠以較高對比度得到作為相位物體的細胞的觀察圖像。[n]目前，利用螢光及發(fā)光(化學發(fā)光及生物發(fā)光)現(xiàn)象的、解析來源于生物的試料的技術，在生命科學領域的研究中起著重要的作用。通過將在細胞內(nèi)外發(fā)生的各種生命現(xiàn)象標記特定的蛋白質(zhì)，并利用螢光及發(fā)光，能夠進行實際測量，能夠?qū)崟r地求出它們的動態(tài)變化等。特別是在最近，通過使用GFP (Green Fluorescent Protein:綠色螢光蛋白質(zhì))等螢光蛋白質(zhì)，能夠穩(wěn)定且容易地將細胞內(nèi)的構(gòu)造物成像，利用螢光圖像的解析技術確實對生命現(xiàn)象的研究有很大幫助。在利用螢光圖像的來源于生物的試料的解析中，在試料過小的情況下，利用光學方式或電子方式(數(shù)字方式)將觀察圖像放大后進行圖像解析的嘗試。作為這樣的例子，公開了如下裝置，即，對于增殖的微生物，利用將用螢光色素進行了螢光染色的螢光圖像放大后的放大圖像，來測量微生物的數(shù)量(參照專利文獻5)。專利文獻l:(日本)特表2002-541430號公報專利文獻2:(日本)特表2002-542480號公報專利文獻3:(日本)特開2004-354650號公報專利文獻4:(日本)特開2005-173288號公報專利文獻5:(日本)特開2005-172680號公報發(fā)明內(nèi)容[I]但是，在將試料內(nèi)的特定部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻，來自試料的發(fā) 光較微弱或還沒有發(fā)生，所以在以往的技術中，在設置了試料的時刻，不能決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以存在不能將物鏡的焦點位置對準到該觀察對象部位的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，在將試料內(nèi)的特定部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻，能夠決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果就能夠?qū)⑽镧R 的焦點位置對準到該觀察對象部位。[II]但是，一般螢光的亮度較高，另一方面光量不固定而變動或逐漸消失。此外，由于照射激勵光，在長時間的觀察中，具有激勵光的反復照射引起的亮度的變動也容易發(fā)生的問題，難以進行精密的圖像解析、特別是定量的解析。此外，來自生物的自發(fā)光與螢光不同，總是以恒定的光量發(fā)光。但是，自發(fā)光的光強度很微弱，通常情況下不能用肉眼直接觀察，所以不能正確地對準焦點位置，所以不能描繪鮮明的圖像、或高效率地接收來自特定的生物發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光。另一方面，也偶爾地進行代替上述螢光蛋白質(zhì)而使用作為生物發(fā) 光蛋白質(zhì)的蟲螢光素酶或水母發(fā)光蛋白等的基因作為蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)的報告分子，有助于細胞內(nèi)的功能解析，推測對于自發(fā)光的圖像解析的期待也很高。因此，本發(fā)明的另一目的是提供一種微弱光檢測方法及裝置，對于不能通過發(fā)光等直接觀察的試料也能夠正確地對準焦點位置。此外，本發(fā)明的目的是，特別提供一種能夠得到鮮明的發(fā)光圖像的方法及裝置。為了解決上述問題、達到目的，有關本發(fā)明的技術方案l所述的焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，測量物鏡的近點側(cè)的焦點位置及/或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置，基于測量的焦點位置決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案2所述的焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，包括光照射步驟，向試料照射光；焦點位置變更步驟，變更物鏡的焦點位置；焦點位置測量步驟，測量在上述焦點位置變更步驟中變更的焦點位置；試料攝像步驟，以在上述焦點位置變更步驟中變更后的焦點位置，將在上述光照射步驟中照射了光的試料攝像；特征量計算步驟，基于在上述試料攝像步驟中攝像的攝像圖像，計算對攝像圖像建立特征的特征量；執(zhí)行步驟，反復執(zhí)行上述焦點位置變更步驟、上述焦點位置測量步驟、上述試料攝像步驟以及上述特征量計算步驟；焦點位置選出步驟，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出至少1個焦點位置；焦點位置決定步驟，基于在上述焦點位置選出步驟中選出的焦點位置，決定對準于上述觀察對象部位的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案3所述的焦點位置決定方法在技術方案2所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，在上述焦點位置選出步驟中，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置；在上述焦點位置決定步驟中，基于在上述焦點位置選出步驟中選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案4所述的焦點位置決定方法在技術方案3所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，上述兩個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案5所述的焦點位置決定方法在技術方案2所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，在上述焦點位置選出步驟中，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出1個焦點位置；在上述焦點位置決定步驟中，基于在上述焦點位置選出步驟中選出的1個焦點位置，將該 1個焦點位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案6所述的焦點位置決定方法在技術方案5所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，上述1個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案7所述的焦點位置決定方法在技術方案2 6中任一項所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，決定位置試料攝像步驟，以在上述焦點位置決定步驟中決定的焦點位置將試料攝像；決定位置特征量計算步驟，基于在上述決定位置試料攝像步驟中攝像的攝像圖像，計算特征量；決定后焦點位置變更步驟，變更在上述焦點位置決定步驟中決定的焦點位置；決定后試料攝像步驟，以在上述決定后焦點位置變更步驟中變更后的焦點位置將試料攝像；決定后特征量計算步驟，基于在上述決定后試料攝像步驟中攝像的攝像圖像計算特征量；特征量比較步驟，將在上述決定位置特征量計算步驟中計算的特征量也在上述決定后特征量計算步驟中計算的特征量比較；焦點位置再決定步驟，在上述特征量比較步驟中比較的結(jié)果是在上述決定后特征量計算步驟中計算的特征量更大的情況下，將在上述決定后焦點位置變更步驟中變更后的焦點位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案8所述的焦點位置決定方法在技術方案2 7中任一項所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，上述試料是生物體細胞或組織。此外，本發(fā)明是關于焦點位置決定裝置的，有關本發(fā)明的技術方案9所述的焦點位置決定裝置，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，具備光照射單元，向試料照射光；焦點位置變更單元，變更物鏡的焦點位置；焦點位置測量單元，測量物鏡的焦點位置；試料攝像單元，將試料攝像；特征量計算單元，基于由上述試料攝像單元攝像的攝像圖像，計算對攝像圖像建立特征的特征量；控制單元，控制上述焦點位置變更單元、上述焦點位置測量單元、上述試料攝像單元以及上述特征量計算單元以使各個單元反復執(zhí)行；焦點位置選出單元，從通過上述控制單元反復執(zhí)行上述各個單元而儲存的多個焦點位置中，基于上述反復執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出至少1個焦點位置；焦點位置決定單元，基于由上述焦點位置選出單元選出的焦點位置，決定對準于上述觀察對象部位的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案10所述的焦點位置決定裝置在技術方案9所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，上述焦點位置選出單元從上述儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置；上述焦點位置決定單元基于由上述焦點位置選出單元選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案11所述的焦點位置決定裝置在技術方案io所述的焦點位置決定裝置中，上述兩個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案12所述的焦點位置決定裝置在技術方案9所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，上述焦點位置選出單元從上述儲存的多個焦點位置中，基于上述儲存的多個特征量，選出1個焦點位置；上述焦點位置決定機構(gòu)基于由上述焦點位置選出機構(gòu)選出的1個焦點位置，將該1個焦點位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案13所述的焦點位置決定裝置在技術方案12所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，上述l個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案14所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 13中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，還具備特征量比較機構(gòu)，將由上述特征量計算機構(gòu)預先單獨計算的兩個特征量比較；焦點位置再決定機構(gòu)，基于由上述特征量比較機構(gòu)比較的結(jié)果，再次決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置；以由上述焦點位置再決定機構(gòu)決定的焦點位置，由上述試料攝像機構(gòu)將試料攝像，基于攝像的攝像圖像，由上述特征量計算機構(gòu)計算特征量；通過上述焦點位置變更機構(gòu)變更由上述焦點位置決定機構(gòu)決定的焦點位置，以變更后的焦點位置通過上述試料攝像機構(gòu)將試料攝像基于攝像的攝像圖像，由上述特征量計算機構(gòu)計算特征量；通過上述特征量比較機構(gòu)比較對應于上述決定的焦點位置的特征量和對應于上述變更后的焦點位置的特征量，在比較的結(jié)果是對應于上述變更后的焦點位置的特征量更大的情況下，通過上述焦點位置再決定機構(gòu)將上述變更的焦點位置再次決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案15所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 14中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，上述試料是生物體細胞或組織。此外，有關本發(fā)明的技術方案16所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 15中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，在包括上述光照明機構(gòu)的照明光學系統(tǒng)的光瞳位置上配置有開口。此外，有關本發(fā)明的技術方案17所述的焦點位置決定裝置在技術方案16所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，將上述開口相對于光軸偏心地配置。此外，有關本發(fā)明的技術方案18所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 15中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，在包括上述光照明機構(gòu)的照明光學系統(tǒng)中配置有窄頻帶通濾光器。此外，有關本發(fā)明的技術方案19所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 18中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，上述光照射機構(gòu)發(fā)出單色的可見光。此外，有關本發(fā)明的技術方案20所述的焦點位置決定裝置在技術方案9 19中任一項所述的焦點位置決定裝置中，其特征在于，還具備向試料照射激勵光的激勵光照射機構(gòu)。此外，本發(fā)明是關于焦點位置決定方法的，有關本發(fā)明的技術方案21所述的焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，一邊使物鏡的焦點位置移動一邊將試料攝像并且測量物鏡的焦點距離，基于攝像的圖像，計算構(gòu)成圖像的各像素的像素值的最大值和最小值的差即對比度，基于計算出的對比度及測量的物鏡的焦點位置，決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案22所述的焦點位置決定方法是，在技術方案21所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，上述對比度是構(gòu)成像素的各像素的像素值中的包括最大值的高位的像素值的平均值、和構(gòu)成像素的各像素的像素值中的包括最小值的低位的像素值的平均值的差。此外，有關本發(fā)明的技術方案23所述的焦點位置決定方法是，在技術方案21或22所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，將計算出的對比度與其他的對比度比較而探索1個其極小值，將攝像作為探索到的極小值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案24所述的焦點位置決定方法是，在技術方案21 23中任一項所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，將計算出的對比度與其他的對比度比較而探索兩個其極大值，將攝像作為探索到的各極大值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置的中間決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，有關本發(fā)明的技術方案25所述的焦點位置決定方法是，在技術方案21 24中任一項所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，一邊使其移動量階段性地減少一邊使物鏡的位置移動。此外，有關本發(fā)明的技術方案26所述的焦點位置決定方法是，在技術方案25所述的焦點位置決定方法中，其特征在于，一邊使其移動量減少為前次的移動量的一半一邊使物鏡的位置移動。[n]本發(fā)明者首先基于以上的認識，開發(fā)了各種成像技術并銳意地研究(參照特愿2005-267531號)。根據(jù)該研究，證明了通過用由物鏡的開口數(shù)(NA)及投影倍率(3 )表示的(NA+ P )的平方的值為0.01以上的光學系統(tǒng)進行攝像，僅通過從單一的細胞產(chǎn)生的發(fā) 光就能夠圖像化。值得驚奇的是，該攝像條件對于以往難以圖像化的所有的來源于生物的試料都具有能夠應用的可能性，能夠?qū)⒃诙虝r間內(nèi)(例如20分鐘以內(nèi))生物發(fā)光那樣的通過肉眼(以及顯微鏡下) 不能直接觀察的微弱的發(fā)光成分的細胞圖像攝像。進而，根據(jù)發(fā)明者探究的光學條件，發(fā)現(xiàn)在將攝像裝置的物鏡用開口數(shù)(NA) /投影倍率(P )的平方表示的光學條件為0.071以上的情況下，能夠在1 5 分鐘以內(nèi)的短時間進行圖像化，能夠提供也能夠進行圖像解析的細胞圖像。這里，首先，發(fā)明者通過低倍率的物鏡取得被測試料整體的圖像, 確認了視野內(nèi)的希望的發(fā)光部位，但在此情況下，希望的發(fā)光部位是觀察視野的一部分的情況較多，停留在微小的區(qū)域中，所以可知其解析及確認功能是很困難的。所以，想要將觀察視野內(nèi)的希望的部位放大而觀察，但是想要單純地通過提高物鏡的倍率取得生物發(fā)光蛋白質(zhì) 等的微弱的發(fā)光圖像的情況下，視野變暗，有有時不能容易地確認發(fā) 光像的技術問題。所以，本發(fā)明的微弱光檢測裝置，利用光學成像機構(gòu)描繪來源于生物的被測試料的圖像，其特征在于，包括利用光學成像機構(gòu)描繪上述被測試料的圖像的圖像生成工序、從由上述圖像生成工序取得的該圖像中提取希望的區(qū)域的圖像提取工序、和將由上述圖像提取工序取得的該區(qū)域放大的圖像放大工序。該裝置優(yōu)選地包括將作為上述被測試料的一部分的希望區(qū)域的放大圖像疊合在上述被測試料的明視場或暗視場圖像上而顯示的圖像顯示工序、或?qū)⒃搱D像記錄的圖像記錄工序。此外，本發(fā)明的微弱光檢測方法的特征在于，描繪來源于生物的被測試料的圖像，從該圖像中提取希望的區(qū)域，將該區(qū)域放大顯示或記錄。該方法優(yōu)選地還具有將作為上述被測試料的一部分的希望區(qū)域的放大圖像疊合在上述被測試料的明視場或暗視場圖像上而顯示或記錄的工序。此外，在該方法中，上述圖像放大工序優(yōu)選的是光學圖像放大工序或通過電氣處理的圖像放大工序。根據(jù)本發(fā)明，提供一種確定希望的發(fā)光部位的圖像、將該部分放大顯示的方法及裝置。這里，在利用包括透鏡的放大成像光學機構(gòu)進行發(fā)出微弱光的被測試料的觀察時(或者觀察被測試料、作為圖像取得時)，基于描繪的圖像，將包括發(fā)光部位的希望的部位的圖像放大并顯示(或者指定所描繪的圖像內(nèi)的希望的區(qū)域的圖像要素，將指定的圖像要素以任意倍率放大并圖像顯示)是重要的結(jié)構(gòu)要素。另一方面，可知將除了轉(zhuǎn)移鹽基排列及發(fā)光關聯(lián)基因以外還融合了發(fā)現(xiàn)螢光蛋白質(zhì)的螢光關聯(lián)基因的融合基因?qū)氲郊毎?，得到?細胞的螢光圖像，基于得到的螢光圖像，判斷在細胞內(nèi)的規(guī)定的部位中是否局部存在生物發(fā)光蛋白質(zhì)(參照特愿2005-104341號)。這樣利用螢光物質(zhì)的發(fā)光進行細胞內(nèi)的發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光位置的標記是有效的方法，但即使進行了利用螢光物質(zhì)的螢光的、細胞內(nèi)的發(fā)光位置的確定，通常該部位也是細胞內(nèi)的微小的部分，不過是觀察視野內(nèi) 的很小一部分，所以將其攝像的CCD攝像機的攝像元件中的有關受光的元件也是一部分，有可能有得到的圖像的解析度不夠的情況。即只能得到模糊的圖像。所以，在利用螢光物質(zhì)的螢光的情況下，也在識別了細胞內(nèi)的發(fā) 光蛋白質(zhì)的發(fā)光位置后、在該位置進行標記，將該位置作為細胞內(nèi)的發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光位置，接著對該部位進行數(shù)字縮放或光學縮放，能夠得到希望部位的放大圖像(或者在觀察導入到細胞內(nèi)的發(fā)光關聯(lián)基因的微弱發(fā)光的微弱發(fā)光測量裝置中，將包含微弱發(fā)光的生物蛋白質(zhì) 的細胞內(nèi)的發(fā)光部位通過標識在其附近的螢光物質(zhì)發(fā)出的螢光鑒別，由此將鑒別的發(fā)光部分的像放大，生成為放大圖像)。ffl根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于測量物鏡的近點側(cè) 的焦點位置(大致焦點位置)及/或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)，基于計測的焦點位置決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以在將試料內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻，能夠決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果，起到能夠?qū)⑽镧R的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明，具有在進行試料內(nèi)的發(fā)光部位的發(fā)光觀察時，即使沒有確認來自該發(fā) 光部位的發(fā)光、也能夠?qū)⑽镧R的焦點調(diào)對到試料內(nèi)的發(fā)光部位的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，(1)向試料照射光，(2)變更物鏡的焦點位置，(3)測量變更后的焦點位置，(4)以變更后的焦點位置將被照射了光的試料攝像，(5) 基于攝像的攝像圖像計算對攝像圖像建立特征的特征量，(6)反復執(zhí) 行(2) (5)， (7)從執(zhí)行并儲存的多個焦點位置中，基于執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出至少l個焦點位置，(8)基于選出的焦點位置，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以，在將試料內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā) 光觀察的情況下，能夠在設置了試料的時刻決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果，起到能夠?qū)⑽镧R的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明，具有在進行試料內(nèi)的發(fā)光部位的發(fā)光觀察時，即使沒有確認來自該發(fā)光部位的發(fā)光、也能夠?qū)⑽?鏡的焦點調(diào)對到試料內(nèi)的發(fā)光部位的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，在上述(7)中，從執(zhí)行并儲存的多個焦點位置中，基于執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置，在上述(8)中，基于選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置(大致中央位置)決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以，起到能夠容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，由于兩個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置) 及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)，所以，起到能夠容易且簡單地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，在上述(7)中，從執(zhí)行并儲存的多個焦點位置中，基于執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出1個焦點位置，在上述(8)中，基于選出的1個焦點位置及預先設定的距離，將從該焦點位置離開該規(guī)定距離的位置決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以，起到能夠更容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，由于1個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置) 及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)，所以，起到能夠更容易且簡單地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，(9)以在上述(8)中決定的焦點位置將試料攝像，(10)基于攝像的攝像圖像計算特征量，(11)變更在上述(8)中決定的焦點位置， (12)以變更后的焦點位置將試料攝像，(13)基于攝像的攝像圖像計算特征量，(14)將在(10)中計算的特征量與在(13)中計算的特征量比較，(15)在比較的結(jié)果是在(13)中計算的特征量更大的情況下，將在(11)中變更后的焦點位置再次決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以不僅在設置了試料的時刻，從開始試料的發(fā)光觀察開始也能夠持續(xù)決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果起到能夠?qū)⑽镧R的焦點位置總是調(diào)對到該觀察對象部位。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置，由于試料是生物體細胞或組織，所以起到能夠?qū)l(fā)出微弱光的物體作為試料使用的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定裝置，由于在包括光照射機構(gòu)(光源)的照明光學系統(tǒng)的光瞳位置上配置有開口，所以能夠增大透過光與衍射光的相位差，結(jié)果起到能夠提高攝像圖像的對比度的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定裝置，由于將開口相對于光軸偏心地配置，所以能夠進一步增大透過光與衍射光的相位差，結(jié) 果起到能夠進一步提高攝像圖像的對比度的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定裝置，由于在包括光照射機構(gòu)(光源)的照明光學系統(tǒng)中配置有窄頻帶通濾光器，所以能夠使從光源發(fā)出的光成為波長帶域帶寬很窄的單色光，結(jié)果起到能夠提高攝像圖像的對比度的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定裝置，由于光照射機構(gòu)(光源)發(fā)出單色的可見光，所以在將從光源發(fā)出的光照射到試料上時，幾乎沒有波長分散，能夠得到鮮明的衍射光，結(jié)果起到能夠提高攝像圖像的對比度的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定裝置，由于還具備向試料照射激勵光的激勵光照射機構(gòu)(激勵用光源)，所以起到能夠同時進行試料的螢光觀察和發(fā)光觀察的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于一邊使物鏡的位置移動一邊將試料(具體而言是包括發(fā)光的物質(zhì)的生物試料等)攝像并且測量物鏡的焦點位置，基于攝像的圖像，計算構(gòu)成圖像的各像素的最大值與最小值的差即對比度，基于計算出的對比度及測量的物鏡的焦點位置，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以在將試料內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻，能夠決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果，起到能夠?qū)⑽镧R的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明，具有在進行試料內(nèi)的發(fā)光部位的發(fā)光觀察時，即使沒有確認來自該發(fā)光部位的發(fā)光、也能夠?qū)⑽镧R的焦點調(diào)對到試料內(nèi)的發(fā)光部位的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于對比度是構(gòu)成像素的各像素的像素值中的包括最大值的高位的像素值的平均值、和構(gòu)成像素的各像素的像素值中的包括最小值的低位的像素值的平均值的差，所以具有即使模擬信號(例如反射光或散射光等的干擾光帶來的信號等)進入到攝像的圖像中、也能夠由該圖像計算可靠性較高的對比度的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于將計算出的對比度與其他的對比度比較而探索1個其極小值，將攝像作為探索到的極小值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以起到能夠容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于將計算出的對比度與其他的對比度比較而探索兩個其極大值，將攝像作為探索到的各極大值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置的中間決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置，所以起到能夠容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于一邊使其移動量階段性地減少一邊使物鏡的位置移動，所以起到能夠迅速地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。此外，根據(jù)有關本發(fā)明的焦點位置決定方法，由于一邊使其移動量減少為前次的移動量的一半一邊使物鏡的位置移動，所以起到能夠迅速地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置的效果。[n]根據(jù)本發(fā)明，由于通過低倍率的物鏡取得被測試料整體的圖像，確認視野內(nèi)的希望的發(fā)光部位，僅進行該部位的放大，所以能夠得到對希望的發(fā)光部分特化、放大的觀察圖像。另外，通過利用物鏡的焦點決定方法或焦點決定裝置進行物鏡的焦點位置決定，將被測試料的圖像數(shù)字縮放或光學縮放，能夠連續(xù)地進行焦點位置決定和圖像描繪、圖像放大。

圖1是示意性地表示物點、光學系統(tǒng)的入射光瞳、射出光瞳、成像面的圖。圖2是表示一邊移動物鏡、一邊用CCD攝像機對細胞進行攝像時的CCD攝像機的各像素的輸出信號的變化方式的一例、以及對應于該變化方式示意性地畫出的培養(yǎng)皿的位置及細胞的位置的圖。圖3是表示在圖2的位置ci對細胞進行攝像時的CCD攝像機的特定像素列中包含的各像素的光強度的分布、以及在圖2的位置P對細胞進行攝像時的CCD攝像機的特定像素列中包含的各像素的光強度分布的圖。圖4是表示與拍攝兩個照明圖像時的物鏡的光軸上的焦點位置及拍攝發(fā)光圖像時的物鏡的光軸上的焦點位置有關的測量結(jié)果的圖。圖5是示意性地表示物鏡的焦點位置對準于培養(yǎng)皿的外側(cè)底面的位置時的物鏡的焦點位置的圖。圖6是表示在近點側(cè)攝像的最高對比度的照明圖像與發(fā)光圖像的圖。圖7是示意地表示拍攝圖6的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。圖8是表示在中心點拍攝的最高對比度的照明圖像與發(fā)光圖像的圖。圖9是示意地表示拍攝圖8的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。圖10是表示在遠點側(cè)拍攝的最高對比度的照明圖像與發(fā)光圖像的圖。圖11是示意地表示拍攝圖10的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。圖12是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖13是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的具體例的圖。圖14是表示配設在試料臺17附近的各部分結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖15是表示開口單元24的結(jié)構(gòu)及物鏡30的光瞳處的開口的投影像的一例的圖。圖16是表示開口單元24的另一結(jié)構(gòu)及物鏡30的光瞳處的開口的投影像的一例的圖。圖17是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的另一具體例的圖。圖18是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。圖19是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1進行的焦點位置再決定處理的一例的流程圖。圖20是表示第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的具體例的圖。圖21是表示第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的另一具體例的圖。圖22是表示第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的另一具體例的圖。圖23是表示導入了質(zhì)粒媒介的HeLa細胞的照明圖像及螢光圖像的圖。圖24是表示導入了質(zhì)粒媒介的HeLa細胞的照明圖像及螢光圖像的圖。圖25是表示來自選定的號碼1的HeLa細胞的發(fā)光強度的時間變化的圖。圖26是表示物鏡與試料之間位置關系的一例的圖。圖27是表示物鏡的位置與圖像的對比度之間關系的一例的圖。圖28是表示第3實施方式的焦點位置決定裝置1'的結(jié)構(gòu)的框圖。圖29是表示第3實施方式的焦點位置決定裝置1'進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。圖30是表示第3實施方式的焦點位置決定裝置1'進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。圖31是表示構(gòu)成圖像的各像素的受光強度的一例的圖。圖32是表示構(gòu)成圖像的各像素的受光強度的二維分布的一例的圖。圖33是表示構(gòu)成圖像的各像素的受光強度的二維分布的一例的圖。圖34是表示第3實施方式的焦點位置決定裝置1'進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。圖35是表示第3實施方式的焦點位置決定裝置1'進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。圖36是表示有關本發(fā)明的第1實施方式的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖37是表示有關本發(fā)明的第1實施方式的試料容器附近的結(jié)構(gòu) 的圖。圖38是表示有關本發(fā)明的第1實施方式的數(shù)字縮放動作的流程圖。圖39是表示有關本發(fā)明的第1實施方式的數(shù)字縮放結(jié)構(gòu)的框圖。圖40是表示有關本發(fā)明的第1實施方式的數(shù)字縮放的操作面板的結(jié)構(gòu)的圖。圖41是表示有關本發(fā)明的第2實施方式的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖42是表示有關本發(fā)明的第2實施方式的變形例的裝置結(jié)構(gòu)的圖43是表示有關本發(fā)明的第2實施方式的數(shù)字縮放動作的流程標記說明1焦點位置決定裝置 10試料(生物體細胞)10a觀察對象部位 20光照射部(光源) 30物鏡40焦點位置變更部(物鏡z軸移動機構(gòu)) 50焦點位置測量部 60試料攝像部(CCD攝像機) 70信息處理裝置(個人計算機) 70a控制部70al特征量計算部 70a2焦點位置選出部 70a3焦點位置決定部 70a4特征量比較部 70a5焦點位置再決定部 70b存儲部70b 1攝像圖像數(shù)據(jù)庫 70b2焦點位置管理文件 80激勵光照射部(激勵用光源) 1'焦點位置決定裝置 10'試料(生物體細胞) 10' a觀察對象部位20'光照射部(光源) 30'物鏡 40'物鏡移動部 50'物鏡位置測量部 60'試料攝像部(CCD攝像機) 70'信息處理裝置(個人計算機) 70' a控制部
70' al對比度計算部 70' a2焦點位置決定部 70' b存儲部
70' bl圖像等文件 70' b2決定位置管理文件 Al照明光學系統(tǒng) A3試料臺 A2光源 A4被測試料 A5觀察光學系統(tǒng) A8 CCD攝像機 A9物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu) A15物鏡 A19成像面 A21試料容器 A22水槽 A27加熱板 A30帶蓋的密閉容器 A34數(shù)字縮放電路 A35 CPUA3 7 TV監(jiān)視器
A38記錄再現(xiàn)控制電路
A40操作面板
A51準直透鏡
A53切換式分色鏡
A54遮光盒
A61激勵光源
具體實施例方式以下，基于附圖詳細地說明有關本發(fā)明的焦點位置決定方法及焦點位置決定裝置的實施方式(第1實施方式、第2實施方式及第3 實施方式)。另外，需要說明的是，并不是通過該實施方式來限定本發(fā)明。
首先，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的基本原理。本發(fā)明決定作為基準的物鏡的焦點位置，以決定的焦點位置為基準，測量物鏡的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)及/或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)，基于測量的焦點位置決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，將物鏡的焦點位置對準(移動)到?jīng)Q定的焦點位置。
具體而言，在本發(fā)明中，(1)向試料照射光，(2)通過將例如試料的位置及/或物鏡的位置沿光軸方向移動及/或變更物鏡的焦點距離 (在此情況下采用可變焦透鏡)，將物鏡的焦點距離變更例如一定量， (3)測量變更后的焦點位置，(4)在變更后的焦點位置，利用CCD 攝像機拍攝被照射光的試料，(5)基于拍攝的攝像圖像，計算對攝像圖像賦予特征的特征量(例如，攝像圖像的對比度、攝像圖像的亮度的積分值、由攝像圖像的亮度分布得到的統(tǒng)計量、攝像圖像中的具有超過了規(guī)定閾值的亮度的像素數(shù)與全像素數(shù)之比等)，(6)反復執(zhí)行 (2) (5)， (7)根據(jù)通過執(zhí)行而儲存的多個焦點位置(表示物鏡的焦點位置的光軸上的坐標值)，基于通過執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出至少1個焦點位置(具體而言，是物鏡的近點側(cè)的焦點位置及/ 或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置)，(8)基于選出的焦點位置，決定對準于試料內(nèi)的貫徹對象部位的物鏡的焦點位置，(9)通過將例如試料的位置及/或物鏡的位置變更為沿光軸方向移動及/或物鏡的焦點距離 (在此情況下采用可變焦透鏡)，將物鏡的焦點距離對準(移動)到決定的焦點位置。
這里，本發(fā)明也可以是，在上述(7)中，從通過執(zhí)行而儲存的多個焦點位置中，基于通過執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置(具體而言是物鏡的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)，在上述(8)中，基于選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置(大致中央位置)決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
此外，本發(fā)明也可以在上述(7)中，從通過執(zhí)行而儲存的多個焦點位置中，基于通過執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出l個焦點位置 (具體而言是物鏡的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置))，在上述(8)中，基于選出的1 個焦點位置及預先決定的距離，將從該焦點位置離開了該距離的位置決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
此外，本發(fā)明也可以是，(10)以在上述(8)中決定的焦點位置，利用CCD攝像機拍攝試料的發(fā)光圖像，(11)基于拍攝的攝像圖像計算特征量，(12)變更由上述(8)決定的焦點位置，(13)在變更后的焦點位置利用CCD攝像機進行攝像，(14)基于拍攝的攝像圖像計算特征量，(15)將在(11)中計算的特征量與在(14)中計算的特征量比較，(16)比較的結(jié)果，在上述(14)中計算的特征量更大的情況下，將變更后的焦點位置再次決定為對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，本發(fā)明也可以是，在包含上述(1)中使用的光源的照明光學系統(tǒng)的光瞳位置，將開口例如相對于光軸偏心地配置，此外，也可以將窄頻帶通濾光器配置在包含括上述(1)中使用的光源的照明光學系統(tǒng)中。此外，本發(fā)明也可以使用發(fā)出單色的可見光的光源，作為在上述(1)中使用的光源。此外，本發(fā)明也可以使用生物體細胞或組織等作為試料。這里，將使用生物體細胞作為試料的情況作為一例，參照圖l進行說明使攝像圖像(照明光的圖像)產(chǎn)生與生物體細胞的相位分布成比例的對比度的原理。圖1是示意地表示物點、光學系統(tǒng)的入射光瞳、射出光瞳、成像面的圖。如果將生物體細胞(物體)配置在對焦位置后向物體照射光，則如圖1所示，從物點射出的光如實線表示那樣以球面狀擴散而入射到入射光瞳，入射到入射光瞳中的光從射出光瞳射出，從射出光瞳射出的光如實線所示那樣變?yōu)榍蛎鏍畹木凼舛酃獾匠上衩嫔希罱K形成物體的像。另外，在到形成像為止的過程中，在通過光學系統(tǒng)的各光線之間不產(chǎn)生光路差(相位差)，在像中沒出現(xiàn)模糊。接著，如果將物點移動到虛線所示的位置后向物體照射光，則如圖1所示，從物點射出的光如虛線所示地以球面狀擴散而入射到入射光瞳中，入射到入射光瞳中的光從射出光瞳射出，從射出光瞳射出的光如虛線所示變為球面狀的聚束光而成像在移動后的成像面上，最終形成物體的像。以上，如果以移動后的成像面位置為觀察點觀察物體，則在通過光學系統(tǒng)的各光線之間不產(chǎn)生光路差(相位差)，但是如果以當初的成像面位置為觀察點來觀察物體，則在各光線之間產(chǎn)生光路差(相位差)。此外，生物體細胞通常在光學上可以作為相位物體處理。生物體細胞通常為大致相同的形狀。所以，如果向例如分布在培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)生物體細胞入射照明光，則生物體細胞發(fā)揮衍射光柵那樣的作用，照射光依賴于生物體細胞的形狀，向特有的方向衍射，可以觀察衍射光。即，如果從特定的方向向培養(yǎng)皿內(nèi)的細胞入射照明光，則因細胞而在入射光中發(fā)生衍射，在入射光的方向上發(fā)生0次衍射光(透過光)，并且對于透過光在特定的角度方向上發(fā)生1次衍射光。以上，將生物體細胞配置在從光學系統(tǒng)的對焦位置偏離的位置上，從而可以在透過光學系統(tǒng)的各光線之間產(chǎn)生相位差。此外，通過在從觀察光學系統(tǒng)的對焦位置向前后偏移的位置觀察生物體細胞，在透過生物體細胞的光和由生物體細胞衍射的光之間，產(chǎn)生與自對焦位置的偏移量(散焦量)相對應的相位差。具體而言，通過將物鏡沿著光軸移動，以使物鏡的焦點位置對準于作為通常觀察中的對焦位置的位置上，使物鏡從該移動后的位置再移動微小量，能夠在透過觀察光學系統(tǒng)的各光線之間產(chǎn)生與移動量成比例的相位差。另外，該相位差在通過物鏡的最大NA的光線中變?yōu)樽畲?。此外，此時通過偏射照明使衍射光的一部分向物鏡的NA外衍射，不再透過觀察光學系統(tǒng)，所以與折射光的情況同樣，能夠形成具有立體感的對比度的圖像。艮P，利用這些現(xiàn)象，能夠得到生物體細胞的鮮明的、由照明光形成的圖像(照明圖像)，能夠進行與相位差顯微鏡或微分干涉顯微鏡同樣的觀察。此外，作為結(jié)果，產(chǎn)生的相位差量能夠發(fā)揮與相位差觀察法中使用的相位膜等價的功能，能夠給觀察圖像帶來與生物體細胞的相位分布成比例的對比度，能夠以高對比度觀察無色透明的生物體細胞。另外，在以更高的對比度觀察生物體細胞的情況下，如果降低觀察光學系統(tǒng)的倍率，則通過觀察光學系統(tǒng)的衍射光的角度被限制，所以能夠提高觀察圖像的對比度。此外，在觀察生物體細胞等的相位物體的情況下，同相位物體的相位分布成比例的對比度，與在相位物體的相位量、及在透過光與衍射光之間給出的相位差量成比例。此外，透過光與衍射光之間的角度依賴于相位物體的形狀而變化。再者，如果透過光與衍射光之間的角度變化，則即使是相同的散焦量，在兩個光束之間產(chǎn)生的相位差量也不同。所以，通過在顯微鏡的照明光學系統(tǒng)的光瞳位置將開口相對于照明光學系統(tǒng)的光軸偏心配置，能夠生成對物體以特定的角度照射的照明光。并且，由于能夠使比沿向物體的入射光的方向透過的透過光具有使開口偏心的量的角度的衍射光入射到光學系統(tǒng)的入射光瞳中，所以能夠進一步增大透過光與衍射光的相位差。換言之，通過將開口從照明光學系統(tǒng)的光軸偏心配置，能夠使衍射光比透過光更具有角度，所以能夠進一步增大透過光與衍射光的相位差(參照特開2004-354650號公報)。即，如果通過這些方法使透過光與衍射光的相位差變大，則能夠進一步提高觀察圖像的對比度。此外，關于由散焦產(chǎn)生的各光線間的相位差，在物體從觀察光學系統(tǒng)的對焦位置向近點側(cè)偏移的情況和向遠點側(cè)偏移的情況下，其符號變化。所以，通過散焦，能夠在光軸上的兩個位置得到物體的高對比度圖像。此外，對于圖像的對比度，在將培養(yǎng)細胞等的相位物體從觀察光學系統(tǒng)的對焦位置向近點側(cè)偏移而觀察到的圖像和向遠點側(cè) 偏移而觀察到的圖像中，對應于該相位物體的相位分布而反轉(zhuǎn)。此外，由于吸收來自附著在培養(yǎng)皿底面上的贓物等的光的物體不再是相位物體，所以即使通過散焦給該物體帶來相位差，圖像的對比度也不發(fā) 生變化。因此，通過散焦，能夠明確地進行相位物體和非相位物體的區(qū)分。所以，通過對向近點側(cè)偏移而攝像的圖像和向遠點側(cè)偏移而攝像的圖像進行圖像間運算，能夠分離不受由散焦引起的相位差影響的圖像成分。特別是，通過在兩個圖像的各像素間進行差運算，能夠使與物體的相位分布相當?shù)膱D像成分的對比度成為2倍，所以能夠消除贓物或異物、照明不均等不具有相位信息的圖像成分。即，通過這些方法，能夠進一步提高觀察圖像的對比度。接著，參照圖2及圖3說明，一邊使物鏡移動一邊用CCD攝像機拍攝細胞時從CCD攝像機的各像素輸出的輸出信號(與各像素捕捉到的光的光強度對應的數(shù)字信號)的變化方式的一例、以及基于該輸出信號的變化方式的、對準于生物體細胞內(nèi)的特定部位(觀察對象部位)的物鏡的焦點距離的決定方式的一例。在將生物體細胞浸漬在裝入到試料容器(培養(yǎng)皿)的培養(yǎng)液中的狀態(tài)下，向生物體細胞照射照明光，如果一邊使物鏡沿著光軸(z軸)從培養(yǎng)皿的下側(cè)向上側(cè)移動，一邊用CCD攝像機拍攝生物體細胞，則來自CCD攝像機的所有像素的輸出信號(光強度、光檢測信號)的積分值與物鏡的焦點位置 (z軸上的坐標)的關系成為圖2 (A)那樣。此外，如果對應于圖2 (A)而示意地表示培養(yǎng)皿的位置及細胞的位置，則成為圖2 (B) 那樣。具體而言，如果使物鏡沿著光軸向上側(cè)移動，則來自CCD攝像機的所有像素的光強度的積分值，首先在照射光較強地反射的試料容器的外側(cè)底面的位置成為極大且最大。接著，如果使物鏡沿著光軸進一步向上側(cè)移動，則來自CCD攝像機的所有像素的光強度的積分值逐漸降低，在試料容器的內(nèi)側(cè)底面的位置處再次變?yōu)闃O大。另外，由于試料容器的內(nèi)側(cè)底面和與其接觸的培養(yǎng)液的折射率差比試料容器的外側(cè)底面與空氣的接觸面的折射率差小，所以試料容器的內(nèi)側(cè)底面的位置處的積分值比試料容器的外側(cè)底面的位置處的積分值小。接著，如果使物鏡沿著光軸再向上側(cè)移動，則來自CCD攝像機的所有像素的光強度的積分值急劇降低，在圖2 (A)所示的位置a處再次變?yōu)闃O大。該位置a是能夠得到散焦引起的高對比度的攝像圖像的z 軸上的位置。此外，在該位置a處，物鏡的焦點對準于生物體細胞的大致下側(cè)的邊緣部分(下側(cè)邊緣部)。接著，如果使物鏡沿著光軸再向上側(cè)移動，則來自CCD攝像機的所有像素的光強度的積分值降低，在圖2 (a)所示的位置e處變?yōu)闃O小。在該位置e處，物鏡的焦點對準于生物體細胞的大致中央的位置。接著，如果使物鏡沿著光軸再向上側(cè)移動，則來自CCD攝像機的所有像素的光強度的積分值增加，在圖2 (A)所示的位置Y處再次變?yōu)闃O大。該位置Y也是能夠得到起因于散焦的髙對比度的攝像圖像的z軸上的位置。在該位置Y處，物鏡的焦點對準于生物體細胞的大致上側(cè)的邊緣部分(上側(cè)邊緣部)。艮P，在圖2 (A)所示的位置a到位置Y的區(qū)域(包括位置e)，由于物鏡的焦點對準于生物體細胞的內(nèi)部，所以能夠基于該位置a及該位置Y決定對準于生物體細胞內(nèi)的特定的部位的物鏡的焦點位置。此外，也可以將位置P決定為對準于生物體細胞內(nèi)的規(guī)定部位的物鏡的焦點位置。這里，利用在圖2 (A)所示的位置a處拍攝生物體細胞時從CCD 攝像機的各像素輸出的輸出信號(與各像素取得的光的光強度對應的數(shù)字信號)及在圖2 (A)所示的位置P處拍攝生物體細胞時從CCD 攝像機的各像素輸出的輸出信號中，分別僅選擇超過了預先決定的閾值的輸出信號作為有效的輸出信號，求出所選擇的各個輸出信號的強度分布(參照圖3)。圖3是表示在圖2 (A)所示的位置a拍攝生物體細胞時的CCD攝像機的特定像素列中包含的各像素的光強度的分布(圖3 (A))、以及在圖2 (A)的位置P拍攝生物體細胞時的CCD 攝像機的特定像素列中包含的各像素的光強度的分布(細胞內(nèi)部的中央附近的輸出信號的強度分布圖3 (B))的圖。另外，在圖3中，虛線表示閾值。通過對圖3所示的強度分布進行統(tǒng)計處理，能夠決定能得到高對比度的圖像的物鏡的焦點位置。進而，也可以一邊使物鏡的焦點位置在光軸上移動，一邊執(zhí)行超過了比圖3所示閾值高的閾值的光強度的像素數(shù)的計算、以及計算出的像素數(shù)量相對于所有像素數(shù) 的比例(計算出的像素數(shù)+所有像素數(shù))的計算，將該比例成為最高時的物鏡的焦點位置決定為能夠得到最高對比度的圖像的物鏡的焦點位置。接著，實際拍攝細胞的發(fā)光圖像，來確認基于拍攝高對比度的兩個圖像(照明圖像)時的物鏡的焦點位置而決定的物鏡的焦點位置和生物體細胞內(nèi)的中心部位(例如發(fā)光的部位)的一致程度。另外，這里使用的生物體細胞是添加lmM的蟲螢光素而導入了蟲螢光素酶基因(pGL3-contro1 vector: :7?？谏倭?公司)的HeLa細胞。另外，發(fā)光圖像是將該HeLa細胞在室溫中暴露1分鐘后攝像的圖像。首先，一邊使物鏡沿著光軸移動、一邊用照明光源照明HeLa細胞，一邊進行攝像，選出了在物鏡的遠點側(cè)攝像的對比度最高的攝像圖像(照明圖像)和在物鏡的近點側(cè)攝像的對比度最高的攝像圖像(照明圖像)。另一方面，一邊使物鏡沿著光軸移動但不進行照明，一邊拍攝HeLa細胞，選出對比度最高的攝像圖像(發(fā)光圖像)。接著，測量拍攝選出的兩個照明圖像時的物鏡(20倍、40倍)的光軸上的焦點位置、和拍攝選出的發(fā)光圖像時的物鏡(20倍、40倍)的光軸上的焦點位置。將測量結(jié)果在圖4中表示。另外，測量的焦點位置如圖5所示，物鏡的焦點位置與對準于試料容器(培養(yǎng)皿)的外側(cè)底面的位置時的物鏡離開光軸上的位置(基準位置)的距離相同。如圖4所示，拍攝選出的發(fā)光圖像(圖8 (B))時的物鏡的焦點位置(在圖4所示的"中心點"的欄中記載的10.507.10.506:圖9所示的"Zb")，是拍攝對應于遠點側(cè)的照明圖像(圖10 (A))時的物鏡的焦點位置(在圖4所示的"遠點側(cè)"的欄中記載的10.512.10.590: 圖11中所示的"Za")和拍攝對應于近點側(cè)的照明圖像(圖6 (A)) 時的物鏡的焦點位置(在圖4所示的"近點側(cè)"的欄中記載的 10.500.10.503:圖7中所示的"Zc")的大致中央。由此，能夠確認基于拍攝選出的兩個照明圖像(圖6 (A)及圖10 (A))時的物鏡的焦點位置(圖7所示的"Zc"及圖11所示的"Za")而決定的物鏡的焦點位置，與細胞內(nèi)的大致中央部位(例如發(fā)光的部位) 一致。艮P，通過上述計算，能夠?qū)⑽镧R的焦點位置對準到細胞內(nèi)的大致中央部位(例如發(fā)光的部位)。另外，圖6是表示在近點側(cè)拍攝的最高對比度的照明圖像(A)與發(fā)光圖像(B)的圖。圖7是示意地表示拍攝圖 6的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。圖8是表示在中心點拍攝的最高對比度的照明圖像(A)與發(fā)光圖像(B)的圖。圖9是示意地表示拍攝圖8的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。圖10是表示在遠點側(cè)拍攝的最高對比度的照明圖像(A)與發(fā)光圖像(B)的圖。圖11是示意地表示拍攝圖10的圖像時的物鏡的焦點位置的圖。至此，結(jié)束了本發(fā)明的基本原理的說明。[2、裝置結(jié)構(gòu)]接著，參照圖12到圖17詳細地說明有關本發(fā)明的第1實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)。首先，參照圖12對第1實施方式的焦點位置決定裝置1的基本結(jié)構(gòu)進行說明。圖12是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1的基本結(jié)構(gòu)的圖。焦點位置決定裝置1在進行發(fā)光觀察時，在設置了生物體細胞及組織等的試料10的時刻，決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。焦點位置決定裝置1如圖12所示，包括光照射部20、物鏡30、焦點位置變更部40、焦點位置測量部50、試料攝像部60和信息處理裝置70。光照射部(光源)20向試料10照射光。光照射部20是發(fā)出可見光區(qū)域的波長的光(可見光)的非相干光源，具體而言是鹵素燈、LED、鎢燈、水銀燈等。另外，作為光照射部20，也可以使用激光等的相干光源。但是，在此情況下，將從相干光源發(fā)出的光(激光等)利用擴散板等改變?yōu)榉窍喔晒夂笙蛟嚵?0照射。此外，作為光照射部20 也可以使用發(fā)出紅外光的光源。在此情況下，能夠在維持不進行照明的狀態(tài)下進行利用紅外光的焦點決定，所以能夠防止自螢光帶來的圖像噪聲的發(fā)生，并且能夠得到比可見光更鮮明的物體信息。即，利用紅外光的焦點決定中，具有能夠精密地進行該焦點決定的優(yōu)點。此外，即使是波長與要檢測的微弱光一部分重復的光、或波長與該微弱光相同的光，只要是相對于該微弱光是顯著強的光強度并且能夠在短時間(例如0.5秒以內(nèi))內(nèi)檢測到的光，就能夠作為焦點決定用的照射光使用。物鏡30是用來形成試料10的像的部件。另外，也可以使用可變焦透鏡作為物鏡。具體而言，焦點位置變更部40通過將試料10的位置及/或物鏡 30的位置在光軸方向上移動及/或變更物鏡30的焦點距離，來變更物鏡30的焦點位置。焦點位置測量部50與焦點位置變更部40連接，基于例如試料10 的光軸上的位置、物鏡30的光軸上的位置、物鏡30的焦點距離中的至少一個，測量物鏡30的焦點位置。試料攝像部60對試料10進行攝像。具體而言，試料攝像部60 是具有攝像元件的高靈敏度的CCD攝像機。信息處理裝置70具體而言是市售的個人計算機，與焦點位置變更部40、焦點位置測量部50及試料攝像部60連接。信息處理裝置 70具備控制部70a和存儲部70b?？刂撇?0a是綜合地控制該控制部 70a的CUP等，具有用來保存OS (Operating System)等控制程序、規(guī)定各種處理順序的程序以及所需數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，基于這些程序進行用來執(zhí)行各種處理的信息處理?？刂撇?0a控制焦點位置變更部40、焦點位置測量部50、試料攝像部60、后述的特征量計算部70al的各部使其反復執(zhí)行，或者控制控制部70a具備的各部。此外，在鍵盤或鼠標等輸入裝置或TV監(jiān) 視器等輸出裝置和該信息處理裝置70連接的情況下，控制部70a取得由輸入裝置輸入的信息、或?qū)⑿畔⑾蜉敵鲅b置輸出?？刂撇?0a包括特征量計算部70al、焦點位置選出部70a2、焦點位置決定部70a3、特征量比較部70a4和焦點位置再決定部70a5。特征量計算部70al 基于由試料攝像部60攝像的攝像圖像計算對攝像圖像賦予特征的特征量(例如攝像圖像的對比度、攝像圖像的亮度的積分值、由攝像圖像的亮度分布得到的統(tǒng)計量、攝像圖像中的具有超過了規(guī)定閾值的亮度的像素數(shù)與所有像素數(shù)之比等)。焦點位置選出部70a2從通過由控制部70a使各部(具體而言是焦點位置變更部40、焦點位置測量部 50、試料攝像部60、特征量計算部70al)反復執(zhí)行而儲存的多個焦點位置(由焦點位置測量部50測量的焦點位置)中，基于通過反復執(zhí)行而儲存的特征量，選出至少一個焦點位置。焦點位置決定部70a3 基于由焦點位置選出部70a2選出的焦點位置，決定對準于試料10內(nèi) 的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置。特征量比較部70a4比較由特征量計算部70al預先單獨計算的兩個特征量的大小。焦點位置再決定部70a5基于由特征量比較部70a4比較的結(jié)果，再次決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置。存儲部70b是儲存機構(gòu)，具體而言，可以使用RAM或ROM等存儲裝置、硬盤那樣的固定盤裝置、軟盤、光盤等。存儲部70b如圖所示，保存攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl和焦點位置管理文件70b2。攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl將用來唯一地識別攝像圖像的圖像識別信息、攝像圖像、拍攝該攝像圖像時的物鏡的焦點位置、該攝像圖像的特征量相互建立關聯(lián)而保存。焦點位置管理文件70b2保存對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置(具體而言是由焦點位置決定部 70a3決定的焦點位置、由焦點位置再決定部70a5再次決定的焦點位置)。這里，在攝像圖像包括照明圖像、發(fā)光圖像、螢光圖像。接著，參照圖13說明第1實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié) 構(gòu)的具體一例。另外，關于與上述說明重復的部分，有時省略其說明。圖13是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的具體一例的圖。圖13所示的焦點位置決定裝置1是以倒立型顯微鏡為基礎的結(jié)構(gòu)，與圖12所示的焦點位置決定裝置1同樣，是為了進行發(fā)出微弱光的生物體細胞的發(fā)光觀察而使用的。圖13所示的焦點位置決定裝置l除了上述各部(光照射部20、物鏡30、焦點位置變更部40、焦點位置測量部50、試料攝像部60、信息處理裝置70)以外，還具備照明光學系統(tǒng)、觀察光學系統(tǒng)、目鏡43等構(gòu)成。以下，詳細地說明構(gòu)成該焦點位置決定裝置1的各部。試料10被浸漬在裝入到試料容器11的培養(yǎng)液中。試料容器11具體而言是培養(yǎng)皿，是至少其底面為光學透明的容器(能夠用通常的物鏡應對)。另外，該底面具體而言是與顯微鏡用蓋玻璃相同的材料、厚度為0.17mm。這里，作為試料容器ll，除了培養(yǎng)皿以外，也可以使用載玻片、微板等。此外，對于試料容器ll，如圖14所示，也可以配設蓋18。再次回到圖13，試料容器11配置在裝滿經(jīng)由噴嘴13供給的純水的水槽12內(nèi)。另外，該純水是以保持試料容器ll內(nèi)的濕度為目的而裝入在水槽12內(nèi)的。將從氣體儲存瓶14排出的混合氣體(包含5%二氧化碳(C02)、 95%氧(02)的氣體)通過氣體供給管15，如圖示那樣從水槽12的上方以50mL/min的流速供給水槽12。另外，水槽12的形狀也可以是圖14所示那樣的、將試料容器11整體遮蓋的形狀。在此情況下，在水槽12的上部配設有可拆裝的蓋19。再次回到圖13，水槽12配置在加熱板16之上。加熱板16是進行環(huán)境溫度的設定的部件,配置在試料臺17之上。另外，加熱板16通過與該加熱板16連接的溫度控制器(未圖示)的控制，可以按0.5'C間隔進行環(huán)境溫度的設定。試料臺17是用來設置試料IO等的板狀部件，如圖示那樣與光軸 (z軸)正交地配設。試料臺17在以相互正交的朝向(90°方向) 安裝在該臺的規(guī)定位置上的兩個步進馬達(未圖示)的驅(qū)動力的作用下，能夠從配設該臺的位置向正交于光軸(z軸)的方向(例如x方向及y方向)移動。另外，各步進馬達由與該各馬達連接的試料臺控制器(未圖示)控制。此外，試料臺控制器與信息處理裝置70連接，基于來自信息處理裝置70的指令適當?shù)仳?qū)動各步進馬達，移動試料臺17。照明光學系統(tǒng)是用來將從光源20發(fā)出的照明光向試料10引導的系統(tǒng)，由準直透鏡21、將照明光的光軸偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)反射鏡22、和將光源20的像進行投影的聚光透鏡23構(gòu)成。這里，在聚光透鏡23的光瞳位置，拆裝自如地配設有圖15 (A) 所示的開口單元24。圖15是表示開口單元24的結(jié)構(gòu)及物鏡30的光瞳處的開口的投影像的一例的圖。開口單元24由環(huán)形一部分的開口 24a和具有遮光性的遮光板24b構(gòu)成。開口 24a相對于光軸配設以使其成為相對于光瞳的中心偏心的狀態(tài)，是能夠自如地引起橫向偏移的結(jié)構(gòu)。開口 24a的開口直徑?jīng)Q定為，使開口 24a的投影像如圖15 (B) 所示那樣大致內(nèi)接在物鏡30的光瞳的外周部分。開口24a的寬度(圖 15 (A)所示的"Ro—Ri")優(yōu)選為處于共軛關系的物鏡30的光瞳半徑的3分之1以下。由此，通過根據(jù)觀察的生物體細胞的種類適當設定物鏡30的移動量，能夠得到最優(yōu)的對比度的像。另外，開口單元24如圖16 (A)所示，也可以具備矩形的開口 24a。圖16是表示開口單元24的另一結(jié)構(gòu)及物鏡30的光瞳中的開口的投影像的一例的圖。該矩形的開口 24a以相對于光瞳中心偏心的狀態(tài)配置在從光瞳的中心位置離開規(guī)定距離的位置上。通過使用具備該矩形開口 24a的開口單元24對試料10進行偏射照明，使開口 24a的像投影在物鏡30的光瞳上。此外，矩形的開口 24a相對于光瞳的中心不是以同心圓狀配設，所以例如在觀察的生物體細胞較細長的情況下能夠得到較高對比度的像。這里，偏射照明光被入射到具有立體尺寸的生物體細胞中，被分離為透過光、折射光及衍射光后從生物體細胞射出。在生物體細胞內(nèi)，從接近于球或橢圓體的形狀的輪廓的部分折射光較多，從扁平部分透過光與衍射光較多。由細胞內(nèi)的接近于球或橢圓體的形狀的部分折射的折射光的一部分變得比物鏡30的NA大，所以不被取入到物鏡30中。此外，如圖17所示，也可以在偏轉(zhuǎn)反射鏡22的下側(cè)配設用來使光源20成為準單色的干涉濾光器25。由此，從光源20發(fā)出的照明光通過偏轉(zhuǎn)濾光器22被偏轉(zhuǎn)行進方向，偏轉(zhuǎn)后的照明光通過干涉濾光器25后成為波長帶寬很窄的單色光，朝向聚光透鏡23。另外，并不限于干涉濾光器，也可以使用窄頻帶通濾光器。再次回到圖13，觀察光學系統(tǒng)是用來形成試料10的像的系統(tǒng)，倒立配置在試料臺17的下方。觀察光學系統(tǒng)除了物鏡30以外，還包括使由物鏡30形成的像(試料10的像)成像在成像面上的中繼透鏡 31、將來自物鏡30的光偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)反射鏡32、和與中繼透鏡31 — 起使由物鏡30形成的像(試料10的像)成像在成像面上的中繼透鏡 33。焦點位置變更部40具體而言是利用齒輪齒條機構(gòu)(未圖示)使物鏡30在光軸方向(z軸方向)上移動(驅(qū)動)的物鏡z軸移動(驅(qū) 動)機構(gòu)。包含在齒輪齒條機構(gòu)中的旋鈕，在受計算機控制的步進馬達(未圖示)的作用下旋轉(zhuǎn)。另外，物鏡z軸移動機構(gòu)除了齒輪齒條機構(gòu)以外，也可以通過摩擦輥機構(gòu)使物鏡30沿光軸方向移動。此外，焦點位置變更部40也可以是除了使物鏡沿著光軸移動的結(jié)構(gòu)以外、還使試料臺17沿著光軸移動的結(jié)構(gòu)。在物鏡z軸移動機構(gòu)中，如圖所示，具備物鏡加熱器41。物鏡加熱器41如圖所示，與物鏡30接觸地安裝在物鏡30的周圍。物鏡加熱器41受與該物鏡加熱器41連接的溫度調(diào)節(jié)裝置(未圖示)控制。物鏡加熱器41從物鏡30的外側(cè)按0.5"C間隔進行物鏡30 的溫度設定，從而將物鏡30的溫度保持為一定。目鏡43是將試料10的像放大的透鏡，是用來使觀察者通過目視觀察試料10的像的透鏡。切換反射鏡44如圖所示，配設在目鏡43與中繼透鏡33之間。由此，能夠任意地切換通過目鏡43進行的試料10的目視下的觀察和通過試料攝像部60進行的試料10的觀察。另外，作為切換反射鏡 44，除了機械地切換兩個光路的形式以外，也可以使用利用半反射鏡將兩個光路分離的形式。紅外線截止濾光器45如圖所示，拆裝自如地配設在試料攝像部 60的受光面的上方，截斷成為背景光的紅外線。換言之，紅外線截止濾光器45根據(jù)需要防止成為背景光的紅外線入射到試料攝像部60 中。試料攝像部60具體而言是在其受光面上具有攝像元件60a的 CCD攝像機。該攝像元件60a的像素數(shù)是1360X 1024。在該CCD攝像機盡量使用高感度的結(jié)構(gòu)，以便能夠檢測到從試料IO發(fā)出的微弱光。這里，作為CCD攝像機，為了拍攝彩色的明視場像，也可以使用3片式的彩色攝像機。此外，試料攝像部60并不限于CCD攝像機，也可以使用例如CMOS圖像傳感器或SIT攝像機等。試料攝像部60 通過信號線纜與信息處理裝置70 (與該信息處理裝置70連接的TV 監(jiān)視器)連接。在試料攝像部60的底部，為了抑制從CCD攝像機發(fā) 出的暗電流而配設有冷卻裝置61。冷卻裝置61由珀爾帖元件構(gòu)成，將試料攝像部60的溫度冷卻到 (TC左右并保溫。信息處理裝置70還具備輸入輸出裝置(TV監(jiān)視器、鍵盤、鼠標等)。信息處理裝置70將由試料攝像部60拍攝的攝像圖像描繪到TV 監(jiān)視器上。以上，在圖13所示的焦點位置決定裝置1中，首先，從光照射部20發(fā)出的光通過準直透鏡21而成為平行光，該平行光被投影在聚光透鏡23的光瞳位置。接著，將從光照射部20發(fā)出的光的像通過聚光透鏡23作為柯而勒照明將試料10照明。接著，將試料10照明的光透過試料10入射到物鏡30中。接著，入射到物鏡30中的光(測量光)通過物鏡30、中繼透鏡31及中繼透鏡32，將試料10的像形成在成像面上。接著，形成在成像面上的試料IO的像原樣入射到目鏡43中，并且通過切換反射鏡44成像的CCD攝像機60的像素元件 60a上。這樣，結(jié)束第l實施方式的焦點位置決定裝置l的結(jié)構(gòu)的說明。 [3、焦點位置決定裝置1的處理]接著，參照圖8對第1實施方式的焦點位置決定裝置1進行的焦點位置決定處理進行說明。圖18是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置l進行的焦點位置決定處理的一例的流程圖。另外，這里，對利用圖13所示的焦點位置決定裝置1進行生物體細胞的發(fā)光觀察的情況下的焦點位置決定處理進行說明。觀察者將裝入了作為試料10的生物體細胞的試料容器11設置在試料臺17上，如果啟動焦點位置決定裝置1及光照射部20，則焦點位置決定裝置1進行以下的處理。首先，焦點位置決定裝置1將從光源20發(fā)出的照明光向生物體細胞照射(步驟SA-1)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使作為焦點位置變更部40的物鏡z軸移動機構(gòu)動作，通過物鏡z軸移動機構(gòu)使物鏡30從初始位置沿著光軸移動一定量，來變更物鏡30 的焦點位置(步驟SA-2)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使焦點位置測量部50動作，通過焦點位置測量部50測量物鏡30的焦點位置(步驟SA-3)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使作為試料攝像部60的CCD攝像機動作，通過CCD攝像機將生物體細胞攝像(步驟SA-4)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a使特征量計算部70al動作，通過特征量計算部70al基于在步驟SA-4 中攝像的攝像圖像計算該攝像圖像的對比度(步驟SA-5)。這里，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a，將在步驟SA-3中測量的焦點位置、在步驟SA-4中攝像的攝像圖像以及在步驟SA-5中計算的對比度相互建立關聯(lián)，保存在存儲部70b 的攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 反復執(zhí)行步驟SA-2到步驟SA-5，直到由步驟SA-2變更的物鏡30 的焦點位置超過光軸上的預先設定的位置(步驟SA-6)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使焦點位置選出部70a2動作，通過焦點位置選出部70a2選出保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個對比度中的極大的兩個對比度，取得與選出的對比度建立對應而保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的焦點位置(步驟SA-7)。換言之，焦點位置決定裝置1通過焦點位置選出部 70a2，從保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個焦點位置中，基于保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個特征量，選出物鏡30的近點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)及物鏡30的遠點側(cè)的焦點位置(大致焦點位置)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使焦點位置決定部70a3動作，通過焦點位置決定部70a3，基于在步驟SA-7中選擇的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央的位置(大致中央的位置)決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置(步驟SA-8)。接著，焦點位置決定裝置1通過信息處理裝置70的控制部70a 使物鏡z軸移動機構(gòu)動作，通過物鏡z軸移動機構(gòu)調(diào)節(jié)物鏡30的位置，以使物鏡30的焦點位置對準于在步驟SA-8中決定的中央的位置 (大致中央的位置)(步驟SA-9)。如以上說明，第1實施方式的焦點位置決定裝置1通過光源20向生物體細胞照射照射光。接著，焦點位置決定裝置1 一邊通過物鏡z軸移動機構(gòu)使物鏡30沿著光軸每次一定量地反復移動，一邊在每次移動時通過焦點位置測量部50測量物鏡30的焦點位置，通過CCD 攝像機將生物體細胞照明并攝像，通過特征量計算部70al計算攝像的攝像圖像的對比度。接著，焦點位置決定裝置1由焦點位置選出部 70a2選出兩個通過使物鏡30反復移動而儲存的多個對比度中的極大的對比度，從通過使物鏡30反復移動而儲存的多個焦點位置中取得將對應于選出的對比度的攝像圖像攝像時的物鏡30的焦點位置。接著，焦點位置決定裝置1通過焦點位置決定部70a3基于取得的兩個焦點位置將該兩個焦點位置的中央的位置(大致中央的位置)決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置，通過物鏡z軸移動機構(gòu)使物鏡30移動，將物鏡30的焦點位置調(diào)對到所決定的焦點位置。由此，在將生物體細胞內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位10a而進行該觀察對象部位10a的發(fā)光觀察的情況下，在設置了生物體細胞的時刻，能夠決定對準于該觀察對象部位10a的物鏡 30的焦點位置，結(jié)果，能夠?qū)⑽镧R30的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位10a。具體而言，根據(jù)焦點位置決定裝置1，在利用包括透鏡的放大成像光學機構(gòu)觀察發(fā)生微弱光的生物體細胞、或測量來自該生物體細胞的發(fā)光、或觀察例如來自生物體細胞內(nèi)的生物體發(fā)光蛋白質(zhì)的微弱發(fā)光等的顯微鏡中，即使沒有確認來自生物體細胞的發(fā)光，也能夠?qū)⑽镧R的焦點自動地調(diào)對到生物體細胞內(nèi)的發(fā)光的部位(生物發(fā)光蛋白質(zhì)局部存在的部位)。所以，在利用包括透鏡的放大成像光學機構(gòu)進行發(fā)出微弱光的試料的觀察時，能夠比通過手動進行的情況更迅速且高精度地將物鏡的焦點位置設定在試料的作為目的的部位上。此外，在焦點位置決定裝置1中，在決定物鏡的焦點位置中使用了試料的照明圖像，該照明圖像由于明亮并且對比度較高，所以能夠比通過目視進行的情況更容易且迅速地決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。此外，在焦點位置決定裝置1中，攝像對比度較高的試料10的照明圖像時的物鏡30的焦點位置對應于試料10的大致上下邊緣部，所以也可以將其中央位置(大致中央位置) 決定為對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。由此，能夠容易且簡便地決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a 的物鏡30的焦點位置。這里，在測量生物(生物體細胞等)的發(fā)光現(xiàn)象的情況下，在設置了試料的時刻，來自生物發(fā)光的強度很微弱，所以即使是高性能的 CCD攝像機也幾乎不能檢測到。即，不能如通常的顯微鏡觀察那樣一邊確認生物內(nèi)的觀察對象部位(細胞等) 一邊調(diào)對物鏡的焦點。即，在設置了生物的時刻，通常不能觀察生物的內(nèi)部構(gòu)造。此外，在觀察螢光或發(fā)光(化學發(fā)光或生物發(fā)光)的顯微鏡中，在細胞間同時觀察細胞內(nèi)的發(fā)光蛋白質(zhì)局部存在的部位(微弱發(fā)光的部位)時，通過基于細胞等的相位物體的照明圖像檢測到的物鏡的焦點位置并不對準于具備存在于細胞內(nèi)的發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光部分，觀察圖像會模糊。此外，在螢光觀察中，對于通過螢光激勵光發(fā)出螢光的相位物體，將螢光強度最大的位置決定為焦點位置。但是，在該決定方法的情況下，起因于激勵光的光毒性較強，所以對于具有活的細胞等的生物火星的試料反復決定焦點是不優(yōu)選的，所以需要盡量減少焦點的決定次數(shù)。但是，在長期間的螢光觀察中，如果減少焦點位置的決定次數(shù)抉擇觀察圖像的鮮明度有可能變得不穩(wěn)定。所以，在焦點位置決定裝置1中，作為照明光的圖像觀察，將從鹵素燈等的光源20發(fā)出的光照射在生物上，通過顯微鏡取得生物的照明圖像，基于取得的照明圖像決定物鏡30的焦點位置。即，將生物體細胞在照明下攝像，推測生物體細胞的內(nèi)部的位置。由此，能夠在設置了生物的時刻觀察生物的內(nèi)部構(gòu) 造。此外，在細胞間同時觀察細胞內(nèi)的發(fā)光蛋白質(zhì)局部存在的部位(微弱發(fā)光的部位)時，能夠?qū)⑽镧R的焦點調(diào)對到局部存在于細胞內(nèi)的發(fā) 光蛋白質(zhì)的發(fā)光部分上。此外，由于不是通過螢光決定物鏡的焦點位置，所以能夠進行長期間的螢光觀察。另外，焦點位置決定裝置l也可以在步驟SA-7中，通過焦點位置選出部70a2，從保存于攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個焦點位置中，基于保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70M中的多個特征量，選出物鏡30的近點側(cè)的焦點位置(在物鏡30的近點側(cè)能夠得到對比度較高的攝像圖像時的物鏡30的焦點位置)，在步驟SA-8中，通過焦點位置決定部 70a3，將從選出的物鏡30的近點側(cè)的焦點位置向光軸上方離開預先測量的生物體細胞的厚度的一半的距離后的位置決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。換言之，焦點位置決定裝置1也可以選出在照明下的觀察的近點側(cè)的能夠得到高對比度的圖像時的物鏡30的焦點位置，將從選出的焦點位置向光軸的上方離開細胞的厚度的一半左右后的位置決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。此外，焦點位置決定裝置1也可以在步驟SA-7中，通過焦點位置選出部70a2，從保存于攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個焦點位置中，基于保存在攝像圖像數(shù)據(jù)庫70bl中的多個特征量，選出物鏡30的遠點側(cè)的焦點位置(在物鏡30的遠點側(cè)能夠得到對比度較高的攝像圖像時的物鏡30的焦點位置)，在步驟SA-8中，通過焦點位置決定部70a3，將從選出的物鏡30的遠點iw^點位置向，下方離開預先測量的生物體細胞的厚度的一半的距離后的位置決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。換言之，焦點位置決定裝置l也可以選出在照明下的觀察的遠點側(cè)的能夠得到高對比度的圖像時的物鏡30的焦點位置，將從選出的焦點位置向光軸的下方離開細胞的厚度的一半左右后的位置決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位 10a的物鏡30的焦點位置。由此，與移動物鏡30及試料10而選出近點側(cè)與遠點側(cè)的散焦位置的情況相比，能夠更容易且簡便地決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置。這里，焦點位置決定裝置1也可以通過執(zhí)行以下的工序1到工序 6，決定對準于配置在試料容器11中的生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位 10a的焦點位置。(工序O投入光源20的電源，將光源20的開閉器開閉，從試料容器11的上方照射照明光。(工序2)決定對準于試料容器11的底面(外側(cè)底面或內(nèi)側(cè)底面) 的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的"Zc")。具體而言，通過物鏡 z軸移動機構(gòu)，一邊使物鏡30沿著光軸每次移動一定量，一邊每當移動一定量就通過CCD攝像機將生物體細胞在照明下攝像，通過特征量計算部70al計算來自攝像的攝像圖像的所有像素的光強度的積分值(來自CCD攝像機的輸出信號的強度)，通過控制部70a確認計算出的積分值是否是極大值，在確認是極大值的情況下，認為在將作為該極大值的基礎的攝像圖像攝像時物鏡30的焦點對準于試料容器 11的底面，通過焦點位置測量部50測量該攝像時的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的"Zd")。 S卩，一邊將物鏡30沿著光軸移動，一邊通過照明圖像決定來自試料容器11的底面的反射光的極大值。(工序3)在物鏡30的近點側(cè)，決定攝影對比度較高的攝影圖像時的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的"Zc")。具體而言，一邊通過物鏡z軸移動機構(gòu)使物鏡30從在(工序2)中移動到的位置再沿著光軸每次移動一定量，一邊每當移動一定量就通過CCD攝像機將生物體細胞在照明下攝像，通過特征量計算部70al計算攝像的攝像圖像的對比度，通過控制部70a確認計算出的對比度是否是極大值，在確認是極大值的情況下，認為在將作為該極大值的基礎的攝像圖像攝像時物鏡30的焦點對準于生物體細胞的大致下端面，通過焦點位置測量部50測量該攝像時的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的"Zc")。(工序4)在物鏡30的遠點側(cè)，決定攝影對比度較高的攝影圖像時的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的"Za")。具體而言，一邊通過物鏡z軸移動機構(gòu)使物鏡30從在(工序3)中移動到的位置再沿著光軸每次移動一定量，一邊每當移動一定量就通過CCD攝像機將生物體細胞在照明下攝像，通過特征量計算部70al計算攝像的攝像圖像的對比度，通過控制部70a確認計算出的對比度是否是極大值，在確認是極大值的情況下，認為在將作為該極大值的基礎的攝像圖像攝像時物鏡30的焦點對準于生物體細胞的大致上端面，通過焦點位置測量部50測量該攝像時的物鏡30的焦點位置(對應于圖14的 "Za")。(工序5)將在(工序3)中決定的焦點位置(對應于圖14的"Zc") 及在(工序4)中決定的焦點位置(對應于圖14的"Za")的大致中央的位置(例如對應于圖14的"Zb ((Zc+Za) +2)")決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。(工序6)移動物鏡30，以使物鏡30的焦點位置對準于在(工序5)中決定的中央的位置。另外，在工序4及工序5中，也可以每當使物鏡30移動一定量就通過CCD攝像機將生物體細胞在照明下攝像，并且測量該攝像時的物鏡30的焦點位置，一邊使物鏡30移動一邊計算攝像的多個攝像圖像的對比度(來自多個攝像圖像的各像素的輸出信號的總和)，將計算出的各對比度(各總和)比較，選出極大的對比度(總和)，通過從一邊使物鏡移動一邊測量的多個物鏡30的焦點位置中選擇將對應于選出的對比度(總和)的攝像圖像攝像時的物鏡30的焦點位置，來決定對應于圖14的"Zc"或"Za"的物鏡30的焦點位置。此外，焦點位置決定裝置1也可以代替CCD攝像機而配設光電二極管。在此情況下，每當使物鏡30移動一定量，就將光點二極管的輸出電流放大而變換為電壓信號并且測量物鏡30的焦點位置，一邊使物鏡30 移動一邊比較變換出的多個電壓信號的強度，選出極大的電壓信號的強度，通過從一邊使物鏡移動一邊測量的多個物鏡30的焦點位置中選擇將對應于選出的電壓信號的強度的物鏡30的焦點位置，來決定對應于圖14的"Zc"或"Za"的物鏡30的焦點位置。此外，在焦點位置決定裝置1中，使物鏡30或試料10移動的量(移動量)優(yōu)選為在由CCD攝像機攝像的像中不發(fā)生模糊的范圍。具體而言，該移動量優(yōu)選為將由光源20發(fā)出的光的波長用物鏡30的NA的平方除后的值(A+NA2:入是波長，NA是開口數(shù))以下。此外，在焦點位置決定裝置l中，也可以使用單色性較高的光源 (激光等)作為光源20。這里，如果光源的單色性較高，則在將照明光照射在相位物體上時幾乎沒有波長分散，所以能夠得到鮮明的衍射光。因而，在近點側(cè)的攝像圖像、遠點側(cè)的攝像圖像的哪一個中，其對比度與使用白色光源時相比也很高。由此，能夠容易地選出將對比度為極大的攝像圖像攝像時的物鏡的焦點位置。此外，在焦點位置決定裝置l中，觀察者(操作者)也可以一邊通過手動旋轉(zhuǎn)物鏡z軸移動機構(gòu)的旋鈕一邊經(jīng)由目鏡43通過目視決定生物體細胞的像的對比度較高的兩個部位的物鏡的位置，通過焦點位置測量部50測量該決定時的物鏡的焦點位置，通過焦點位置決定部70a3將測量的兩個焦點位置的中央位置(大致中央位置)對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置1，通過使物鏡30的位置相對于通常的觀察的對焦位置相對于試料前后移動微小量，即使不使用相位差用的物鏡也能夠得到與相位差觀察法同樣的對比度的像。此外，根據(jù) 焦點位置決定裝置1，由于不需要考慮物鏡30和聚光透鏡23的光瞳像差，所以能夠使用低倍率的物鏡。即根據(jù)焦點位置決定裝置l，即使使用在相位差觀察法中不使用的1倍或2倍的倍率的物鏡，也能夠觀察培養(yǎng)細胞那樣的相位物體，能夠進行通過以往的觀察法不能實現(xiàn) 的大范圍中的觀察。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置l，能夠得到通過偏射照明對相位分布添加了陰影的具有立體感的高對比度的像。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置1，能夠通過切換反射鏡44切換為目視的觀察和TV監(jiān)視器的觀察。此外，通過使用半反射鏡作為切換反射鏡，能夠同時進行目視的觀察和TV監(jiān)視器的觀察。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置l，通過將開口拆下，能夠作為通常的顯微鏡進行試料的觀察。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置l，通過分兩個階段實施物鏡 30的焦點位置的決定，即使在使用高倍率的物鏡的情況下也能夠進行焦點位置的決定。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置l，由于不使用激勵光，所以具有即使對發(fā)出螢光的生物學試料反復執(zhí)行焦點位置決定處理、也幾乎沒有光毒性的影響的優(yōu)點。換言之，在對活著的細胞連續(xù)地、經(jīng)時地進行觀察的情況下，通過反復執(zhí)行焦點決定處理，能夠持續(xù)攝像鮮明的攝像圖像。此外，根據(jù)焦點位置決定裝置l，在利用紅外光進行焦點位置決定處理的情況下，能夠在維持著不進行可見光的照明的狀態(tài)下進行調(diào)對物鏡的焦點位置和將試料的暗視場圖像攝像兩者，所以能夠有效地防止因自發(fā)光使攝像圖像產(chǎn)生干擾。此外，焦點位置決定裝置1也可以在從試料10發(fā)出的發(fā)光的強度變?yōu)槟軌蛲ㄟ^CCD攝像機檢測到的程度的情況下，再次重新決定在設置了試料10的時刻決定的、對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位 10a的物鏡的焦點位置(焦點位置再決定處理)。這里，在通過高倍率(例如40倍以上)的物鏡30觀察來自試料10的發(fā)光的情況下，物鏡30的倍率變得越高，焦點深度越變得很淺，所以如果物鏡30的焦點位置沒有精確地對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a,則試料 10的像模糊。在上述焦點位置決定處理中決定的焦點位置對準于試料10的大致中心，但在以更高精度取得來自試料10的發(fā)光的情況下，需要決定更高精度地對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。所以，通過執(zhí)行焦點位置再決定處理，不僅在設置了試料10的時刻，在開始試料10的發(fā)光觀察后也能夠持續(xù)地決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置，結(jié)果，能夠使物鏡的焦點位置總是對準于該觀察對象部位10a。這里，參照圖19,對焦點位置決定裝置1進行的焦點位置再決定處理進行說明。圖19是表示第1實施方式的焦點位置決定裝置1進行的焦點位置再決定處理的一例的流程圖。首先，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使CCD攝像機，通過CCD攝像機，以由焦點位置決定部70a3決定的焦點位置(在上述圖18的步驟SA-8中決定的、對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a 的物鏡30的焦點位置)不進行試料10的照明而進行攝像(步驟 SB畫l)。接著，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使特征量計算部70al 動作，通過特征量計算部70al，基于在步驟SB-1中攝像的攝像圖像 (發(fā)光圖像)，計算特征量(例如來自發(fā)光圖像的各像素的發(fā)光強度、由發(fā)光圖像的發(fā)光強度分布得到的統(tǒng)計量、發(fā)光圖像的對比度等)(步驟SB-2)。接著，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使物鏡z軸移動機構(gòu) 動作，通過物鏡z軸移動機構(gòu)，使物鏡30沿著光軸移動一定量，來變更由焦點位置決定部70a3決定的焦點位置(步驟SB-3)。另外，焦點位置的變更除了物鏡30的移動以外，也可以通過試料臺17的移動來進行。接著，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使CCD攝像機動作，通過CCD攝像機，以在步驟SB-3中變更后的焦點位置，將試料10 不進行照明而進行攝像(步驟SB-4)。接著，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使特征量計算部70al 動作，通過特征量計算部70al ，基于在步驟SB-4中攝像的攝像圖像(發(fā)光圖像)，計算特征量(例如來自發(fā)光圖像的各像素的發(fā)光強度、由發(fā)光圖像的發(fā)光強度分布得到的統(tǒng)計量、發(fā)光圖像的對比度等)(步驟SB誦5)。接著，焦點位置決定裝置1通過控制部70a使特征量比較部70a4 動作，通過特征量比較部70a4，將在步驟SB-2中計算的特征量與在步驟SB-5中計算的特征量比較(步驟SB-6)。另外，在特征量的比較中，因試料10的種類或特性，有更適合通過對比度比較的情況和更時刻通過由發(fā)光強度分布得到的統(tǒng)計量比較的情況，但最終通過 S/N (信噪比)進行比較。接著，焦點位置決定裝置1在步驟SB-6中的比較結(jié)果是在步驟 SB-5中計算出的特征量更大的情況下(步驟SB-7:是)，通過控制部 70a使焦點位置決定部70a5動作，通過焦點位置決定部70a5將在步驟SB-3中變更后的焦點位置決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡的焦點位置(步驟SB-8)。另一方面，焦點位置決定裝置1在步驟SB-6中的比較結(jié)果是在步驟SB-5中計算出的特征量不是更大的情況下(步驟SB-7:否)，通過控制部70a確認步驟SB-3的執(zhí)行次數(shù)是否達到了規(guī)定次數(shù)(步驟SB-3中的物鏡30的移動量是否達到了規(guī)定量)，在達到了規(guī)定次數(shù)的情況下(步驟SB-9:是)，通過控制部70a使物鏡z軸移動機構(gòu) 動作，通過物鏡z軸移動機構(gòu)，使在步驟SB-3中變更后的物鏡30的焦點位置回到由焦點位置決定部70a3當初決定的焦點位置(在上述圖18的步驟SA-8中決定的、對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位 10a的物鏡30的焦點位置)(步驟SB-IO)。此外，焦點位置決定裝置 1在沒有達到規(guī)定次數(shù)的情況下(步驟SB-9:否)，通過控制部70a 回到步驟SB-3的處理。以上，結(jié)束第1實施方式的焦點位置決定裝置1的說明。[第2實施方式]接著，參照圖20到圖22詳細地說明有關本發(fā)明的第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)。另外，有時將與上述第1實施方式的說明重復的說明省略。圖20是表示第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的具體的一例的圖。圖20所示的焦點位置決定裝置1是以倒立型顯微鏡為基礎的結(jié)構(gòu)，是為了同時進行發(fā)出微弱光的生物體細胞的發(fā)光觀察和螢光觀察而使用的。焦點位置決定裝置1在同時進行螢光觀察和發(fā)光觀察時，在設置了生物體細胞或組織等的試料10的時刻，決定對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置。焦點位置決定裝置1如圖20所示，還具備由激勵光照射部(激勵用光源)80、準直透鏡81、偏轉(zhuǎn)反射鏡82以及分色鏡83構(gòu)成的激勵用光學系統(tǒng) 而構(gòu)成。另外，在圖20所示的焦點位置決定裝置1中，在試料IO存在于空氣中(試料IO沒有浸漬在培養(yǎng)液等的液體中)的情況下，作為物鏡30而使用開口數(shù)(NA)為0.9左右的物鏡，在試料10浸漬在液體中的情況下，作為物鏡40而使用開口數(shù)為l.O以上的物鏡。此外，試料10由作為螢光色素(螢光物質(zhì))的玫瑰綠(Rhodamine Green: RhG)預先染色。這里，作為螢光物質(zhì)，除了玫瑰綠以外，也可以使用例如 TMR ( Tetramethylrhodamine ) 、 5-Ta腿 (5-carboxytetramethylrhodamine ) 、 FITC ( Fluorescein畫isothiocyanate )、 TOTOl、 Acridine-Orange、 Texas國Red等。激勵光照射部80是發(fā)出可見光區(qū)域的波長的激光的氣體激光(例如氬氣激光、氦氖激光(He'Ne激光)等)，具體而言是波長488nm 而輸出10mW的氬氣激光。這里，在將試料10用作為螢光物質(zhì)的TMR 染色的情況下，為了激勵該TMR，作為激勵光照射部80而使用波長 514.5nm的氬氣激光。此外，在將試料10用作為螢光物質(zhì)的5-Tamm 染色的情況下，為了激勵該5-Tamra,作為激勵光照射部80而使用波長543.5nm的He Ne激光。準直透鏡81將從激勵光照射部80發(fā)出的激光變換為具有束寬度的圓形的平行光束。偏轉(zhuǎn)反射鏡82將由準直透鏡81變換為平行光束后的激光的光軸偏轉(zhuǎn)。分色鏡83具體而言是切換式分色鏡，將由偏轉(zhuǎn)反射鏡82偏轉(zhuǎn)的激光向物鏡30入射。另外，切換式分色鏡具有將激勵用光源80的震蕩波長的光反射、將螢光信號及發(fā)光信號的波譜透過的波譜特性。這里，分色鏡83收納在保持器(未圖示)中，能夠配合激光的震蕩波長而更換。另外，如果不需要將從激勵光照射部80發(fā)出的激光的波長，則作為分色鏡83也可以不是切換式、而使用通常的分色鏡。以上，在圖20所示的焦點位置決定裝置1中，從試料10發(fā)出的螢光及發(fā)光通過物鏡30到達分色鏡83。接著，到達分色鏡83的螢光及發(fā)光透過分色鏡83，通過中繼透鏡31及中繼透鏡33，被切換反射鏡44反射，由處于CCD攝像機60的受光面上的攝像元件60a聚集焦點。另外，在將切換反射鏡44從光路拆下的情況下，從試料IO 發(fā)出的螢光及發(fā)光到達目鏡43。由此，觀察者能夠直接觀察試料10 的像。接著，參照圖21詳細地說明第2實施方式的焦點位置決定裝置1 的結(jié)構(gòu)的另一具體的一例。圖21是表示第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的另一具體的一例的圖。如圖21所示，焦點位置決定裝置1的主體(光學系統(tǒng)部分)固定在主體架臺106上。另外，主體架臺106是能夠沿上下方向移動的結(jié)構(gòu)。主體架臺106安裝在支柱105上。支柱105固定在底板100上。焦點位置決定裝置1的觀察光學系統(tǒng)及CCD攝像機等收納在鏡筒中。鏡筒由鏡筒上部107及與該鏡筒上部107連結(jié)的鏡筒下部108構(gòu)成。鏡筒上部107固定在主體架臺106上。鏡筒下部108固定在基礎架臺104上。鏡筒可沿上下方向移動地安裝?；A架臺104固定在底板100 上。焦點位置決定裝置1的主體被具有遮光性的遮光箱101覆蓋。遮光箱101固定在底板100上。在遮光箱101的上面上安裝有遮光蓋 102。遮光蓋102的一端通過鉸鏈103與遮光箱101連結(jié)，能夠開閉地安裝。裝入了試料10的試料容器11配設在試料臺17上。這里，如圖 22所示，也可以將試料容器11裝入到水槽12中而配設在試料臺17 上。再回到圖21，在光照射部20中使用例如鹵素燈、金屬鹵化物燈等，從光照射部20發(fā)出的光通過光纖26照射到試料臺17上的包括試料10的試料容器11上。在觀察光學系統(tǒng)中不使用偏轉(zhuǎn)反射鏡32，而在鏡筒下部108上如圖示那樣配設有使由物鏡30形成的像(試料10的像)成像的中繼透鏡34。這里，圖21所示的焦點位置決定裝置1如圖22所示，作為焦點位置變更部40，也可以不是物鏡z軸移動機構(gòu)，而具備使試料臺17 沿著z軸移動的臺z軸移動機構(gòu)。這里，在圖22中，在主體架臺106 上設置有具備臺z軸移動機構(gòu)的Z軸移動臺。該Z軸移動臺以支撐該XY試料臺的形式安裝在能夠沿XY方向移動的XY試料臺的下方。在該Z軸移動臺的上方配置有試料容器11，試料容器11隨著Z軸移動臺的上下移動而上下移動。Z軸移動臺在齒輪齒條機構(gòu)的作用下上下運動。另外，齒輪齒條機構(gòu)的動作是通過由步進馬達旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪齒條機構(gòu)的旋鈕(未圖示)來實施的。并且，步進馬達的驅(qū)動受計算機控制。由此，能夠進行與使物鏡上下移動的情況同樣的操作。這里， Z軸移動臺的上下移動也可以通過手動進行。此外，齒輪齒條機構(gòu)的動作也可以旋轉(zhuǎn)該齒輪齒條機構(gòu)的旋鈕(未圖示)來進行。再次回到圖21， CCD攝像機60配設為，使其受光面的中心大致對準于光軸。從試料(生物體細胞)發(fā)出的螢光或發(fā)光透過分色鏡83，通過中繼透鏡34聚光到CCD攝像機60的受光面上。這里，在將紅外光取出的情況下，在啟動焦點位置決定裝置1之前將安裝在 CCD攝像機60的前面上的紅外線截止濾光器45拆下。CCD攝像機 60經(jīng)由線纜與處理來自CCD攝像機60的輸出信號的信息處理裝置 70連接。信息處理裝置70根據(jù)CCD攝像機的輸出信號描繪發(fā)光圖像而解析它、或測量發(fā)光強度的時間變化、或解析輸出信號。此外，信息處理裝置70在物鏡30的焦點位置對準于試料10內(nèi)的觀察對象部位10a 后，為了受光來自試料10的螢光及發(fā)光，通過控制部70a使CCD攝像機動作。激勵光照射部80是波長488nm、輸出10mW的氬氣激光，如圖所示，配設在遮光箱101之外。另外，在遮光箱101上設有通過光纖的激光入射口 84。從激勵光照射部80發(fā)出的激光通過準直透鏡81 在光纖內(nèi)傳播，傳播的激光到達分色鏡83。到達分色鏡83的激光被分色鏡83反射而從下方入射到物鏡30中，入射的激光聚光而被照射在試料10上。分色鏡83收納在保持器85中，配合激光的震蕩波長、可更換地配設。以上，在圖21所示的焦點位置決定裝置1中，從試料10發(fā)出的螢光及發(fā)光通過物鏡30到達分色鏡83。接著，到達了分色鏡83的螢光及發(fā)光透過分色鏡83,通過中繼透鏡34，由處于CCD攝像機的受光面上的攝像元件60a聚集焦點。這樣，結(jié)束第2實施方式的焦點位置決定裝置1的結(jié)構(gòu)的說明。接著，關于第2實施方式的焦點位置決定裝置1進行的焦點位置決定處理及焦點位置再決定處理，由于與上述第1實施方式的說明同樣，所以省略其說明。如以上說明，第2實施方式的焦點位置決定裝置1還具備激勵用光學系統(tǒng)。第2實施方式的焦點位置決定裝置1通過光源20向生物體細胞照射照射光。接著，焦點位置決定裝置1一邊通過物鏡z軸驅(qū) 動機構(gòu)使物鏡30沿著光軸每次一定量地發(fā)福移動，一邊每當移動時通過焦點位置測量部50測量物鏡30的焦點位置，通過CCD攝像機將生物體細胞在照明下攝像，通過特征量計算部70al計算攝像的攝像圖像的對比度。接著，焦點位置決定裝置1通過由焦點位置選出部 70a2選擇兩個通過使物鏡30反復移動而儲存的多個對比度中的極大的對比度，從通過使物鏡30反復移動而儲存的多個焦點位置取得將對應于選出的對比度的攝像圖像攝像時的物鏡30的焦點位置。接著，焦點位置決定裝置1通過焦點位置決定部70a3基于取得的焦點位置將該兩個焦點位置的中央的位置(大致中央的位置)決定為對準于生物體細胞內(nèi)的觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置，通過物鏡z 軸移動機構(gòu)使物鏡30移動，使物鏡30的焦點位置對準于決定的焦點位置。由此，在以生物體細胞內(nèi)的特定的部位為觀察對象部位10a而同時進行該觀察對象部位10a的螢光觀察的情況下，在設置的主體細胞的時刻能夠決定對準于該觀察對象部位10a的物鏡30的焦點位置，結(jié)果，能夠使物鏡30的焦點位置對準于該觀察對象部位10a。這里，對利用第2實施方式的焦點位置決定裝置1一邊同時觀察生物體細胞的發(fā)光圖像和螢光圖像一邊進行生物體細胞內(nèi)的ATP測量的方法，以下說明其幾種。蟲螢光素酶的發(fā)光反應(發(fā)光的強度) 取決于ATP量，所以以往以來就利用蟲螢光素酶的發(fā)光反應來定量 ATP。并且，在生物、臨床檢查、食品衛(wèi)生等的領域中，進行使用蟲螢光素酶的細胞內(nèi)的ATP量的測量。另外，ATP (三磷酸腺苷)是細胞內(nèi)的能量的供給源，是與生命現(xiàn)象密切關聯(lián)的物質(zhì)。另一方面，螢火蟲的蟲螢光素酶在ATP、 02、 MgS的存在下，將D-蟲螢光素作為發(fā)光基質(zhì)，將生成氧螢蟲素、C02、 AMP、焦磷酸的反應為觸媒，通過該反應發(fā)光。生物體細胞內(nèi)的ATP量的測量通常在以下的(1A) (1C)的工序中進行(H. J. Kennedy, A. E. Pouli, E. K. Ainscow, L.S. Jouaville, R. Rizzuto, G.. A. Rutter, "Glucose generates sub-plasma membrane ATP microdomains in single islet P -cells.", Journal of Biological Chemistry, vol.274, pp. 13281-13291, 1999)。(IA) 將細胞或細菌溶解而提取ATP。(IB) 將該提取液添加到包括蟲螢光素及蟲螢光素酶的反應液中。(IC) 通過測量從添加了提取液的反應液產(chǎn)生的發(fā)光量，將細胞內(nèi)的ATP定量。此外，細胞內(nèi)的ATP量的測量通常在以下的(2A) (2C)的工序中進行。(2A)將蟲螢光素酶基因?qū)氲郊毎胁l(fā)現(xiàn)。 (2B)將蟲螢光素添加到含有細胞的培養(yǎng)液中。 (2C)檢測從添加了蟲螢光素的培養(yǎng)液產(chǎn)生的發(fā)光量，將細胞內(nèi)的ATP定量。進而，活的細胞內(nèi)的規(guī)定的部位(具體而言是線性體)中的ATP 量的經(jīng)時的測量在以下的(3A)及(3B)的工序中進行(H. J.Kennedy, A. E. Pouli, E. K. Ainscow, L.S. Jouaville, R. Rizzuto, G" A. Rutter, "Glucose generates sub-plasma membrane ATP microdomains in single islet P -cells.", Journal of Biological Chemistry, vol.274, pp. 13281-13291， 1999)。(3A)將線性體轉(zhuǎn)移基因融合到蟲螢光素酶基因中，將該融合的基因?qū)氲郊毎?。導入到細胞中的融合基因除了轉(zhuǎn)移鹽基排列及發(fā) 光關聯(lián)基因以外還融合了發(fā)現(xiàn)螢光蛋白質(zhì)的螢光關聯(lián)遺傳基因。(3B)通過以蟲螢光素酶局部存在于細胞內(nèi)的線性體中為前提，經(jīng)時地測量從細胞的發(fā)光量，測量細胞內(nèi)的線性體中的ATP量的時間變動。具體而言，拍攝導入了該融合基因的細胞的螢光畫面，基于得到的螢光圖像判斷在規(guī)定的部位是否局部存在發(fā)光蛋白質(zhì)。在判斷結(jié)果結(jié)論為局部存在的情況下，檢測來自細胞的發(fā)光量。由此，能夠判斷在該細胞的規(guī)定的部位上是否局部存在發(fā)光蛋白質(zhì)。g口，對于導入了融合基因的活的細胞確認發(fā)光蛋白質(zhì)的局部存在，并且測量來自該細胞的發(fā)光量。此外，可以確認測量的發(fā)光量是來自規(guī)定的部位的。另外，在導入了融合基因的活的細胞在攝像視野的范圍內(nèi)存在多個的情況下，拍攝多個細胞的螢光圖像及發(fā)光圖像，基于該螢光圖像對每個細胞判斷在規(guī)定的部位是否局部存在發(fā)光蛋白質(zhì)，通過將攝像的螢光圖像及攝像的發(fā)光圖像疊合，從判斷結(jié)果為判斷局部存在的細胞之中選擇測量對象的細胞，測量來自所選擇的細胞的發(fā)光量。由此，能夠從多個細胞中識別各個細胞、將來自單一的細胞的規(guī)定的部位的發(fā)光量與其他分離來測量。此外，通過同時取得螢光圖像及發(fā)光圖像，能夠同時得到測量對象的細胞中的發(fā)光蛋白質(zhì)的局部存在、也從該細胞發(fā)出的發(fā)光強度。因此，能夠進行排除了基因的導入效率及細胞周期帶來的各個細胞的生理狀態(tài)的差異的影響的解析。這里，作為一例，在將螢光圖像攝像后，進行發(fā)光蛋白質(zhì)是否局部存在于規(guī)定的部位的判斷，在判斷為局部存在的情況下，也可以將發(fā)光圖像攝像。進而，也可以在將螢光圖像及發(fā)光圖像攝像后進行局部存在的判斷。以上，結(jié)束第2實施方式的焦點位置決定裝置1的說明。 [第3實施方式]接著，對于有關本發(fā)明的第3實施方式的焦點位置決定裝置1' 的概要、其結(jié)構(gòu)及其處理，參照附圖詳細地說明。另外，有時將與上述第i實施方式或第2實施方式的說明重復的內(nèi)容省略。首先，詳細地說明本發(fā)明的概要。本發(fā)明一邊使物鏡的位置移動一邊將試料(具體而言是包含發(fā)光的物質(zhì)的生物試料)攝像并且測量物鏡的焦點位置，基于攝影的圖像，計算構(gòu)成圖像的各像素的像素值的最大值與最小值的差即對比度，基于計算出的對比度及測量的物鏡的焦點位置決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。具體而言，本發(fā)明通過將在物鏡處于位置Z時將試料攝像的圖像的對比度、與將物鏡移動到從位置z離開Az的位置而將試料攝像的圖像的對比度比較，求出物鏡的焦點位置。即，本發(fā)明著眼于物鏡的位置與圖像的對比度的關系，求出對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。因而，在本發(fā)明中，在決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置之前，得到物鏡的位置與圖像的對比度的關系。由此，在將試料內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻能夠決定對準于該觀察對象部位的透鏡的焦點位置，結(jié) 果，能夠?qū)⑽镧R的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位。此外，由此，在進行試料內(nèi)的發(fā)光部位的發(fā)光觀察時，即使沒有確認來自該發(fā)光部位的發(fā)光，也能夠?qū)⑽镧R的焦點調(diào)對到試料內(nèi)的發(fā)光部位。圖像的對比度有時并不隨著物鏡的位置的變化而平滑地變化。換言之，有時表示圖像的對比度與物鏡的位置的關系的曲線并不是平滑的，而在對比度的值中出現(xiàn)不均勻。所以，在這樣的情況下，本發(fā)明也可以對于將物鏡的位置與圖像的對比度建立了關聯(lián)的數(shù)據(jù)進行平滑處理以使表示圖像的對比度與物鏡的位置的關系的曲線變得平滑后，利用平滑處理后的數(shù)據(jù)決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。另外，本發(fā)明也可以將對比度設為構(gòu)成圖像的各像素的像素值中的包含最大值的多個高的像素值的平均值、與構(gòu)成像素的各像素的像素值中的包括最小值的多個低位的像素值的平均值的差。由此，即使模擬信號(例如反射光或散射光等的干擾光帶來的信號等)進入到攝像的圖像中，也能夠由該圖像計算出可靠性較高的對比度。此外，本發(fā)明也可以將計算出的對比度與其他對比度比較來探索一個其極小值，將攝像作為探索出的極小值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置，也可以將計算出的對比度與其他對比度比較來探索兩個其極大值，將攝像作為探索出的各極大值的基礎的圖像時的物鏡的焦點位置的中間決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。由此，能夠容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。細胞等的生物試料是相位物體，在對象區(qū)域中具有折射率差。因此，在將這樣的相位物體作為觀察對象的情況下，如果如圖26那樣使物鏡在z軸方向上移動，則圖像的對比度如圖27所示那樣變化，結(jié)果可以得到兩個極大值及夾在該兩個之間的1個極小值。所以，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置是圖像的對比度為極小值時的物鏡的焦點位置，還有對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置是凸顯的對比度為極大值時的物鏡的兩個焦點位置的大致中間。此外，本發(fā)明也可以一邊階段性地減少其移動量一邊使物鏡的位置移動。具體而言，本發(fā)明也可以一邊使其移動量減少為前次移動量的一半一邊使物鏡的位置移動。由此，能夠迅速地決定對準于試料內(nèi) 的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。接著，參照圖28，詳細地說明有關本發(fā)明的第3實施方式的焦點位置決定裝置1'的結(jié)構(gòu)。焦點位置決定裝置1'由光照射部20'、物鏡30'、物鏡移動部40'、物鏡位置測量部50'、試料攝像部60'、和信息處理裝置70'構(gòu)成。光照射部(光源)20'向含有發(fā)光的物質(zhì)的生物試料那樣的試料 10'照射光。光照射部20'是發(fā)出可見光區(qū)域的波長的光(可見光)的非相干光源，具體而言是鹵素燈、LED、鎢燈、水銀燈等。物鏡30' 是用來形成試料10'的像的部件。物鏡移動部40'將物鏡30'的位置在光軸(z軸)方向上移動。物鏡位置測量部50'與焦點位置變更部40' 連接，測量物鏡30'的光軸上的位置。試料攝像部60'將試料10'攝像。試料攝像部60'具體而言是具有攝像元件的高感度的CCD攝像機。信息處理裝置70'具體而言是市售的個人計算機，與物鏡移動部 40'、物鏡位置測量部50'及試料攝像部60'連接。信息處理裝置70'具備控制部70'a和存儲部70'b?？刂撇?0'a是綜合地控制該控制部70'a的CUP等，具有用來保存OS (Operating System)等的控制程序、規(guī)定各種處理順序的程序以及需要的數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，基于這些程序進行用來執(zhí)行各種處理的信息處理?？刂撇?0'a不僅控制該控制部具備的各部，還控制物鏡移動部40'、物鏡位置測量部50'、試料攝像部60'。此外，在鍵盤或鼠標等的輸入裝置或TV監(jiān)視器等的輸入裝置與該信息處理裝置 70'連接的情況下，控制部70'a取得由輸入裝置輸入的信息、或?qū)⑿?息向輸出裝置輸出?？刂撇?0'a由對比度計算部70'al、焦點位置決定部70'a2構(gòu)成。對比度計算部70'al基于由試料攝像部60'攝像的攝像圖像，計算由構(gòu)成圖像的各像素的像素值的最大值和最小值的差定義的對比度。焦點位置決定部70'a3基于由對比度計算部70'al計算的對比度及由物鏡位置測量部50'測量的物鏡的位置，決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。存儲部70'b是儲存機構(gòu)，具體而言，可以使用RAM或ROM等的存儲器裝置、硬盤那樣的固定盤裝置、軟盤、光盤等。存儲部70'b 如圖所示，具備圖像等文件70'bl和決定位置管理文件70'b2。圖像等文件70'bl將由試料攝像部60'攝像的圖像、由對比度計算部70'al 計算的對比度、和由物鏡位置測量部50'測量的物鏡的位置相互建立關聯(lián)而保存。具體而言，圖像等文件70'bl將用來唯一地識別攝像圖像的圖像識別信息、圖像、對比度、和將該圖像攝像時的物鏡的位置相互建立關聯(lián)而保存。決定位置管理文件70'b2保存對準于試料10' 內(nèi)的觀察對象部位10'a的物鏡30'的焦點位置(具體而言是由焦點位置決定部70'a2決定的焦點位置)。接著，參照圖29、圖30、圖34、圖35等詳細地說明第3實施方式的焦點位置決定裝置1'的結(jié)構(gòu)的具體的一例。首先，參照圖29及圖30等說明第3實施方式的焦點位置決定裝置1'進行的焦點位置決定處理的一例，接著，參照圖34及圖35等說明第3實施方式的焦點位置決定裝置l'進行的焦點位置決定處理的另一例。觀察者如果將生物體細胞等的試料10'設置在規(guī)定的位置、啟動焦點位置決定裝置i'及光源2o'，則焦點位置決定裝置r進行圖29所示的以下的處理。首先，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過試料攝像部60'將被照射了從光源20' 發(fā)出的照明光的試料10'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a 將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中 (步驟SC-1)。此外，焦點位置決定裝置T通過信息處理裝置70' 的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50' 測量物鏡30'的光軸(z軸)上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zk代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-1)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SC-1中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到預先設定的變量Ck中，并且' 保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-2)。另外，圖像的對比度由通過將構(gòu)成圖像的各像素的受光強度Ii (圖31的10、 I。 12、……、Ik、……、U的分布如圖32所示那樣二維地再現(xiàn)而得到的受光強度的最大值Imax與受光強度的最小值Imin的差、即[I皿-Imin] 定義。這里，模擬信號(例如起因于反射光或散射光等的干擾光的信號等)有可能會進入到測量數(shù)據(jù)(構(gòu)成圖像的各像素的受光強度)中。所以，為了提高計算出的對比度的值的可靠性，也可以將對比度用受光強度的值I max "mean 與受光強度的值i min "mean的差、艮卩[Imax "mean-Imin *mean〗定義。由此，能夠降低起因于干擾光的測量誤差(受光強度的誤差)。另外，光強度的值Imax.mean是包含最大的受光強度的值Imax的多個高位受光強度的值、即按照受光強度較大的順序從第1個受光強度的值到第N個受光強度的值的平均值，例如如圖33所示，也可以用最大的受光強度的值Imax、第二大的受光強度的值Imax.2nd、以及第三大的受光強度的值I隨.3rd的平均值、艮卩[(Imax+Imax.2nd+Imax.3rd) /3]定義。此外，光強度的值Imin.mean是包含最小的受光強度的值Imin的多個高位受光強度的值、即按照受光強度較小的順序從第1個受光強度的值到第N個受光強度的值的平均值，例如如圖33所示，也可以用最小的受光強度的值Imin、第二小的受光強度的值Imin.2nd、以及第三小的受光強度的值Imin.3rd的平均值、艮P [ (Imin+Imin 2nd+Imin . 3rd) /3]定義。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'從初始位置沿光軸方向移動一定量(步驟SC-3)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，將試料10'用試料攝像部60'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件 70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-4)。此外，焦點位置決定裝置1 '通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zk+1 代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟 SC誦4)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟SC-4中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到預先設定的變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-5)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Cw的值的大小，在[C^Ck+t]的情況下(步驟SC-6:是)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1 的值代入到Zk中(步驟SC-7)，向步驟SC-3返回。此外，焦點位置決定裝置l'在不是[C^Cw]的情況下(步驟SC-6:否)，通過焦點位置決定部70'a2判斷Ck的值是最初的對比度的極大值(第1極大值)，將得到Ck時的物鏡的位置Zk的值向預先設定的變量Zmax.lst 保存(步驟SC-8)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部 70'a，將Ckw的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟 SC-9)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'在光軸方向上移動一定量(步驟SC-IO)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟 SC-ll)。此外，焦點位置決定裝置T通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡 30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zkw代入，并且保存在圖像等文件 70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-ll)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SC-ll中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到預先設定的變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-12)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ck+,的值的大小，在不是[Ck《Cw]的情況下(步驟SC-13:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將 Zkw的值代入到Zk中(步驟SC-14)，向步驟SC-10返回。此外，焦點位置決定裝置1'在是[Ck《Cw]的情況下(步驟SC-13:是)，通過焦點位置決定部70'a2判斷Ck的值是對比度的極小值，并且決定對應于該極小值的物鏡30'的位置是對準于試料10'的觀察對象部位 10a的物鏡30'的焦點位置，將得到Ck時的物鏡的位置Zk的值向預先設定的變量Zmi。保存(步驟SC-15)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向?qū)谧兞?Zmin的值的位置移動(步驟SC-16)。這樣，結(jié)束圖29所示的焦點位置決定處理的說明。這里，焦點位置決定裝置1'也可以接著步驟SC-15而進行圖30 所示的位置決定處理。由此，能夠進一步提高對準于試料10'的觀察對象部位10' a的物鏡30'的焦點位置的測量精度。以下，對圖30 所示的焦點位置決定處理進行說明。另外有時省略與上述說明重復的說明。接著步驟SC-15,焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70' 的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk 中(步驟SC-17)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'在光軸方向上移動一定量(步驟SC-18)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟 SC-19)。此外，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡 30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zw代入，并且保存在圖像等文件 70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-19)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SC-19中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SC-20)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ck+,的值的大小，在不是[Ck^Cw]的情況下(步驟SC-21:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將 Zw的值代入到Zk中(步驟SC-22)，向步驟SC-18返回。此外，焦點位置決定裝置l'在是[Ck》Ckw]的情況下(步驟SC-21:是)，通過焦點位置決定部70'a2判斷Ck的值是第二個對比度的極大值(第2 極大值)，并且決定對應于在步驟SC-8中得到的第1極大值的物鏡 30'的位置與對應于該第2極大值的物鏡30'的位置的中間是對準于試料10'的觀察對象部位10a的物鏡30'的焦點位置，將得到Ck時的物鏡的位置Zk的值向預先設定的變量Zmax. 2nd保存(步驟SC-23 )。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向?qū)?"(Zmax.lst+Zmax.2nd) /2的值的位置移動(步驟SC-24)。這樣，結(jié)束圖30所示的焦點位置決定處理的說明。接著，參照圖34及圖35等，說明第3實施方式的焦點位置決定裝置l'進行的焦點位置決定處理的另一例。另外，有時省略與上述說明重復的說明。焦點位置決定裝置1'在最初的階段中增大物鏡30'的移動量，一邊改變物鏡30'的移動方向一邊使其移動量逐漸變小，最終使物鏡30'的位置向圖像的對比度成為極小值的位置收斂。具體而言，焦點位置決定裝置l'執(zhí)行以下的步驟1 U。步驟l:在物鏡30'的開始位置(初始位置)處，取得圖像的對比度(C》。步驟2:使物鏡30'向預先設定的z軸的正(+)方向較大地移動到超過對應于上述第2極大值的物鏡30'的位置左右的位置。步驟3:在由步驟2移動的位置處，取得圖像的對比度(Ck)。步驟4:使物鏡30'向z軸的正方向移動1步(預先設定的每1 次的移動量)。步驟5:在由步驟4移動的位置處，取得圖像的對比度(Ck+1)。步驟6:比較Ck的值與Ck+1的值的大小。步驟7:在滿足"Ck〉Ck+r的情況下，使物鏡30'向z軸的負(-) 方向較大地移動到對應于上述第1極大值的物鏡30'的位置附近。此外，在滿足"Ck<Ck+1"的情況下，使物鏡30'向z軸的負方向移動1 步。步驟8:在由步驟7移動的位置處，取得圖像的對比度(Ck+1)。步驟9:比較Ck的值與Ck+1的值的大小。步驟10:在滿足"Ck<Ck+1"的情況下，使物鏡30'向z軸的正方向較大地移動到對應于上述第2極大值的物鏡30'的位置附近。步驟lh通過一邊減小物鏡30'的移動量一邊重復上述步驟，求出對應于圖像的對比度的極小值的物鏡30'的位置，將該位置決定為對準于試料10'的觀察對象部位10' a的物鏡30'的焦點位置。另外，焦點位置決定裝置l'在上述所示的步驟中，也可以將第 2次以后的物鏡30'的移動時的移動量設定為前面進行的移動時的移動量的一半，在移動目的地的位置處比較Ck的值與Ck+1的值的大小，將接著的移動時的移動量設定為剛才的移動時的移動量的一半，反復進行這樣的移動及比較。g卩，也可以通過每當對比度的比較時將物鏡 30'的移動量減少為一半，減少物鏡30'的移動距離，最終使物鏡30' 的位置收斂到對比度成為極小值時的物鏡的位置。具體而言，焦點位置決定裝置1'也可以執(zhí)行圖34及圖35所示的焦點位置決定處理。由此，能夠更高速地決定對準于試料10'的觀察對象部位10' a的物鏡30'的焦點位置。這里，對圖34及圖35所示的焦點位置決定處理進行說明。另外，有時省略與上述說明重復的說明。觀察者將生物體細胞等的試料10 設置在規(guī)定的位置，如果啟動焦點位置決定裝置l'及光源20'，則焦點位置決定裝置l'進行以下的處理。首先，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過試料攝像部60'將被照射了從光源20' 發(fā)出的照明光的試料10'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a 將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中 (步驟SD-1)。此外，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70' 的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50' 測量物鏡30'的光軸(z軸)上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zk代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-1)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SD-1中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到預先設定的變量Ck中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-2)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'從初始位置沿光軸(z軸)的正(+)方向移動預先設定的移動步數(shù)N (N是保存移動步數(shù)的變量)(步驟SD-3)。另外，光軸的正負方向及每1步的移動量預先設定。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，用試料攝像部60'將試料10'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件 70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-4)。此外，焦點位置決定裝置1 '通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50側(cè)量物鏡30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向預先設定的變量Zk+1 代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟 SD-4)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SD-4中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到預先設定的變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-5)。接著，焦點位置決定裝置l'通過信息處理裝置70'的控制部 70'a，在保存移動步數(shù)的變量N中代入該N的值的一半(N/2)的值 (步驟SD-6)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ck+,的值的大小，在是[C^Cw]的情況下(步驟SD-7:是)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸(z軸)的負(-)方向移動在步驟SD-6中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-8)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a 將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟SD-9)，向步驟SD-4返回。此外，焦點位置決定裝置1'在不是[C^Ck+,]的情況下(步驟SD-7:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸(z軸)的正 (+)方向移動在步驟SD-6中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-IO)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將 Zk+1的值代入到Zk中(步驟SD-ll )。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過試料攝像部60'將試料10'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-12)。此外，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向變量Zk+1代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-12)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SD-12中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-13)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部 70'a，在保存移動步數(shù)的變量N中代入該N的值的一半(N/2)的值(步驟SD-14)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ckw的值的大小，在是[CkX3kw]的情況下(步驟SD-15:是)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸(z軸)的負(-)方向移動在步驟SD-14 中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-16)，通過信息處理裝置70'的控制部 70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟 SD-17),向步驟SD-12返回。此外，焦點位置決定裝置1'在不是 [Ck〉Ck+,]的情況下(步驟SD-15:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸 (z軸)的正(+)方向移動在步驟SD-6中更新的移動步數(shù)N (步驟 SD-18)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到Ck 中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟SD-19)。接著，前進到圖35，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70' 的控制部70'a使試料攝像部60'動作，用試料攝像部60'將試料10' 攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-20)。此外，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向變量 Zkw代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟 SD曙20)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟 SD-20中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-21)。接著，焦點位置決定裝置r'通過信息處理裝置70'的控制部 70'a，在保存移動步數(shù)的變量N中代入該N的值的一半(N/2)的值 (步驟SD-22)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ckw的值的大小，在不是[Ck〉Ck+,]的情況下(步驟SD-23:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸(z軸)的負(-)方向移動在步驟SD-22 中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-24)，通過信息處理裝置70'的控制部 70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟 SD-25),向步驟SD-20返回。此外，焦點位置決定裝置1'在是 [Ck〉Ckw]的情況下(步驟SD-23:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸 (z軸)的正(+ )方向移動在步驟SD-22中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-26)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將Ck+1的值代入到 Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟SD-27)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使試料攝像部60'動作，通過試料攝像部60'將試料10'攝像，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將攝像的試料的圖像保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-28)。此外，焦點位置決定裝置T通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡位置測量部50'動作，通過物鏡位置測量部50'測量物鏡30'的z軸上的位置，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將測量的物鏡30'的位置向變量Zk+1代入，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-28)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使對比度計算部70'al動作，通過對比度計算部70'al，根據(jù)在步驟SD-28中攝像的圖像計算該圖像的對比度，通過信息處理裝置70'的控制部70'a將計算出的對比度的值代入到變量Ck+1中，并且保存在圖像等文件70'bl的規(guī)定的存儲區(qū)域中(步驟SD-29)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部 70'a，在保存移動步數(shù)的變量N中代入該N的值的一半(N/2)的值 (步驟SD-30)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使焦點位置決定部70'a2動作，通過焦點位置決定部70'a2比較Ck的值與Ckw的值的大小，在不是[CfCkw]的情況下(步驟SD-31:否)，通過信息處理裝置70'的控制部70'a使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向光軸(z軸)的負(-)方向移動在步驟SD-30 中更新的移動步數(shù)N (步驟SD-32)，通過信息處理裝置70'的控制部 70'a將Ck+1的值代入到Ck中，并且將Zk+1的值代入到Zk中(步驟 SD-33),向步驟SD-28返回。此外，焦點位置決定裝置1'在是 [CfCkw]的情況下(步驟SD-31:是)，通過焦點位置決定部70'a2判斷Ck的值是對比度的極小值，并且決定對應于該極小值的物鏡30' 的位置是對準于試料10'的觀察部位10' a的物鏡30'的焦點位置，將得到Ck時的物鏡的位置Zk的值向預先設定的變量ZmiJ呆存(步驟 SD畫34)。接著，焦點位置決定裝置1'通過信息處理裝置70'的控制部70'a 使物鏡移動部40'動作，通過物鏡移動部40'使物鏡30'向?qū)谧兞?Zmin的值的位置移動(步驟SD-35)。這樣，結(jié)束圖34及圖35所示的焦點位置決定處理的說明。如以上說明，第3實施方式的焦點位置決定裝置r 一邊使物鏡的位置移動一邊將試料攝像并且測量物鏡的焦點位置，基于攝像的圖像計算構(gòu)成圖像的各像素的像素值的最大值與最小值的差即對比度，基于計算出的對比度及測量的物鏡的焦點位置決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。由此，在將試料內(nèi)的特定部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下，在設置了試料的時刻能夠決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置，結(jié)果，能夠?qū)⑽?鏡的焦點位置調(diào)對到該觀察對象部位。此外，在進行試料內(nèi)的發(fā)光部位的發(fā)光觀察時，即使沒有確認來自該發(fā)光部位的發(fā)光，也能夠?qū)⑽?鏡的焦點調(diào)對到試料內(nèi)的發(fā)光部位。另外，第3實施方式的焦點位置決定裝置1'也可以將計算出的對比度與其他對比度比較，探索1個其極小值，將攝像作為探索到的極小值的圖像時的物鏡的焦點位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。具體而言，第3實施方式的焦點位置決定裝置r也可以將物鏡一步步地在z軸方向上移動，在各個步中比較圖像的對比度，將圖像的對比度為極小時的物鏡的z軸位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。由此，能夠容易地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，第3實施方式的焦點位置決定裝置r也可以將計算出的對比度與其他對比度比較，探索兩個其極大值，將攝像作為探索到的各極大值的圖像時的物鏡的焦點位置的中間決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。具體而言，第3實施方式的焦點位置決定裝置r也可以將物鏡一步步地在z軸方向上移動，在各個步中比較圖像的對比度，決定兩處圖像的對比度為極大時的物鏡的z軸位置，將對應于該兩處極大值的物鏡的z軸位置的中間位置決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。由此，能夠容易地決定對準于試料內(nèi) 的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，第3實施方式的焦點位置決定裝置1'也可以一邊使其移動量階段性地減少一邊使物鏡的位置移動。具體而言，第3實施方式的焦點位置決定裝置r也可以在移動的每步使物鏡的z軸方向的移動幅度大致變?yōu)橐话耄瑏硎刮镧R移動。由此，能夠迅速地決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。此外，第3實施方式的焦點位置決定裝置r也可以將對比度定義為構(gòu)成各像素的像素值中的包括最大值的多個高位的像素值的平均值與構(gòu)成各像素的像素值中的包括最小值的多個低位的像素值的平均值的差。由此，即使模擬信號(例如反射光或散射光等的干擾光帶來的信號等)進入到攝像的圖像中，也能夠由該圖像計算出可靠性較高的對比度。[n]以下，基于附圖詳細地說明有關本發(fā)明的微弱光檢測裝置及微弱光檢測方法的實施方式。另外，并不通過該實施方式限定本發(fā)明。 [第i實施方式]利用圖36到圖37對第1實施方式進行說明。圖36是以倒立型顯微鏡為基礎的微弱光檢測裝置的概略圖。微弱光檢測裝置由光源 A2、用來使從光源A2發(fā)出的光成為平行光、向被測試料A4導引的照明光學系統(tǒng)Al、用來生成被測試料A4的像的觀察光學系統(tǒng)A5、用來將被測試料A4的像放大而進行目視觀察的目鏡A6、和具有用來將被測試料A4的像攝像的攝像元件A7的CCD攝像機A8構(gòu)成。此外，在CCD攝像機A8上，通過信號線纜A100連接著兼作為電視監(jiān)視器的計算機A16。照明光學系統(tǒng)Al從光源A2側(cè)開始依次由聚光透鏡AIO、用來使照明光的光軸All偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)反射鏡A12、以及聚焦透鏡14構(gòu)成。光源A2使用鹵素燈、LED光源、鎢燈、水銀燈等的可視域波長的非相干光源?；蛘咭部梢詫⒓す饽菢拥南喔晒庠吹墓庥脭U散板等改變?yōu)?非相干的光而作為光源使用。光源的波長通常使用可見光，但也可以使用紅外光。觀察光學系統(tǒng)A5從被測試料A4側(cè)開始依次由用來形成被測試料A4的像的物鏡A15、第1中繼透鏡A16、用來將來自物鏡A15的光偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)反射鏡A17、和用來與第1中繼透鏡A16 —起將物鏡A15的像(被測試料A4的像)成像在成像面A19上的第2中繼透鏡 A18構(gòu)成。此外，在第2中繼透鏡A18與成像面A19之間配置有切換反射鏡A20，以便能夠?qū)⒈粶y試料A4的像切換為通過目鏡A6的目視觀察和通過CCD攝像機A8的觀察。另外，切換反射鏡A20除了機械的切換類型以外，也可以利用半反射鏡將兩個光路分離。接著，利用圖37對本發(fā)明的微弱光檢測裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。被測試料與培養(yǎng)液一起被裝入到培養(yǎng)皿等的試料容器A21中。在試料容器A21的周圍配置有水槽A22，通過噴嘴A23對該水槽A22內(nèi) 供給純水。該純水是為了保持試料容器內(nèi)的濕度而輸送的。此外，通過氣體供給管A24將C02氣體供給到水槽22的上面上。C02氣體被從至于測量裝置主體的外部的氣體儲存器A25供給。參照圖39。氣體儲存器內(nèi)被5%C02、 95%02的混合氣體充滿。C02氣體被從氣體儲存器A25向裝入有試料容器A21的帶蓋密閉容器A30內(nèi)、通過氣體供給管A24以50mL/min的速度供給。此外，試料容器整體載置于加熱板A27之上。加熱板A27受溫度控制器(未圖示)以0.5°步幅間隔進行環(huán)境溫度的設定。試料容器A21的底面是與顯微鏡用蓋玻璃相同的材質(zhì)，厚度為0.17mm，能夠應對通常的物鏡。試料容器A21 的底面光學地透明。另外，試料容器A21并不限于培養(yǎng)皿，也可以使用玻璃載片、微片等。在試料容器A21的上面上配置有試料容器蓋A26，以使其覆蓋并罩住試料容器A21的上面前面。試料容器蓋A26有光學透明的丙烯樹脂等的合成樹脂形成，防止贓物等的異物進入到試料容器A21內(nèi) 的被測試料A4內(nèi)。此夕卜，還防止試料容器A21內(nèi)的被測試料A4蒸發(fā)。包括水槽A22的試料容器A21收納在帶蓋密閉容器A30內(nèi)。帶蓋密閉容器A30由光學透明的丙烯樹脂等的合成樹脂形成，在上面上經(jīng)由鉸鏈A32安裝有蓋A31 。蓋A31通過鉸鏈A32可以用手動開閉。在試料臺A3上，分別在90°方向上分別安裝有兩個步進馬達(未圖示)，各個步進馬達連接在試料臺控制器上。試料臺控制器連接在計算機A16上，通過來自計算機A16的指令驅(qū)動兩個步進馬達，使試料臺A3在X方向、Y方向上移動。在試料臺A3下方倒立地配置有物鏡A15，物鏡加熱器A28接觸在物鏡A15上而安裝在周圍。物鏡加熱器A28與溫度調(diào)節(jié)裝置相連，以0.5°步調(diào)間隔進行溫度控制，從外側(cè)將物鏡保持為一定溫度。此外，在物鏡加熱器的周圍具備物鏡 Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9，將物鏡A15沿著Z軸(光軸方向)自動地驅(qū)動。物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9通過齒輪齒條機構(gòu)(未圖示)使物鏡上下移動。齒輪齒條機構(gòu)的旋鈕的旋轉(zhuǎn)動作通過受計算機控制的步進馬達(未圖示)進行。另夕卜，物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9除了齒輪齒條機構(gòu)以外，也可以通過摩擦輥機構(gòu)進行。受光器使用CCD (Charge Coupled Device)照相機。使用圖39 說明受光部分的結(jié)構(gòu)。處于CCD攝像機A8的受光面上的攝像元件的像素數(shù)為1360X1024。由于從被測試料發(fā)出的光是微弱光，所以作為受光器的CCD攝像機A8盡量使用高感度的。為了抑制從CCD 攝像機A8發(fā)出的暗電流，在CCD攝像機A8的底部裝備有由珀爾帖元件構(gòu)成的冷卻裝置A29，將CCD攝像機A8的溫度在(TC左右冷卻保溫。在CCD攝像機A8的受光面的上方配置有紅外線截止濾光器，將作為背景光的紅外線截斷。在CCD攝像機上通過信號線纜連接有 TV監(jiān)視器，在TV監(jiān)視器上描繪有試料圖像。CCD攝像機也可以是 3板式彩色照相機而能夠得到彩色的明視場像。另外，光檢測器并不限于CCD攝像機，當然也可以使用例如 COMS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器或 SIT (Silicon Intensified Target)照相機等。在測量生物發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光現(xiàn)象的情況下，在試料設置時發(fā)光強度還很微弱，幾乎不能作為光信號由受光器檢測到。因而，細胞的內(nèi)部構(gòu)造通常不能觀察。即，不能如通常的顯微鏡觀察那樣一邊確認試料內(nèi)的作為觀察對象的細胞一邊調(diào)對物鏡的焦點。所以，作為明視場像觀察，將來自鹵素燈等的光源的光通過照明光學系統(tǒng)投光到被測試料中，對被測試料投光而得到被測試料的顯微鏡的明視場像，基于此來決定物鏡的焦點位置。S卩，在明視場觀察中，將能夠得到高對比度像的、物鏡的光軸上的兩個部位的大致中心位置作為物鏡的焦點位置。由此，在生物發(fā)光蛋白質(zhì)的發(fā)光強度變大時，能夠得到對焦于CCD攝像機上的鮮明的發(fā)光像。在前面的實施例中己詳細地說明了物鏡的焦點位置決定方法。接著，基于圖36說明第1實施方式的光學系統(tǒng)的作用。光源A2 在聚光透鏡A10的作用下成為平行光，被投影到聚焦透鏡A14的光瞳位置上。該光源A2的像被聚焦透鏡A14作為柯而勒照明將被測試料A4照明。將被測試料A4照明的光透過被測試料A4而入射到物鏡A15中。入射到物鏡A15中的測量光通過物鏡A15、第1中繼透鏡A16及第2中繼透鏡A18在成像面A19上形成被測試料A4的像。這里，使用倍率X20的物鏡。形成在成像面Al9上的被測試料A4的像原樣入射到目鏡A6中，并且通過切換反射鏡A20成像在CCD攝像機A8的攝像元件A7上。在CCD攝像機A8的受光面的前方設置有紅外線截止濾光器A13，由此將作為背景光的紅外線截斷。另外，并不限于使物鏡移動，當然也可以使試料臺A3沿著光軸移動。接著，基于圖39的框圖說明數(shù)字縮放功能。被測試料的圖像被輸入到CCD攝像機A8的攝像元件A7中，在這里被變換為模擬的電信號即圖像信號。變換后的圖像信號被輸入到信號處理電路A33中，在這里被實施放大處理及濾波處理、輪廓強調(diào)等的圖像處理后，被導入到數(shù)字縮放電路A34中。圖像信號被數(shù)字縮放電路A34A/D變換而生成數(shù)字圖像信號，并且對該數(shù)字圖像信號，根據(jù)從CPU (CentralProcessing Unit) A35給出的數(shù)字縮放控制信號實施數(shù)字縮放處理。接著，將該處理后的數(shù)字圖像信號通過顯示控制電路A38輸入到TV 監(jiān)視器A37中，在TV監(jiān)視器A37的畫面上顯示被測試料的放大圖像。另一方面，從數(shù)字縮放電路輸出的數(shù)字圖像信號也被輸入到記錄再現(xiàn)控制電路A38中。記錄再現(xiàn)控制電路A38將輸入的數(shù)字圖像信號基于從CPUA35給出的記錄控制信號記錄到收容于存儲器插槽(未圖示)中的可拆裝的記錄媒體A39中。作為記錄媒體而使用存儲卡。此外，記錄再現(xiàn)控制電路A38應答于從CPUA35給出的再現(xiàn)控制信號，將記錄在記錄媒體A39中的數(shù)字圖像信號讀出。該讀出的數(shù)字圖像信號經(jīng)由記錄再現(xiàn)控制電路A38被輸入到TV監(jiān)視器A37中，由此，在TV監(jiān)視器37的畫面上顯示被驗物體的圖像。另外，圖像的記錄并不限于存儲卡，也可以記錄到例如硬盤、磁盤、光磁盤等的記錄媒體中。此外，在CPUA35上連接著圖40所示那樣的操作面板A40。在操作面板A40上具備電源開關A46，進行操作面板A40的電源的開啟、關閉。通過操作面板A40的指示，經(jīng)由CPUA35將數(shù)字縮放控制信號供給到數(shù)字縮放電路A34中。此時，從CPUA35發(fā)出的數(shù)字縮放控制信號為矩形波的連續(xù)脈沖信號。并且，在操作面板40中還組裝有錄像按鈕A42及再現(xiàn)按鈕A43。如果將其中的錄像按鈕A42 開啟，則CPUA35進入到錄像模式，生成錄像控制信號并供給到記錄再現(xiàn)控制電路A38中。另一方面，如果將再現(xiàn)按鈕A43開啟，則 CPUA35進入到再現(xiàn)模式，生成上述再現(xiàn)控制信號而供給到記錄再現(xiàn) 控制電路A38中。用來控制該CPUA35的動作的控制程序存儲在存儲器A41中。通過這些按鈕的按壓操作，從操作基板對CPUA35輸出對應于各按鈕的指示信號，進行縮放中心位置、縮放倍率等的調(diào)節(jié)。另外，在圖40中，作為例子表示了這些快門按鈕A48、放大按鈕A43、縮小按鈕A44、十字光標按鈕A45，其他操作部件省略其標記。由以上說明可知，該第1實施方式的微弱光測量裝置通過將取得的圖像信號數(shù)字處理，具有能夠調(diào)節(jié)縮放綠的數(shù)字縮放功能。數(shù)字縮放功能的縮放倍率M最大是4.0倍，通過按照上述數(shù)字縮放控制信號控制數(shù)字縮放電路A34，能夠在M4.00 4.00的范圍內(nèi)改變該縮放倍率M。另外，對于擔負數(shù)字縮放功能的數(shù)字縮放電路A34，由于使用公知的技術，所以這里省略說明。上述數(shù)字信號處理部除了對從模擬信號處理部(A/D變換器)輸入的圖像數(shù)據(jù)根據(jù)需要而實施Y修正等的數(shù)字處理以外，還作為基于來自CPUA35的控制信號從由CCD取入的圖像數(shù)據(jù)(CPU的所有像素區(qū)域的圖像數(shù)據(jù))取入數(shù)字縮放區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)的圖像取入機構(gòu)使用。S卩，通過對數(shù)字信號處理部從CPUA35輸入控制縮放倍率及縮放中心位置的控制信號，將以該縮放中心位置為中心的該縮放倍率的圖像數(shù)據(jù)切取而生成1畫面量的圖像，能夠?qū)⒃搱D像作為數(shù)字縮放區(qū) 域的圖像取入。特別是，在數(shù)字信號處理部中，為了將縮放中心位置及縮放倍率在視覺上顯示給操作者，可以將取入的數(shù)字縮放區(qū)域的圖像輸出到顯示存儲器中、顯示在TV監(jiān)視器A37上。由此，攝影者除了能夠掌握縮放中心位置以外，通過按壓操作上述十字光標按鈕A45，能夠?qū)⒖s 放中心位置移動到任意位置，能夠在期望的位置指定縮放中心位置。此外，通過將放大按鈕A43、縮小按鈕A44按下操作，能夠使數(shù)字縮放區(qū)域變化而指定為希望的縮放倍率。上述存儲卡A39記錄保存圖像數(shù)據(jù)。如圖40所示，使模式開關 A47為攝像模式，如果通過快門按鈕A48的按下操作而有圖像的記錄指示輸入，則從CPUA35對數(shù)字信號處理部輸出控制信號，從CCD 讀入1個片段的圖像數(shù)據(jù)，通過數(shù)字信號處理部實施了數(shù)字信號處理后，將該圖像數(shù)據(jù)寫入到存儲器A41中。寫入到存儲器A41中的圖像數(shù)據(jù)被壓縮電路壓縮處理，由記錄再現(xiàn)控制電路A38記錄、保存到存儲卡A39中。顯示圖像的縮放并不限于數(shù)字縮放，也可以使用光學縮放來進行。光學縮放通過縮放透鏡進行。光學縮放如通常進行那樣，是通過不僅馬達的馬達驅(qū)動使CCD攝像機與第2中繼透鏡之間的焦點距離沿著光軸移動來進行的?？s放透鏡的結(jié)構(gòu)由3變倍透鏡組、進行像差修正等的修正透鏡組、以及進行焦點調(diào)節(jié)的對焦透鏡構(gòu)成，能夠使透鏡的焦點距離以IO級手動或自動地變化。縮放透鏡的驅(qū)動是通過安裝在縮放透鏡的周圍的縮放馬達的動作進行的?？s放馬達使用超聲波馬達等，基于從CPUA35發(fā)出的控制信號，使透鏡沿著光軸移動。[第2實施方式] (螢光與生物發(fā)光的同時測量)圖41中表示能夠同時進行數(shù)字縮放和光學縮放、并且能夠進行螢光與生物發(fā)光的同時測量的微弱光檢測裝置的光學系統(tǒng)的概況。另外，關于光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及動作，除了追加有激勵用光學系統(tǒng)A49 以外，基本上與圖36的第1實施方式中說明的內(nèi)容相同?；镜慕Y(jié) 構(gòu)使用倒立型光學顯微鏡作為基礎。并且，附帶有照明用光源、試料臺、物鏡、計算機。光學系統(tǒng)由將光引導到培養(yǎng)皿等的試料容器A21 內(nèi)的被測試料A4中的照明光學系統(tǒng)Al、以及將從被測試料A4發(fā)出的微弱光導引到CCD攝像機A8中的觀察光學系統(tǒng)A5構(gòu)成。激勵用光學系統(tǒng)A49由激勵光源A50、準直透鏡A51、偏轉(zhuǎn)反射鏡A52、切換式分色鏡A53構(gòu)成。激勵光源通常使用氬氣激光、氦氖激光等的可視域的氣體激光。此外，切換式分色鏡A53具有將激勵光源的震蕩波長的光反射、使螢光及發(fā)光信號的波譜透過的波譜特性。在主體外部具備激勵光源A50。激勵光源A50是波長488nm、輸出10mW的氬氣激光。激光被準直透鏡變換為具有束寬度的圓形的平行光束，被偏轉(zhuǎn)反射鏡A52反射，入射到設置在觀察光學系統(tǒng)A5 中的切換式分色鏡A53中。入射到觀察光學系統(tǒng)A5中的激光被切換式分色鏡A53反射，從下入射到物鏡A28中，聚光照射在試料容器 A21內(nèi)的被測試料A4上。切換式分色鏡A53收納在保持器(未圖示) 中，配合激勵激光的震蕩波長可更換地設置。另外，如果不需要變更激勵光源A50的波長，也可以不使用切換式分色鏡A53而將通常的分色鏡固定而設置在觀察光學系統(tǒng)A5中。為了得到細胞圖像而使用NA (數(shù)值孔徑)0.9左右的數(shù)值孔徑的物鏡(空氣中的情況)。對于被液體浸漬的被測試料，使用1.0以上的高NA的物鏡。從被測試料A4發(fā)出的螢光信號或發(fā)光信號再次通過物鏡A15，通過裝置主體的觀察光學系統(tǒng)A5，到達切換式分色鏡 A53。接著，通過切換式分色鏡A53，通過第1中繼透鏡A16、第2 中繼透鏡A18，被切換反射鏡A20反射，將焦點聚集在CCD攝像機 A8內(nèi)的攝像元件A7的受光面上。從被測試料發(fā)出的螢光信號或發(fā)光信號在將切換反射鏡A20從光路中拆下的情況下，在由成像面A19成像后到達目鏡A6，觀察者能夠直接觀察圖像。來自CCD攝像機A8的光信號被發(fā)送給置于微弱光裝置主體外部的計算機A16，通過計算機A16進行發(fā)光圖像的描繪、解析、還有發(fā)光強度的時間測量、信號解析等。解析結(jié)果被顯示在計算機A16 的監(jiān)視器畫面上。即，計算機A16不僅描繪試料圖像，還進行發(fā)光強度的時間變化等的解析。作為螢光色素而使用玫瑰綠(Rhodamine Green: RhG)。作為螢光物質(zhì)，除了玫瑰綠(Rhodamine Green: RhG)以外，也可以使用例如 TMR (Tetramethylrhodamine)、 5國Tamra(5國carboxytetramethylrhodamine)等。在此情況下，為了激勵螢光物質(zhì)TMR可以使用波長514.5nm的氬氣激光、為了激勵螢光物質(zhì) 5-Tamm可以使用波長543.5nm的He Ne激光作為激勵激光光源。作為其他螢光色素，也可以使用FITC (Fluorescein-isothiocyanate)、 TOTOl、 Acridine-Orange、 Texas誦Red等。圖42中表示能夠同時進行數(shù)字縮放和光學縮放、并且能夠進行螢光與生物發(fā)光的同時測量的微弱光檢測裝置的實施例。測量裝置主體將鋁等的金屬板的表面黑色涂裝，裝入到以盒型組合的構(gòu)造的遮光盒A54內(nèi)，通過固定工具A56固定在底板A55上。遮光盒A54在上面上分離安裝有遮光蓋A57，遮光蓋A57的一端通過鉸鏈A58與遮光盒A54主體連結(jié)，遮光蓋A57能夠以扇狀手動或自動地開閉。作為照明用的光源，使用例如鹵素燈或金屬鹵化物燈等的非相干光源。照明用的光源設置在光源盒A59內(nèi)。從光源盒A59通過照明用光纖A60從試料臺A3上的試料容器A21的上面導引照明光，將被測試料A4整體照明。在觀察光學系統(tǒng)中，不使用在第l實施例中使用的偏轉(zhuǎn)反射鏡，通過物鏡A15聚光的從被測試料A4發(fā)出的信號光通過透鏡A67由CCD攝像機A8受光。在微弱光檢測裝置主體外部，激光光源A61固定在激勵光源盒 A62內(nèi)，從激光光源A61射出的激光通過安裝固定在激勵光源盒A62 內(nèi)的準直透鏡A63成為束直徑被放大的平行光，通過配設在遮光盒 A54上的圓形的激光入射口 A64入射到裝置主體上。作為激光光源 A61，使用波長488mm、輸出10mW的氬氣激光。通過激光入射口 A64入射到微弱光檢測裝置主體中的激光到達切換式分色鏡A65，被切換式分色鏡A65反射，從下部入射到物鏡A15中，聚光照射在被測試料A4上。切換式分色鏡A65具有將包括激勵光源的波長區(qū)域、比該波長區(qū)域短的波長區(qū)域的光反射、使比激勵光源的波長區(qū)域長的波長區(qū)域的光透過的光學特性。切換式分色鏡A65在鏡筒A70內(nèi)收納在保持器A72中。安裝在該保持器A72內(nèi)的切換式分色鏡A65配合激勵激光的震蕩波長可更換地設置。鏡筒A70分離為鏡筒上部A78、鏡筒下部A66，鏡筒上部A78、鏡筒下部A66相連結(jié)。鏡筒上部A78經(jīng)由鏡筒Z軸驅(qū)動機構(gòu)A76被保持在支柱A73上。鏡筒上部A78通過鏡筒Z軸驅(qū)動機構(gòu)A76的驅(qū) 動動作能夠沿著光軸上下移動。另外，鏡筒Z軸驅(qū)動機構(gòu)A76能夠通過齒輪齒條機構(gòu)沿著光軸使鏡筒上部A78的位置上下移動。在安裝于微弱光測量裝置主體上的鏡筒下部A66上配置有透鏡 A67，在其Z軸上的焦點位置上安裝有CCD攝像機A8，以使其受光面的大致中心對準于該Z軸上的焦點位置。透鏡A67為縮放透鏡。關于縮放透鏡的動作，由于已在第1實施方式中敘述，所以省略說明。由于從試料發(fā)出的光是微弱光，所以CCD攝像機A8盡量使用高感度的。這里，CCD攝像機A8的像素數(shù)為1360X1024。為了抑制從 CCD攝像機A8發(fā)出的暗電流，在CCD攝像機A8的底部上安裝有由珀爾帖元件構(gòu)成的冷卻裝置A29，將CCD攝像機A8的溫度在0 。C左右下冷卻保溫。在CCD攝像機A8的受光面的上方設置有紅外線截止濾光器A68，將作為背景光的紅外光截斷。但是，在將紅外光作為信號光取出的情況下，在測量前將該紅外線截止濾光器A68從鏡筒下部A66拆下。在CCD攝像機A8的輸出部上，經(jīng)由信號線纜 A69連接著焦點檢測部、接著是位置檢測部、還有計算機A16，在附屬于計算機A16的TV監(jiān)視器A72上描繪出試料圖像。CCD攝像機 A8也可以為3板式彩色照相機而能夠得到彩色的明視場像。另外，主體架臺可以使鏡筒A70滑動上下，來進行位置調(diào)節(jié)。試料容器A21通過固定銷(未圖示)固定在XY試料臺A3上。 XY試料臺能夠沿著XY平面、通過齒輪齒條機構(gòu)自如地移動XY平面上的位置。在試料容器A21的下方設置有物鏡A15。物鏡A15安裝在物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9上，能夠沿著光軸(Z軸)移動。物鏡Z 軸驅(qū)動機構(gòu)A9通過導線A69連接在設置于微弱光檢測裝置外部的焦點檢測部A70上，從焦點檢測部A70連接著位置檢測部A71,位置檢測部A71的輸出信號被輸出到附屬于計算機Al6的TV監(jiān)視器A72 中。另一方面，導線A69被分支，CCD攝像機A8的輸出信號被引導到信號處理部A74中，信號處理部A74的輸出信號連接在計算機 A16上。從細胞發(fā)出的螢光或發(fā)光信號透過物鏡A15及切換式分色鏡 A65,通過安裝在鏡筒下部A66的下部的透鏡A67，聚光在CCD攝像機A8的受光面上。微弱光測量裝置主體固定在基礎架臺A75上?；A架臺A75安裝在支柱A73上，基礎架臺A75能夠上下移動。鏡筒下部A66通過固定工具(未圖示)固定在基礎架臺A75上。此外，支柱A73、基礎架臺A75固定在底板A55上。接著說明動作。將從CCD攝像機A8得到的照明光源的被測試料的照明圖像的信號導引到信號處理部A74中，將來自各圖像的輸出強度信號統(tǒng)計處理，得到光信號強度分布。與物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu) A9聯(lián)動，使物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9動作，使物鏡A15沿著光軸移動適當量。物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9經(jīng)由信號線纜連接在物鏡驅(qū)動裝置 A77上，基于物鏡驅(qū)動裝置A77的指令,物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9動作，能夠自動地使物鏡A15上下移動。在物鏡A15的每個移動步調(diào)中將來自CCD攝像機A8的光輸出信號用信號處理部A74信號解析，檢測能夠得到高對比度圖像的物鏡A15的光軸上的位置。找到能夠得到上下兩個部位的高對比度圖像的物鏡A15的光軸上的位置，通過信號處理部A74進行計算，將上下兩個部位的大致中央位置設為被測試料A4的發(fā)光位置。接著，使物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9動作，使物鏡A15移動到該位置。由此，由于決定了物鏡A15的焦點位置，所以在該位置上將物鏡A15固定，通過CCD攝像機A8將從被測試料A4發(fā)出的螢光信號及發(fā)光信號受光。物鏡的焦點位置決定方法在前面的實施例中已詳細地說明。物鏡A15可更換地安裝在物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9上。如果提高物鏡A15的倍率而將被測試料A4攝像，則得到的圖像變暗。細胞等的被測試料A4在培養(yǎng)液中運動。如果通過高倍率的物鏡觀察它，則視野變窄，根據(jù)情況，有時被測試料A4運動而從視野中消失。因而，首先通過XIO、 X20的低倍率的物鏡觀察被測試料A4。接著，確認被測試料A4的希望的位置，利用鼠標及鍵盤進行指定，進行試料圖像的放大?；蛘撸部梢詫Πl(fā)光圖像的發(fā)光部分和其以外的部分的光強度決定臨界值而雙值化，求出發(fā)光部分的區(qū)域，對該區(qū)域進行放大。另外，也可以省略信號處理部A74，將信號功能部A74的功能合并在計算機A16的功能中使用。物鏡Z軸驅(qū)動機構(gòu)A9通過導線A69連接在設置于微弱光檢測裝置外部的焦點檢測部A70上，從焦點檢測部A70連接在位置檢測部 A71上，將位置檢測部A71的輸出信號輸出到TV監(jiān)視器中。 (測量步驟)1)以下表示進行數(shù)字縮放或光學縮放的任一種的情況下的測量步驟。圖38中表示進行數(shù)字縮放的情況下的流程圖。1、將被測試料(細胞)浸漬在裝入了培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿(試料容器)中。2、光源的照明開始。3、輸入受光器的電源，描繪被測試料(細胞)的圖像。利用焦點位置決定方法及裝置，決定被測試料的焦點位置，將物鏡移動到焦點位置。4、指定得到的圖像中的希望的區(qū)域。5、光源的照明結(jié)束。6、輸入激勵光源。7、描繪被測試料(細胞)的螢光圖像。8、斷開激勵光源的電源。9、描繪被測試料(細胞)的發(fā)光圖像。10、在進行數(shù)字縮放的情況下，指定希望的發(fā)光區(qū)域。11、數(shù)字縮放驅(qū)動。12、在進行數(shù)字縮放而得到希望的縮放圖像的情況下，進行物鏡的焦點位置決定動作，將物鏡移動到被測試料的焦點位置。然后，將其顯示在TV監(jiān)視器上或者輸入到存儲卡中。在進行數(shù)字縮放而不能得到希望的縮放的情況下，重新進行發(fā)光區(qū)域的指定，或者通過數(shù)字圖像解析計算焦點位置的偏差量，將物鏡移動到對應于偏移量的修正位置，回到9。13、結(jié)束。但是，在不需要螢光圖像的疊合的情況下，不進行在激勵光源的標識在細胞內(nèi)的希望的部位上的螢光物質(zhì)的激勵。僅通過發(fā)光圖像也同樣進行物鏡的焦點位置的檢測，將物鏡移動到焦點位置，能夠進行數(shù)字縮放或光學縮放、或者數(shù)字縮放與光學縮放兩者。利用焦點位置決定方法及裝置決定被測試料的焦點位置的定時也可以在指定了得到的圖像中的規(guī)定的區(qū)域中后、即在4之后進行。此外，根據(jù)需要，物鏡的焦點位置決定動作也可以在3或12中的任一個中進行1次。2)以下表示同時進行數(shù)字縮放與光學縮放的情況下的測量步驟。圖43中表示流程圖。1、將被測試料(細胞)浸漬在裝入了培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿(試料容器)中。2、光源的照明開始。3、輸入受光器的電源，描繪被測試料(細胞)的圖像。利用焦點位置決定方法及裝置，決定被測試料的焦點位置決定方法及裝置，決定被測試料的焦點位置，將物鏡移動到焦點位置。4、指定得到的圖像中的希望的區(qū)域。5、光源的照明結(jié)束6、輸入激勵光源。7、描繪被測試料(細胞)的螢光圖像。8、將激勵光源的電源斷開。9、描繪被測試料(細胞)的發(fā)光圖像。10、指定希望的發(fā)光區(qū)域。11、在進行數(shù)字縮放的情況下，進行上述測量步驟1)的10 12。但是，在該測量步驟2)中不進行偏差量的計算，在通過由數(shù)字縮放得到的圖像不能得到希望的圖像的情況下，進行光學縮放驅(qū)動(圖 42的縮放透鏡A67的移動)，描繪(顯示)發(fā)光圖像。12、光學縮放驅(qū)動。進行物鏡的焦點位置決定動作，將物鏡移動到被測試料的焦點位置。13、結(jié)束。利用焦點位置決定方法及裝置決定被測試料的焦點位置的定時也可以在指定了得到的圖像中的規(guī)定的區(qū)域中后、即在4之后進行。此外，根據(jù)需要，物鏡的焦點位置決定動作也可以在3或 12中的任一個中進行1次。但是，在不需要螢光圖像的疊合的情況下，不進行激勵光源的表示在細胞內(nèi)的希望的部位上的螢光物質(zhì)的激勵。僅通過發(fā)光圖像也同樣進行物鏡的焦點位置檢測，將物鏡移動到焦點位置，夠進行數(shù)字縮放或光學縮放、或者數(shù)字縮放與光學縮放兩者。在進行數(shù)字縮放及光學縮放后，再通過進行物鏡的焦點位置決定動作，在試料內(nèi)的希望的區(qū)域中能夠得到更鮮明的圖像。以上，通過實施方式說明了本發(fā)明，但包含從上述說明中導出的所有的發(fā)明，也涵蓋其均等物。此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠進行各種變更，包含它們的設計物或制造物、或者使用的方法。另外，在第2實施方式中，也能夠進行通過數(shù)字縮放圖像進行發(fā)光量的測量、并且通過光學縮放圖像得到觀察用圖像的同時使用。在同時使用這樣的數(shù)字圖像和光學圖像的情況下，能夠一邊進行慢速的連續(xù) 的發(fā)光量的測量，一邊另外地描繪高倍率下的鮮明的發(fā)光圖像。此外，與螢光不同，生物發(fā)光那樣的很微弱的發(fā)光圖像根據(jù)被測試料的種類而需要使將圖像形成所需的發(fā)光信號曝光規(guī)定時間的累積時間為10 60分鐘的較長的形成時間。在單純想要光學縮放而提高倍率的情況下需要比低倍率更長的曝光時間。由此，如果想要通過光學縮放取得微弱發(fā)光圖像，則相對于低倍率的情況，在高倍率的情況下需要2倍以上的曝光時間，僅在圖像形成中就非常花費時間。另一方面，在進行慢速的攝像的情況下，由于不能通過比攝像間隔長的曝光時間進行攝像，所以需要盡量在短時間內(nèi)得到放大的微弱光圖像。攝像的被測試料的數(shù)量越多，越優(yōu)選地進行數(shù)字縮放。另外，數(shù)字縮放圖像與光學縮放圖像不同，僅通過將已經(jīng)取得的圖像用數(shù)字放大就能夠迅速地得到放大圖像，所以在低倍率的逐一的圖像化監(jiān)視中能夠總是指定希望的部位而與將該放大圖像放大前的圖像一起并列顯示。實施例在本實施例中，通過第2實施方式的焦點位置決定裝置1將物鏡的焦點調(diào)對到導入了質(zhì)粒媒介的多個HeLa細胞上，從多個HeLa細胞中選擇作為對象的HeLa細胞，經(jīng)時地測量來自所選擇的HeLa細胞內(nèi)的線性體的發(fā)光量及ATP量。首先，按照以下的(步驟1) (步驟7)進行本實施例的實驗。(步驟1)制作螢光蛋白質(zhì)(GFP)、線性體轉(zhuǎn)移信號和蟲螢光素酶連接的融合基因。(步驟2)將載入了融合基因的質(zhì)粒媒介導入到HeLa細胞中。 (步驟3)通過焦點位置決定裝置1將物鏡的焦點位置預調(diào)對到 HeLa細胞內(nèi)的線性體上，通過CCD攝像機將HeLa細胞在照明下和無照明時分別攝像，基于攝像的攝像圖像(螢光圖像)判斷在線性體中是否局部存在GFP，確認在線性體中是否局部存在蟲螢光素酶(參照圖23)。圖23是表示導入了質(zhì)粒媒介的HeLa細胞的照明圖像及螢光圖像的圖。(步驟4)對HeLa細胞投放組胺，引起經(jīng)由C^+的線性體的ATP 量的變動。(步驟5)通過CCD攝像機將HeLa細胞在照明下和無照明時分別攝像，經(jīng)時地取得捕獲了來自HeLa細胞內(nèi)的線性體的發(fā)光的發(fā)光圖像(參照圖24)。圖24是表示導入了質(zhì)粒媒介的HeLa細胞的照明圖像及發(fā)光圖像的圖。(步驟6)通過將攝像的照明圖像、螢光圖像及發(fā)光圖像疊合，選擇作為對象的HeLa細胞。(步驟7)測量來自選擇的HeLa細胞內(nèi)的線性體的發(fā)光強度的時間變化，并且監(jiān)視ATP量的時間變動。接著，對實驗結(jié)果進行說明。如圖23所示，在號碼1的HeLa 細胞中，可以確認通過質(zhì)粒媒介導入了融合基因并且在線性體中局部存在蟲螢光素酶。此外，在號碼2及號碼4的HeLa細胞中，可以確認沒有通過質(zhì)粒媒介導入融合基因。進而，在號碼3的HeLa細胞中，可以確認通過質(zhì)粒媒介導入了融合基因但在線性體中沒有局部存在蟲螢光素酶。即，可以確認通過質(zhì)粒媒介導入了融合基因且在線性體中局部存在蟲螢光素酶的HeLa細胞只是號碼1的HeLa細胞，所以將作為對象的HeLa細胞選擇為號碼1的HeLa細胞。此外，如圖24 所示，可以確認，來自號碼3的HeLa細胞的發(fā)光強度最大，接著來自號碼1的HeLa細胞的發(fā)光強度較大，接著來自號碼2及號碼4的 HeLa細胞的發(fā)光強度是同樣的大小。并且，如圖25所示，可以監(jiān)視來自號碼1的HeLa細胞的線性體的發(fā)光強度的經(jīng)時變動。圖25是表示來自選擇的號碼1的HeLa細胞的發(fā)光強度的時間變化的圖。工業(yè)實用性以上，有關本發(fā)明的焦點位置決定方法、焦點位置決定裝置、微弱光檢測裝置及微弱光檢測方法在生物體細胞的發(fā)光觀察、螢光觀察、螢光發(fā)光同時觀察中可以適當?shù)貙嵤?。此外，在設置了被測試料后，利用本實施例的物鏡的焦點決定方法或焦點決定裝置決定了物鏡的焦點位置后，通過進行被測試料的圖像的數(shù)字縮放或光學縮放，圖像放大時的圖像為高對比度并且變得鮮明，在解析圖像的方面也具有能夠高精度地實施的優(yōu)點。關于本發(fā)明的焦點位置決定方法或焦點位置決定裝置、還有數(shù)字縮放或光學縮放的方法、裝置，并不限于在實施例中說明的包含生物發(fā)光蛋白質(zhì)的生物試料，對于不伴隨著發(fā)光的通常的相位物體也能夠適用。
權(quán)利要求
1、一種焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，測量物鏡的近點側(cè)的焦點位置及/或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置，根據(jù)測量的焦點位置，決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
2、一種焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，包括光照射步驟，向試料照射光；焦點位置變更步驟，變更物鏡的焦點位置；焦點位置測量步驟，測量在上述焦點位置變更步驟變更的焦點位置；試料攝像步驟，在由上述焦點位置變更步驟變更的焦點位置，對在上述光照射步驟被照射光的試料進行攝像；特征量計算步驟，根據(jù)在上述試料攝像步驟攝像的攝像圖像，計算對攝像圖像賦予特征的特征量；執(zhí)行步驟，反復執(zhí)行上述焦點位置變更步驟、上述焦點位置測量步驟、上述試料攝像步驟以及上述特征量計算步驟；焦點位置選出步驟，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出至少l個焦點位置；焦點位置決定步驟，基于在上述焦點位置選出步驟選出的焦點位置，決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
3、如權(quán)利要求2所述的焦點位置決定方法，其特征在于，在上述焦點位置選出步驟，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置；在上述焦點位置決定步驟，基于在上述焦點位置選出步驟選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
4、如權(quán)利要求3所述的焦點位置決定方法，其特征在于，上述兩個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置及物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。
5、如權(quán)利要求2所述的焦點位置決定方法，其特征在于，在上述焦點位置選出步驟，從執(zhí)行上述執(zhí)行步驟而儲存的多個焦點位置中，基于上述執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出l個焦點位置；在上述焦點位置決定步驟，基于在上述焦點位置選出步驟選出的 1個焦點位置和預定的距離，將從該焦點位置離開該距離的位置，決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
6、如權(quán)利要求5所述的焦點位置決定方法，其特征在于，上述1個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。
7、如權(quán)利要求2 6中任一項所述的焦點位置決定方法，其特征在于，還包括決定位置試料攝像步驟，在由上述焦點位置決定步驟決定的焦點位置，對試料進行攝像；決定位置特征量計算步驟，基于在上述決定位置試料攝像步驟進行攝像的攝像圖像，計算特征量；決定后焦點位置變更步驟，變更在上述焦點位置決定步驟決定的焦點位置；決定后試料攝像步驟，在由上述決定后焦點位置變更步驟變更的焦點位置，對試料進行攝像；決定后特征量計算步驟，基于在上述決定后試料攝像步驟進行攝像的攝像圖像，計算特征量；特征量比較步驟，比較在上述決定位置特征量計算步驟計算出的特征量和在上述決定后特征量計算步驟計算出的特征量；焦點位置再決定步驟，在上述特征量比較步驟進行比較的結(jié)果，是在上述決定后特征量計算步驟計算出的特征量更大的情況下，將在上述決定后焦點位置變更步驟變更的焦點位置，再度決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
8、如權(quán)利要求2 7中任一項所述的焦點位置決定方法，其特征在于，上述試料是生物體細胞或組織。
9、一種焦點位置決定裝置，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，具備光照射單元，向試料照射光；焦點位置變更單元，變更物鏡的焦點位置；焦點位置測量單元，測量物鏡的焦點位置；試料攝像單元，對試料進行攝像；特征量計算單元，基于由上述試料攝像單元拍攝的攝像圖像，計算對攝像圖像賦予特征的特征量；控制單元，控制上述焦點位置變更單元、上述焦點位置測量單元、上述試料攝像單元以及上述特征量計算單元，使各個單元反復執(zhí)行動作；焦點位置選出單元，從通過上述控制單元使上述各個單元反復執(zhí) 行動作而儲存的多個焦點位置中，基于通過上述反復執(zhí)行而儲存的多個特征量，選出至少l個焦點位置；焦點位置決定單元，基于由上述焦點位置選出單元選出的焦點位置，決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
10、如權(quán)利要求9所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述焦點位置選出單元從上述儲存的多個焦點位置中，基于上述儲存的多個特征量，選出兩個焦點位置；上述焦點位置決定單元基于由上述焦點位置選出單元選出的兩個焦點位置，將該兩個焦點位置的中央位置決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
11、如權(quán)利要求io所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述兩個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置及物鏡的遠點側(cè) 的焦點位置。
12、如權(quán)利要求9所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述焦點位置選出單元從上述儲存的多個焦點位置中，基于上述儲存的多個特征量，選出1個焦點位置；上述焦點位置決定單元基于由上述焦點位置選出單元選出的l個焦點位置和預定的距離，將從該焦點位置離開該距離的位置，決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
13、如權(quán)利要求12所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述1個焦點位置是物鏡的近點側(cè)的焦點位置或物鏡的遠點側(cè)的焦點位置。
14、如權(quán)利要求9 13中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，還具備特征量比較單元，比較由上述特征量計算單元預先分別計算出的兩個特征量；以及焦點位置再決定單元，基于由上述特征量比較單元比較的結(jié)果，再次決定對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置；在由上述焦點位置決定單元決定的焦點位置，用上述試料攝像單元對試料進行攝像，基于所攝像的攝像圖像，由上述特征量計算單元計算出特征量；利用上述焦點位置變更單元變更由上述焦點位置決定單元決定的焦點位置，在變更后的焦點位置用上述試料攝像單元對試料進行攝像，并基于拍攝的攝像圖像，由上述特征量計算單元計算出特征量；由上述特征量比較單元比較與上述決定的焦點位置對應的特征量和與上述變更后的焦點位置對應的特征量，在比較的結(jié)果是與上述變更后的焦點位置對應的特征量更大的情況下，利用上述焦點位置再決定單元將上述變更后的焦點位置，再次決定為對準于上述觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
15、如權(quán)利要求9 14中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述試料是生物體細胞或組織。
16、如權(quán)利要求9 15中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，在包含上述光照射單元的照明光學系統(tǒng)的光瞳位置配置有開口。
17、如權(quán)利要求16所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，將上述開口配置成相對于光軸偏心。
18、如權(quán)利要求9 15中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，在包含上述光照射單元的照明光學系統(tǒng)中配置了窄頻帶通濾光器o
19、如權(quán)利要求9 18中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，上述光照射單元發(fā)出單色的可見光。
20、如權(quán)利要求9 19中任一項所述的焦點位置決定裝置，其特征在于，還具備向試料照射激勵光的激勵光照射單元。
21、一種焦點位置決定方法，決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置，其特征在于，一邊使物鏡的位置移動、一邊對試料進行攝像并測量物鏡的焦點位置，基于攝像的圖像，計算構(gòu)成圖像的各像素的像素值的最大值和最小值之差即對比度，基于計算出的對比度和測量的物鏡的焦點位置，決定對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
22、如權(quán)利要求21所述的焦點位置決定方法，其特征在于，上述對比度是包含構(gòu)成圖像的各像素的像素值中的最大值的多個高位像素值的平均值、和包含構(gòu)成圖像的各像素的像素值中的最小值的多個低位像素值的平均值之差。
23、如權(quán)利要求21或22所述的焦點位置決定方法，其特征在于，將計算出的對比度與其他對比度比較而搜索1個其極小值，將對作為搜索到的極小值之源的圖像進行攝像時的物鏡的焦點位置，決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
24、如權(quán)利要求21 23中任一項所述的焦點位置決定方法，其特征在于，將計算出的對比度與其他對比度比較而搜索兩個其極大值，將對作為搜索到的各極大值之源的圖像進行攝像時的物鏡的焦點位置的中間，決定為對準于觀察對象部位的物鏡的焦點位置。
25、 .如權(quán)利要求21 24中任一項所述的焦點位置決定方法，其特征在于，在移動物鏡的位置時，使其移動量階段性地減少。
26、如權(quán)利要求25所述的焦點位置決定方法，其特征在于，在移動物鏡的位置時，使其移動量按上次移動量的一半減少。
27、一種微弱光檢測裝置，利用光學成像單元描繪來源于生物的被測試料的圖像，其特征在于，包括圖像生成工序，利用光學成像機構(gòu)描繪上述被測試料的圖像；圖像抽出工序，從在上述圖像生成工序取得的該圖像中，抽出希望區(qū)域；和圖像放大工序，將由上述圖像抽出工序取得的該區(qū)域放大。
28、一種微弱光檢測方法，其特征在于，描繪來源于生物的被測試料的圖像，從該圖像中抽出希望區(qū)域，將該區(qū)域放大顯示或記錄。
29、如權(quán)利要求27所述的微弱光檢測裝置，其特征在于，包括將作為上述被測試料的一部分的、希望區(qū)域的放大圖像疊合在上述被測試料的明視場或暗視場圖像上進行顯示的圖像顯示工序，或者記錄該圖像的圖像記錄工序。
30、如權(quán)利要求28所述的微弱光檢測方法，其特征在于，將作為上述被測試料的一部分的、希望區(qū)域的放大圖像疊合在上述被測試料的明視場或暗視場圖像上進行顯示或記錄。
31、如權(quán)利要求28所述的微弱光檢測方法，其特征在于，上述圖像放大工序是光學方式的圖像放大工序，或者通過電處理進行的圖像放大工序。
32、如權(quán)利要求27所述的微弱光檢測裝置，其特征在于，利用權(quán)利要求1 8、權(quán)利要求21 26中的任一項所述的焦點位置決定方法、或者權(quán)利要求9 20中的任一項所述的焦點位置決定裝置決定物鏡的焦點位置，進行被測試料的圖像放大。
33、如權(quán)利要求28所述的微弱光檢測方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1 8、權(quán)利要求21 26中的任一項所述的焦點位置決定方法、或者權(quán)利要求9 20中的任一項所述的焦點位置決定裝置來決定物鏡的焦點位置，進行被測試料的圖像放大。
全文摘要
目的是提供一種在將試料內(nèi)的特定的部位作為觀察對象部位進行該觀察對象部位的發(fā)光觀察的情況下、在設置了試料的時刻能夠決定對準于該觀察對象部位的物鏡的焦點位置的焦點位置決定方法、焦點位置決定裝置等。本發(fā)明向試料照射光，變更物鏡的焦點位置，測量變更后的焦點位置，以變更后的焦點位置將被照射光的試料攝像，基于攝像的攝像圖像計算特征量，反復執(zhí)行焦點位置的變更、焦點位置的測量、試料的攝像及特征量的計算，從執(zhí)行并儲存的多個焦點位置中，基于執(zhí)行并儲存的多個特征量，選出至少1個焦點位置，基于選出的焦點位置決定對準于試料內(nèi)的觀察對象部位的物鏡的焦點位置。決定物鏡的焦點位置，進行數(shù)字縮放及光學縮放，通過希望的倍率將攝像的圖像放大并顯示。
文檔編號G01N21/64GK101278190SQ200680036069
公開日2008年10月1日申請日期2006年9月29日優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者南波昭宏, 石渡裕, 鈴木浩文申請人:奧林巴斯株式會社

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