显微镜系统、焦点调节程序和焦点调节系统的制作方法

本公开涉及显微镜系统、焦点调节程序和焦点调节系统。

背景技术

已经公开了相对于光轴具有不对称形状的光会聚在样品处，以检测聚光透镜与样品之间的间隔变化作为反射光的光接收位置的位移的技术(例如，参见专利文献1)。此外，已经公开了通过使用该光接收位置的位移量来调节聚光透镜的焦点，以容易地对焦在样品上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号H10-47918

技术实现要素：

本发明要解决的问题

这里，在测量诸如细胞的样品时，可以使用被夹在玻璃板间的样品。在这种情况下，从空气与玻璃板之间的界面反射的光比从样品所存在的测量目标区域反射的光占优势。因此，传统上，焦点被置于玻璃板的表面上，并因此难以容易地对焦在跨玻璃板布置的测量目标区域上。

因此，本公开提出了可以容易地对焦在跨玻璃板布置的测量目标区域上的显微镜系统、焦点调节程序和焦点调节系统。

问题的解决方案

为了解决上述的问题，根据本公开的一种形式的显微镜系统包括：照射单元，投射相对于光轴具有不对称形状的激发光；物镜，将激发光会聚在包括玻璃构件和测量目标区域的测量目标构件处；检测单元，包括至少一个或多个光接收单元，该光接收单元接收响应于激发光而从测量目标区域发射的荧光；并且输出指示由相应的光接收单元接收的荧光的强度值的荧光信号；以及移动控制单元，包括推导单元，该推导单元基于荧光信号来推导物镜以及测量目标构件中的至少一者的移动量和移动方向，并且将物镜以及测量目标构件中的至少一者在所推导出的移动方向上移动所推导出的移动量。

附图说明

图1是示出根据本公开的第一实施例的显微镜系统的示例的示意图。

图2A是示出根据本公开的第一实施例的检测单元的示例的示意图。

图2B是示出根据本公开的第一实施例的检测单元的示例的示意图。

图3是示出根据本公开的第一实施例的焦点调节设备12的功能配置的示例的图。

图4是示出根据本公开的第一实施例的荧光信号的示例的示意图。

图5是示出根据本公开的第一实施例的荧光强度值的分布的示例的示意图。

图6是根据本公开的第一实施例的示例1的例示性图。

图7A是示出根据本公开的第一实施例的荧光信号的示例的示意图。

图7B是示出根据本公开的第一实施例的捕获图像的示例的示意图。

图8是根据本公开的第一实施例的移动量和移动方向的推导的例示性图。

图9是示出根据本公开的第一实施例的信息处理流程的示例的流程图。

图10是根据本公开的第一实施例的示例2的例示性图。

图11A是示出根据本公开的第一实施例的荧光信号的示例的示意图。

图11B是示出根据本公开的第一实施例的捕获图像的示例的示意图。

图12是示出根据本公开的变型1的显微镜系统的示例的示意图。

图13是示出根据本公开的变型2的显微镜系统的示例的示意图。

图14是示出根据本公开的变型3的显微镜系统的示例的示意图。

图15是示出根据本公开的第二实施例的焦点调节设备的功能配置的示例的图。

图16是示出根据本公开的第二实施例的荧光信号的示例的示意图。

图17是根据本公开的第二实施例的移动方向和移动量的推导的示例的例示性图。

图18是根据本公开的第二实施例的移动方向和移动量的推导的示例的例示性图。

图19是根据本公开的第二实施例的信息处理流程的示例的流程图。

图20是示出根据本公开的第三实施例的检测单元的示例的示意图。

图21是示出根据本公开的第三实施例的焦点调节设备的功能配置的示例的图。

图22A是根据本公开的第三实施例的测量目标区域的概念图。

图22B是示出根据本公开的第三实施例的荧光信号的示例的示意图。

图22C是根据本公开的第三实施例的单位区域的选择的例示性图。

图23是根据本公开的第三实施例的信息处理流程的示例的流程图。

图24是根据本公开的实施例和变型的硬件配置图。

具体实施方式

以下，将基于附图来详细地描述本公开的实施例。请注意，在以下实施例中的每个中，为相同的部分赋予相同的附图标记，并且将省略重叠的描述。

(第一实施例)

图1是示出本实施例的显微镜系统1的示例的示意图。

显微镜系统1是将激发光LB投射到样品S上并接收从样品S发射的荧光的系统。

显微镜系统1包括测量单元10和焦点调节设备12。测量单元10与焦点调节设备12以能够发送数据或信号/接收数据或信号的方式连接。

测量单元10具有用于测量从样品S发射的荧光的光学机构。测量单元10例如应用于光学显微镜。

测量单元10包括照射单元14、激发滤光器16、二向色镜18、物镜20、测量目标构件22、发射滤光器24、半反射镜26、成像透镜28、检测单元30、成像透镜32、图像检测单元34、第一驱动单元36和第二驱动单元38。

照射单元14投射激发光LB。激发光LB是相对于光轴具有不对称形状的光。光轴是指从照射单元14到测量目标构件22的光轴(光轴A1和光轴A2)。相对于光轴的不对称形状意指在与光轴正交的正交截面中的光束的形状关于光轴不对称。注意，激发光LB的波长范围可以是包括样品S发射荧光的波长范围的任何波长范围。

照射单元14包括发光单元14A、准直透镜14B和遮光单元14C。发光单元14A发射照射光LA。

发光单元14A发射至少包括使样品S发射荧光的波长范围的照射光LA。发光单元14A可以是发射斑形(点形)光的光源、发射线形光的光源、通过狭缝发射线形光的光源等中的任一种。注意，斑形和线形是指照射光LA从发光单元14A投射到与光轴A1正交的截面中的形状。此外，光轴A1是指从照射单元14到二向色镜18的光轴。换句话说，光轴A1是指准直透镜14B的光轴。

在本实施例的描述中，假定发光单元14A是发射线形照射光LA的光源。此外，在本实施例的描述中，使用线形照射光LA的纵向方向与图1中的X轴方向一致的示例。随后，将描述X轴方向的细节。

从发光单元14A投射的照射光LA在被准直透镜14B转换为基本准直的光之后到达遮光单元14C。遮光单元14C将照射光LA部分地遮挡住以作为相对于光轴具有不对称形状的激发光LB输出。遮光单元14C可以是部分遮挡照射光LA的任何构件。遮光单元14C例如是对照射光LA而言是非透射性的板状构件。

具体地，遮光单元14C遮挡线形照射光LA在与纵向方向(X轴方向)交叉的方向(所示出的Z轴方向)上的一个端部。注意，被遮光单元14C遮挡的光的面积不受限制。例如，遮光单元14C可以以任何方式布置，以便遮挡在与光轴A1正交的截面中的照射光LA在Z轴方向上的从一个端部到中央部分的区域。照射光LA被遮光单元14C部分地遮挡，以成为相对于光轴A1具有不对称形状的激发光LB。

激发滤光器16选择性地透射使作为测量目标的样品S发射荧光的波长范围内的光。激发光LB透过激发滤光器16以具有较窄的频带，然后被二向色镜18反射到达物镜20。注意，在将在使样品S发射荧光的波长范围内发射照射光LA的激光光源用作发光单元14A的情况下，可以不设置激发滤光器16。二向色镜18反射激发光LB，并透射除了激发光LB之外的其他波长范围内的光。在本实施例中，二向色镜18透射荧光。

物镜20将激发光LB会聚到测量目标构件22处。具体地，物镜20是用于将激发光LB会聚在测量目标构件22处、并且使激发光LB通过测量目标构件22的玻璃构件22A投射到测量目标区域22B上的透镜。

物镜20设置有第二驱动单元38。第二驱动单元38将物镜20在朝向或背离测量目标构件22的方向上移动。另一方面，测量目标构件22设置有第一驱动单元36。第一驱动单元36将测量目标构件22在朝向或背离物镜20的方向上移动。通过调节物镜20与测量目标构件22之间的间隔来调节物镜20的对焦(随后将描述细节)。注意，测量单元10仅需要包括第一驱动单元36以及第二驱动单元38中的至少一者，不限于包括它们二者。此外，在下面的描述中，物镜20与测量目标构件22之间的间隔可以被称为距离、Z轴方向距离或物镜20与测量目标构件22之间的距离。

在本实施例的描述中，沿着物镜20和测量目标构件22朝向和背离彼此移动的方向的方向被称为Z轴方向。此外，在本实施例的描述中，假定Z轴方向与物镜20的光轴A2平行。此外，假定接收激发光LB的测量目标构件22的表面的二维平面是由与Z轴方向正交的两个轴(X轴方向和与X轴方向正交的Y轴方向)表示的平面。

注意，以上已经描述了线形照射光LA的纵向方向与X轴方向一致。然而，照射光LA的纵向方向(即，激发光LB的纵向方向)可以与X轴方向不一致。

测量目标构件22包括玻璃构件22A、测量目标区域22B和玻璃构件22C。

玻璃构件22C是供样品S放置的构件。玻璃构件22C例如是载玻片。另外，玻璃构件22C可以是任何可以放置样品S的构件，不限于由玻璃形成的构件。

玻璃构件22A是用于将样品S保持在该玻璃构件22A与玻璃构件22C之间的一块玻璃。玻璃构件22A可以被称为盖玻璃。玻璃构件22A可以是任何透射激发光LB和从样品S发射的荧光的构件。透射意指透射对象的光透射率为80％或更大。

测量目标区域22B是玻璃构件22A与玻璃构件22C之间的区域。样品S被放置在测量目标区域22B中。

样品S是测量目标。在本实施例中，由于激发光LB的投射，样品S发射荧光。例如，样品S是微生物、细胞、脂质体、血液中的红细胞、白细胞、血小板、血管内皮细胞、微小上皮细胞片、各器官病理组织切片等。注意，样品S可以是诸如由荧光着色剂标记的细胞的物质，该荧光着色剂由于激发光LB的投射而发射荧光。

注意，样品S可以在安装在安装介质中的状态下放置在测量目标区域22B中。可以使用透射进入测量目标区域22B的激发光LB和样品S发射的荧光的已知材料作为安装介质。此外，安装介质可以是液体和固体中的任一种。

当被激发光LB照射时，样品S发射荧光。注意，存在于测量目标区域22B中的安装介质也可以发射荧光。因此，在以下描述中，可以提到从测量目标区域22B发射荧光。

由于激发光LB的投射而从测量目标区域22B发射的荧光通过物镜20和二向色镜18透射到达发射滤光器24。发射滤光器24选择性透射从测量目标区域22B发射的荧光。因此，激发光LB不透射通过发射滤光器24，而只有从测量目标区域22B发射的荧光被选择性透射通过发射滤光器24。

透射通过发射滤光器24的荧光到达半反射镜26。半反射镜26将部分荧光传送到检测单元30，并将其余的荧光传送到图像检测单元34。注意，通过半反射镜26将荧光分配给检测单元30和图像检测单元34的比例可以是相等的比例(例如，50％和50％)，或者可以是不同的比例。因此，可以使用二向色镜来替代半反射镜26。

被半反射镜26反射的荧光被成像透镜28会聚在检测单元30处。另一方面，透射通过半反射镜26的荧光被成像透镜32会聚在图像检测单元34处。

注意，假定照射单元14的发光单元14A和测量目标构件22光学地共轭。此外，假定发光单元14A、测量目标构件22、检测单元30和图像检测单元34光学地共轭。也就是说，假定测量单元10是同轴垂直照明型的显微光学系统。

图像检测单元34接收荧光并输出表示接收到的荧光的荧光图像。荧光图像被用于分析样品S的类型等。例如，图像检测单元34是已知的线传感器或区域传感器。例如，图像检测单元34将荧光图像输出到用于分析荧光图像等的分析设备。

另一方面，检测单元30包括多个光接收单元，以接收从测量目标区域22B发射的荧光，并输出荧光信号。

图2A是示出检测单元30的示例的示意性图。检测单元30包括多个光接收单元31。光接收单元31是用于将接收到的荧光转换为电荷的设备。例如，光接收单元31是光电二极管。图2A示出多个光接收单元31沿着接收荧光的光接收表面33二维排列的检测单元30的示例。

例如，检测单元30是互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、电荷耦合器件(CCD)图像传感器等。

注意，检测单元30可以是多个光接收单元31一维排列的形式。图2B是示出检测单元30的示例的示意性图。例如，检测单元30可以采用多个光接收单元31沿着光接收表面33一维排列的形式。此外，检测单元30只需要包括至少两个光接收单元31。

将通过使用检测单元30是多个光接收单元31沿着光接收表面33二维排列的形式的示例来描述本实施例。

注意，检测单元30可以具有以下配置：多个块区域31A沿着光接收表面33排列，每个块区域31A包括在增益以及电荷累积时间中的至少一个方面不同的多种类型的光接收单元31(参见图2A)。增益是指模数转换增益以及放大增益中的至少一种。电荷累积时间是指在检测单元30是诸如CMOS或CCD的电荷累积型的检测单元30的情况下，荧光信号每次输出的电荷累积时间。在这种情况下，各块区域31A可以被视为一个像素。

将使用包括在检测单元30中的多个光接收单元31具有相同增益和电荷累积时间的示例来描述本实施例。检测单元30接收荧光并输出荧光信号。

从检测单元30输出的荧光信号是指示由多个光接收单元31中的相应光接收单元31接收的荧光的强度值的信号。换句话说，荧光信号是定义多个光接收单元31中的相应光接收单元31的荧光强度值的信号。在以下描述中，荧光的强度值可以被称为荧光强度值。荧光强度值是指示接收到的荧光的强度的值。检测单元30将荧光信号输出到焦点调节设备12。

注意，假定针对每一个或多个像素设置光接收单元31。在这种情况下，荧光信号是定义与多个光接收单元31中的相应光接收单元31相对应的像素的荧光强度值的荧光图像。在这种情况下，荧光强度值与像素值相对应。

返回图1，将继续描述。注意，在本实施例中，测量单元10通过沿着与照射光LA的纵向方向(X轴方向)正交的方向(Y轴方向)扫描，将激发光LB投射到测量目标构件22上。激发光LB的扫描方法不受限制。例如，扫描方法是通过第一驱动单元36使测量目标构件22在Y轴方向上移动的方法、使除了测量目标构件22之外的测量单元10的一些部分相对于测量目标构件22在Y轴方向上移动的方法等。此外，偏转镜可以布置在二向色镜18与物镜20之间，使得激发光LB通过偏振镜进行扫描。

接下来，将描述焦点调节设备12。

焦点调节设备12是信息处理设备的示例。焦点调节设备12基于从检测单元30接收到的荧光信号来调节物镜20的焦点。焦点调节设备12与检测单元30、第一驱动单元36和第二驱动单元38中的每个以能够发送数据或信号/接收数据或信号的方式连接。

图3是示出焦点调节设备12的功能配置的示例的图。注意，为了描述起见，图3还示出检测单元30、第一驱动单元36和第二驱动单元38。

焦点调节设备12包括获取单元12A、推导单元12B和移动控制单元12C。推导单元12B包括生成单元12D、指定单元12E和计算单元12F。

例如，获取单元12A、推导单元12B、移动控制单元12C、生成单元12D、指定单元12E和计算单元12F中的一些或全部可以通过使诸如中央处理单元(CPU)的处理设备执行程序(也就是说，通过软件)来实现、可以通过诸如集成电路(IC)的硬件来实现、或者可以通过结合使用软件和硬件来实现。

获取单元12A从检测单元30获取荧光信号。

推导单元12B基于从检测单元30获取的荧光信号来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。具体地，推导单元12B基于荧光信号来推导上述移动量和上述移动方向，以用于将物镜20对焦到测量目标区域22B上。

在本实施例中，推导单元12B包括生成单元12D、指定单元12E和计算单元12F。

生成单元12D生成包括在荧光信号中的荧光强度值的分布。具体地，生成单元12D生成相对于包括在荧光信号中的荧光接收区域中的模糊发生方向的荧光强度值的分布。注意，荧光强度值的分布由具有指示模糊发生方向的水平轴和指示荧光强度值的垂直轴、并且显示模糊发生方向与荧光强度值之间关系的图线呈现。

荧光接收区域是包括在荧光信号中的接收从测量目标区域22B发射的荧光并且荧光强度值大于其他区域的区域。生成单元12D可以预先指定包括在荧光信号中的荧光接收区域中的模糊发生方向，并使用它来生成分布。

图4是示出荧光信号40的示例的示意图。荧光信号40包括荧光接收区域E。图4示出检测单元30在将测量目标构件22与物镜20之间的距离以逐步方式从短距离改变为长距离的相应步骤中获得的荧光信号40。图4中示出的多个荧光信号40(荧光信号40A至荧光信号40E)是在将测量目标构件22与物镜20之间的距离以逐步方式从荧光信号40A朝向荧光信号40E地增大的各个步骤中检测到的荧光信号40的示例。此外，荧光信号40C是当物镜20对焦在测量目标区域22B上时的荧光信号40的示例。

此外，图4中示出的荧光信号40的垂直轴方向(Y'轴方向)与测量目标构件22上的Y轴方向相对应。此外，图4中示出的荧光信号40的水平轴方向(X'轴方向)与测量目标构件22上的X轴方向相对应。此外，图4中示出的荧光信号40的Z'轴方向与Z轴方向相对应，Z轴方向是测量目标构件22与物镜20朝向或背离彼此移动的方向。

如荧光信号40A所示，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变短，荧光信号40中所包括的荧光接收区域E中的模糊发生方向朝向检测单元30的光接收表面33的一侧(在箭头YA'的方向上)移动。具体地，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变短，荧光接收区域E中的模糊发生方向在箭头YA'的方向上从中心线41移动。这是因为，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变短，测量目标构件22被定位成比物镜20的焦点更靠近物镜20。注意，中心线41是穿过当物镜20对焦在测量目标区域22B上时获得的包括在荧光信号40C中的荧光接收区域E的线。

另一方面，如荧光信号40E所示，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变短，包括在荧光信号40中的荧光接收区域E中的模糊发生方向朝向检测单元30的光接收表面33的另一侧(在箭头YB'的方向上)移动。具体地，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变长，荧光接收区域E中的模糊发生方向在箭头YB'的方向上从中心线41移动。这是因为，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变长，测量目标构件22被定位成比物镜20的焦点更靠近物镜20。因此，随着测量目标构件22与物镜20之间的距离变长，荧光接收区域E中的模糊发生方向在与测量目标构件22与物镜20之间的距离变短的情况下的方向相反的方向上移动。

因此，生成单元12D以逐步的方式改变测量目标构件22与物镜20之间的距离，并且基于在相应步骤中获得的荧光信号40，预先指定包括在荧光信号40中的荧光接收区域E中的模糊发生方向。在图4的情况下，生成单元12D将荧光信号40中的Y'轴方向指定为荧光接收区域E中的模糊发生方向。

然后，生成单元12D生成相对于包括在荧光信号40中的荧光接收区域中的模糊发生方向(Y’轴方向)的荧光强度值的分布。

用f(y')表示荧光强度值的分布。符号y'指示Y'轴方向上的位置，Y'轴方向是包括在荧光信号40中的荧光接收区域E中的模糊发生方向。例如，Y'轴方向上的位置由指示Y'轴方向上的像素位置的位置坐标表示。

图5是示出荧光强度值分布的示例的示意图。在图5中，水平轴指示荧光信号40中的模糊发生方向(Y'轴方向)上的位置。在图5中，垂直轴指示荧光强度值。此外，在图5中，关于指示各条图线的值，较大的值指示物镜20与测量目标构件22之间的距离较短。每当获取了一个荧光信号40时，生成单元12D都生成包括在该荧光信号40中的荧光强度值的分布。因此，当获取一个荧光信号40时，生成单元12D生成例如由图5中示出的多条图线中的任一条表示的分布。

注意，生成单元12D可以通过使用包括荧光信号40中的荧光接收区域E中的荧光强度值来生成荧光强度值的分布。也就是说，生成单元12D可以生成作为荧光信号40的一部分而非整个荧光信号40的荧光接收区域E的荧光强度值的分布。在这种情况下，例如，生成单元12D可以通过将指示接收到大于或等于用于确定接收到荧光的阈值的荧光强度值的荧光信号40的区域指定为荧光接收区域E来生成该分布。

返回图3，将继续描述。接下来，将描述指定单元12E。指定单元12E基于生成单元12D生成的分布来指定荧光信号40中的荧光强度值的重心位置。

指定单元12E通过使用下式(1)来计算重心位置。

g＝(Σy'f(y')y')/(Σy'f(y'))…式(1)

在式(1)中，符号g指示重心位置。符号f(y')指示如上所述的荧光强度值的分布。符号y’指示Y'轴方向上的位置，如上所述，Y'轴方向是包括在荧光信号40中的荧光接收区域E中的模糊发生方向。

注意，指定单元12E可以通过使用通过对荧光强度值的分布f(y')执行分箱(binning)以及阈值化中的至少一种而获得的分布而非荧光强度值的分布f(y')来计算重心位置。

例如，指定单元12E可以通过使用对荧光强度值的分布f(y')执行分箱之后的分布f(y')来计算重心位置。

此外，例如，指定单元12E可以通过使用从执行分箱之后的分布f(y')中提取大于或等于阈值的部分而获得的分布F(y')来计算重心位置，该阈值是预定的荧光强度值。

计算单元12F指定目标重心位置，并基于重心位置与目标重心位置之间的差值来计算上述移动量和上述移动方向。在本实施例中，计算单元12F基于由指定单元12E指定的重心位置与目标重心位置之间的差值来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。

目标重心位置是当物镜20对焦在测量目标区域22B上时的荧光强度值的重心位置。具体地，目标重心位置与被激发光LB照射的测量目标构件22的捕获图像中相邻像素值(亮度值)之间的差值最大的位置相对应。该位置可以是Y'轴方向上的位置，Y'轴方向是上述模糊发生方向。计算单元12F可以预先指定目标重心位置，并使用它来计算移动量和移动方向。

例如，计算单元12F通过使用已知的对比度方法来指定目标重心位置。注意，计算单元12F可以通过接收或读取由外部设备等使用对比度方法指定的目标重心位置来指定目标重心位置。

图6是根据本实施例的示例1的例示性图。将使用示例1作为示例来描述目标重心位置的指定。

在图6中，水平轴指示测量目标构件22与物镜20之间的距离(Z轴方向距离)。注意，在指示距离的水平轴上，较大的值指示较短的距离(测量目标构件22与物镜20之间的较短距离)。另一方面，垂直轴指示对比度或重心位置。图6中示出的对比度指示捕获图像中的相邻像素的像素值(亮度值)之间的差值的平均值。

在图6中，从物镜20对焦在测量目标区域22B上时起，测量目标构件22与物镜20之间的距离在±20μm的范围内变化。此外，在测量目标区域22B中布置用荧光着色剂DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)染色的测量目标作为样品S。

在图6中，图线44A指示由指定单元12E通过使用通过在以逐步的方式改变上述距离的相应步骤中投射相对于光轴具有不对称形状的激发光LB而获得的荧光信号40指定出的重心位置。图7A示出当上述距离处于某一步时获得的荧光信号40F的示例。指定单元12E通过使用包括在荧光信号40F中的荧光接收区域E的区域B1中的分布f(y')来指定重心位置。图线44A是指示通过使用荧光信号40、使用该区域B1执行重心位置指定的结果的图线，该荧光信号40与上述距离的多个步中的相应步对应。

另一方面，在图6中，图线46A是指示对比度方法的结果的图线。具体地，图线46A指示通过使用通过将相对于光轴具有目标形状的光投射到测量目标区域22B上而获得的捕获图像，通过已知的方法针对上述距离计算对比度的结果。图7B示出当上述距离处于某一步时获得的捕获图像48的示例。图线46A指示将捕获图像48的特定区域B2中的相邻像素的像素值(亮度值)之间的差值的平均值计算为对比度的结果。

如图6中的图线44A所示，物镜20与测量目标构件22之间的距离与重心位置之间的关系由线性函数表示。另一方面，如图6中的图线46A所示，物镜20与测量目标构件22之间的距离与对比度之间的关系在特定距离处具有峰值。

因此，计算单元12F指定图线46A中示出的指示通过对比度方法获得的峰值的距离。然后，计算单元12F可以将图线44A中与指定距离相对应的重心位置指定为目标重心位置g'。

然后，计算单元12F基于由指定单元12E指定的重心位置与目标重心位置g’之间的差值来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。

图8是推导移动量和移动方向的例示性图。在图8中，垂直轴指示重心位置。在图8中，水平轴指示测量目标构件22与物镜20之间的距离。注意，与图6一样，图8中的水平轴上的较大值指示较短距离(测量目标构件22与物镜20之间的较短距离)。

首先，计算单元12F计算由指定单元12E指定的重心位置g与目标重心位置g'之间的差值Δg。然后，该计算单元12F计算物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向，以使重心位置g更靠近或等于目标重心位置g'，使得差值Δg变为“0”。

例如，假定计算单元12F计算物镜20的移动量和移动方向。此外，假定图8中的图线42与图6中示出的图线44A相对应。

在这种情况下，计算单元12F将图线42上的对应于指定的重心位置g的距离Z1与对应于目标重心位置g’的距离Z'之间的差值计算为物镜20的移动量，使得距离Z1等于距离Z'。

此外，如上所述，图8中的水平轴上的较大值指示较短距离(测量目标构件22与物镜20之间的较短距离)。因此，在距离Z1的值小于距离Z'的值(Z1<Z')的情况下，计算单元12F将测量目标构件22与物镜20彼此更靠近的方向(减小距离的方向)计算为移动方向。此外，在距离Z1的值大于距离Z'的值(Z1>Z')的情况下，计算单元12F将测量目标构件22和物镜20彼此远离的方向(增大距离的方向)计算为移动方向。

注意，计算单元12F可以预先准备用于从所指定的重心位置g与目标重心位置g'之间的差值Δg推导指示移动量和移动方向的向量的函数T，并且使用函数T推导移动量和移动方向。例如，通过线性函数近似图8中示出的图线42而获得的函数可以被用作函数T。注意，函数T可以是通过高阶函数而不是线性函数近似图线42而获得的函数。此外，可以使用诸如查找表的函数表作为函数T。

返回图3，将继续描述。移动控制单元12C使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导单元12B推导出的移动方向上移动一移动量。具体地，移动控制单元12C对第一驱动单元36或第二驱动单元38中的至少一者执行驱动控制，以在推导单元12B推导出的移动方向上移动推导单元12B所推导出的移动量。

因此，移动控制单元12C可以调节物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的位置，使得物镜20的焦点落在测量目标构件22的测量目标区域22B内。注意，图3中示出的功能配置是示例，并且移动控制单元12C可以包括推导单元12B。

接下来，将描述焦点调节设备12执行的信息处理流程的示例。

图9是示出信息处理流程的示例的流程图。

获取单元12A从检测单元30获取荧光信号40(步骤S100)。

生成单元12D生成在步骤S100中获取的包括在荧光信号40中的荧光强度值的分布(步骤S102)。在步骤S102中，生成单元12D生成相对于包括在荧光信号40中的荧光接收区域中的模糊发生方向(Y’轴方向)的荧光强度值的分布。

指定单元12E基于在步骤S102中生成的分布来指定荧光信号40中的荧光强度值的重心位置g(步骤S104)。

接下来，计算单元12F计算在步骤S104中指定的重心位置g与目标重心位置g'之间的差值Δg(步骤S106)。接下来，计算单元12F通过使用在步骤S106中计算出的差值Δg来计算物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向(步骤S108)。

移动控制单元12C使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导单元12B推导出的移动方向上移动一移动量(步骤S110)。移动控制单元12C通过对第一驱动单元36以及第二驱动单元38中的至少一者执行驱动控制，使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者移动。因此，调节物镜20和测量目标构件22的位置，使得物镜20对焦在测量目标构件22的测量目标区域22B上。

接下来，焦点调节设备12确定是否结束信息处理(步骤S112)。例如，焦点调节设备12通过确定是否接收到指示结束处理的指令信号来进行步骤S112的确定。在确定继续处理的情况下(步骤S112:否)，返回以上的步骤S100。另一方面，在确定结束处理的情况下(步骤S112：是)，该例程结束。

如上所述，本实施例的显微镜系统1包括照射单元14、物镜20、检测单元30、推导单元12B和移动控制单元12C。照射单元14投射相对于光轴具有不对称形状的激发光LB。物镜将激发光LB会聚在包括玻璃构件22A和测量目标区域22B的测量目标构件22处。检测单元30包括至少一个或多个光接收单元31，该光接收单元31响应于激发光LB接收从测量目标区域22B发射的荧光，并且输出指示由相应光接收单元31接收的荧光的强度值(荧光强度值)的荧光信号40。移动控制单元12C包括推导单元12B，该推导单元12B基于荧光信号40来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向，并且将物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导出的移动方向上移动一推导出的移动量。

如所描述的，在本实施例的显微镜系统1中，具有不对称形状的激发光LB会聚在测量目标构件22处，并且输出指示从测量目标区域22B发射的荧光的荧光强度值的荧光信号40。此外，在显微镜系统1中，使用荧光信号40推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向，并控制其移动。

另一方面，在现有技术中，相对于光轴具有不对称形状的光投射到样品S上，并基于接收到从样品S反射的光的位置来执行对焦控制。然而，在测量诸如细胞的样品S时，可以使用被夹在玻璃板间的样品。在这种情况下，投射到样品S上的光被玻璃构件22A的表面和跨玻璃构件22A布置的样品S反射。因此，从空气与玻璃构件22A之间的界面反射的光比从样品S反射的光占优势。在现有技术中，由于通过使用反射光执行对焦控制，因此使焦点置于玻璃构件22A的表面上，因此难以容易地对焦在跨玻璃构件22A布置的测量目标区域22B上。

此外，在现有技术中，还存在通过在移动物镜20的位置的同时重复测量样品S的捕获图像的对比度的操作来将物镜20对焦在样品S上的技术。然而，在该现有技术中，必须多次重复物镜20的位置移动和样品S的图像捕获，并且难以轻易地对焦在测量目标区域22B上。

另一方面，在本实施例的显微镜系统1中，选择性接收从测量目标构件22反射的光中的从测量目标区域22B发射的荧光。另外，在显微镜系统1中，通过使用指示接收到的荧光的荧光强度值的荧光信号40，执行对焦控制，以控制物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动。

从测量目标区域22B发射的荧光的波长范围不包括由玻璃构件22A的表面反射的激发光LB的反射光的波长范围。因此，在显微镜系统1中，可以通过选择性使用从测量目标区域22B发射的荧光来执行对焦控制。因此，在本实施例的显微镜系统1中，可以容易地对焦在跨玻璃构件22A布置的测量目标区域22B上，而非对焦在玻璃构件22A的表面上。

因此，在本实施例的显微镜系统1中，可以容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

此外，在本实施例的显微镜系统1中，即使在测量目标区域22B中不存在样品S的情况下或在测量目标区域22B中存在样品S密度低(稀疏)的区域的情况下，也可以容易地对焦在测量对象区域22B上。

图10是本实施例中的示例2的例示性图。

在图10中，水平轴指示测量目标构件22与物镜20之间的距离(Z轴方向距离)。另一方面，垂直轴指示对比度或重心位置。

在图10中，从物镜20对焦在测量目标区域22B上时起，测量目标构件22与物镜20之间的距离在±20μm的范围内变化。此外，在测量目标区域22B中仅包含安装介质，而不包含样品S。

在图10中，图线44B指示由指定单元12E通过使用通过在以逐步的方式改变上述距离的相应步骤中投射相对于光轴具有不对称形状的激发光LB而获得的荧光信号40指定出的重心位置。图11A示出当上述距离处于某一步时获得的荧光信号40G的示例。指定单元12E通过使用包括在荧光信号40G中的荧光接收区域E的区域B3中的分布f(y')来指定重心位置。图线44B是指示通过使用与上述距离的多个步中的相应步相对应的荧光信号40、使用该区域B3执行重心位置指定的结果的图线。

另一方面，在图10中，图线46B是指示对比度方法的结果的图线。具体地，图线46B指示通过使用通过将相对于光轴具有目标形状的光投射到测量目标区域22B上而获得的捕获图像，通过已知的方法针对上述距离计算对比度的结果。图11B示出当上述距离处于某一步时获得的捕获图像49的示例。图线46B指示将捕获图像49的特定区域B4中的相邻像素的像素值(亮度值)之间的差值的平均值计算为对比度的结果。注意，特定区域B4是被选择性地指定为在捕获图像49中出现对比度的区域的区域。

如图10中的图线44B所示，即使在测量目标区域22B中不存在样品S的情况下，在指示距离与重心位置之间的关系的图线44B中也获得与在测量目标区域22B中存在样品S的情况下的图线44A(参见图6)中的结果类似的结果。

因此，在本实施例的显微镜系统1中，可以说，即使在测量目标区域22B中不存在样品S的情况下，也可以容易地对焦在测量目标区域22B上。此外，可以说，用显微镜系统1，即使在测量目标区域22B中包括样品S的稀疏区域的情况下，也可以容易地对焦在测量目标区域22B上。

另一方面，现有技术的对比度方法中的图10中的图线46B是通过使用捕获图像49中出现对比度的区域B4而获得的图线(参见图11B)。因此，在图线46B所表示的常规方案中，可以说，在测量目标区域22B中不包含样品S的情况下，难以对焦在样品S的稀疏区域中。

因此，在本实施例的显微镜系统1中，即使在测量目标区域22B中不存在样品S的情况下或在测量目标区域22B中包括样品S的稀疏区域的情况下，也可以容易地对焦在测量目标区域22B上。

此外，推导单元12B包括生成单元12D、指定单元12E和计算单元12F。生成单元12D生成包括在荧光信号40中的荧光强度值的分布。指定单元12E基于该分布来指定荧光信号40中的荧光强度值的重心位置g。计算单元12F指定目标重心位置，并且基于重心位置与目标重心位置g’之间的差值Δg来计算移动量和移动方向。

这里，荧光信号40的荧光强度值与激发光LB的强度相关。因此，所获得的荧光信号40具有反映激发光LB的不对称性的光学特性。因此，由于推导单元12B基于重心位置g来计算移动量和移动方向，因此可以对焦于测量目标区域22B，该重心位置g基于包括在荧光信号40中的荧光强度值的分布而被指定出。

此外，生成单元12D通过使用包括在荧光信号40中的荧光接收区域E中的强度值来生成分布。

由于通过使用作为荧光信号40的部分的荧光接收区域E而非整个荧光信号40来生成分布，因此除了上述的效果之外，显微镜系统1还可以缩短处理时间并简化处理。

此外，照射单元14包括遮光单元14C，遮光单元14C将从发光单元14A投射的照射光LA部分地遮挡以作为激发光LB输出。由于照射光LA被遮光单元14C部分地遮挡以作为相对于光轴具有不对称形状的激发光LB呈现，因此可以容易地投射激发光LB。

此外，检测单元30是通过沿着光接收表面33排列多个块区域31A来形成的，每个块区域31A包括在增益以及电荷累积时间中的至少一个方面不同的多种类型的光接收单元31。例如，在增益以及电荷累积时间中的至少一个方面不同的多种类型的光接收单元31可以在块区域31A中以马赛克图案布置。在该情况下，即使在使用具有任何特性的样品S作为测量目标的情况下，也可以获得用于推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向的准确荧光信号40。

此外，本实施例的焦点调节设备12包括从测量单元10的检测单元30获取荧光信号40的获取单元12A、推导单元12B和移动控制单元12C。推导单元12B基于荧光信号40来推导使物镜20对焦在测量目标区域22B上的物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。移动控制单元12C将物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导出的移动方向上移动一推导出的移动量。

如所描述的，在本实施例的焦点调节设备12中，使用荧光信号40推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向，并控制其移动。因此，在本实施例的焦点调节设备12中，可以容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

(变型1)

已经通过使用单独设置检测单元30和图像检测单元34的示例描述了上述实施例。然而，在使用CMOS图像传感器或CCD图像传感器作为检测单元30的情况下，检测单元30和图像检测单元34可以集成。

图12是示出本变型的显微镜系统1A的示例的示意图。显微镜系统1A包括测量单元10A和焦点调节设备12。焦点调节设备12与上述实施例的焦点调节设备类似。

测量单元10A包括作为上述实施例的检测单元30和图像检测单元34的替代的检测单元35。也就是说，测量单元10A与上述实施例的测量单元10类似，不同之处在于，该测量单元10A包括作为检测单元30和图像检测单元34的替代的检测单元35，而不包括半反射镜26和成像透镜28(参见图1)。

检测单元35用作检测单元30和图像检测单元34二者。因此，在这种情况下，优选的是将检测单元35和焦点调节设备12以能够发送数据或信号/接收数据或信号的方式连接。此外，在这种情况下，优选的是不再用半反射镜26和成像透镜28。

通过如上所述将检测单元30和图像检测单元34集成，可以获得与上述实施例类似的效果，并简化了显微镜系统1A的设备配置。

(变型2)

在上述实施例中，通过由遮光单元14C部分地遮挡照射光LA来投射相对于光轴具有不对称形状的激发光LB。然而，用于实现激发光LB的方法不限于上述实施例。例如，激发光LB可以通过分离照射光LA来实现。

图13是示出本变型的显微镜系统1B的示例的示意图。显微镜系统1B包括测量单元10B和焦点调节设备12。焦点调节设备12与上述实施例的焦点调节设备类似。

测量单元10B与测量单元10类似，不同之处在于，该测量单元10B包括作为照射单元14(参见图1)的替代的照射单元15A。

照射单元15A包括发光单元14A、准直透镜14B和分离单元14D。发光单元14A和准直透镜14B与上述实施例的发光单元和准直透镜类似。注意，在本变型中，假定发光单元14A发射在X轴方向上较长的线形照射光LA。

分离单元14D将从发光单元14A投射的照射光LA分离成相对于光轴的不对称形状。具体地，分离单元14D以照射光LA的高斯分布的峰值为边界，将照射光LA分离成的两个光束中的一个作为激发光LB输出。例如，分离单元14D是三棱镜。分离单元14D可以预先布置一位置处，在该位置处，照射光LA以该照射光LA的高斯分布的峰值作为边界被分离成两部分。

在这种情况下，在测量单元10B中，作为照射光LA被分离单元14D分离成的光束中的一个的激发光LB可以被投射到测量目标区域22B上，使得通过投射在测量目标区域22B中产生的荧光被检测单元30接收。此外，照射光LA的另一光束也可以被投射到测量目标区域22B上，使得通过投射在测量目标区域22B中产生的荧光被图像检测单元34接收。

如所描述的，在本变型中，照射单元15A包括分离单元14D。分离单元14D将从发光单元14A投射的照射光LA分离成相对于光轴的不对称形状，以作为激发光LB输出。

因此，在本变型的显微镜系统1B中，可以分离从照射单元15A投射的照射光LA而没有浪费其的一部分，并且使用一个光束作为用于检测单元30的激发光LB并使用另一光束作为用于图像检测单元34的光束。

(变型3)

在本变型中，将描述在不使用遮光单元14C或分离单元14D的情况下实现具有不对称形状的激发光LB的配置。

图14是示出本变型的显微镜系统1C的示例的示意图。显微镜系统1C包括测量单元10C和焦点调节设备12。焦点调节设备12与上述实施例的焦点调节设备类似。

测量单元10C与测量单元10类似，不同之处在于，该测量单元10C包括作为照射单元14(参见图1)的替代的照射单元15B。

照射单元15B包括发光单元14F和准直透镜14B。准直透镜14B与上述实施例的准直透镜类似。

与上述实施例的发光单元14A一样，发光单元14F发射包括使样品S发射荧光的波长范围的照射光LA。发光单元14A可以是发射斑形(点形)光的光源、发射线形光的光源、通过狭缝发射线形光的光源等中的任一种。

在本变型中，发光单元14F发射光的发光位置14E布置在准直透镜14B的光轴A1之外的位置处。即，预先调节发光位置14E和准直透镜14B的布置，以便实现作为发光单元14F的孔径光阑(aperture stop)的发光位置14E在准直透镜14B的焦点位置之外的位置关系。因此，准直透镜14B形成相对于发光位置14E非远心的光学系统。

如所描述的，在本变型中，照射单元15B包括准直透镜14B，该准直透镜14B使从发光单元14F投射的照射光LA部分地准直以作为激发光LB输出。另外，发光单元14F的发光位置14E布置在准直透镜14B的光轴A1之外的位置处。

因此，在本变型中，可以在不使用遮光单元14C或分离单元14D的情况下，实现相对于光轴具有不对称形状的激发光LB。

(变型4)

注意，在上述实施例和上述变型中实现的用于实现相对于光轴具有不对称形状的激发光LB的配置可以在发射激发光LA的光源与开始向测量单元10输出照射光LA的位置之间的空间中实现。即，可以从发射具有不对称形状的激发光LB的光学构件发射激发光LB，使得激发光LB投射到测量单元10、测量单元10A、测量单元10B和测量单元10C中的每个中。

(第二实施例)

在本实施例中，将描述产生像散的激发光LB用作相对于光轴具有不对称形状的激发光LB的形式。

注意，本实施例的显微镜系统1D与第一实施例的显微镜系统1(参见图1)类似。然而，显微镜系统1D包括作为照射单元14的替代的照射单元17。此外，显微镜系统1D包括作为焦点调节设备12的替代的焦点调节设备13。焦点调节设备13是信息处理设备的示例。

如第一实施例的照射单元14一样，照射单元14投射相对于光轴具有不对称形状的激发光LB。然而，照射单元17通过在从发射斑形照射光LA的发光单元14A投射的照射光LA中产生像散来投射激发光LB。

可以使用已知方法来产生像散。例如，照射单元14可以被配置为使得不设置遮光单元14C，并且在准直透镜14B的发光侧布置像散透镜。像散透镜是具有多个焦距以产生像散的透镜。例如，像散透镜是通过在一般物镜上添加柱面透镜来形成的。

因此，在本实施例中，具有像散的激发光LB从照射单元17朝向测量目标区域22B投射。

如第一实施例的焦点调节设备12一样，焦点调节设备13基于从检测单元30获取的荧光信号40来调节物镜20的焦点。焦点调节设备13与检测单元30、第一驱动单元36和第二驱动单元38以能够发送数据或信号/接收数据或信号的方式连接。

图15是示出焦点调节设备13的功能配置的示例的图。注意，为了描述起见，图15还示出检测单元30、第一驱动单元36和第二驱动单元38。

焦点调节设备13包括获取单元13A、推导单元13B和移动控制单元13C。推导单元13B包括方向推导单元13D和移动量推导单元13E。

例如，获取单元13A、推导单元13B、移动控制单元13C、方向推导单元13D和移动量推导单元13E中的一些或全部可以通过使诸如CPU的处理设备执行程序(也就是说，通过软件)来实现、可以通过诸如IC的硬件来实现、或者可以通过结合使用软件和硬件来实现。移动控制单元13C与移动控制单元12C类似。

获取单元13A从检测单元30获取荧光信号40。

推导单元13B基于从检测单元30获取的荧光信号40来推导将物镜20对焦在测量目标区域22B上的物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。

在本实施例中，推导单元13B包括方向推导单元13D和移动量推导单元13E。

这里，在本实施例中，投射到测量目标构件22上的激发光LB具有像散。此外，荧光信号40的荧光强度值与激发光LB的强度相关。因此，在本实施例中获得的荧光信号40具有反映激发光LB由于其像散而不对称的光学特性。

此外，在包括在反映激发光LB由于其像散而不对称的荧光信号40中的荧光接收区域E中，由于物镜20与测量目标构件22之间的距离的变化而出现的模糊发生方向表现出与上述实施例和变型中的行为不同的行为。

图16是示出在本实施例中获得的荧光信号的示例的示意性图。荧光信号40包括荧光接收区域E。

图16示出检测单元30在将测量目标构件22与物镜20之间的距离以逐步方式从短距离改变为长距离的相应步骤中获得的荧光信号40。图16中示出的多个荧光信号40(荧光信号40H、荧光信号40I和荧光信号40J)是在将测量目标构件22与物镜20之间的距离以逐步方式从荧光信号40H朝向荧光信号40J地增大的各个步骤中检测到的荧光信号40的示例。此外，荧光信号40I是当物镜20对焦在测量目标区域22B上时的荧光信号40的示例。

此外，图16中示出的荧光信号40的垂直轴方向(Y'轴方向)与测量目标构件22上的Y轴方向相对应。此外，图16中示出的荧光信号40的水平轴方向(X'轴方向)与测量目标构件22上的X轴方向相对应。此外，图16中示出的荧光信号40的Z'轴方向与Z轴方向相对应，该Z轴方向是测量目标构件22与物镜20朝向或背离彼此移动的方向。

如荧光信号40H、荧光信号40I和荧光信号40J所示，荧光接收区域E的扩展方向取决于测量目标构件22与物镜20之间的距离是短于对焦时的距离还是长于对焦时的距离。具体地，在使焦点置于测量目标区域22B上的情况下，如荧光信号40I所示，包括在荧光信号40I中的荧光接收区域E的形状基本变成圆形。

另一方面，在测量目标构件22与物镜20之间的距离短于对焦状态下的距离的情况下，荧光接收区域E具有例如如荧光信号40H所示的在Y’轴方向上扩展的形状。此外，在测量目标构件22与物镜20之间的距离长于对焦状态下的距离的情况下，荧光接收区域E具有例如如荧光信号40J所示的在X’轴方向上扩展的形状。

因此，推导单元13B根据包括在荧光信号40中的荧光接收区域E的扩展方向将荧光信号40划分为多个区域。然后，使用每个划分区域中的荧光强度值推导移动方向和移动量。

图17是示出推导移动量和移动方向的示例的例示性图。例如，假定获取单元13A获取到图17中示出的荧光信号40J。在这种情况下，方向推导单元13D基于包括在荧光信号40J中的荧光接收区域E3的扩展方向来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向。

具体地，方向推导单元13D预先存储第一管理信息，在该第一管理信息中，包括在荧光信号40J中的荧光接收区域E3的扩展方向与一移动方向彼此相关联，该移动方向用于使表现出在扩展方向上扩展形状的荧光接收区域E3变成处于对焦状态的包括荧光接收区域E2的荧光信号40I(参见图16)的状态。该移动方向仅需要是物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向。在本实施例的描述中，假定该移动方向是物镜20的移动方向。

然后，方向推导单元13D可以通过在第一管理信息中读取与由获取单元13A获取的荧光信号40J中所包括的荧光接收区域E的扩展方向相对应的移动方向来推导物镜20的移动方向。注意，方向推导单元13D可以预先存储指示上述第一管理信息所指示的关系的函数，并通过使用该函数来推导移动方向。

移动量推导单元13E在由获取单元13A获取的荧光信号40J中设置边界。具体地，移动量推导单元13E将穿过包括在荧光信号40J中的荧光接收区域E3并沿着荧光接收区域E3的扩展方向(图17中的X'轴方向)的直线61设置为边界。然后，移动量推导单元13E以直线61为边界将荧光信号40J划分为两个区域(区域60A和区域60B)。

然后，移动量推导单元13E计算区域60A和区域60B中的每个中所包括的像素的相应荧光强度值的总值。然后，移动量推导单元13E推导两个区域60A和60B中的各自的区域的荧光强度值的总值之间的差值相对于包括在荧光信号40J中的荧光强度值的总值的比率作为物镜20的移动量。

即，移动量推导单元13E通过使用下式(2)来推导移动量。

移动量＝(∑A-∑B)/(∑A ∑B)…式(2)

在式(2)中，∑A指示包括在区域60A中的像素的相应荧光强度值的总值。在式(2)中，∑B指示包括在区域60B中的像素的相应荧光强度值的总值。

因此，推导单元13B可以通过使用从包括至少两个光接收单元31的检测单元30获取的荧光信号40来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向和移动量。

注意，推导单元13B可以通过使用另一种方法来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向和移动量。

图18是示出推导移动方向和移动量的另一示例的例示性图。例如，假定获取单元13A获取了图18中示出的荧光信号40K。假定荧光信号40K包括荧光接收区域E2。注意，为了描述起见，在荧光信号40K上还指示了荧光接收区域E2和荧光接收区域E3(参见图16)。

在这种情况下，方向推导单元13D将荧光信号40K划分为四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)。具体地，方向推导单元13D指定荧光信号40K上的第一线性区域63的一个端部、第一线性区域63的另一个端部、第二线性区域65的一个端部和第二线性区域65的另一个端部中的每个。

第一线性区域63是在物镜20与测量目标构件22之间的距离减小时表现出荧光接收区域E1的扩展的线性区域。第二线性区域65是当物镜20与测量目标构件22之间的距离增大时表现出荧光接收区域E1的扩展的线性区域。线性区域是指在荧光接收区域E的扩展方向上较长的区域。方向推导单元13D可以预先存储第一线性区域63和第二线性区域65中的每个在荧光信号40上的位置和范围。

然后，方向推导单元13D将荧光信号40划分为四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)，使得四个被指定的端部各自布置在不同的区域中。

注意，方向推导单元13D可以将沿着第一线性区域63的纵向方向的直线和沿着第二线性区域65的纵向方向的直线布置在荧光信号40K上，使得这两条直线的交点位于荧光接收区域E2上。然后，方向推导单元13D可以将通过将这两条直线绕荧光接收区域E2旋转45°而获得的线设置为边界(边界64和边界66)。然后，方向推导单元13D通过这些边界64和边界66将荧光信号40K划分为四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)。

然后，方向推导单元13D将其中从检测单元30获取的包括在荧光信号40K中的荧光接收区域E2的两个扩展方向端部位于荧光信号40K的四个区域(68A、区域68B、区域68C和区域68D)的两个区域(图18中的区域68A和区域68D)指定为荧光接收区域E2的存在区域。

然后，方向推导单元13D可以根据在荧光信号40K中指定的存在区域的位置关系来推导移动方向。

如使用图16描述的，荧光接收区域E的扩展方向取决于测量目标构件22与物镜20之间的距离是处于短于对焦状态的距离还是长于对焦状态的距离。

因此，方向推导单元13D预先存储第二管理信息，在该第二管理信息中，在荧光信号40K中指定的存在区域的位置关系与达到对焦状态的移动方向彼此相关联。该移动方向仅需要是物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向。在本实施例的描述中，假定该移动方向是物镜20的移动方向。

然后，方向推导单元13D可以通过从第二管理信息中读取与所指定的存在区域的位置关系相对应的移动方向来推导物镜20的移动方向。注意，方向推导单元13D可以预先存储指示上述第二管理信息所指示的关系的函数，并通过使用该函数来推导移动方向。

然后，移动量推导单元13E将通过从四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)当中的存在区域(区域68A和区域68D)的荧光强度值的总值中减去该四个区域当中的除了荧光接收区域E2的存在区域之外的区域(区域68B和区域68C)的荧光强度值的总值而获得的差值相对于包括在荧光信号40K中的荧光强度值的总值的比率推导为移动量。

即，移动量推导单元13E通过使用下式(3)来推导移动量。

移动量＝{(ΣA ΣB)-(ΣB ΣC)}/(ΣA ΣB ΣC ΣD)…式(3)

在式(3)中，∑A指示包括在区域68A中的像素的相应荧光强度值的总值。在式(3)中，∑B指示包括在区域68B中的像素的相应荧光强度值的总值。在式(3)中，∑C指示包括在区域60C中的像素的相应荧光强度值的总值。在式(3)中，∑D指示包括在区域60D中的像素的相应荧光强度值的总值。

因此，推导单元13B可以通过使用从包括至少四个光接收单元31的检测单元30获取的荧光信号40来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动方向和移动量。

接下来，将描述对本实施例的焦调节设备13执行的信息处理流程的示例。

图19是示出信息处理流程的示例的流程图。

获取单元13A从检测单元30获取荧光信号40(步骤S200)。

接下来，方向推导单元13D通过使用在步骤S200中获取的荧光信号40来推导移动方向(步骤S202)。

接下来，移动量推导单元13E通过使用在步骤S200中获取的荧光信号40来推导移动量(步骤S204)。

接下来，移动控制单元13C使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者移动在步骤S202和步骤S204中推导出的移动方向移动达该移动量(步骤S206)。因此，调节物镜20和测量目标构件22的位置，使得物镜20对焦在测量目标构件22的测量目标区域22B上。

接下来，焦点调节设备12确定是否结束信息处理(步骤S108)。步骤S208中的确定与第一实施例的步骤S112中的确定类似(参见图9)。当在步骤S208中确定为否定时(步骤S208:否)，返回以上的步骤S200。当在步骤S208中确定为肯定时(步骤S208:是)，该例程结束。

如上所述，本实施例的显微镜系统1D的照射单元17将其中产生像散的激发光LB投射到从发光单元14A投射的照射光LA中。因此，可以使用其中产生像散的激发光LB作为相对于光轴具有不对称形状的激发光LB。

在这种情况下同样地，在显微镜系统1D中，具有不对称形状的激发光LB会聚在测量目标构件22处，并且输出指示从测量目标区域22B发射的荧光的荧光强度值的荧光信号40。此外，在显微镜系统1D中，使用荧光信号40推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向，并控制其移动。

因此，在本实施例的显微镜系统1D中，可以容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

此外，推导单元13B包括方向推导单元13D和移动量推导单元13E。方向推导单元基于荧光信号40中所包括的荧光接收区域E的扩展方向来推导移动方向。移动量推导单元13E将荧光信号划分为以穿过荧光接收区域E和沿着荧光接收区域E的扩展方向的直线61作为边界的两个区域(区域60A和区域60B)，并将两个区域(区域60A和区域60B)中的相应区域的荧光强度值的总和值之间的差值相对于荧光信号中所包括的荧光强度值的总和值的比率推导为移动量。

因此，在本实施例的显微镜系统1D中，可以通过从包括至少两个光接收单元31的检测单元31获取荧光信号40而容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

此外，方向推导单元13D将荧光信号40划分为四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)，使得当物镜20与测量目标构件22之间的距离减小时表现出荧光接收区域E的扩展的第一线性区域63的一个端部、第一线性区域63的另一个端部、当物镜20与测量目标构件22之间的距离增大时表现出荧光接收区域E的扩展的第二线性区域65的一个端部以及第二线性区域65的另一个端部各自布置在不同的区域中。

然后，方向推导单元13D根据存在区域(区域68A和区域68D)推导移动方向，这些存在区域是从检测单元30获取的荧光信号40中所包括的荧光接收区域E2的两个扩展方向端部位于四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)之外的两个区域。此外，方向推导单元13D将通过从四个区域(区域68A、区域68B、区域68C和区域68D)之中的存在区域(区域68A和区域68D)的荧光强度值的总值中减去该四个区域之中的除了存在区域之外的两个区域(区域68B和区域68C)的荧光强度值的总值而获得的差值相对于荧光信号40中所包括的荧光强度值的总值的比率推导作为移动量。

因此，在本实施例的显微镜系统1D中，可以通过从包括至少四个光接收单元31的检测单元31获取荧光信号40而容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

(第三实施例)

在本实施例中，将描述通过使用来自具有特定曝光值的光接收单元31的荧光信号40来指定重心位置的形式。注意，可以为功能或配置与上述实施例中的功能或配置相同的部分赋予相同的附图标记，并且可以省略详细描述。

本实施例的显微镜系统1E与第一实施例的显微镜系统1(参见图1)类似。然而，显微镜系统1E包括作为检测单元30的替代的检测单元39。此外，显微镜系统1E包括作为焦点调节设备12的替代的焦点调节设备19。焦点调节设备19是信息处理设备的示例。

注意，如第一实施例中一样，假定发光单元14A是发射线形照射光LA的光源。此外，在本实施例的描述中，如第一实施例中一样，使用其中线形照射光LA的纵向方向与图1中的X轴方向一致的示例。

图20是示出检测单元39的示例的示意性图。另一方面，如第一实施例的检测单元30一样，检测单元39包括多个光接收单元，接收从测量目标区域22B发射的荧光，并输出荧光信号。

具体地，检测单元39包括多个光接收单元31。多个光接收单元31沿着其上接收到荧光的光接收表面33二维排列。注意，检测单元39可以是其中多个光接收单元31沿着光接收表面33一维排列的形式。此外，检测单元39只需要包括至少两个光接收单元31。

将通过使用其中检测单元39是其中多个光接收单元31沿着光接收表面33二维排列的形式的示例来描述本实施例。

检测单元39具有其中多种类型的多个单位区域37沿着光接收表面33排列的配置。多种类型的单位区域37中的每个包括一个或多个光接收单元31。在多种类型的单位区域37中，所包括的光接收单元31具有彼此不同的曝光值。

曝光值是指增益以及电荷累积时间中的至少一者。也就是说，多种类型的单位区域37是其中所包括的光接收单元31在增益以及电荷累积时间中的至少一个方面彼此不同的区域。在第一实施例中已经描述了增益和电荷积累时间的定义，因此这里将省略对其的描述。注意，一个单位区域37中所包括的多个光接收单元31彼此具有相同的曝光值。

可以根据光接收单元31所属的单位区域37的类型，针对多个光接收单元31中的每个设置预定曝光值。因此，可以使用其曝光值可以被设置为任何值的光接收单元31作为光接收单元31。

在图20中，作为示例，示出检测单元39具有单位区域37A和单位区域37B交替排列为两种类型的单位区域37的配置的形式。单位区域37A和单位区域37B是具有彼此不同的类型的单位区域37。例如，针对单位区域37A中所包括的光接收单元31预设高曝光值。高曝光值意味着增益以及电荷累积时间中的至少一者大于或等于阈值。此外，针对单位区域37B中所包括的光接收单元31预设低曝光值。低曝光值意指增益以及电荷累积时间中的至少一者小于阈值。阈值可以是预设的。

注意，检测单元39可以具有其中排列具有彼此不同的曝光值的三种或更多种类型的单位区域37的配置，并不限于两种类型的单位区域37。

检测单元39接收荧光并输出荧光信号40。如上述实施例中描述的荧光信号50一样，从检测单元39输出的荧光信号40是指示由多个光接收单元31中的相应光接收单元接收到的荧光的强度值的信号。也就是说，荧光信号40是定义多个光接收单元31中的相应光接收单元的荧光强度值的信号。检测单元39将荧光信号40输出到焦点调节设备19。

图21是示出焦点调节设备19的功能配置的示例的图。注意，为了描述起见，图21还示出检测单元39、第一驱动单元36和第二驱动单元38。

如第一实施例的焦点调节设备12一样，焦点调节设备19基于从检测单元39获取的荧光信号40来调节物镜20的焦点。焦点调节设备19与检测单元39、第一驱动单元36和第二驱动单元38以能够发送/接收数据或信号的方式连接。

焦点调节设备19包括获取单元19A、推导单元19B和移动控制单元19C。推导单元19B包括选择单元19G、生成单元12D、指定单元19E和计算单元19F。

例如，获取单元19A、推导单元19B、移动控制单元19C、选择单元19G、生成单元19D、指定单元12E和计算单元12F中的一些或全部可以通过使诸如CPU的处理设备执行程序(也就是说，通过软件)来实现，可以通过诸如IC的硬件来实现，或者可以通过结合使用软件和硬件来实现。移动控制单元19C与移动控制单元12C类似。

获取单元19A从检测单元39获取荧光信号40。

推导单元19B基于从检测单元39获取的荧光信号40来推导物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向。具体地，推导单元19B基于荧光信号40来推导用于将物镜20对焦到测量目标区域22B上的上述的移动量和上述的移动方向。

在本实施例中，推导单元19B包括选择单元19G、生成单元19D、指定单元19E和计算单元19F。

选择单元19G从多种类型的单位区域37中选择包括针对其设置特定曝光值的光接收单元31的单位区域37。

图22A是样品S的测量目标区域22B的概念图。线形照射光LA被呈现为相对于光轴A1的不对称形状，并被投射到测量目标区域22B上，成为激发光LB。将在假定测量目标区域22B中所包含的样品S是诸如由荧光着色剂标记的细胞的物质的情况下进行描述，该荧光着色剂由于激发光LB的投射而发射荧光。在这种情况下，在测量目标区域22B中的激发光LB的投射区域中存在样品S的区域PB所发射的光的强度比其中不存在样品S的区域PA所发射的光的强度高。

图22B是示出荧光信号40L的示例的示意图。荧光信号40L是从检测单元39输出的荧光信号40的示例。

光接收单元31接收的荧光的强度值在荧光信号40L的与其中不存在样品S的区域PA对应的区域EA中比在与其中存在样品S的区域PB对应的区域EB中低。因此，对于区域EA，优选的是使用具有高曝光值的光接收单元31接收的荧光的强度值来执行信息处理。此外，对于区域EB，优选的使用具有低曝光值的光接收单元31接收的荧光的强度值来执行信息处理。

因此，选择单元19G从检测单元39中所包括的多种类型的单位区域37中选择包括针对其设置特定曝光值的光接收单元31的单位区域37。选择单元19G通过使用获取单元19A获取的荧光信号40L来选择单位区域37。具体地，选择单元19G选择包括其荧光强度值在预定范围内的光接收单元31的单位区域37。例如，假定荧光强度值由灰度值0至255表示。在这种情况下，选择单元19G在荧光信号40L中的预定范围内指定以灰度值作为其荧光强度值的区域。然后，选择单元19G选择包括与所指定区域对应的光接收单元31的单位区域37。例如，选择单元19G选择包括输出灰度值范围10至250内的荧光强度值的光接收单元31的单位区域37作为预定范围。

图22C是单位区域37的选择的例示性图。上述选择处理的结果是，选择单元19G针对与其中不存在样品S的区域PA对应的荧光信号40L的区域EA，选择针对所包括的光接收单元31设置高曝光值的单位区域37A(单位区域37A1、37A2、37A3、37A4)。此外，选择单元19G针对与其中存在样品S的区域PB对应的荧光信号40L的区域EB，选择针对所包括的光接收单元31设置低曝光值的单位区域37B(单位区域37B4、37B5)。

返回图21，将继续描述。如第一实施例的生成单元12D一样，生成单元19D生成荧光信号40L中所包括的荧光强度值的分布。然而，本实施例的生成单元19D通过使用包括荧光信号40L中的由选择单元19G选择的单位区域37中所包括的光接收单元31的荧光强度值的荧光信号40来生成分布。

指定单元19E基于生成单元19D生成的分布来指定荧光信号40L中的荧光强度值的重心位置。也就是说，指定单元19E基于指示由选择单元19G选择的单位区域37(单位区域37A1、37A2、37A3、37A4、37B4、37B5)中所包括的光接收单元31接收的荧光强度值的荧光信号40的分布来指定重心位置。除了使用分布之外，指定单元19E可以以与第一实施例的指定单元12E类似的方式计算重心位置。

计算单元19F以与第一实施例的计算单元12F类似的方式指定目标重心位置，并基于重心位置与目标重心位置之间的差值来计算上述的移动量和上述的移动方向。

计算单元19F使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导单元19B推导出的移动方向上移动达移动量。除了使用作为推导单元12B的替代的推导单元19B推导出的移动量和移动方向之外，计算单元19F以与第一实施例的移动控制单元12C类似的方式移动物镜20以及测量目标构件22中的至少一者。

接下来，将描述焦点调节设备19执行的信息处理流程的示例。

图23是示出焦点调节设备19执行的信息处理流程的示例的流程图。

获取单元19A从检测单元39获取荧光信号40L(步骤S300)。

选择单元19G从多种类型的单位区域37中选择包括针对其设置特定曝光值的光接收单元31的单位区域37(步骤S302)。

生成单元19D通过使用包括在步骤S300中获取的荧光信号40L中的在步骤S302中选择的单位区域37中所包括的光接收单元31的荧光强度值的荧光信号40来生成分布(步骤S304)。

指定单元19E基于在步骤S304中生成的分布来指定荧光信号40中的荧光强度值的重心位置g(步骤S306)。

接下来，计算单元19F计算在步骤S306中指定的重心位置g与目标重心位置g'之间的差值Δg(步骤S308)。接下来，计算单元19F通过使用在步骤S308中计算出的差值Δg来计算物镜20以及测量目标构件22中的至少一者的移动量和移动方向(步骤S310)。

移动控制单元19C使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者在推导单元19B推导出的移动方向上移动达移动量(步骤S312)。移动控制单元19C通过对第一驱动单元36以及第二驱动单元38中的至少一者执行驱动控制，使物镜20以及测量目标构件22中的至少一者移动。因此，调节物镜20和测量目标构件22的位置，使得物镜20对焦在测量目标构件22的测量目标区域22B上。

接下来，焦点调节设备19确定是否结束信息处理(步骤S314)。例如，焦点调节设备19通过确定是否接收到指示结束处理的指令信号来进行步骤S314的确定。在确定继续处理的情况下(步骤S314:否)，返回以上的步骤S300。另一方面，在确定结束处理的情况下(步骤S314：是)，该例程结束。

如上所述，在本实施例的显微镜系统1E的检测单元39中，其中所包括的光接收单元31具有彼此不同的曝光值的多种类型的单位区域37沿着光接收表面排列。推导单元19B的选择单元19G从多种类型的单位区域37中选择包括具有特定曝光值的光接收单元31的单位区域37。指定单元19E基于指示所选择的单位区域37中所包括的光接收单元31的荧光强度值的荧光信号40的分布来指定重心位置g。

因此，在本实施例的显微镜系统1E中，与通过使用来自包括设置相同曝光值的光接收单元31的检测单元30的荧光信号40来执行上述信息处理的情况相比，可以抑制诸如信号饱和和缺乏的问题的发生。此外，在显微镜系统1E中，可以基于指示所选择的单位区域37中所包括的光接收单元31的荧光强度值的荧光信号40的分布来提高用于指定重心位置的重心位置g的指定准确度。因此，在显微镜系统1E中，除了上述实施例的效果之外，还可以容易地对焦在跨玻璃(玻璃构件22A)布置的测量目标区域22B上。

注意，尽管以上已经描述了本公开的实施例和变型，但可以以与上述实施例和变型不同的各种不同形式执行上述实施例和变型中的处理。此外，可以适当地组合上述实施例和变型，除非各过程相矛盾。

此外，本文中描述的效果仅仅是例示性的，而不是限制性的，并且还可以存在其它效果。

(硬件配置)

图24是示出实现根据上述实施例和变型的焦点调节设备12、焦点调节设备13和焦点调节设备19的功能的计算机1000的示例的硬件配置图。

计算机1000包括CPU 1100、RAM 1200、只读存储器(ROM)1300、硬盘驱动器(HDD)1400、通信接口1500和输入/输出接口1600。计算机1000的部分通过总线1050连接。

CPU 1100基于存储在ROM 1300或HDD 1400中的程序进行操作，以控制这些部分。例如，CPU 1100将存储在ROM 1300或HDD 1400中的焦点调节程序加载到RAM 1200上，并执行与焦点调节程序对应的过程。

ROM 1300存储诸如在计算机1000启动时由CPU 1100执行的基本输入输出系统(BIOS)、取决于计算机1000的硬件的程序等的引导程序。

HDD 1400是非暂态地记录由CPU 1100执行的程序、供这些程序使用的数据等的计算机可读记录介质。具体地，HDD 1400是将根据本公开的焦点调节程序作为程序数据1450的示例记录的记录介质。

通信接口1500是计算机1000与外部网络1550(例如，互联网)连接所用的接口。例如，CPU 1100从其它设备接收数据，并通过通信接口1500将CPU 1100生成的数据发送到其它设备。

输入/输出接口1600是输入/输出设备1650与计算机1000连接所用的接口。例如，CPU 1100通过输入/输出接口1600从诸如键盘或鼠标的输入设备接收数据。此外，CPU 1100通过输入/输出接口1600将数据发送到诸如显示器、扬声器和打印机的输出设备。此外，输入/输出接口1600可以用作读取记录在预定记录介质上的焦点调节程序等的介质接口。例如，介质是诸如数字通用盘(DVD)或相变可重写盘(PD)的光记录介质、诸如磁光盘(MO)的磁光记录介质、磁带介质、磁记录介质、半导体存储器等的光记录介质。

例如，在计算机1000用作根据上述实施例的焦点调节设备12、焦点调节设备13或焦点调节设备19的情况下，计算机1000的CPU 1100执行加载在RAM 1200上的焦点调节程序，以实现获取单元12A、推导单元12B和移动控制单元12C或获取单元13A、推导单元13B和移动控制单元13C或获取单元19A、推导单元19B和移动控制单元19C等的功能。此外，HDD 1400存储根据本公开的焦点调节程序和数据。注意，尽管CPU 1100读取来自HDD 1400的用于执行的程序数据1450，但作为另一示例，它可以通过外部网络1550从另一设备获取那些程序。

注意，本技术可以采取以下配置。

(1)

一种显微镜系统，包括：

照射单元，投射相对于光轴具有不对称形状的激发光；

物镜，将激发光会聚在包括玻璃构件和测量目标区域的测量目标构件处；

检测单元，包括至少一个或多个光接收单元，该光接收单元接收响应于激发光而从测量目标区域发射的荧光；并且输出指示由相应的光接收单元接收的荧光的强度值的荧光信号；以及

移动控制单元，包括推导单元，该推导单元基于荧光信号来推导物镜以及测量目标构件中的至少一者的移动量和移动方向；并且将物镜以及测量目标构件中的至少一者在所推导出的移动方向上移动所推导出的移动量。

(2)

根据以上(1)的显微镜系统，其中，

推导单元还包括：

生成单元，生成包括在荧光信号中的强度值的分布；

指定单元，基于分布来指定荧光信号中的强度值的重心位置；以及

计算单元，指定目标重心位置，并且基于重心位置与目标重心位置之间的差值来计算移动量和移动方向。

(3)

根据以上(2)的显微镜系统，其中，

在检测单元中，多种类型的单位区域沿着光接收表面排列，在该多种类型的单位区域中，所包括的光接收单元的曝光值彼此不同，并且

推导单元还包括选择单元，选择单元从多种类型的单位区域中选择包括具有特定曝光值的光接收单元的单位区域，并且

指定单元基于指示包括在所选择的单位区域中的光接收单元的强度值的荧光信号的分布，来指定重心位置。

(4)

根据以上(2)的显微镜系统，其中，

生成单元通过使用包括在荧光信号中的荧光接收区域的强度值来生成分布。

(5)

根据以上(1)至(4)中任一项的显微镜系统，其中，

照射单元还包括遮光单元，该遮光单元将从发光单元投射的照射光部分地遮挡住以作为激发光输出。

(6)

根据以上(1)至(4)中任一项的显微镜系统，其中，

照射单元还包括分离单元，该分离单元将从发光单元投射的照射光分离成相对于光轴不对称的形状。

(7)

根据以上(1)至(4)中任一项的显微镜系统，其中，

照射单元还包括准直透镜，该准直透镜使从发光单元投射的照射光部分地准直以作为激发光输出，并且

发光单元被配置为使得发光单元的发光位置布置在偏离准直透镜的光轴的位置处。

(8)

根据以上(1)至(4)中任一项的显微镜系统，其中，

照射单元投射激发光，该激发光使从发光单元投射的照射光产生像散。

(9)

根据以上(8)的显微镜系统，其中，

推导单元还包括：

方向推导单元，基于包括在荧光信号中的荧光接收区域的扩展方向来推导移动方向；以及

移动量推导单元，以穿过荧光接收区域并沿着荧光接收区域的扩展方向的直线作为边界，将荧光信号划分为两个区域，并且推导相应的两个区域的强度值的总值之间的差值相对于包括在荧光信号中的强度值的总值的比率以作为移动量。

(10)

根据以上(8)的显微镜系统，其中，

推导单元将荧光信号划分为四个区域，使得在物镜与测量目标构件之间的距离减小时表现出荧光接收区域的扩展的第一线性区域的一个端部、第一线性区域的另一端部、在物镜与测量目标构件之间的距离增大时表现出荧光接收区域的扩展的第二线性区域的一个端部以及第二线性区域的另一端部各自布置在不同的区域中，并且还包括：

方向推导单元，根据作为四个区域当中的包括在从检测单元获取的荧光信号中的荧光接收区域的扩展方向的两个端部所位于的两个区域的存在区域，来推导移动方向；以及

移动量推导单元，推导通过从四个区域当中的存在区域的强度值的总值中减去四个区域当中的除了存在区域的两个区域的强度值的总值而获得的差值相对于包括在荧光信号中的强度值的总值的比率以作为移动量。

(11)

根据以上(1)至(10)中任一项的显微镜系统，其中，

检测单元通过沿着光接收表面排列多个块区域而形成，每个块区域包括在增益以及电荷累积时间中的至少一个方面不同的多种类型的光接收单元。

(12)

一种用于使计算机执行以下步骤的焦点调节程序：

从测量单元获取荧光信号的步骤，该测量单元包括：照射单元，投射相对于光轴具有不对称形状的激发光；物镜，将激发光会聚在包括玻璃构件和测量目标区域的测量目标构件处；检测单元，包括至少一个或多个光接收单元，该光接收单元接收响应于激发光而从测量目标区域发射的荧光，并且输出指示由相应的光接收单元接收的荧光的强度值的荧光信号；以及

包括推导单元的步骤，该推导单元基于荧光信号来推导物镜以及测量目标构件中的至少一者的移动量和移动方向，并且控制物镜以及测量目标构件中的至少一者在所推导出的移动方向上移动所推导出的移动量的移动。

(13)

一种焦点调节系统，焦点调节系统被配置为包括测量单元和用于控制测量单元的操作的软件，其中，

软件搭载于信息处理设备，

测量单元包括：

照射单元，投射相对于光轴具有不对称形状的激发光；

物镜，将激发光会聚在包括玻璃构件和测量目标区域的测量目标构件处；以及

检测单元，包括至少一个或多个光接收单元，该光接收单元响应于激发光而接收从测量目标区域发射的荧光；并且输出指示由相应光接收单元接收的荧光的强度值的荧光信号，并且

软件执行：

从检测单元获取荧光信号；

基于荧光信号来推导用于使物镜对焦于测量目标区域上的、物镜以及测量目标构件中的至少一者的移动量和移动方向；闭期内

控制物镜以及测量目标构件中的至少一者在所推导出的移动方向上移动所推导出的移动量的移动。

参考符号列表

1、1A、1B、1C、1D、1E 显微镜系统

10、10A、10B、10C 测量单元

12、13、19 焦点调节设备

12A、13A、19A 获取单元

12B、13B、19B 推导单元

12C、13C、19C 移动控制单元

12D、19D 生成单元

12E、19E 指定单元

12F、19F 计算单元

13D 方向推导单元

13E 移动量推导单元

14、15A、15B 照射单元

19G 选择单元

20 物镜

22 测量目标构件

22A 玻璃构件

22B 测量目标区域

30、35、39 检测单元。