JPH02253221A - 顕微鏡オートフォーカス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は生物顕微鏡におけるオートフォーカス装置に関
するものである。

「従来の技術」 生物顕微鏡におけるオートフォーカス装置は低倍率の領
域では視差を利用した３角測量によるオートフォーカス
や焦点が合った画像のコントラストと空間周波数が最大
になることを利用したオー１−フォーカス装置がある。

「発明が解決しようとする課題」 このような顕微鏡オートフォーカス装置ではオートフォ
ーカスセンサの視野内に物体（試料）が存在することが
前提である。このため観察者が試料ステージを動かしオ
ートフォーカスセンサの有効エリアに物体（試料）を入
れる必要があった。この手続きはオートフォーカス１眼
レフカメラなどで写す物体をフォーカスセンサエリアに
入れてシャッタボタンを押す操作と同じである。

顕微鏡において試料ステージをコンピュータ制御で動か
しながらオートフォーカスを動作させる場合、オートフ
ォーカスセンサの視野内に試料が入らない場合がある。

このように視野内に試料が無い場合（生物試料はスライ
ドガラス上に展開するため、試料はスライドガラス上に
分散し２．視野内に試料が存在しない場合が多い）フォ
ーカスが大きく外れて見えないのか、試料が無いのか判
断できず、フォーカス不能になってしまう。

本発明は視野内に試料が無い場合でもオートフォー　カ
スを可能にすることを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明は、対物レンズの焦点面に収束する光ビーム導入
手段と、スライドガラスやスライドガラス上の試料から
反射したビームスポットのプロファイルを検出する手段
と、対物レンズと試料面との間の焦点を調整するための
フォーカスノブの駆動手段と、前記プロファイル検出手
段の検出値が最大輝度となるようにフォーカスノブ駆動
手段を制御する制御手段とを具備してなるものである。

「作用」 光ビーム導入手段からレーザなどのビームを導入し、試
料面に収束したビームスポットをプロファイル検出手段
で検出する。また、対物レンズのフォーカスノブ駆動手
段でフォーカスノブを駆動してビームスポットのプロフ
ァイルを変化させ、その検出値が最大輝度となるように
制御手段から制御信号を出力する。

「実施例」 以下１本発明の一実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、（１）はレーザ導入装置付きの顕微鏡
で、この顕微ｆｉ（１）の対物レンズ（２）に臨ませて
試料（３）がセットされ、また結像レンズ（４）に臨ま
せてレーザなどの光ビーム導入手段（５）とＴＶカメラ
（６）が設けられている。このＴＶカメラ（６）にはＣ
ＲＴ表示部（７）が結合されて、ビームスポットのプロ
ファイル検出手段（８）が構成されている。また、（９
）は入力手段で、種々の対物レンズのフォーカス特性が
入力される。この入力手段（９）と前記プロファイル検
出手段（８）はＣＰＵなどの制御手段（１０）に結合さ
れ、さらにこの制御手段（１０）の出力側に、ステップ
モータなどからなるフォーカスノブ駆動手段（１１）が
結合されている。前記制御手段（１０）は、各種の情報
を基にして制御信号を得るものである。

以上のような構成において、レーザ（１２）が結像レン
ズ（４）から導入され、対物レンズ（２）から出射して
試料面（３）に収束する。その反射物体光が再び顕微１
！（１）を通り、結像レンズ（４）を経てＴＶカメラ（
６）に入力する。このＴＶカメラ（６）からのデータに
基づきＣＲＴ表示装置（７）に第２図のように表示する
。このＴＶ両画像ビームスポット（１３）を通る走査線
についての光強度に相当する電流工ｐは第３図のような
特性であるとする。試料面（３）の位置が対物レンズ（
２）の焦点位置と一致しているときがビームスポット（
１３）の径が最小になるが、もし、ＴＶカメラ（６）で
検出されたビーム強度工ｐが第３図におけるＩ　ｐ　（
Ｘｉ、　Ｉ　ｉ）の位置であるとすると。

ビ　４広がり　　、ｘ　、　　ＸｌｌＸ１”　　　（Σ
ｌ１Ｘｉ）”。

ΣＩｉ　　　　ΣＩｉ ビーム強度　　　ＩＰ：　　Ｉ＆ｌＸ　−Ｉｍｉｎで表
わされる。このビーム広がりσ２とビーム強度ＩＰのデ
ータがＣＰ　Ｕ　（１０）に送られる。これらのデータ
の他にＣＰ　Ｕ　（１０）に入力装置（９）からも各種
の対物レンズのフォーカス特性が入力されている。そし
てＣＰ　Ｕ　（１０）からの制御信号でフォーカスノブ
駆動手段（１１）のステップモータが制御されてフォー
カスノブが調整される。すなわち、フォーカスノブの位
置はステップモータへ送るパルスカウントによって求ま
る。フォーカスノブをいずれか一方に移動した結果、Ｃ
ＲＴ表示装置（７）からのデータＩｐが減少し、σ２が
やや大きくなる方向に変化した場合には、ステップモー
タ（１１）を逆方向に少し回転する。何回か繰返えして
Ｉｐが最大で、σ２が最小のときが焦点が合致した状態
である。

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、生物試料のような
反射光量が一定の割合にならなくても。

正確な焦点合せができる。また、レーザ導入型の顕微鏡
では細胞のような微細な加工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオートフォーカス装置の一実施例
を示すブロック図、第２図はＣＲＴ表示装置の正面図、
第３図は光強度特性図である。 （１）・・・顕微鏡、（２）・・・対物レンズ、（３）
・・・試料面。 （４）・・・結像レンズ、（５）・・・光ビーム導入手
段、（６）・・・ＴＶカメラ、（７）・・・ＣＲＴ表示
部、（８）・・・プロファイル検出手段、（９）・・・
入力手段、（１０）・・・制御手段、　（１１）・・・
フォーカスノブ駆動手段、（１２）・・・レーザ、（１
３）・・・ビームスポット。 出願人　　浜松ホトニクス株式会社 手本売祖ｉ正書（自発） 平成元年０７月２６日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズの焦点面に収束する対物レンズの接眼
   レンズ側からの光ビーム導入手段と、試料面から反射し
   たビームスポットのプロファイルを検出する手段と、対
   物レンズと試料面との間の焦点を調整するためのフォー
   カスノブの駆動手段と、前記プロファイル検出手段の検
   出値が最大輝度となるようにフォーカスノブ駆動手段を
   制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする顕
   微鏡オートフォーカス装置。
2. （２）光ビーム導入手段はレーザビームを導入するもの
   からなる請求項（１）記載の顕微鏡オートフォーカス装
   置。