JPH0339284B2

JPH0339284B2 -

Info

Publication number: JPH0339284B2
Application number: JP58211043A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Eguchi
Original assignee: RAITORON KK; TAMURON KK
Current assignee: RAITORON KK; TAMURON KK
Priority date: 1983-11-11
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1991-06-13
Also published as: JPS60103323A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、顕微鏡や精密撮影装置等の結像光
学系における自動焦点調整方法に関する。

従来技術近年、特に精密技術の発達に伴い、製品の製
造、検査等の工程に顕微鏡が用いられるようにな
つているが、その焦点調整（ピント合わせ）の自
動化は殆んどなされていない現状である。

その理由は、顕微鏡では被写体である試料と対
物レンズとの距離が数十μｍ違つただけでも全く
像が得られなくなり、合焦（ジヤスト・ピント）
の位置は非常に狭い範囲に限られ、特に被写界深
度の浅い高倍率の対物レンズを使用する場合に
は、自動焦点調整を行うことが極めて困難であつ
たからである。

そのため、高倍率顕微鏡の焦点調整操作は、熟
練者の勘と経験に頼つていた。

しかしながら、例えば上述のような精密製品の
製造、検査等の工程に顕微鏡を使用する場合、
次々とセツトされる被写体（ワーク）に対して合
焦が得られるように予め焦点調整しておいても、
各被検体の厚さ等の僅かなバラツキにより必ずし
も正確な合焦が得られないので、その都度若干の
補正を必要とし、その自動化が強く望まれてい
る。

一方、カメラにおいては、近年特にコンパクト
カメラにおいて自動焦点調整（オートフオーカ
ス）の実用化が進んでおり、一眼レフカメラ、シ
ネカメラ、ビデオカメラ等の撮影装置についても
各種の自動焦点調整方法の実用化が試みられてい
る。

例えば、特開昭56−101111号公報、特開昭56−
162707号公報等にTTL方式により理想的な自動
焦点調整方法及びその装置が示されている。

この発明は、上記焦点調整方法をさらに発展さ
せたものであるので、先ずその原理を簡単に説明
する。

第１図に示すように、被写体（被検体）１から
結像光学系の対物レンズ（撮影レンズ）２の右半
部と左半部のように異なる部分を通過した光束Ａ
とＢをビームスプリツタ３によつて分割して、そ
れぞれ一対の検出用結像レンズ４，５によつて結
像させて、その被写体像の強度分布（明暗の分
布）をCCD等のイメージセンサ６，７によつて
それぞれ検出する。

この時、被写体１と対物レンズ２が完全に合焦
の距離Ｆにあれば、光束Ａと光束Ｂによる各イメ
ージセンサ６と７上の像は完全に一致し、その強
度分布も一致する。

ところが、被写体１と対物レンズ２の相対位置
が合焦位置からずれると、光束Ａ，Ｂによる各イ
メージセンサ６，７上の像１_A，１_Bは、ボケるだ
けでなく第２図に示すように小レンズ４，５の各
光軸O₁，O₂（第１図の各イメージセンサ６，７の
中心はこの光軸O₁，O₂上に配置しておく）に対
して同じ量だけ反対方向にシフトする。

このシフト量をδとし、被写体１と対物レンズ
２の合焦位置からのずれ量をｘとすると、 δ＝ｆ／F²Rx ……(1) の関係がある。ここでＦは対物レンズの焦点距
離、ｆは結像レンズ４，５の焦点距離、Ｒは光束
ＡとＢの各中心（結像レンズ４，５の光軸O₁，
O₂と一致）間距離の1/2である。

すなわち、第２図において、 Δ／ｘ＝Ｒ／Ｆ ……(2) Δ／Ｆ＝δ／ｆ ……(3) であるから、この(2)式と(3)式からΔを消去して(1)
式を得る。

第２図で、被写体像１_A，１_Bが対物レンズ２の
光軸Ｚに近づく方向にシフトする場合をδ＜０、
遠ざかる方向にシフトする場合をδ＞０とする
と、ｘ＜０は被写体１と対物レンズ２が離れすぎ
ていることを、ｘ＞０は同じく近づきすぎている
ことを意味する。

そこで、イメージセンサの受光エレメントのピ
ツチをεとすると、Ｎを被写体像のずれの絵素数
として、 δ＝Nε ……(4) を表わすことができる。

したがつて、(1)式とこの(4)式からｘ＝F²／fRNε ……(5) となり、イメージセンサ上の絵素のずれ数Ｎを検
出すれば、ｘすなわち被写体と対物レンズの合焦
距離からのずれ量が求まるので、それを補正する
ように被写体と対物レンズのいずれか一方を移動
させて相対距離を修正すれば、合焦を得ることが
できるわけである。

この原理による自動焦点調整方法は、一般の一
眼レフカメラやシネカメラ、ビデオカメラ等の比
較的焦点深度の深い、あるいは合焦許容範囲の広
い撮影装置に適用した場合には極めて有効である
が、顕微鏡、特に高倍率の合焦許容範囲の極めて
狭い顕微鏡や、ICパターン撮影用カメラのよう
に超精密撮影装置等に適用する場合には、次のよ
うな問題があつた。

すなわち、現在得られるCCD等のイメージセ
ンサの受光エレメントのピツチε（絵素分解能を
示す）は10μｍ程度であり、例えば顕微鏡に適用
する場合第２図のＲは５mm程度である。

その場合、検出限界である１絵素のずれ（Ｎ＝
１）による被写体と対物レンズの合焦距離からの
ずれｘは、(5)式に上記各数値に代入して次式によ
つて得られる。

ｘ＝2F²／ｆ〔μｍ〕 ……(6) これを、普通に使用されている工業用の顕微鏡
についてあてはめてみると、例えば対物レンズの
焦点距離Ｆが40mmの場合、ｘ＝3200／ｆ〔mm〕〔μｍ〕となり、「10μｍ」の精度を得るためには、検出
用結像レンズの焦点距離ｆが320mmとなり、「1μ
ｍ」の精度ではｆ＝3200mmとなるので、実現性が
乏しくなる。

目的この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、前述した自動焦点調整方法を
さらに改良して、高倍率の顕微鏡や超精密撮影装
置等に容易に適用でき、高精度のピント合せを自
動的に行うことのできる自動焦点調整方法を提供
することを目的とする。

発明の構成及び基本原理の説明そのため、この発明による自動焦点調整方法
は、前述の方法と同様に、同一の被写体から結像
光学系の対物レンズの異なる部分を通過した光束
によつてそれぞれ結像される２つの被写体像の強
度分布（明暗の分布）を夫々イメージセンサによ
つて検出する。

そして、対物レンズ及び被写体のいずれか一方
を他方に対して近づけるか又は遠ざけるように移
動させながら、上記イメージセンサによつて検出
される２つの被写体像の強度分布信号の一致・不
一致を検出して、その検出結果が不一致から一致
又は一致から不一致に変わる２箇所の変換点を検
出し、その２箇所の変換点の中点を算出して合焦
位置とし、その合焦位置へ上記移動させた対物レ
ンズ又は被写体を位置させて合焦を得るものであ
る。

すなわち、この発明は、前述した自動焦点調整
方法において、合焦位置の両側近傍で絵素ずれが
対称的であることを利用するものである。

例えば、第３図に示すように、テレセントリツ
クな対物レンズ２に対して被写体（被検体）を、
合焦位置を含む所定の可動範囲で、一方の限界点
LL位置から少しづつ移動させて合焦位置に近づ
けると、ある点まではイメージセンサからの２つ
の像の強度分布信号は一致せず、やがてある点ａ
で一致する。

逆に他方の限界点UL位置から少しづつ合焦位
置に向つて移動させると、もう１つの点ｂで一致
する。

この一致する範囲は、(5)式より合焦点に対して −F²／fRε＜ｘ＜F²／fRε ∴｜ｘ｜＜F²／fRε であるが、この２箇所の一致・不一致の変換点
ａ、ｂの中点（ａ点、ｂ点の基準位置からの距離
をａ、ｂとするとａ＋ｂ／２）が完全な合焦点であるから、その位置へ被検体を位置させるようにそ
の移動を制御すればよい。

被検体を固定して対物レンズを移動させる場合
も同様である。

なお、テレセントリツクな対物レンズでない場
合には、合焦位置がこの２つの変換点ａ、ｂの中
点から若干ずれ、より正確には被写体までの距離
等に応じた所定の関数によつて求められる。

実施例以下、この発明による自動焦点調整方法を顕微
鏡に適用した実施例について、第４図以降を参照
して説明する。

第４図は、この発明を実施した顕微鏡の主とし
て光学系を示す構成図である。

１０は被検体（被写体に相当する）１１を載置
する試料台であり、パルスモータ１２によつて図
示しない送りねじ機構等を介して第４図ロに矢示
のように上下方向にミクロンオーダで移動され
る。

そして、この試料台１０の位置は位置検出用エ
ンコーダ１３によつて検出される。また、この試
料台１０の移動範囲は、ストツパ１４によつてそ
の下限（LL）及び上限（UL）を規制されてい
る。

１５はテレセントリツクな対物レンズ、１６は
接眼レンズで、試料台１０上に載置された被検体
の像を観察者の眼１７又は図示しない検査用撮像
装置の受光面に結像させるための結像光学系を構
成している。

この対物レンズ１５と接眼レンズ１６との間
に、内部にハーフミラー１８ａを形成した透明ガ
ラスブロツクからなるビームスプリツタ１８を介
挿し、そのハーフミラー１８ａによつて観察用光
束の一部を90°屈折させて側方に取り出す。

そして、第４図イに明示されるように、この取
り出した光束を同一性能の一対の検出用結像レン
ズ１９_A，１９_Bによつて２つに分けて、それぞれ
合焦時に眼１７と共役の位置に結像させるように
している。

すなわち、第４図ロで対物レンズの手前側半部
を通過した光束Ａは結像レンズ１９_Aにより、後
側半部を通過した光束Ｂは結像レンズ１９_Bによ
つてそれぞれ結像される。

その合焦時の結像位置である眼１７と共役位置
に、夫々受光面を位置させるように一対のイメー
ジセンサ２０_A，２０_Bを配置している。

このイメージセンサ２０_A，２０_Bとしては、例
えば256ビツトの受光エレメントを持つ１個の
CCDセンサアレイを用いて、その一半部の128ビ
ツトを光束Ａによる像の強度分布検知用に、他半
部の128ビツトを光束Ｂによる像の強度分布検知
用に充当することができるが、この例では説明の
便宜上２個のイメージセンサ２０_A，２０_Bを使用
するものとしている。

２１は自動焦点検出回路ブロツクであり、イメ
ージセンサ２０_A，２０_Bによる強度分布信号から
合焦位置を検出し、パルスモータ１２を駆動制御
して試料台１０を合焦位置へ移動させる回路を内
蔵している。

次に、この自動焦点検出回路の一例を第５図に
示し、そのオートフオーカス動作を説明する。

この回路全体はシーケンス制御回路３０によつ
て制御される。

このシーケンス制御回路３０は、オートフオー
カス動作の開始を指令するスタート信号Ssが入
力すると、先ず入力切換器３１へ切換信号を送
り、引算器３２からの信号をモータ駆動回路３３
へ入力させるようにする。同時に、ステツプ信号
発生器３４をクリアし、ステツプ信号STを「０」
にする。

したがつて、この時は上限信号発生器３５によ
つて発生される上限信号ULが引算器３２及び入
力切換器３１を介してそのままモータ駆動回路３
３へ入力し、このモータ駆動回路３３が試料台１
０を上限位置へ移動させるようにモータ１２を駆
動する。

この時、試料台１０の位置はエンコーダ１３に
よつて検出され、コード変換器３６によつてコー
ド変換された位置信号Spが、比較器３７，３８
によつて上限信号発生器３５からの上限信号UL
及び下限信号発生器３９からの下限信号LLと比
較される。

そして、試料台１０が上限位置に達すると、位
置信号Spが上限信号ULと一致するため、比較器
３７が上限到達信号Suをシーケンス制御回路３
０へ出力する。

それによつて、シーケンス制御回路３０はステ
ツプ信号発生器３４をインクリメントし、ステツ
プ信号STを「１」にする。したがつて、引算器
３２によつて、上限信号ULから「１」を引かれ
た信号がモータ駆動回路３３へ入力し、モータ１
２を駆動して試料台１０を１ステツプ下降させ
る。

一方、センサドライバ４０は、各イメージセン
サ２０_A，２０_Bにドライブクロツクφ1，φ2を出
力して、光束Ａ及びＢによる像の強度分布に応じ
て各イメージセンサ２０_A，２０_Bの各受光エレメ
ントに蓄積された電荷による信号を順次読出し、
１フレーム毎の画像信号（強度分布信号）V₁
（ｔ）、V₂（ｔ）として一致検出回路４１へ入力さ
せる。

また、このセンサドライバ４０は、一致回路４
１へ直接シフトクロツクφsとフレーム完了信号
Feを送り、シーケンス制御回路３０へもフレー
ム完了信号Feを送る。

一致検出回路４１は各フレーム毎に、２個のイ
メージセンサ２０_A，２０_Bから転送される画像信
号V₁（ｔ）とV₂（ｔ）が一致しているか否かを判
定し、一致した時に一致信号Ｑを出力する。な
お、この一致回路４１の詳細は後述する。

シーケンス制御回路３０は、この一致検出回路
４１からの一致信号Ｑとセンサドライバ４０から
のフレーム完了信号Feをモニタしており、セン
サドライバ４０が数フレームのスキヤンする間に
一致信号Ｑが来なければ、ステツプ信号発生器３
４をさらにインクリメントして、モータ駆動回路
３３によりモータ１２を駆動させて試料台１０を
さらに１ステツプ下降させる。

一致信号Ｑが来るまで、この動作を繰返して試
料台を１ステツプづつ順次下降させ、一致信号Ｑ
が来れば、演算器４２に格納指令信号を送つてそ
の時の試料台１０の位置を示す位置信号Spを演
算器４２のレジスタR₁に格納させる。

次に、シーケンス制御回路３０は、ステツプ信
号発生器３４をクリアすると共に、演算器４２に
レジスタ切換信号を出して位置信号を格納するレ
ジスタをもう１つのレジスタR₂に切換える。

これを完了すると、切換信号を入力切換器３１
に送り、加算器４２からの信号をモータ駆動回路
３３へ入力させるように回路を切換える。

この時、ステツプ信号発生器３４はクリアされ
てステツプ信号STが「０」になつているので、
下限信号発生器３９からの下限信号LLがそのま
まモータ駆動回路３３に入力し、試料台１０を下
限位置へ移動させるようにモータ１２を駆動す
る。

試料台１０が下限位置に達すると、コード変換
器３６からの位置信号Spが下限信号LLと一致す
るので、比較器３８が下限到達信号S_Lをシーケン
ス制御回路３０へ出力する。

その後、シーケンス制御回路３０は、ステツプ
信号発生器３４をインクリメントし、加算回路４
２からモータドライブ回路３３に入力する信号を
１ステツプ増加させ、モータ１２を駆動して試料
台１０を１ステツプ上昇させる。

そして、前述の場合と同様に一致信号Ｑとフレ
ーム完了信号Feをモニタし、一致信号Ｑが来る
までステツプ信号発生器３４をインクリメントし
て、試料台１０を順次１ステツプづつ上昇させ
る。

一致検出回路４１から一致信号Ｑが来ると、シ
ーケンス制御回路３０は演算器４２に格納指令信
号を送つて、その時の試料台１０の位置を示す位
置信号Spを演算器４２のレジスタR₂に格納させ
る。

そして、次に演算器４２に演算指令を送り、２
個のレジスタR₁，R₂に格納した値の和の1/2の値
を求める演算を行わせる。

演算器４２は１／２（R₁＋R₂）の演算を行つて、その算出結果をもう１つのレジスタに格納し、中
点位置信号Scとして入力切換器３１のもう１つ
の入力端子に入力させる。

そこで、シーケンス制御回路３０は入力切換器
３１に切換信号を送つて、演算器４２からの中点
位置信号Scをモータ駆動回路３３へ入力させる
ように回路を切換える。

それにより、モータ駆動回路３３はモータ１２
を駆動して、試料台１０を中点位置信号Scに対
応する位置、すなわち光束ＡとＢによる像の強度
分布が不一致から一致に変わる２箇所の変換点の
中点位置へ移動させ、合焦させる。

シーケンス制御回路３０は位置信号Spをモニ
タして、その信号が安定すれば、すなわち試料台
１０が合焦位置に達して安定すれば、完了信号
Seを出力して一連のオートフオーカス動作が完
了したことを外部に知らせ、次のスタート信号が
入力されるまで休止する。

なお、このシーケンス制御回路３０はロジツク
回路又はマイクロコンピユータで構成される。

コード変換器３６は、エンコーダ１３によつて
発生される位置コードを、演算器４２に合致する
コード体系に変換するものである。

これらのコードはデジタル符号であつてもよい
し、アナログ量であつてもよい。演算器４２もそ
れに従つてデジタル演算器でもアナログ演算器で
もよい。

モータ１２がパルスモータである時は、その回
転ステツプに対する試料台１０の位置は予め判る
ので、エンコーダ１３を省略してもよく、その場
合は第５図に破線で示すように、モータ駆動回路
３３からのモータ駆動パルスと回転方向を示す信
号をコード変換器３６に入力してコード変換し、
位置信号Spを得るようにすればよい。

上限信号発生器３５、下限信号発生器３９、及
び比較器３７，３８等はマイクロコンピユータが
受け持つてもよいし、さらにステツプ信号発生器
３４、演算器４２、引算器３２、加算器４２、入
力切換器３１、及びコード変換器３６等もマイク
ロコンピユータが受け持つようにしてもよい。

次に、一致検出回路４１の一例を第６図によつ
て説明する。

この一致検出回路４１は、一対づつの２値化器
４１１，４１２及びシフトレジスタ４１３，４１
４と、このシフトレジスタのビツト数（第５図の
イメージセンサ２０_A，２０_Bの受光エレメント数
すなわち絵素数と同じで、例えば１２８）と同数
のEX−NOR回路４１５ａ〜４１５ｎと、同数の
入力端子を持つ加算器４１６と、比較器４１７、
一致度データ発生器４１８、及びラツチゲート４
１９等によつて構成されている。

そして、第５図の一対のイメージセンサ２０_A，
２０_Bからそれぞれ転送される１フレーム分の画
像信号V₁（ｔ）、V₂（ｔ）を、夫々２値化器４１
１，４１２によつて２値化して、一対のシフトレ
ジスタ４１３，４１４に順次格納する。

このシフトレジスタ４１３，４１４の各対応す
るビツト毎のデータ（“１”か“０”）を、各EX
−OR回路４１５ａ〜４１５ｎで夫々比較して、
一致するビツトのみ加算器４１６の入力を“１”
にする。

加算器４１６は、一致するビツトの数を加算
し、その結果が比較器４１７によつて一致度デー
タ発生器４１８からの一致度データと比較され
る。

一致度データは、普通はイメージセンサ２０_A，
２０_Bの受光エレメント数、すなわちシフトレジ
スタ４１３，４１４のビツト数と等しくしておく
が、精度がゆるやかでよい場合や、ノイズが多く
て全ビツトの一致が得られ難い場合にはこれより
小さい数とすることもできる。

この比較器４１７による比較の結果、加算器４
１６からの一致数が一致度データと等しいかそれ
より大きければ、一致信号Ｑがラツチゲート４１
９を通して出力される。

ラツチゲート４１９は、シフトレジスタ４１
３，４１４に１フレームの画像データを転送中は
閉じ、フレーム完了信号Feによつて比較器４１
７の出力をラツチし、転送中はラツチしている前
の状態を出力して誤動作を生じないようにするた
めに設けている。

一致検出回路の他の例を第７図によつて説明す
る。

この一致検出回路は、第６図の回路における比
較器４１７に代えて、ピーク検出器４２０、クロ
ツク発生器４２１、カウンタ４２２、及び引算器
４２３等を設けて、相関ピーク検出器を構成して
いる。

第５図のイメージセンサ２０_A，２０_Bからの１
フレームの画像信号V₁（ｔ）、V₂（ｔ）を２値化器
４１１，４１２で２値化して、シフトレジスタ４
１３，４１４への転送を完了すると、フレーム完
了信号Feによつてカウンタ４２２がクリアされ、
加算器４１６によつて加算された一致ビツト数は
ピーク検出器４２０に入力される。

そして、クロツク発生器４２１がトリガされて
所定の周期でシフトレジスタ４１３，４１４のビ
ツト数（絵素数）に相当するＮ個のパルスPcを
発生し、それが一方のシフトレジスタ４１３に入
力する毎に、各ビツトのデータが１ビツトづつ順
環的にシフト（ローテイト）され、その都度一対
のシフトレジスタ４１３，４１４の対応する各ビ
ツトのデータがEX−OR回路４１５ａ〜４１５
ｎによつて比較され、加算器４１６によつて一致
数が算出されてピーク検出器４２０へ送られる。

このようにして、シフトレジスタ４１３のデー
タがＮビツトシフトされて丁度一周して元に戻る
まで一致数の検出が行われ、ピーク検出器４２０
によつて一致度のピーク、すなわち最大の相関を
検出する。

カウンタ４２２は、クロツク発生器４２１から
パルスPcが発生する毎に、すなわち１回のロー
テイト毎に１ずつカウントアツプし、ピーク検出
器４２０からピーク検出信号Dpが入力すると、
一旦リセツトされて０からカウントし直す。

そして、カウンタ４２２はＮ個のパルスPcが
発生した後、すなわちシフトレジスタ４１３の一
周後に、その時のカウント値を引算器４２３へ出
力する。

引算器４２３は、そのカウント値をデータ発生
器４２４からのデータＮから引いた差を出力す
る。

例えばＭ回のローテイト時にピークが検出され
たとすれば、その時のカウンタ４２２のカウント
値はＭであり、引算器４２３の出力データは（Ｎ
−Ｍ）である。

もし、合焦状態にあれば、最初の相関のピーク
があるわけで、ピーク検出器４２０によつてピー
クが検出されるのは最初であり、したがつて、カ
ウンタ４２２は途中ではリセツトされず、Ｎ個の
パルスPcが発生した時のカウンタ４２２のカウ
ント値はＮであるから、引算器４２３の出力デー
タはＮ−Ｎ＝０であり、出力端子の全部が“０”
になる。

そこで、この各出力端子のデータを夫々インバ
ータで反転して入力するAND回路４２５の出力
が“１”になり、ラツチゲート４１９を通して一
致信号Ｑとして出力される。なお、引算器４２３
の出力データは、合焦状態からのずれ量、すなわ
ち非合焦度を表わすことになる。

この一致検出回路は、一致信号が発生しない場
合は、絵素をずらした状態の方がより一致度が大
であることを確かめているので、より確実性が高
い上に、光学系の誤差やノイズ等により一致度が
低下しても、その検出は相対的であるので、より
正確に一致信号を発生させることができる。

しかも、非合焦度、すなわちピントのずれ量を
検出し得るので、試料台又は対物レンズを速かに
合焦点付近傍に移動させることもできる。

ところで、第５図の実施例では、試料台１０を
上限位置から下降及び上限位置から上昇させて、
イメージセンサ２０_Aと２０_Bの画像信号が不一致
から一致に変わる２箇所の変換点を検出したが、
試料台１０は上限又は下限位置から一方向にのみ
移動させて、２つの画像信号が不一致から一致に
変わる変換点と、一致から不一致に変わる変換点
とを検出し、その中点位置を算出してそこへ試料
台１０を移動させるようにしてもよい。

また、試料台１０を固定して、対物レンズ１５
（第４図）をモータ１２によつて移動させるよう
にしてもよい。

さらに、第８図に示すように凹凸のある被検体
にピントを合わせる場合、上述のように２箇所の
変換点の中点位置へ試料台又は対物レンズを移動
させると、通常は表面であるＡ面にピントが合う
が、特に凹部のＢ面にピントを合わせたい場合に
は、そのへこみ量aμ分だけ中点位置から対物レ
ンズと被検体とを近づけるようにシフトさせた位
置に試料台又は対物レンズを移動させるようにす
ればよい。

この発明は、顕微鏡に限るものではなく、精密
撮影装置や放送用ビデオカメラ等、高精度のピン
ト合わせを要求される光学装置に適用しても同様
な効果を上げることができる。

効果以上説明してきたように、この発明による自動
焦点調整方法は、被写体像の強度分布を検出する
イメージセンサの受光エレメントのピツチ（分解
能）によつて合焦精度が制約されることがなく、
検出用結像レンズの焦点距離を異常に長くするよ
うな必要もなく、短時間で高精度のピント合せを
自動的に行うことが可能である。

したがつて、工業用顕微鏡をはじめ、その他の
顕微鏡や精密撮影装置等に適用して、そのピント
合わせの効率及び精度を大幅に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の基礎となる従
来の自動焦点調整方法の原理を説明するための光
学系の光路図である。第３図は、この発明の原理
を説明するための説明図、第４図イ，ロは、この
発明の一実施例である顕微鏡の主として光学系を
示す構成図、第５図は、自動焦点検出回路の一例
を示すブロツク回路図、第６図は、第５図におけ
る一致検出回路４１の一例を示すブロツク回路
図、第７図は、同じく一致検出回路の他の例を示
すブロツク回路図である。第８図は、凹凸のある
被検体の例を示す側面図である。１……被写体、２……対物レンズ（撮影レン
ズ）、４，５……検出用結像レンズ、６，７……
イメージセンサ、１０……試料台、１１……被検
体（被写体）、１２……モータ、１３……エンコ
ーダ、１５……対物レンズ、１６……接眼レン
ズ、１８……ビームスプリツタ、１９_A，１９_B…
…検出用結像レンズ、２０_A，２０_B……イメージ
センサ、２１……自動焦点検出回路ブロツク、３
０……シーケンス制御回路、３３……モータ駆動
回路、３４……ステツプ信号発生器、４０……セ
ンサドライバ、４１……一致検出回路、４２……
演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

１同一被写体から結像光学系の対物レンズの異
なる部分を通過した光束によつてそれぞれ結像さ
れる２つの被写体像の強度分布を夫々イメージセ
ンサによつて検出し、前記対物レンズ及び被写体
のいずれか一方を他方に対して近づけるか又は遠
ざけるように移動させながら、前記イメージセン
サによつて検出される２つの被写体像の強度分布
信号の一致・不一致を検出して、その検出結果が
不一致から一致又は一致から不一致に変わる２箇
所の変換点を検出し、その２箇所の変換点の中点
を算出して合焦位置とし、その合焦位置へ前記移
動させた対物レンズ又は被写体を位置させて合焦
を得ることを特徴とする自動焦点調整方法。